K FARKLI CO-CR HBP ALAIMININ MEKANK ÖZELLKLERNN KARILATIRILMASI COMPARISON OF MECHANICAL PROPERTIES OF TWO DIFFERENT Co-Cr RPD ALLOYS Yrd.Doç.Dr.Yurdanur UÇAR * Yrd.Doç.Dr.Cem KURTO2LU * ÖZET Amaç: Bu çalmann amac Çukurova Üniversitesi Di Hekimlii Fakültesi nde sklkla kullanlmakta olan iki farkl hareketli bölümlü protez alamnn mekanik özelliklerini karlatrmaktr. Gereç ve Yöntem: Magnum H60 (MESA, Travagliato,.talya) ve Biosil F (Degussa Dental, GmbH, Hanau, Almanya) olmak üzere iki farkl Co-Cr alam kullanlarak her grup için 10 örnek olmak üzere ADA nn 14 nolu artnamesine göre çekme testi örnekleri hazrlanmtr. Örnekler krlana kadar devam ettirilen çekme testinde iki grubun maksimum çekme dayankll ve uzama yüzdesi deerleri Mann Whitney U testi kullanlarak karlatrlmtr (=0.05). Krlma yüzeyleri stereomikroskop kullanlarak incelenmitir. Bulgular: Magnum H60 grubunun maksimum çekme dayankllnn (828 ± 17.3 MPa) Biosil F nin dayankllndan (782 ± 51.6) istatistiksel açdan anlaml ölçüde yüksek olduu bulunmutur (B =0.01). Magnum H60 ve Biosil F gruplarnn uzama yüzdeleri sras ile 6.77 ± 1.62 ve 6.32 ± 2.38 olarak bulunmutur..ki grubun uzama yüzdeleri arasnda anlaml bir farkllk bulunamamtr (B =0.496). Krlma yüzeylerinden alnan stereomikroskop görüntüleri benzerlik göstermektedir. Her iki gruba ait örneklerin krlma yüzeyinde alamn sertlemesi srasnda olumu porotik yaplar ve çatlaklar izlenmektedir. Sonuç: Bu çalmada test edilen Co-Cr alamlarnn her ikisi de mekanik özellikleri açsndan hareketli bölümlü protezlerin azda uzun süre kullanm için uygundur. Anahtar Kelimeler: Hareketli bölümlü protezler, Co-Cr alamlar, maksimum çekme dayanm, uzama yüzdesi SUMMARY Purpose: The purpose of this study was to compare the mechanical properties of two different removable partial denture alloys that are commonly used in Çukurova University Faculty of Dentistry. Material and Methods: Using two different Co-Cr alloys; Magnum H60 (MESA, Travagliato, Italy) and Biosil F (Degussa Dental, GmbH, Hanau, Germany) ten tensile test specimens were prepared for each group according to the ADA specification number 14. Specimens were loaded to crack. Ultimate tensile strength and percent elongation of two groups were compared using Mann Whitney U test (=0.05). Crack surfaces were investigated using a stereomicroskop. Results: A statistically significant difference was found between ultimate tensile strength of Magnum H60 (828 ± 17.3 MPa) and Biosil F (782 ± 51.6) (B =0.01). Percent elongation of Magnum H60 and Biosil F were found as 6.77 ± 1.62 and 6.32 ± 2.38, respectively. No significant difference was found among the two groups when the percent elongation was compared (B =0.496). Stereomicroscope images that are taken from the crack surfaces of both groups show similarities. Porotic structures and cracks that formed during solidification of the alloys can be seen on crack surfaces. Conclusion: Both of the Co-Cr removable partial denture alloys tested in the current study seem capable of serving in the mouth for a long time. Key words: Removable partial dentures, Co-Cr alloys, ultimate tensile strength, percentage elongation GR Hareketli bölümlü protez (HBP)ler uzun yllardr di eksikliklerinin giderilmesinde uygun bir tedavi seçenei olarak protetik di tedavisinde yer almaktadr. 1,2 Ksa sürede tamamlanmas, alternatif tedavi seçenekleri ile kyaslandnda ksmen ucuz olmas, çou vakada herhangi bir cerrahi ilem gerektirmemesi gibi avantajlara sahiptir. 1,3,4 Disiz boluun uzun olmas, destek dokularn kayb, yeterli * Çukurova Üniversitesi Di Hekimlii Fakültesi Protetik Di Tedavisi AD, ADANA. sayda destek di olmamas, destek olarak kullanlmas planlanan dilerin periodontal probleminin olmas, distal sonda destek di bulunmamas gibi nedenlerle sabit protezin kontrendike olduu vakalarda hareketli bölümlü protezler sklkla alternatif olarak düünülmektedirler. 5,6 Ayrca, anestezi yaplmas uygun olmayan hastalarda ve koopere olmas zor olanlarda alternatif olarak ilk düünülecek tedavi seçeneidir. 7 Bununla birlikte gerek ekonomik gerekse ileri ya ya da salk engeli nedeniyle ya da kemik kalitesinin ve/veya miktarnn yeterli olmamas sonucu implant 96
tedavisinin uygulanamad durumlarda HBP ler alternatif olarak sklkla uygulanmaktadr. 1930 lu yllarda Vitallium alamn di hekimlii klinik uygulamasna girmesinden sonra HBP metal altyap yapmnda kymetsiz alamlar kullanlmaya balanmtr. 8,9 HBP lerde kullanlan kymetsiz alamlarn dezavantajlar arasnda yüksek sertlikleri ve yeterince sünek olmamalar saylabilir. 1,2 Bu özellikler özellikle dental laboratuvar açsndan dökümün bitirilmesi srasnda zorluk yaratmaktadr 10. Ancak bununla birlikte, kymetsiz alamlar yüksek elastisite modülleri ve dayankllklar, yüksek korozyon dirençleri, ve alternatif altn alamlarna oranla çok daha ucuz olmalar nedeni ile HBP yapmnda sklkla tercih edilmektedirler. 11 Son dönemlerde HBP yapmnda korozyon direncinin çok iyi olmas, biyouyumlu olmas, ve düük younluu nedeni ile ticari olarak saf olan (commercially pure, CP) titanyum ve titanyum alamlarnn kullanlmas da söz konusu olmutur. 12 Ancak, CP titanyum dayankllnn düük olmasnn yansra dökümü ve polisaj srasnda yaanan zorluklardan dolay çok tercih edilmemektedir. Ti-6Al-4V alam vanadyum içeriinden dolay sitotoksisite konusunda problem yaratrken, Ti-6Al-7Nb alam rijiditesinin veya bir baka deyile elastik modülünün düük olmas nedeniyle HBP iskeletinin yapmnda yaygn olarak kullanlamamaktadr. 13 Ayrca, kliniimizde yaygn olarak kullanmakta olduumuz Co-Cr alamlarnn elastik modülü Ti-6Al-7Nb alamn elastik modülünün iki katna yakndr. Hazrlanmas srasndaki zorluklar da göz önünde bulundurulduunda titanyum alamlarnn özellikle ülkemizde yaygn olarak kullanlmas uzak görünmektedir. Ancak buna ramen, son dönemlerde HBP ile ilgili neredeyse tüm çalmalarn titanyum üzerine younlat görülmektedir. Bununla birlikte gerek ulusal gerekse uluslararas yaynlar aratrldnda Co-Cr ile ilgili güncel bir çalma olmamasnn eksiklii görülmektedir. Protetik di tedavisi ile ilgili literatürdeki bu eksiklik dikkat çekicidir. Bu nedenle, bu çalmada Çukurova Üniversitesi Di Hekimlii Fakültesi Protetik Di Tedavisi kliniinde sklkla kullanlmakta olan iki farkl Co-Cr HBP alamnn mekanik özelliklerinin karlatrlmas amaçlanmtr. GEREÇ ve YÖNTEM Çalmada kullanlan alamlarn; Biosil F (Degussa Dental, GmbH, Hanau, Almanya) ve Magnum H60 (MESA, Travagliato, Jtalya) içerikleri Tablo I de görülmektedir. Tablo I. Çalmada kullanlan alamlarn içerik bilgisi (kütle %) Ala$%m Co Cr Mo Si Mn C MAGNUM H60* 63 29 6.5 < 1 % < 1 % < 1 % Biosil F** 64.8 28.5 5.3 0.5 0.5 0.4 * : Magnum H60 (MESA, Travagliato, Jtalya) ** : Biosil F (Degussa Dental, GmbH, Hanau, Almanya) Çekme testinde kullanlacak örnekler döküm mumu (VKS Sculpturing wax, Yeti Dental, Engen, Almanya) kullanlarak her grup için toplam 10 örnek olmak üzere hazrlanmtr. Örnekler Amerika Di Hekimleri Birlii nin (ADA) 14 nolu artnamesine göre hazrlanmtr. 14 Mum yaplardan geleneksel döküm yöntemleri ile Co-Cr alamlardan metal örnekler elde edilmitir. Bu ilem srasnda döküm manetlerin oda ssna kadar soumasna dikkat edilmitir ve de tijlerin karbit frez ile çekme testi örneklerinden uzaklatrlmasna özen gösterilmitir. Çekme testi öncesinde herbir örnein çap ve gauge uzunluu sras ile çekme dayankllnn ve uzama yüzdesinin hesaplanmasnda kullanlmak üzere ölçülmütür. Örnekler, Üniversal Test Cihaz (Testometric, Lancashire, United Kingdom) na yerletirilmi ve daha sonra 1mm/dak çekme kuvveti uygulanmtr. 11 Çekme testi sonucunda her iki grubun maksimum çekme dayanm (MÇD) ve uzama yüzdesi karlatrlmtr. Stereomikroskop (SZ 40, Olympus, Tokyo, Japonya) kullanlarak çekme testi örneklerinin krlma yüzeyi 45 büyütmede incelenmitir. Krlma yüzey analizini takiben, uzama yüzdesi, çekme testi sonrasnda krlm iki parçann dikkatlice biraraya getirilip test öncesinde gauge uzunluu olarak belirlenmi iki nokta arasndaki mesafenin (15mm) yeniden ölçülmesi ile aadaki formül kullanlarak hesaplanmtr: 15 uzama yüzdesi = (UL/L 0 ) 100% UL: Final uzunluk Orijinal uzunluk L 0 : Orijinal uzunluk. Shapiro-Wilk testi sonucunda Magnum H60 grubuna ait örneklerin normal dalmad (=0.047) ayrca iki grubun varyanslarnn farkl olduu görülmü; bu nedenle iki grubun maksimum çekme dayankllklar ve % uzama miktarlar non parametrik bir test olan Mann Whitney U testi kullanlarak karlatrlmtr. 97
Jstatistiksel analizler =0.05 deeri kullanlarak SPSS de (SPSS 15.0, Cary, NC) yaplmtr. BULGULAR Bu çalmada test edilmi olan iki farkl HBP alamnn mekanik özellikleri Tablo II de verilmitir. Magnum H60 grubunun MÇD nn (828 ± 17.3 MPa) Biosil F nin MÇD ndan (782 ± 51.6) istatistiksel açdan anlaml ölçüde yüksek olduu bulunmutur (Y=0.01). Karlatrma yaplabilmesi açsndan üretici firmalar tarafndan verilen mekanik özellikler de ayn tabloda belirtilmitir. Biosil F in firma tarafndan gösterilen MÇD (900 MPa) mevcut çalmada bulunan ortalama deerin üzerindedir. Bunun yannda Magnum H60 n MÇD na ulalamamtr. Firma MÇD yerine %0.2lik yield dayanm deerini (546 MPa) vermitir. Mevcut çalmada Magnum H60 ve Biosil F gruplarnn uzama yüzdeleri sras ile 6.77 ± 1.62 ve 6.32 ± 2.38 olarak bulunmutur. Jki grubun uzama yüzdeleri arasnda anlaml bir farkllk bulunmazken (Y=0.496), her iki grup için bulunan uzama yüzdesi deerinin firma tarafnda verilen deerlerin üzerinde olduu görülmektedir. (Tablo II) ekil 1. Magnum H60 grubundan bir örnee ait krlma yüzeyi (x 45) Tablo II. Çalmada elde edilen maksimum çekme dayanm (MÇD) ve uzama yüzdesi deerlerinin firma tarafndan verilen deerlerle karlatrlmas (Ortalama ± standard deviasyon) Ala$%m MÇD (MPa) MÇD* (MPa) Uzama Yüzdesi Uzama Yüzdesi * MAGNUM H60 828 ± 17.3-6.77 ± 1.62 % 5.8 Biosil F 782 ± 51.6 900 6.32 ± 2.38 % 5 *: Firma tarafndan belirtilen deerler Kuvvet deformasyon erisinde elastik ksmn her iki gruptaki örneklerde lineer olduu izlenmitir. Magnum H60 ve Biosil F e ait örneklerin krlma yüzeylerinden stereomikroskop kullanlarak elde edilmi görüntüler sras ile Zekil 1 ve 2 de yer almaktadr. Krlma yüzeylerinden alnan stereomikroskop görüntüleri benzerlik göstermektedir. Her iki gruba ait örneklerin yüzeyinde alamn sertlemesi srasnda olumu porotik yaplar ve çatlaklar izlenmektedir. Ayrca farkl dorultularda diziler halindeki paralel çizgiler de her iki grup örneklerinde belirgindir. ekil 2. Biosil F grubundan bir örnee ait krlma yüzeyi (x45) TARTIMA Mevcut çalmada, kliniimizde HBP yapmnda sklkla kullanlmakta olan iki farkl Co-Cr alam, mekanik özellikleri ve krlma yüzey görüntüleri açsndan karlatrlmtr. Jki grubun MÇD arasnda anlaml bir farkllk bulunmu, Magnum H60 n yüzde uzama deeri ksmen daha yüksek olmasna ramen, yüzde uzama deerleri arasnda istatistiksel açdan anlaml bir fark bulunamamtr. Bu durum eser elementlerdeki farkllklardan ve alamn üretim aamalarnda olabilecek ufak ayrmlardan kaynaklanabilir. Bir 98
alamn fiziksel özelliklerinde majör elementlerden ziyade minör ya da eser elementler etkili olmaktadr. 11 Tablo I de de görüldüü gibi test edilen iki alamn mekanik özelliklerinin firmalarn vermi olduu deerlerden düük olduu görülmektedir. Bu farkllk döküm artlarndaki farkllklardan kaynaklanm olabilir. Firmann kendi alamn daha ideal artlarda dökmesi bu tür bir farkll dourabilir. Ancak, piyasadaki dental laboratuvarlarn bu artlar yakalamas her zaman mümkün olmayabilir. Bu nedenle, mevcut çalmada bulunan deerler kymet kazanmaktadr. Magnum H60 ile Biosil F in maksimum çekme dayanmlar arasnda istatistiksel açdan anlaml bir farkllk bulunsa da, bu fark klinik açdan anlaml deildir. Her iki grubun MÇD kabul edilebilir deerdedir. Cr-Co n kabul edilebilir deerleri MÇD: 870 MPa, yield dayanm: 710 MPa, uzama yüzdesi: 1.6 dr. 16 Bu çalmada çekme testinde krlan örneklerin krlma yüzeyleri, 45 büyütme kullanlarak stereomikroskop altnda incelenmitir. Örneklerin bir ksmnda krlma yüzeyinde porozite görülmesi krlmann poroziteden baladn düündürmektedir. Her iki gruba ait örneklerin krlma yüzeyinde görülen paralel bir dizi çizgi mikroyapy yanstmaktadr. Ancak bu konuda kesin bir sonuca varabilmek için krk yüzeylerinin elektron tarama mikroskobu ile daha büyük büyütmelerde incelenmesi gerekmektedir. Bir sonraki çalmada krlma yüzeyinin çok daha yüksek büyütmelerde incelenmesi planlanmaktadr. Fraktografik inceleme sayesinde krn orijini, hareketli bölümlü protez alamlarnn mikroyaplarnda farkllk olup olmad ve baarszln yaps (ductile ya da brittle) hakknda detayl bilgiye ulamak mümkün olacaktr. Bir sonraki çalmada iki alamn biyouyumluluklarnn ve korozyona dirençlerinin karlatrlmas planlanmaktadr. Ayrca, günlük kullanm srasnda protezin günde en az bir kez taklp çkarld ve bir HBP in yllarca azda hizmet ettii düünülürse kroelerde yorgunluk sonucu oluabilecek krlmalara k tutmas açsndan alamlarn yorulma dirençlerinin karlatrlmas da önemlidir. MÇD ve uzama yüzdesi malzemelerin temel mekanik özelliklerindendir. MÇD çekme testi srasnda malzemenin krlmadan önce dayanabildii maksimum stres deeridir. Malzemelerin karlatrlmas srasnda sklkla kullanlan bir parametredir. 8 Restorasyonun boyutunun veya kesit alannn ne kadar olmas gerektiinin belirlenmesinde kullanlr. Uzama yüzdesi ise, çekme testi sonucunda oluan uzama miktarnn orijinal uzunlua orannn %100 ile çarplmas ile hesaplanr. Uzama yüzdesi, alamn çallabilirlii hakknda bilgi verdii için son derece önemlidir. Özellikle dental laboratuvarlar açsndan büyük önem tar. Mesela bu çalmada test edilen hareketli bölümlü protez alamlarnn uzama yüzdeleri arasnda anlaml bir fark görülmemesi, laboratuvarda çalma kolayl açsndan alamlar arasnda bir fark olmayacan göstermektedir. MÇD test edilen iki alamn karlatrlmas için önemli olsa da alamlarn yield dayanmlarnn karlatrlmas daha çok önerilmektedir. 11,17 Yield dayanm bir materyalde kabul edilebilir asgari bir plastik deformasyon oluturabilecek stres dayanmdr. Bridgeport ve arkadalar 11 be farkl HBP alamnn mekanik özelliklerini karlatrdklar çalmalarnda MÇD ve uzama yüzdesi deerlerine ek olarak elastik modül, % 0.1 ve 0.2 yield dayanmlar, ve alamlarn sertliini de karlatrmlardr. Çalmaya dahil ettikleri alamlarn maksimum çekme dayanmlar (660 MPa, 730 MPa, 781 MPa, 793 MPa ve 870 MPa) mevcut çalmada test edilmi olan alamlardan ksmen düük olsa da sonuçlar benzerlik göstermektedir. Kompozisyonu çalmamzda kullandmz Magnum H60 ve Biosil F alamlarna yakn olan Vitallium 2 alamnn uzama yüzdesi 6.2 ± 4.4 olarak belirtilmitir. Bu deer çalmamzdan elde ettiimiz uzama yüzdesi sonuçlar ile paralellik göstermektedir. Ancak dier alamlarn uzama yüzdeleri çalmamzdaki sonuçlardan farkllk göstermitir. Bu farkllklarn kompozisyondaki farkllklardan kaynaklanm olduu düünülmektedir. SONUÇ Bu çalmann kstlayc noktalar göz önünde bulundurularak, çalmada test edilen her iki alamn mekanik özelliklerinin klinik kullanm için gerekli görülen asgari deerlerin üzerinde olduu ve protetik di tedavisi uygulamalarnda kullanlabilecekleri sonucuna varlmtr. KAYNAKLAR 1. Ulusoy M, Aydn AK. Bölümlü Protezler. Ankara: Ankara Üniversitesi Basmevi; 1988. s.70. 99
2. Çalkkocaolu S. Bölümlü Protezler. 2. basm. Jstanbul Üniversitesi Basmevi ve Film Merkezi; 1992, s.21-30. 3. Ulusoy M, Aydn AK. Di Hekimliinde Hareketli Bölümlü Protezler. Cilt I. Ankara: Ankara Üniversitesi Basmevi; 2003. s.56, 207. 4. Ulusoy M, Aydn AK. Di Hekimliinde Hareketli Bölümlü Protezler. Cilt II. Ankara: Ankara Üniversitesi Basmevi; 2003. s.687-9. 5. Can G, Akaltan F. Hareketli Bölümlü Protezler Planlama. Ankara: Ankara Üniversitesi Basmevi; 2002. s. 4-6. 6. Phoenix RD, Cagna DR, DeFreest CF. Stewart s Clinical Removable Partial Prosthodontics. 3rd ed. Chicago: Quintessence Publishing CO; 2003. p. 6-8. 7. McGivney GP, Castleberry DJ. McCracken s Removable Partial Prosthodontics. 9 th ed. St. Louis: CV Mosby; 1995. p. 17-20. 8. Craig RG, Powers JM. Restorative Dental Materials. In: Powers JM(ed) Waxes, 11 th ed. St. Louis: CV Mosby; 2002. p. 432-439 9. Anusavice KJ. Phillips Science of Dental Materials. In Brantley WA(ed) Wrought alloys, 11th ed. Philadelphia: WB Saunders; 2003. p. 621 54. 10. Çalkkocaolu S, Kursolu P, Çapa N. Parsiyel Protezlerin Laboratuvar Jlemleri. Jstanbul: Jbrahim Mimta, 2005 s. 34. 11. Bridgeport DA, Brantley WA, Herman PF. Cobalt-chromium and nickel-chromium alloys for removable prosthodontics. Part 1. Mechanical Properties. J Prosthodont 1993; 2: 144-50. 12. Rodrigues RC, Ribeiro RF, de Mattos Mda G, Bezzon OL. Comparative study of circumferential clasp retention force for titanium and cobalt-chromium removable partial dentures. J Prosthet Dent 2002;88:290-6. 13. Aridome K, Yamazaki M, Baba K, Ohyama T. Bending properties of strengthened Ti-6Al-7Nb alloy major connectors compared to Co-Cr alloy major connectors. J Prosthet Dent 2005; 93: 267-73. 14. American National Standards Institute/American Dental Association Specification No. 14 for dental base metal casting alloys. Approved 1982. 15. Craig RG, Powers JM. Restorative Dental Materials. 11 th ed. St. Louis: CV Mosby; 2002. p. 76. 16. Anusavice KJ. Phillips Science of Dental Materials. 11th ed. Philadelphia: WB Saunders; 2003. p. 604. 17. Leinfelder KF, Servais WJ, O'Brien WJ. Mechanical properties of high-fusing gold alloys. J Prosthet Dent 1969;21:523-8. Yaz%$ma Adresi: Yrd. Doç. Dr. Yurdanur UÇAR Çukurova Üniversitesi Di Hekimlii Fakültesi Protetik Di Tedavisi AD. Balcal, Adana, 01330 Telefon : 0 322 3387330 Faks : 0 322 3387331 E-posta : ysanli@cu.edu.tr 100