DİKEY, YATAY VE AÇILI KUVVETLERİN DENTAL İMPLANT KA ÜZERİNDE OLUŞTURDUĞU STRES DAĞILIMININ İNCELENMESİ: SONLU ELEMAN ANALİZİ

Transkript

1 BİLİMSEL ÇALIŞMALAR 58 MAYIS 2012 DİKEY, YATAY VE AÇILI KUVVETLERİN DENTAL İMPLANT KA ÜZERİNDE OLUŞTURDUĞU STRES DAĞILIMININ İNCELENMESİ: SONLU ELEMAN ANALİZİ TÜRK DİŞHEKİMLİĞİ DERGİSİ Copyright stanbul 2012 TDD; May s 2012, 84: Araflt rma / Research Rüfltü Cem Tanyel 1 Mustafa Ramazano lu 1 Damla brahimo lu 1 Çi dem Ünlü 1 Merve Özgül 1 Gülay Katibo lu 2 A. Bülent Katibo lu 1 Dikey, yatay ve aç l kuvvetlerin Dental mplant KA üzerinde oluflturdu u stres da l m n n incelenmesi: Sonlu eleman analizi Evaluation of stress distribution of vertical, horizontal and oblique forces on Dental mplant KA: A finite element analysis ÖZET Günümüzde implant teknolojisindeki geliflmelerle beraber her türlü diflsizli in tedavisinde dental implant uygulamalar vazgeçilmez tedavi seçene i haline gelmifltir. Do al bir diflin sahip oldu u periodontal ligamanlardan yoksun olan implantlar a z içinde çi neme esnas nda çok yönlü kuvvetlere maruz kalmakta ve bu yoksunluk nedeniyle üzerine gelen tüm stresi osseointegre oldu u kemi e iletmektedir. mplant bütünü ve kemik üzerindeki stres da l m n n incelenmesi pek çok araflt rmac n n ilgi alan na girmifltir. Stres da l m - n n in vivo çal flmalarla anlafl lmas ve yorumlanmas oldukça komplike bir hal ald ndan bu konuda yap lan araflt rmalarda a rl kl olarak sonlu elemanlar analizi (SEA) yöntemi tercih edilmifltir. SEA yöntemi bütün olarak modellenen cismin birbirine efl kabul edilen elemanlara bölünmesi ve bir elemanda ortaya ç kan stresten cismin tamam ndaki stresin analiz edilmesi esas na dayan r. Böylece difl hekimli inde klinik olarak imkans z gibi görülen baz de erlendirmelerin yap lmas mümkün olur. Çal flmam zda Dental mplant KA üzerine ayr ayr ve ayn anda gelen çok yönlü kuvvetlerin hem implantta hem de kemikte oluflturdu u streslerin analizi amaçlanm flt r. Anahtar kelimeler Dental implantlar, sonlu elemanlar analizi, stres da l m, stres analizi. SUMMARY Recently dental implants have become a rutin therapy option for edentulism with the technological progress. Because it doesn t have the periodontal ligaments a dental implant transfers multi dimensional forces which it is subjected to directly in the surrounding bone. The stress distribution on implant complex and bone is researched by many authors. In vivo evaluation of the stress distribution is a complicated study, thus the researches in this field are mainly formed of finite element analyses. Studies which seem impossible to construct become applicable. In our study we aimed to evaluate stress distribution due to the multidimensional forces applied on Dental mplant KA simultaneously and one by one. Key words Dental implants, finite element metot, stres distribution, stress analysis. G R fi Son 30 y lda total ve parsiyel diflsizli in telafisinde dental implantlar önemli bir tedavi seçene i haline gelmifltir (4). mplant yüzeylerindeki geliflmeler ve bilinçli ve güvenli cerrahi tekniklerin uygulanmas ile implant tedavisi güvenilir bir prosedür olarak kabul görmüfltür (10). Yüksek baflar oranlar na ra men baflar s zl k ve implant kay plar da söz konusudur (11). Bu durumun temel sebebi peri-implanter bölgede kemi in zay flamas ya da rezorpsiyonudur. Kemik rezorpsiyonu özellikle implantlar n boyun bölgesini etkilemektedir. Bu rezorpsiyon, cerrahi travma,bakteriyel enfeksiyon ve kemik-implant ara yüzünde afl r oklüzal yüklemeye ba l olarak art fl gösterir (8). Literatürde baflar s zl k ve implant kay plar na yol açan risk faktörlerinden biri de afl r oklüzal yükleme olarak gösterilmektedir (11). Dental implantlar üzerine do al olarak fonksiyon s ras nda kuvvetler gelebilece i gibi çi neme olmadan da yanak, dudak ve dil kaslar n n etkisiyle sürekli kuvvet gelebilir yani pasif uyuma sahip üst yap lar olan implantlarda bile okluzal yükler gelmezken dental implantlar üzerinde birtak m kuvvetler etkili olmaktad r. Bu kuvvetler genelde çok küçük olmakla beraber dil itme gibi parafonksiyonel al flkanl klara sahip hastalarda al flkanl n fliddeti ile artabilir. Do al difllere gelen kuvvet da l m periodontal ligamentin mikro hareketi sayesinde olur. mplantlarda ise böyle bir durum söz konusu olmad - ndan kuvvet da l m olamaz ve kuvvetin büyük k sm kret tepesinde yo- unlafl r. Do al difllerde periodontal ligamanlar oklüzal kuvvetlere karfl tampon vazifesi görürler. Osseointegre bir implantta ise oklüzal kuvvetler direkt olarak implant çevreleyen kemi e iletilir. Bu durum; 1) kemik-implant arayüzünde mikro k r klara, 2) implant n k r lmas na, 3) implant sisteminin parçalar nda kay plara, 4) ve istenmeyen kemik rezorpsiyonuna yol açar (15). mplant üzerine gelen afl r kuvvetlerin yol açt stres ve gerinimler kemik yap m efli ini aflt nda kemik matriksinde meydana gelen mikro düzeydeki hasarlar zamanla rezorpsiyona yol açmaktad r (11). Peri-implanter kemikteki stres ve gerinim alanlar ; yükleme tipi, implant ve protezin materyal özellikleri, implant geometrisi, yüzey yap s, kemi in kalite ve kantitesi ve kemik-implant arayüz özellikleri gibi baz biyomekanik özelliklere ba l olarak ortaya ç kar (8). Rezorpsiyon özellikle afl r oklüzal yüklemeye ba l olarak ortaya ç kt ndan implant kay plar n n esas sebebi afl r yükleme olarak ka- 1- stanbul Üniversitesi A z, Difl ve Çene Cerrahisi AD. 2- Protetik Difl Tedavisi Uzman

2 59 BİLİMSEL ÇALIŞMALAR DİKEY, YATAY VE AÇILI KUVVETLERİN DENTAL İMPLANT KA ÜZERİNDE OLUŞTURDUĞU STRES DAĞILIMININ İNCELENMESİ: SONLU ELEMAN ANALİZİ EVALUATION OF STRESS DISTRIBUTION OF VERTICAL, HORIZONTAL AND OBLIQUE FORCES ON DENTAL IMPLANT KA: A FINITE ELEMENT ANALYSIS ÖZET Günümüzde implant teknolojisindeki gelişmelerle beraber her türlü dişsizliğin tedavisinde dental implant uygulamaları vazgeçilmez tedavi seçeneği haline gelmiştir. Doğal bir dişin sahip olduğu periodontal ligamanlardan yoksun olan implantlar ağız içinde çiğneme esnasında çok yönlü kuvvetlere maruz kalmakta ve bu yoksunluk nedeniyle üzerine gelen tüm stresi osseointegre olduğu kemiğe iletmektedir. İmplant bütünü ve kemik üzerindeki stres dağılımının incelenmesi pek çok araştırmacının ilgi alanına girmiştir. Stres dağılımı- nın in vivo çalışmalarla anlaşılması ve yorumlanması oldukça komplike bir hal aldığından bu konuda yapılan araştırmalarda ağırlıklı olarak sonlu elemanlar analizi (SEA) yöntemi tercih edilmiştir. SEA yöntemi bütün olarak modellenen cismin birbirine eş kabul edilen elemanlara bölünmesi ve bir elemanda ortaya çıkan stresten cismin tamamındaki stresin analiz edilmesi esasına dayanır. Böylece diş hekimliğ inde klinik olarak imkansız gibi görülen bazı değerlendirmelerin yapılması mümkün olur. Çalışmamızda Dental İmplant KA üzerine ayrı ayrı ve aynı anda gelen çok yönlü kuvvetlerin hem implantta hem de kemikte oluşturduğu streslerin analizi amaçlanmıştır. Anahtar kelimeler Dental implantlar, sonlu elemanlar analizi, stres dağılımı, stres analizi. SUMMARY Recently dental implants have become a rutin therapy option for edentulism with the technological progress. Because it doesn t have the periodontal ligaments a dental implant transfers multi dimensional forces which it is subjected to directly in the surrounding bone. The stress distribution on implant complex and bone is researched by many authors. In vivo evaluation of the stress distribution is a complicated study, thus the researches in this field are mainly formed of finite element analyses. Studies which seem impossible to construct become applicable. In our study we aimed to evaluate stress distribution due to the multidimensional forces applied on Dental mplant KA simultaneously and one by one. Key words Dental implants, finite element metot, stres distribution, stress analysis. GİRİŞ Son 30 yılda total ve parsiyel dişsizliğin telafisinde dental implantlar önemli bir tedavi seçeneği haline gelmiştir (4). İmplant yüzeylerindeki gelişmeler ve bilinçli ve güvenli cerrahi tekniklerin uygulanması ile implant tedavisi güvenilir bir prosedür olarak kabul görmüştür (10). Yüksek başarı oranlarına rağmen başarısızlık ve implant kayıpları da söz konusudur (11). Bu durumun temel sebebi peri-implanter bölgede kemiğin zayışaması ya da rezorpsiyonudur. Kemik rezorpsiyonu özellikle implantların boyun bölgesini etkilemektedir. Bu rezorpsiyon, cerrahi travma,bakteriyel enfeksiyon ve kemik-implant ara yüzünde aşırı oklüzal yüklemeye bağlı olarak artış gösterir (8). Literatürde başarısızlık ve implant kayıplarına yol açan risk faktörlerinden biri de aşırı oklüzal yükleme olarak gösterilmektedir (11). Dental implantlar üzerine doğal olarak fonksiyon sırasında kuvvetler gelebileceğ i gibi çiğneme olmadan da yanak, dudak ve dil kaslarının etkisiyle sürekli kuvvet gelebilir yani pasif uyuma sahip üst yapıları olan implantlarda bile okluzal yükler gelmezken dental implantlar üzerinde birtakım kuvvetler etkili olmaktadır. Bu kuvvetler genelde çok küçük olmakla beraber dil itme gibi parafonksiyonel alışkanlıklara sahip hastalarda alışkanlığın şiddeti ile artabilir. Doğal dişlere gelen kuvvet dağılımı periodontal ligamentin mikro hareketi sayesinde olur. İmplantlarda ise böyle bir durum söz konusu olmadığından kuvvet dağılımı olamaz ve kuvvetin büyük kısmı kret tepesinde yo- ğunlaşır. Doğal dişlerde periodontal ligamanlar oklüzal kuvvetlere karşı tampon vazifesi görürler. Osseointegre bir implantta ise oklüzal kuvvetler direkt olarak implantı çevreleyen kemiğe iletilir. Bu durum; 1) kemik-implant arayüzünde mikro kırıklara, 2) implantın kırılmasına, 3) implant sisteminin parçaları nda kayıplara, 4) ve istenmeyen kemik rezorpsiyonuna yol açar (15). İmplant üzerine gelen aşırı kuvvetlerin yol açtığı stres ve gerinimler kemik yapım eşiğini aştığında kemik matriksinde meydana gelen mikro düzeydeki hasarlar zamanla rezorpsiyona yol açmaktadır (11). Peri-implanter kemikteki stres ve gerinim alanları; yükleme tipi, implant ve protezin materyal özellikleri, implant geometrisi, yüzey yapısı, kemiğin kalite ve kantitesi ve kemikimplant arayüz özellikleri gibi bazı biyomekanik özelliklere bağlı olarak ortaya çıkar (8). Rezorpsiyon özellikle aşırı oklüzal yüklemeye bağlı olarak ortaya çıktığından implant kayıplarının esas sebebi aşırı yükleme olarak ka-bul edilir. Bunun sonucunda kemik-implant arayüzündeki kuvvet iletiminin analizi, implantın başarısını belirleyen faktör olan tüm sistemin yüklemesinin analizinde birinci adım haline gelmektedir (2). Pek çok çalı şmada implant çevresindeki kemikte meydana gelen stres dağılımı sonlu eleman analizi yöntemi ile incelenmiştir. Sonlu eleman analizi mühendislik problemlerinin çözümünde kullanılan teorik bir teknik olarak kabul edilmektedir (7). Bu teknik implantın kendisinde ve onu saran kemikte meydana gelen streslerin nicel olarak değerlendirilmesinde yaygın biçimde kullanılmaktadır (12). Bu yöntem klinik koşulları n karmaşıklığını simüle etmekte di- ğerlerine göre bir çok avantaj sunmaktadır (15). Üç boyutlu sonlu eleman analizinde yalnızca karmaşık geometrik şekiller ve materyal özelliklerinin modellenmesi değil aynı zamanda deneylerde tekrarlanması zor olan çeşitli sınır koşullarının simulasyonu da mümkündür (7). Sonlu Elemanlar Analizi (SEA), bilgisayar tabanlı olup çeşitli mekanik problemlere kabul edilebilir bir yaklaşımla çözüm arayan bir sayısal çözüm yöntemidir. Canlı dokular ve organların, kuvvetler karşısında nasıl bir davranış sergilediğini tespit etmek, gerilme analizi yapmak çok güç, maliyeti yüksek, riskli ve bazen de imkansızdır. Bu nedenle stres analiz çalışmalarının canlı malzemenin bir modeli üzerinde yapılması kaçınılmaz hale gelmiştir. Bir cismin üzerine gelen kuvvetlerin yoğunlaştığı bölgelerin görülmesi ve o cismin kuvvetler karşısında daha dayanıklı ve daha güçlü olabilmesi için nasıl bir yapı da olması gerektiğini önceden tespit etmek için çeşitli kuvvet analizleri yapılır. Dişhekimliğinde kullanılan kuvvet dağı- lımı saptama yöntemleri şunlardır: 1. Gerilim ölçer ile analiz yöntemi 2. Fotoelastik analiz yöntemi 3. HolograŞk interferometre ile analiz yöntemi 4. Kırılgan vernikle kaplama yöntemi 5. Sonlu elemanlar stres analiz yöntemi Sonlu elemanlar analizinde, analiz edilecek canlı ya da cansız değişik şekillerdeki yapı ların, bilgisayar ortamına aktarılarak gerçeğ e en yakın şekilde modellemesi yapılır.

3 BİLİMSEL ÇALIŞMALAR 60 Tüm model, matematiksel olarak anlamlı daha basit geometrik parçalara (elemanlara) bölünür. Elemanlar birbirlerine düğümlerle bağlı olup değişik geometrik şekillerde olabilir. Düğümler aracılığıyla, bir elemandaki fiziksel değişiklik diğer elemanlara da yansır. Kuvvet dağılımı hesaplaması, yapının tamamı yerine, her eleman için ayrı ayrı bulunacağından dolayı daha hassas bir analiz için eleman sayısı çoğaltılabilir. Böylece boyutları belirlenmiş bir modelde, yazılımlar ile belirlenen şiddet, yön ve alandaki kuvvet uygulamasına bağlı olarak ortaya çı- kan gerilimler (stress), gerinimler (strain) ve yer değiştirmeler (deplasman) ölçülebilmektedir. Düğüm (Node) Sonlu elemanlar yönteminde modeller, sonlu sayıda eleman olarak adlandırılan basit geometrik şekillere bölünür. Bu elemanlar belli noktalardan birbirleriyle bağlanır ve bu noktalara düğüm (node) denir. Bu düğüm noktalarının belirli noktalardan hareketsiz bir şekilde sabitlenmesi gereklidir. Stres (Gerilim) ve Strain (Gerinim) Stres; birim alan başına düşen kuvvetin miktarı olarak tanımlanır ve kuvvetin birimi MPa (Megapaskal) dır. Bir cisme dışarı- dan bir kuvvet uygulandığında, o yapının iç kısmında karmaşık iç gerilmeler oluşur. İç gerilmeler; çekme (tensile), basma (compressive) ve makaslama (shear) gerilimi olmak üzere üç tipe ayrılır. Gerinim (strain), gerilim uygulandığında, cismin her biriminde meydana gelen birim uzunluktaki değişim şeklinde, cismin Şziksel bir deformasyonu (elastik veya plastik) olarak tanı mlanır, yani uzunluktaki değişimin orijinal uzunluğa oranı olup ölçü birimi yoktur. Bir yapıda bir kuvvet gerilim oluşturduğunda, bu kuvvet aynı zamanda gerinim de oluşturur. Gerilme ve gerinim (stres ve strain) birbirinden tamamen farklı niceliklerdir. Gerilim, büyüklüğü ve yönü olan bir kuvvet iken; gerinim bir kuvvet değil, sadece bir büyüklüktür. Eleman (Element) Sonlu elemanlar yönteminde sistemi tanı mlayan bölge, eleman (element) olarak adlandırılan basit geometrik şekillere bölünür. Bu elemanlar, düğüm olarak adlandırılan özel noktalardaki bilinmeyen değerler cinsinden ifade edilmektedir. Sınır koşulları nı da içerecek şekilde, elemanların birleştirilmesi sonucu lineer veya lineer olmayan cebirsel denklem seti elde edilir ve bu denklemlerin çözümü, sistemin gerçeğe yakın davranışını verir. Model ne kadar çok sayıda elemana bölünürse daha gerçeğe yakın sonuçlar elde edilir. Ağ yapısı (Mesh) oluşturulması Düğüm noktalarının ve elemanların koordinatları, ağ (mesh) oluşturma işlemi ile oluşturulur. Mesh oluşturmada modeller sonlu sayı- da elemanlara bölünür. Genellikle, önemli olduğu veya kendi içinde büyük değişime sahip olduğu bilinen veya tahmin edilebilen bölgelerde, birim alana daha fazla eleman yerleştirilir. Mesh işleminden sonra sonra, cismin nereden sabitlendiğini ve kuvvetin neresinden uygulandığını gösteren sınır şartları belirlenir. Eleman sayısı arttırılarak, eleman tipi değiştirilerek, mesh üretim yöntemi değiştirilerek, yeniden mesh oluşturularak çözüm tekrarlanabilir. Sınır şartları (Boundary conditions) Sınır şartları gerilmelerin ve yer değiştirmelerin (deplasman) sınır ifadelerini kapsar. Cismin nereden sabitlendiğini ve kuvvetin neresinden uygulandığını gösterir. Geometri ve katı modelleme Sonlu elemanlar analizinin yapılabilmesi için ilk aşama, kullanılacak tüm materyallerin bilgisayar ortamına aktarılarak modellenmesidir. İleri düzey modelleme tekniğidir. Cismin iç ve dış geometrisinin gerçeğe en yakın tanımı yapılmış olur. Cisimlerin katı modellemesi için CAD (Computer Aided Design-Bilgisayar Destekli Tasarım) programları kullanılır. CAD ortamında hızlı bir veri, iletişim ve işlem gücüne sahip süper bilgisayarlara ihtiyaç duyulmaktadır.

4 61 BİLİMSEL ÇALIŞMALAR Poisson oranı Elastik sınırlar içinde kuvvete dik yöndeki gerinimin, yükleme yönündeki gerini-me oranıdır. Poisson oranı, bütün maddeler için 0 ile 0. 5 arasında değişkenlik gösterir ve cisme ait ayırıcı bir özelliktir. Von mises stres Von Mises stresi, çekilebilir (ductile) materyaller için, şekil değiştirmenin başlangıcı olarak tanımlanır. Von Mises stresi, materyal üzerinde oluşan stres dağılımları ve yo- ğunlaşmaları hakkında bilgi edinmek amacı yla kullanılır. İki veya üç boyutta oluşan stresleri birleştirerek, tek yönde yüklenen materyalin çekme (tensile) dayanıklılığını verir. Von Mises stres, kırılma (fatigue) dayanı klılığının ölçülmesindeki analizlerde de kullanılır (14). SEA çalışmaları statik ve dinamik, lineer ve nonlineer olarak gerçekleştirilebilmektedir. Bu çalışmalar var olan materyallerin sanal olarak modellenmesiyle gerçekleştirildiğinden bazı kabulleri gerektirir. Homojenöz Materyalin mekanik özelliklerinin yapı- sal her elemanda benzer olduğu durumdur. İzotropik Yapısal elemanın her yönünde materyal özelliklerinin aynı olduğu durumdur. Lineer elastik Yapıda oluşan deformasyon veya gerinimin uygulanan kuvvetler ile orantılı olarak değişkenlik göstermesidir. Bu çalışmada dikey, yatay ve açılı olmak üzere ayrı ayrı ve aynı anda uygulanan çok yönlü kuvvetlere karşı İmplant KA ve solid dayanağı üzerinde oluşan stres dağılımının incelenmesi amaçlandı. Elastisite modülü (Young s modülü) Elastisite modülüsü, gerilmenin gerinime (stres/strain) oranı olup, materyalin sertliğ inin ölçüsünü verir, birimi GPa (Gigapaskal) dır. Elastisite modülüsü arttıkça cismin katılığı da artar. Yüksek elastisite modülüsüne sahip bir cisim, aynı kuvvetler altında, düşük elastisite modülüsüne sahip bir cisimden daha az deformasyona uğrar. MATERYAL METOT Modemedikal Ltd.Ş. Ar Ge bölümünde gerçekleştirildi. Bu çalışmada İmplant KA ve solid abutment üzerine dikey yönde 100 N, yatay yönde 30 N ve 30 derece açı ile oblik olarak 50 N luk kuvvetler önce ayrı ayrı, sonra aynı anda uygulanarak stres alanları değerlendirildi. Yüksekliği mm, genişliği 16.3 mm olan yaklaşık 3 cm uzunluğunda kemik modellemesi yapılarak ağız içinde premolar bölgedeki kemik taklit edildi. Üzerine önceden belirlenmiş kuvvetler uygulanmak üzere 4. 1 mm çap ve 10 mm boya sahip Dental İmplant KA ve 7 mm yüksekliğe sahip solid dayanak seçildi. İmplant, dayanak ve kemik modellemesi solidworks programı kullanılarak Intel(R) Core(TM) i GHz işlemci ve 8.00 GB RAM e sahip kişisel bir bilgisayarda gerçekleştirildi. İmplant KA ve dayanak materyali titanyum grade 4 tür. Dayanak ve implant aynı materyal yapısına sahip olduğu için ve implant iç dizaynı ile dayanak bağlantısı arasındaki temasın sonuçları yanıltmaması için implant ve dayanak bir bütün olarak tek bir ünite şeklinde modellendi. Yapı homojen, izotropik, elastik ve lineer kabul edildi. İmplantdayanak- kemik kompleksi modeli yüzeylerin tamamında, bütün düğümlerde sınırlandı rıldı, sabitlendi. Mesh işlemi tamamlandıktan sonra çalışmanı n başında belirlenmiş olan kuvvetlerin uygulanmasına geçildi. Kuvvet, dayanak tepesinde yüzeyin tamamına uygulandı. İmplant KA üzerine dikey yönde 100 N, yatay yönde 30 N, 30 derece açı ile oblik olarak 50 N luk kuvvet ayrı ayrı uygulanarak üç model oluşturuldu. Dördüncü modelde ise bu kuvvetlerin tamamı aynı anda uygulandı.

5 BİLİMSEL ÇALIŞMALAR 62 BULGULAR Çözüm sonrası materyaldeki stres dağılımı değerlendirildi. Stres dağılımı Von misses stres değerleri ve renklendirme yöntemiyle gösterildi. Her renk bir değer aralığını göstermekte ve bu değer aralığı da skalada matematiksel olarak ifade edilmektedir. Dikey yönde implant-abutment-kemik kompleksi üzerine gelen 100 N luk kuvvet modelin genelinde önemli bir strese yol açmamaktadır. Stres genele kıyasla boyun bölgesinde daha yoğun olarak izlenmiştir. Yatay yönde uygulanan 30 N luk kuvvet ise yine boyun bölgesinde önemsiz düzeyde strse yola açmıştır. Stres kuvvetin uygulandı ğı tarafın tersinde etkin olarak gözlenmiştir. Abutment üzerine 30 derece açı ile uygulanan 50 N luk kuvvet ise yine uygulama yönünün zıt tarafında ancak yine boyun bölgesinde strese yol açmıştır. Kuvvetlerin aynı anda farklı yönlerden uygulandığı modelde ise stres dağılımının hem boyun bölgesinde hem de internal bağlantıda yani implant abutment birleşiminde yoğunlaştığı görülmüştür. Sonlu elemanlar analizinde modeller çeşitli kesitlerde incelenebilmekte, istenen kesitlerde görüntüler kaydedilebilmektedir. Kuvvet uygulanan alanlar yok edilerek yalnı zca stres alanlarının izlenmesi de mümkündür. TARTIŞMA Klinik çalışmalar ve hayvan deneyleri implant tedavisinde başarısızlığa yol açan marjinal kemik kaybının çoğu olguda uygun olmayan yükleme koşullarından kaynaklandığı nı göstermiştir. Uygun olmayan yükleme koşulları kemikte stres ve gerinimlere, bu ise kemik rezorpsiyonuna yol açar. Sonuç olarak kemikteki mekanik yanıtları ve bunların farklı kemik-implant parametreleriyle olan ilişkilerinin incelenmesi oldukça önemlidir, ancak klinik gözlemler ve deneysel yaklaşımlarla biyomekanik yönlerini değerlendirmek oldukça zordur (4). Canlıda kemik gerinimini elektriksel gerinim ölçerlerin kullanımı pratik olmadığından stres, gerinim ve deformasyon ölçümünde genellikle sonlu eleman analizi gibi matematiksel yaklaşımlar tercih edilmektedir (10). Literatürde sonlu eleman analizi yöntemiyle yapılmış çok sayıda çalışma bulunmaktadır. 10 mm uzunluğunda ve 4 mm çapındaki bir implantın vertikal eksendeki ortalama maksimum çiğneme kuvvetlerine, destek kemiğe Fizyolojik limitler dahilinde kuvvet ileterek karşı koyabildiği gösterilmiştir (9). Biz de çalışmamızda modellemek üzere 4.1 mm çap ve 10 mm boya sahip İmplant KA yı tercih ettik. Titanyum implantlarla ilgili yapılan tüm sonlu elemanlar analizi çalışmaları nda, gerilim yoğunluğunun implantın boyun kısmında olduğu bildirilmiştir (6). Luigi Baggi ve arkadaşları 2008 yılında kemik ve dental implantlar arasındaki ilişkiyi araştırdıkları bir çalışmada, maksilla ve mandibulaya uyguladıkları piyasada bulunan 3 adet markaya ait 5 farklı tipteki implant üzerinde inceleme yapmışlar ve kortikal kemikte stresin en fazla boyun bölgesinde yoğunlaştığını tespit etmişlerdir (8). A.Merdji ve arkadaşlarının 2010 yılında yaptıkları çalışmada farklı yükleme koşulları nda implantüstü protezler ortaya çıkan stresler değerlendirilmiş ve yüklemede maksimum stres implant tepesinde, kemikte ise boyun bölgesinde tespit edilmiştir (1). A.Merdji ve arkadaşları 2012 yılında yaptıkları araştırmalarında ise kortikal kemikte en yoğun stres bölgesini implantın boyun bölgesi olarak gözlemlemişlerdir (2). Benzer şekilde A.Merdji ve arkadaşları da 2011 yılında yaptıkları çalışmada marjinal kemikteki stresin en yoğun olarak mesial boyun bölgesinde olduğunu göstermişlerdir (2). Ömer LütŞ Koca ve arkadaşları da benzer şekilde 2005 yılında yaptıkları çalışmada stresin yoğunlaştığı bölgenin kortikal kemikte implantın boyun bölgesi olduğunu bildirmişlerdir (13). O. Kayabaşı ve arkadaşları 2006 yılında yaptıkları çalışmada sonlu eleman analizini kullanarak implant, dayanak, metal alt yapı ve üst yapıda ortaya çıkan stresi incelemişlerdir. Stresin en yoğun olduğu yerler implantta birinci yiv üzerinde, dayanakta ise gövde ile ilk yiv arasında tespit edilmiştir (12). Bizim çalışmamızda oluşturduğumuz 4 modelde kuvvetler hem ayrı ayrı hem de aynı anda uygulandığında streslerin özellikle boyun bölgesinde, kuvvetlerin aynı anda uygulandığı 4. modelde ise internal bağlantı çevresinde yoğunlaştığı tespit edilmiştir. Sonuçlarımız

6 63 BİLİMSEL ÇALIŞMALAR arkadaşlarının yaptığı araştırma sonucuna paraleldir. Barbier ve arkadaşları IMZ implantları etrafındaki aksiyel ve aksiyel olmayan yükleri sonlu elemanlar stres analizi yöntemi ile incelemişler, çalışmaları nda özellikle horizontal yüklerin azaltılması gerektiğini göstermişlerdir (3). literatürle paraleldir. Gerilim analizlerinin sonuçlarının değerlendirilmesinde asal gerilimler, asal elastik gerilimler ve von misses gerilim değerleri karşılaştırmalarda en sık kullanılan değerlerdir. Von misses gerilim değerleri implant gibi ezilebilir materyallerin içerisinde meydana gelen gerilimleri göstermek için idealdir. Şimdiye kadar yapılan çalışmaların ço- ğunda implant ve çevre kemikte oluşan değişimler genellikle Von misses gerilim de- ğerlerine bakılarak incelenmiştir (5). Çalışmamızda kuvvetlerin ayrı ayrı uygulandığı durumlarda maksimum Von misses stres değerleri birbirine oldukça yakın tespit edilmiştir. Kuvvet miktarları birbirinden oldukça farklı olduğu halde stres miktarları nın birbirine yakın olması özellikle yatay yöndeki kuvvetlerin boyun bölgesinde daha fazla stres oluşturduğu sonucunu düşündürmüştür. Çalışmamızın bu sonucu Barbier ve SONUÇ İmplant tedavisinde başarısızlık temelde biyomekanik faktörlerin etkisi altındadır. Bu faktörlerin başında aşırı ve düzensiz oklüzal yükler gelmektedir. Fizyolojik çiğneme kuvvetleri implantta ve kemikte önemli düzeylerde stres oluşturmamaktadır. Ancak yatay yöndeki kuvvet bileşenleri, miktarları dikey kuvvetlerden az da olsa dikey kuvvetlerle benzer düzeylerde stres oluşturmaktadır. Çalışmamız, Dental İmplant KA nın, yatay ve dikey kuvvetler karşısında oluşan stresleri karşılama ve kemiğe iletme açısından, literatürdeki diğer dental implant sistemlerine benzer niteliklerde olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca bu çalışma, implantlar üzerine gelen stresleri azaltmak ya da fizyolojik sınırlarda tutabilmek amacıyla yatay yöndeki kuvvet bileşenlerinin mümkün olduğunca azaltılması gereğini bir kez daha ortaya koymuş, implant uygulamaları sırası nda doğru ve dikkatli bir operasyon ve protetik planlama gerekliliğini irdelemiştir. KAYNAKLAR 1. A. Merdji et al.; Stress analysis in dental prosthesis, Computational Materials Science 49 (2010) A. Merdji et al.; Stress distribution in dental prosthesis under an occlusal combined dynamic loading, Materials and Design 36 (2012) Barbier, L., Vander Sloten, J., Krzesinski, G., Schepers, E. ve Van der Perre, G. (1998). Finite element analysis of non-axial versus axial loading of oral implants in the mandible of the dog. Journal of Oral Rehabilitation, 25(11), Chun-Li Lin, Yu-Chan Kuo, Ting-Sheng Lin; Effects of dental implant length and bone quality on biomechanical responses in bone around implants: A 3-D Non-linear Finite Element Analysis,Biomed Eng Appl Basis Comm, 2005(February); 17: Firdevs Veziroğlu fienel ve ark.; Farklı tipte endosteal implantların, farklı kuvvetler altında çevre kemikte oluflturduğu değiflikliklerin üç boyutlu modelleme ve sonlu elemanlar analizi ile değerlendirilmesi, Atatürk Üniv. Difl Hek. Fak. Derg., Cilt 20, Sayı 1, Yıl: 2010, Sayfa Geng JP, Tan KB, Liu GR; Application of finite element analysis in implant dentistry, J Prost Dent 2001; 85(6): Kağan Değerliyurt et al.; Effects of different fixture geometries on the stress distribution in mandibular peri-implant structures: a 3 dimensional finite element analysis, Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2010;110:e1- e11). 8. Luigi Baggi, Ilaria Cappelloni, Franco Maceri, Giuseppe Vairo; Stress-based performance evaluation of osseointegrated dental implants by finite-element simulation, Simulation Modelling Practice and Theory 16 (2008) Lum, L.B. ve Osier, J.F. (1992). Load transfer from endosteal implants to supporting bone: an analysis using statics. Part two: Axial loading. Journal of Oral Implantology, 18(4), Nobuaki Okumura, Roxana Stegaroi, Eriko Kitamura, Kouichi Kurokawa, Shuichi Nomura; Influence of maxillary cortical bone thickness, implant design and implant diameter on stress around implants: A three-dimensional finite element analysis, Journal of Prosthodontic Research 54 (2010) Nobuaki Okumura, Roxana Stegaroiu, Hideyoshi Nishiyama, Kouichi Kurokawa, Eriko Kitamura, Takafumi Hayashi, Shuichi Nomura; Finite element analysis of implant-embedded maxilla model from CT data: Comparison with the conventional model, Journal of Prosthodontic Research 55 (2011) Oğuz Kayabaşı, Emir Yüzbaşıoğlu, Fehmi Erzincanlı; Static, dynamic and fatigue behaviors of dental implant using finite element method, Advances in Engineering Software 37 (2006) Omer Lutfi Koca et al. ; Three-dimensional finite-element analysis of functional stresses in different bone locations produced by implants placed in the maxillary posterior region of the sinus floor, J Prosthet Dent 2005; 93:38-44.) 14. Özkan Adıgüzel; Sonlu Elemanlar Analizi: Derleme Bölüm 1: Diflhekimliğinde Kullanım Alanları, Temel Kavramlar ve Eleman Tanımları, Dicle Dişhekimliği Dergisi / Dental Journal of Dicle, ISSN Yingying Sun, Liang Kong, Kaijin Hu, Cheng Xie, Hongzhi Zhou, Yanpu Liu, Baolin Liu; Selection of the implant transgingival height for optimal biomechanical properties: a three-dimensional finite element analysis, British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery 47 (2009)