G l ob a l M a n u f a ct u rer of I mp l ant D e nt i st r y
4,70 0.05
3,70 0.05
A
Abdi İpekçi Caddesi No:58 Pk:34030
Bayrampaşa / İSTANBUL / TÜRKİYE
Tel
: +90 212 612 64 09
Fax
: +90 212 567 57 95
E-mail : [email protected]
: [email protected]
VAKA ÇALIŞMALARI
CERRAHİ & PROTETİK
PROSEDÜR
M1.6*0.35
implantka.com
ajans4.com
modemedikal.com
2292
5,09 0.1
AR-GE ÇALIŞMALARI
13,20 0.1
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
16 0.1
ÜRÜN BROŞÜRÜ
16,40 -0.1
ÜRÜN KATALOĞU
A
BİLİMSEL
ÇALIŞMALAR
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
2
TARİH
YAYIN ADI
YAYIN YERİ
SAYFA NO
EKİM 2014
TEMPERATURE CHANGE OF DENTAL IMPLANT DRILLS
12th EUROPEAN ASSOCIATION
OF ORAL MEDICINE CONGRESS
4
EYLÜL 2014
DENTAL İMPLANTOLOJİDE KULLANILAN TİTANYUM GRADE 4 ÜZERİNDE
OLUŞTURULAN FARKLI YÜZEYLERİN, OSSEOİNTEGRASYON DÜZEYLERİNİN
DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI
İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ,
SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
8
NİSAN 2014
MEASUREMENT AND IMAGE PROCESSING EVALUATION OF SURFACE
MODIFICATIONS OF DENTAL IMPLANTS G4 PURE TITANIUM CREATED BY
DIFFERENT TECHNIQUES
THE INTERNATIONAL
ADVANCES IN APPLIED
PHYSICS AND MATERIALS
SCIENCE CONGRESS &
EXHIBITION
10
OCAK 2014
SİNUS LİFT TEKNİĞİYLE UYGULANAN DENTAL İMPLANT KAYBI VE
REHABİLİTASYONU: OLGU SUNUMU
TÜRK DİŞHEKİMLİĞİ DERGİSİ
16
OCAK 2014
DENTAL İMPLANTLARDA ÇAP VE BOY TERCİHLERİNİN
DEĞERLENDİRİLMESİ; SON BİR YIL İÇERİSİNDE KULLANILAN 1000
İMPLANTIN SEÇİMİNDEKİ OLASI KRİTERLER
TÜRK DİŞHEKİMLİĞİ DERGİSİ
22
EKİM 2013
MAKEDONYA, III. PANALBANIAN CONGRESS OF DENTISTRY WITH
INTERNATIONAL PARTICIPATION
DENTISTRY IN XXI CENTURY
28
EKİM 2013
MESENCHYMAL STEM CELL BEHAVIOUR ON DIFFERENT TITANIUM
IMPLANT SURFACES: AN IN VITRO STUDY
INTERNATIONAL CONFERENCE
ON ORAL AND MAXILLOFACIAL
SURGERY
30
EYLÜL 2013
DENTAL İMPLANTOLOJİDE TOTAL DİŞSİZ VAKALARDA YAPILAN FULL
RESTORASYONLARIN UZUN DÖNEM TAKİBİ VE BAŞARI KRİTERLERİ
TÜRK DİŞHEKİMLİĞİ DERGİSİ
32
HAZİRAN
2013
DENTAL İMPLANTOLOJİDE KULLANILAN G4 SAF TİTANYUM
İMPLANTLARIN KUMLAMA VE ASİTLEME TEKNİKLERİYLE OLUŞTURULAN
YÜZEY MODİFİKASYONLARININ İMALAT AŞAMALARINI ELE ALARAK
DEĞERLENDİRİLMESİ
MÜHENDİS VE MAKİNA
38
EKİM 2012
COMPARISON OF METAL AND FIBER REINFORCED COMPOSITE ADHESIVE
FIXED DENTAL PROSTHESIS: A THREE DIMENSIONAL FINITE ELEMENT
ANALYSIS
THE EUROPEAN ASSOCIATION
FOR OSSEOINTEGRATION
46
EKİM 2012
COMPARATIVE MEASUREMENT OF FRACTURE RESISTANCE
OF VARIOUS KIND INTERNAL CONNECTION SYSTEMS
THE EUROPEAN ASSOCIATION
FOR OSSEOINTEGRATION
50
EKİM 2012
THE INFLUENCE OF CRESTAL BONE LOSS AND BONE GRAFT
REPLACEMENT ON THE STRESS DISTRIBUTION AROUND DENTAL
IMPLANTS: A FINITE ELEMENT ANALYSIS
THE EUROPEAN ASSOCIATION
FOR OSSEOINTEGRATION
54
MAYIS 2012
DİKEY, YATAY VE AÇILI KUVVETLERİN DENTAL İMPLANT KA ÜZERİNDE
OLUŞTURDUĞU STRES DAĞILIMININ İNCELENMESİ: SONLU ELEMAN
ANALİZİ
TÜRK DİŞHEKİMLİĞİ DERGİSİ
58
3
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
Prof. Dr.
A. Bülent Katiboğlu
Bilimsel Çalışma Grubu Başkanı
Prof. Dr. A. Bülent Katiboğlu tarafından
tasarlanan ve Mode Medikal tarafından
üretilen Dental İmplant KA ürünleri kısa bir
süre içerisinde uluslararası alanda marka
haline gelmiş ve üst sıralara yükselmiştir. Bu
başarıda kuşkusuz akademik bir kadro ve
farklı bilim dalları arasında gerçekleştirilen
multidisipliner çalışmanın rolu büyüktür.
Çalışma grubumuz tüm AR-GE çalışmalarını
bilimsel makaleye çevirmiştir. Bir çok ulusal
ve uluslararası kongre de sunumlarımız ve
konferanslarımız yanında, çalışmamız ulusal
ve uluslararası dergilerde yayınlanmış ve
bilimsel indeks dahili dergiler tarafından
kabul edilmiştir. Bunda “bilim olmadan
verimli üretim olmaz” vizyonuna sahip bir
çalışma grubu olmanın rolü çok büyüktür.
Dental İmplant KA Bilimsel Çalışma Grubu
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
EKİM 2014
TEMPERATURE CHANGE OF DENTAL IMPLANT DRILLS
12th EUROPEAN ASSOCIATION OF ORAL MEDICINE CONGRESS
4
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
5
TEMPERATURE CHANGE OF DENTAL IMPLANT DRILLS
Cem Tanyel1, Aslı Günay2, Burak Çankaya1, Burç Gencel3, Özge Özdal1 ,
Ahmet Bülent Katiboğlu1
1Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Istanbul University Faculty of
Dentistry, Istanbul, Turkey
2Department of Mechanical Engineering, Yildiz Technical University Faculty of
Mechanical Engineering, Istanbul, Turkey
3Program of Dental Prosthetics Technology, Istanbul University Junior Tecnical
College of Health Services, Istanbul, Turkey
Introduction
This research represents an experimental study of the effect of
tool geometry, tool sharpness, spindle speed and feed rate of
drilling on the temperature rises during the implant site preparation of the bovine bones. Dental implant drills used during
preparation of bone for osteosynthesis are being useduntil they
become blunt. Becoming blunt of drill causes heat generation
inside the screw hole area which decreaseosseointegration of
the implant, resulting early failure of implant. Experiments were
carried out to investigate the effects of these different parameters on the heat generation to optimize the procedure for the
lowest heat with longest tool life. This preliminary study was
carried out on bovine bones. Temperature variations were recorded throughout the screw holes to display adequate results.
The experimental design was made by means of Taguchi Method. Data were analyzed using descriptive statistics. Statistical
analysis was conducted withANOVA also regression analysis
was applied. The quality parameters considered as temperature during the procedure. After experimental study the optimum parameters are determined according to these analysis
results.
Material and Method
The experimental set up was built as close as real dental drill
conditions as seen in Fig. xx. For this aim a medical anguldurva (NSK, Nakanishi Inc., Tokyo, Japan) and irrigation system
were used. The drilling parameters were controlled by the anguldurva. To observe precisely the effect of tool characteristics
same cutting parameters were used. Furthermore x, z axes
were fixed in the experimental set up. In the present study, the
three turning parameters (Coating, tool tip angle and usage)
with two and three different levels (low, medium and high) were
used and is shown in Table 1.
Parameters
Parameter
Designation
Level 1
Level 2
Level 3
Coating
A
Coated
Uncoated
-
Tool Tip Angle
B
120
110
90
Usage
C
New
45 Times
90 Times
Table 1. Milling parameters and their levels
Before every implant site preparation all of the thermocouples
were calibrated by a certificated company by means of using the
known temperatures of boiling water (adjusted for the barometric pressure) and melting ice according to the ISO/IEC 17025.
0,5 mm diameter holes with 1 mm depths were drilled on fresh
bovine bone from the surface for the placement of thermocouples. The drills were inserted into the bone with 6 mm intervals.
The thermocouple places were prepared by means of 2 mm
diameter burs (Figure 1a,b).
(b)
Stainles Steel
Drills
(a)
Site
preparation
Approx. 2 mm
2 mm
2 mm
Termocouples
6 mm
6 mm
Figure 1 a,b: Schematic draw of bone from (a) Front view, (b) Upper view
The three thermo couples were located parallel to the drill
area vertically with 3mm intervals.
The holes and number of location for each thermocouple can
be seen in the cross-sectional view of the sample in Figure 2.
Figure 2.
Temperature rise of the bovine bone during the drilling was
recorded with embedded. T type thermocouples by a data logger (PicoTC-08 with the accuracy of the unit; sum of 70.2
% and 0.5 1 C) that was connected to computer program.
Taguchi method is widely used for determining parameters
effect on selected quality characteristic and optimizing industrial/production processes.
For our experiments quality characteristic selected as the
lowest process temperature. For this reason lower the better
function was used for the analysis of the results. After determining the optimal levels of factors a statistical Analysis of
Variance (ANOVA) was employed to determine the significant
parameters. Furthermore with these results a final confirmation experimental set was made to verify the results according
to these analyses.
3
32
during
-­‐13,5 0
-­‐14 -1
6-­‐14,5 -2
-­‐15 S/N Values
S/N Values
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
-3
-4
-­‐15,5 -­‐16 -­‐16,5 -5
-­‐13,5 0
-6
-­‐14 -1
-­‐14,5 -­‐15 S/N Values
S/N Values
-2
-3
-4
-­‐17 A1
A2
B1
Values -3,414 -4,109
B2
B3
C1
-1,496 -4,254 -5,534
C2
C3
-2,389 -4,576
Values -4,32
Table 3. S/N graph for temperature change in bone during
the drilling procedure with irrigation
-­‐15,5 -­‐16 A1 A2 -­‐15,47 -­‐15,78 Table 4. S/N graph
the drilling procedu
-­‐16,5 -5
-­‐17 Results
-6
A1
A2
B1
B2
B3
C1
C2
C3
The
mean
values of-1,496
the-4,254
temperature
change
of the bovine Values Values
-3,414 -4,109
-5,534
-2,389
-4,576 -4,32
bone for each tool are summarized in Table 2.
Table 3. S/N graph for temperature change in bone during
With Irriga*on with
Usage
Toolirrigation
the drilling procedure
Run
Coating
Type
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Tip
Angle(°)
1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 1 1 2 2 2 3 3 3 2 2 2 3 3 3 1 1 1 A1 A2 B1 B2 B3 C1 C2 C3 -­‐15,47 -­‐15,78 -­‐15,15 -­‐15,75 -­‐15,97 -­‐14,74 -­‐15,6 -­‐16,53 Figure 4
(a) new t
(b) 45 ti
(c) 90 ti
Table 4. S/N graph for temperature change in bone during
drilling procedure without irrigation
ΔT (C°) Withoutthe
Irrigation
ΔT (C°)
0,805 1,329 1,177 1,275 1,865 1,583 1,704 1,866 2,280 1,193 1,296 1,444 1,538 1,903 1,715 1,623 2,068 1,879 4,997 5,715 6,269 5,234 5,698 6,665 5,641 6,144 7,388 5,436 5,965 6,045 6,020 6,408 6,929 5,465 6,245 7,059 Figure 4. SEM images of tool;
(a) new tool,
(b) 45 times used tool,
(c) 90 times used tool
The tools (texture) with 90° tip angle are shown in Figs. 4. The
images of the tool tips were taken by means of Hitachi Scanning Electron Microscope 3500N.
Table 5 shows the results of ANOVA analysis for temperature
change in the bone during the drilling with irrigation. Three
factors are analyzed, as shown in Table 5 and Table 6, coating
(A), tool tip angle (B) and the usage condition of tools (C).
Tablo 2. L18 (2x21, 3x22) mixed level orthogonal array and results with or without irrigation
The mean S/N ratios for each level of the process parameters
are plotted in Table 3 , the slope of the lines represents the
influence of each parameters and their levels.
-­‐13,5 0
-­‐14 -1
-2
S/N Values
S/N Values
-­‐14,5 -3
-4
-­‐17 A1
A2
Values -3,414 -4,109
B1
B2
B3
-1,496 -4,254 -5,534
C1
C2
C3
-2,389 -4,576
-4,32
Table 3. S/N graph for temperature change in bone during
the drilling procedure with irrigation
-­‐14 S/N Values
-­‐14,5 -­‐15 -­‐15,5 -­‐16 -­‐16,5 -­‐17 Values A1 A2 B1 B2 B3 C1 C2 C3 -­‐15,47 -­‐15,78 -­‐15,15 -­‐15,75 -­‐15,97 -­‐14,74 -­‐15,6 -­‐16,53 Table 4. S/N graph for temperature change in bone during
the drilling procedure without irrigation
Figure 4. SEM images of tool;
(a) new tool,
(b) 45 times used tool,
(c) 90 times used tool
-­‐13,5 Values -­‐16 -­‐16,5 -5
-6
-­‐15 -­‐15,5 A1 A2 B1 B2 B3 C1 C2 C3 -­‐15,47 -­‐15,78 -­‐15,15 -­‐15,75 -­‐15,97 -­‐14,74 -­‐15,6 -­‐16,53 Table 4. S/N graph for temperature change in bone during
the drilling procedure without irrigation
Figure 4. SEM images of tool;
(a) new tool,
(b) 45 times used tool,
(c) 90 times used tool
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
7
Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F-­‐test p F0,05 A 1 0,1842 0,1842 0,1842 2,18 0,166 Insignificant B 2 1,0954 1,0954 0,5477 6,47 0,012 Significant C 2 4,7830 4,4830 2,3915 28,27 0,00 Significant Error 12 1,0151 1,0151 0,0846 Total 17 7,077 Total Table 5. ANOVA for temperature change
during bone drilling without irrigation
Insignificant Significant Significant 0,05
17 2,2895 The maximum thermal increase was observed in the upper
R =87,29% thermocouple related to the friction of compact bone and mill
Table
6. ANOVA
change
interface
during for
thetemperature
drilling.
during bone drilling with irrigation
Based on statistical analysis of the S/N ratio, the optimal procedure temperature is achieved with coated (level 1) new tools
(level 1) which has 120° tool tip angle (level 1), (A1B1C1). These
results were same for both irrigation and without irrigation
conditions.
2
R2=85,66% F0,05 DF Seq SS Adj SS Adj MS F-­‐test p F Conclusion
A 1 system
0,0333 0,0333 maximum
0,0333 1,38 0,263 which
Insignificant Irrigation
decreased
temperature
B 1,4864 0,7432 Significant effects 2 positively1,4864 osseointegration
period30,66 of bone0,000 during the
recovery
period.
The
temperature
changes
were
smaller
with
C 2 0,4787 0,4787 0,2393 9,87 0,003 Significant Error irrigation
12 system.
0,2909 0,2909 0,0242 Source Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F-­‐test p F0,05 A 1 0,0333 0,0333 0,0333 1,38 0,263 Insignificant B 2 1,4864 1,4864 0,7432 30,66 0,000 Significant C 2 0,4787 0,4787 0,2393 9,87 0,003 Significant 0,2909 0,0242 Error 12 0,2909 Total 17 2,2895 R2=87,29% Table 6. ANOVA for temperature change
during bone drilling with irrigation
Discussion
Bone cell survival is very susceptible to heat. Therefore a
precious effort should be done to control temperature changes
every time a rotary instrument is placed in contact with bone.
Heat produced during drilling procedure primarily depends on
bone type, irrigation, implant design and drill geometry. This
research is focused on irrigation and drill geometry.
Without irrigation, drill temperatures above 100 ºC are reached
within seconds during the drilling procedure and consistent
temperatures above 47 ºC are measured several millimeters
away from the bone-implant drill site. Also the irrigant may
also act as a lubricant.
Reduced bone temperature is the primary method to decrease
the incidence of the surgical healing failure.
The use of new drills with a sharp cutting flute is another way
of decreasing the temperatures during implant surgery. Drill
sharpness can be critical in dense bones.
Statistical results indicate that the temperature changes in
the bone significantly was influenced (for the 95% confidence
level) by the tool tip angle and usage condition of the tools. The
coating is observed as insignificant which conducted they were
still in a good condition after the milling procedures.
REFERENCES
- G. Taguchi, Taguchi on Robust Technology Development,
ASME, New York, 1993.
- S.H. Park, Robust Design and Analysis for Quality Engineering, Chapman & Hall, London, 1996.
- R.K. Roy, Design of Experiments Using the Taguchi Approach:
16 Steps to Product and Process Improvement, John Wiley &
Sons, 2011.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
EYLÜL 2014
DENTAL İMPLANTOLOJİDE KULLANILAN TİTANYUM GRADE 4 ÜZERİNDE
OLUŞTURULAN FARKLI YÜZEYLERİN, OSSEOİNTEGRASYON DÜZEYLERİNİN
DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI
İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ, SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
8
9
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
DENTAL İMPLANTOLOJİDE KULLANILAN TİTANYUM GRADE 4
ÜZERİNDE OLUŞTURULAN FARKLI YÜZEYLERİN, OSSEOİNTEGRASYON
DÜZEYLERİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI
ÖZET
Özgül, M. Dental implantolojide kullanılan titanyum grade
4 üzerinde oluşturulan farklı yüzeylerin, osseointegrasyon
düzeylerinin deneysel olarak araştırılması. İstanbul Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Ağız, Diş, Çene Cerrahisi ABD.
Doktora Tezi. İstanbul 2014.
Çalışmamızda, aynı makro özelliklere sahip, yüzey özellikleri
farklı; TiO2 ile kumlanmış yüzey dental implantlar, BCP ile
kumlanmış yüzey dental implantlar ve yeni oluşturulan BCP
ile kumlanmış+H2O2 ile dağlanmış yüzey dental implantlar ve
kontrol grubu olarak Parlatılmış yüzey dental implantlar kullanılarak bu üç farklı yüzeyin karşılaştırılması amaçlanmıştır.
Farklı yüzey özelliklerine sahip dental implantlar 28 adet Yeni
Zelanda tavşanının sağ ve sol femoral epifizlerine randomize
olarak yerleştirilmiştir. Operasyondan 3 ve 6 hafta sonra sakrifikasyon gerçekleştirilerek farklı zamanlarda osseointegrasyon
düzeyleri Rezonans Frekans Analizi ve Geri Çevirme Tork Testi
ile değerlendirilmiştir.
Viyana Teknik Üniversitesi, Nano Teknoloji Laboratuvarında
optik yöntemler kullanılarak (Keyence 3D laser) üç boyutlandırma tekniği aracılığıyla yüzeyin morfolojik incelemesi
gerçekleştirilmiştir.
Tüm yüzeylerin temaslı stylus profilometre cihazı ile ortalama Ra yüzey pürüzlülük değerleri ölçülmüştür. Daha hassas
yüzey görüntülerinin elde edilmesi amacıyla bir de TAEM ile
yüzey topografyası incelenmiştir. Bu yöntemler ile hem yüzey
modifikasyonları sonrasında oluşan morfolojinin homojenitesi
değerlendirilmiş olunup hem de pürüzlülük değerleri incelenmiştir.
Çalışmamızda, BCP ile kumlanmış+H2O2 ile dağlanmış yüzeye
sahip implantlar tüm deneysel analizlerde TiO2 ile kumlanmış
yüzey implantlara göre, TiO2 ile kumlanmış yüzey implantlar
ise kontrol grubuna göre daha başarılı bulunmuştur.
6 hafta sonra yapılan ölçümlerde BCP ile kumlanmış ve BCP
ile kumlanmış+H2O2 ile dağlanmış yüzeye sahip implantlar
için yeterli ISQ ve RTV değerlerine ulaşılması sebebiyle 6.
haftadan sonra bu yüzeylere sahip dental implantların yüklemeye başlanabileceği görüşü ortaya konmuştur.
Anahtar Kelimeler : dental İmplantlar, yüzey modifikasyonları,
osseointegrasyon, tavşan, geri çevirme tork testi, rezonans
frekans analizi
Bu çalışma, İstanbul Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri
Birimi tarafından desteklenmiştir. Proje No: 30906
ABSTRACT
Ozgul, M. Experimental evaluation of osseointegration levels of
grade 4 titanium alloys used in dental implantology with different surface properties. İstanbul University, Institute of Health
Science, Department of Oral Surgery PhD Thesis. İstanbul.
2014.
In our study, our aim was to observe osseointegration performance of dental implants with different surface characteristics.
Three different implant surfaces were manufactured which
have similar macro characteristics but different surface properties: implants with TiO2 sandblasted surfaces, implants with
BCP sandblasted surfaces, recently produced implants with
BCP sandblasted and H2O2 dispensed surfaces. Also control
group was used with polished surfaces as a fourth specimen
group.
Surface characteristics of specimen groups were investigated
by 3D and 2D methods. Average Ra surface roughness values
of all surfaces were measured with contact stylus profilometer device. To achieve more accurate surface images, surface
topographies were also investigated with scanning electron
microscope (SEM). 3D morphological investigations were
applied with three dimensional modelling by means of optic
microscope (Keyence 3D laser) in Vienna Technical University, Nano Technology Laboratory. Both the homogeneity of
surface morphology achieved with surface modifications and
the roughness values of surfaces were evaluated by these
methods.
For in vivo test, dental implants with different surface properties were randomly placed in right and left femoral epiphyses
of 28 New Zealand rabbits. In postoperative 3rd and 6th weeks
rabbits were sacrificed and osseointegration levels in different
time intervals were evaluated using Resonance Frequency
Analysis and Removal Torque Test methods.
In this experimental study, BCP sandblasted and H2O2 dispensed surface implants were found to be more successful
than TiO2 sandblasted surface implants and TiO2 sandblasted
surface implants were found to be more successful than control group implants in all experimental analysis.
In 6th postoperative week, BCP sandblasted surface and BCP
sandblasted and H2O2 dispensed surface implants reached
desired 1SQ and RTV values. Therefore its suggested that dental implants with such surface properties may be prosthetically
loaded after six weeks.
Key Words: dental implants, surface modifications, osseointegration, rabbit, removal torque test, resonance frequency
analysis
The present work was supported by the Research Fund of
Istanbul University. Project No:30906
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
NİSAN 2014
MEASUREMENT AND IMAGE PROCESSING EVALUATION OF SURFACE
MODIFICATIONS OF DENTAL IMPLANTS G4 PURE TITANIUM CREATED BY
DIFFERENT TECHNIQUES
THE INTERNATIONAL ADVANCES IN APPLIED PHYSICS AND MATERIALS
SCIENCE CONGRESS & EXHIBITION
10
11
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
MEASUREMENT AND IMAGE PROCESSING EVALUATION OF
SURFACE MODIFICATIONS OF DENTAL IMPLANTS G4 PURE
TITANIUM CREATED BY DIFFERENT TECHNIQUES
aA. GUNAY BULUTSUZ, bP. DEMIRCIOGLU, bI. BOGREKCI,
cM. N. DURAKBASA, dA. B. KATIBOGLU
aDepartment of Mechanical Engineering, Yildiz Technical University,
34349 Besiktas, İstanbul, Türkiye +90 212 383 28 06
E-mail: [email protected]
bAdnan Menderes University, Faculty of Engineering, Department of Mechanical Engineering, Aytepe, 09010, Aydin, Turkey
E-mail: [email protected], [email protected]
cDepartment of Interchangeable Manufacturing and Industrial Metrology,
Institute for Production Engineering and Laser Technology,
Vienna University of Technology, Karlsplatz 13/3113 A-1040 Wien, Austria
E-mail: [email protected]
d Istanbul University, Faculty of Dentistry, Department of Oral and Maxillofacial Surgery,
Istanbul, Turkey
E-mail: [email protected]
Abstract.
Foreign substances and organic tissue interaction placed into
the jaw in order to eliminate tooth loss involves a highly complex process. Many biological reactions take place as well as the
biomechanical forces that influence this formation.
Osseointegration denotes to the direct structural and functional
association between the living bone and the load-bearing artificial implant’s surface. Taking into consideration of the requirements in the manufacturing processes of the implants, surface
characterizations with high precise measurement techniques
are investigated and thus long-term success of dental implant
is emphasized on the importance of these processes in this
study.
In this research, the detailed surface characterization was performed to identify the dependence of the manufacturing techniques on the surface properties by using the image processing
methods and using the scanning electron microscope (SEM) for
morphological properties in 3D and Taylor Hobson stylus profilometer for roughness properties in 2D.
Three implant surfaces fabricated by different manufacturing
techniques were inspected, and a machined surface was included into the study as a reference specimen. The results indicated that different surface treatments were strongly influenced
surface morphology. Thus 2D and 3D precise inspection techniques were highlighted on the importance for surface characterization.
Different image analyses techniques such as Dark-light technique were used to verify the surface measurement results. The
computational phase was performed using image processing
toolbox in Matlab with precise evaluation of the roughness for
the implant surfaces. The relationship between the number of
black and white pixels and surface roughness is presented. FFT
image processing and analyses results explicitly imply that the
technique is useful in the determination of surface roughness.
The results showed that the number of black pixels in the image increases with increase in surface roughness. Keywords:
Biomedical surfaces, Image Processing, Stylus Profilometer,
SEM
1. INTRODUCTION
Compared to the conventional pure Ti-Grade 4 surface, many
different surface topography modifications are applied in order
to improve bone and implant interactions. There are different
mechanical and chemical applications for instance, grit blasting
with various types and sizes of abrasives, acid etching and electrochemical processes with different solutions, plasma-sprayed
coating methods by organic or inorganic materials or hybrid
techniques which contains combination of some of them [1, 2].
All of these surface modification methods fundamentally aim to
control chemical interaction, surface energy, contact angle and
contact area between tissue and implant for a good osseointegration. For an acceptable implant procedure an optimum interlocking between the organic tissue and titanium surface has
been proposed as an osseointegration by establishing a good
contact between bone and Tiimplant [3- 5].
By microscopic and laboratory researches it is obtained that by
alternative surface modification techniques such as sand blasting, acid etching, coatings presented better bone formation
around the implant surfaces compared to the Cp titanium surfaces [6-8].
Many different topographical suspects assumed to be effective
for early implant fixation and better long term osseointegration
have been searched. These 3D geometrical properties are also
contributing to better chemical and mechanical performances
of titanium implants. In researches it is founded that the implant
surface energy founded to be sensitive to the titanium surface
area. Fixation of the implant is strongly correlated with all of
these parameters for instance, surfaces with higher areas and
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
smaller contact angles implant presents stronger interactions
of the biological cells with the implant surface [8, 9].
Especially rough surfaces showed better initial fixation because
of stronger interactions and the interfacial shear strength correlated positively with the degree of surface roughness [10].
As it is known that titanium dental implant surface is a multidimensional, and can be grouped according to their surface
geometrical characteristics in macro, micro, nanometer scales.
For long term osseointegration submicron surface properties
were assumed to be the most effective parameter [11].
Researchers used many different image observation and measurement techniques to obtain these 2D and 3D surface topographical properties accurately [18]. Previous studies indicated
that accurate and precise surface characterization had a vital
effect for understanding the performance of different titanium
implant surfaces manufactured for osseoteintegration.
The aim of the present study was to determine, by means of
comparing different techniques, the surface properties of different dental implant surfaces manufactured using sand blasted,
acid etched and ceramic blasted techniques.
In this research, obtaining the precision of these surface properties was assumed to be the key method for the characterization
of 2D and 3D topographies using different measurement devices such as SEM and SP.
12
2. MATERIAL AND METHOD
2.1 Implant Specimens
In this experimental research, the specimens were made from
6 mm cylindrical Grade 4 titanium (ASTM B 348, ISO 5832/2).
The specimen geometries were ready to use with geometrical
dimensions of 4.7 mm diameter and 16 mm length. Implant
specimens were divided into three different groups according to
their manufacturing methodologies; sand blasting, acid etching
and ceramic blasting.
For this experimental study specimen groups were selected
especially to investigate topographical differences on their surfaces. At the beginning of the study, all specimens were blasted
to increase surface roughness. From recent in vivo and in vitro studies it can be easily understood that increasing surface
roughness enables bone colonization on the implant which
provides implant fixation [12, 13]. Grit blasting method enabled
proper geometries on the implant surface for tissue formation
[14, 15]. In this experimental study two different blasting materials were selected. Particle geometries and chemical composition for these two specimen groups were different. The
first group was TiO2 blasted. In literature, it is founded that the
blasting surfaces with different materials were also created by
different chemical composition on the implant surfaces. For
these reasons, the third group was modificated with a ceramic
material which includes Ca-P, HA. It is well known that HA is a
good biocompatible material [16, 17].
In vivo studies especially these two materials are known for
their good osteoconductivity (for the early stage of osteogenesis). They enable direct binding to bone tissue in vivo [1, 19].
From this point of view, the second group was selected as sand
blasted and then acid etched which decreases the shot particle
geometry sharpness on the titanium implant surfaces.
These different modification techniques were selected for this
experimental study, thus observing the macro and micro scale
differences more slightly. All of these selected surface modification techniques are using in today’s dental implants market, and
approved to have reasonable osseointegration performance.
First two groups were blasted with TiO2 particles of 7–220 μm.
This procedure was applied by jets from a 20 mm distance and
the TiO2 particles hit the surface with nearly 90 degree. A radial
13
forceps held the test specimens during the blasting procedure
to enable homogeneous blasting procedure. After this procedure the specimens were stored in isolated containers before
other surface modifications.
A positive correlation was found in a research between increasing grain size of the TiO2 particles, and the degree of functional
attachment. This correlation was true for grain sizes between
7.5 and 220 μm. Particles with distorted geometries found out
to be having not an impact on improvement for the retention
capacity of the implants [13].
In our study first group specimen blasted with titanium oxide
(TiO2) particles approximately 150 μm in diameter with a blast
pressure of 4 Bar for 40 seconds. Second group was the blasted
and etched group, had their surfaces waited in a hydrofluoric
acid (HF) bath. These specimens had two step modification procedures so called hybrid surface treatment. All of specimens
firstly had sand blasting procedure with same parameter of the
first group and then the acid was applied to the surface. After
sand blasting, the implants were waited in a hydrofluoric acid
bath for 12 seconds.
The third group specimens were HA/B-TCP Biphasic Calcium
Phosphate blasted. According to the material technical report
the composition includes >65% hydroxyl apatite, <35% b-TCP,
A-TCP and TTCP, <5% Ca-P materials. The particles’ were >95%
bigger than 300 μm and <5% smaller than 300 μm.
The blasting period was 50 second and the pressure was 3.5
Bar. For the blasting procedure a nozzle with 1.5 mm diameter
was used.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
3. Measurement
In this study, three different implant groups were investigated
by means of the evaluation of the roughness measurements
as well as the analysis of the images captured from scanning
electron microscope with the help of image processing technique called FFT-Dark Light Technique.
The analyses performed on the surfaces of the titanium dental
implant which had the same geometry and material besides
their surface topography was individually treated.
3.1 Contact Stylus Type Profilometer
The contact roughness measurement of the dental implant
surfaces was performed by the stylus type profilometer (Form
Talysurf Intra 50 profilograph) with μltra software (FTS Iμ) illustrated in Table 1. according to the ISO 4287 [9] by mapping the
readings taken in a direction perpendicular to the direction of lay
by calculating of the parameters Ra from a standard spectrum
of roughness.
Table 1 represents the specifications of the contact stylus profilometer. During the stylus measurement procedure, gauss
filter with 0.8 mm cut off value, and 0.8 mm length was selected for assessing the 2D profile roughness measurement.
Same measurement parameters were used for all groups for
enabling comparison within groups.
The measurement was conducted in the apical part of the dental implants in linear direction and 0.8 mm length. The maximum, minimum and mean roughness values were recorded.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
14
3.2 Scanning Electron Microscope-Image Acquisition
In many experimental researches, SEM was used for its high
image capability [20,21]. In these study scanning electron microscope (Zeiss Evo) was used for revealing characteristic differences at the micro level according to the surface modification
methods used for implant samples. For observation of surfaces
SE mode with an acceleration voltage of 10 kV was selected.
The specimen were maintained under P<1 × 10−5 Torr vacuum
pressure.
All specimens were captured from 7 mm distance and with
same magnifications of 200X. All implant images were technically taken in the near region of the screw thread by means of
electron microscopic scanning analysis.
Images of the specimens were taken using a CCD camera. The
resolution of CCD camera is 54 Megapixels. Before all image
analyses, images were resized into 1024X768 pixel sizes in order to standardize images. The captured images of the specimens were analysed using image processing technique such
as FFT-Dark Light Technique. In analyses, RGB images were
converted into gray level.
A threshold is applied to the images and all images were binarised. FFT algorithm was applied to all images. Then the
numbers of white, black and total pixels for each image were
computed.
Results and Discussion
The underlying assumption is that for different surface treated
titanium grade 4 samples measured with the correlation of different cut-off, access length and filter combinations.
Three reparative measurements applied for each filter, filter and
sample groups and mean values were given in Table 2. In total
180 measurements applied with different combinations to conclude the effect of these parameters affect.
In this paper, the roughness of the implant surfaces has been
investigated by using image processing technique (FFT). The
texture of these implant surfaces were observed and their captured images from 3D digital microscope and SEM were processed to investigate their surface topographies. Original and
FFT transformed images for the implant surfaces with different
manufacturing techniques are illustrated in Table 5, which illustrates the original and FFT transformed images for BCP surface, TiO2 blasted surface and TiO2 blasted + acid etched
surface.
The results showed that the number of black pixels in the image
increases with increase in surface roughness.
15
CONCLUSSIONS
It can be concluded from the literature review that, surface features were one of the most important factor for achievement
of dental implant application. Many researchers studied about
surface characterization of dental implants.
Because the absence standard procedure for roughness measurement for dental implants, different results have been reported which are confusing the mind about optimal roughness
values. In general, results indicate that for different measurement parameters outputs differed from identical roughness
values.
In this study it is highlighted that for understanding of biomedical surface sample roughness topography values the measurement at least the measurement parameters should be
given with the results for same conditions.
A well developed quality procedures for dentistry will assist in
defining the most appropriate measurement practice that will
become widely needed in future generations and will enable
an unambiguous communication of the requirements for the
specification of parts and their tolerances that will lead to functional reliability and the assurance of quality during and after
certain dental procedures and to assist in optimizing its performance in a discipline that to date is largely skill
based.
REFERENCES
1.A. Gupta, M. Dhanraj and G. Sivagami, Implant surface modification:
review of literature, The Internet Journal of Dental Science 7, 2009,
No.1.
2.I. M. O. Bernal, I. Risa, K. Hiroki, T. Ken-Ichiro, Y. Naoko, T. Toshi-Ichiro,
N. Kuniteru and M. Masahiko, Dental Implant Surface Roughness and
Topography: A Review of the Literature, Journal of Gifu Dental Society,
35 (2009) No.3 89-95.
3.A. Daskalaki, Dental Computing and Applications: Advanced
Techniques for Clinical Dentistry, IGI Global, New York, 2009, ISBN 9781-60566-293-0 (ebook).
4.G. Mendonça, D.B.S. Mendonça, F.J.L. Araga˜o, L.F. Cooper, Advancing
dental implant surface technology – From micronto nanotopography,
Biomaterials 29, 2008, 3822–3835.
5.M.M. Shalabi, A. Gortemaker, M.A. Van't Hof, J.A. Jansen and N.H.J.
Creugers, Implant Surface Roughness and Bone Healing: a Systematic
Review, Journal of Dental Research, 85 6 ,2006, 496-500.
6.F.H.Jones, Teeth and bones: applications of surface science to dental
materials and related biomaterials, Surface Science Reports 42,2001,
75-205.
7.M.H. Prado da Silva, G.A. Soares, C.N. Elias, J.H.C. Lima,H. Schechtman,
I.R. Gibson, S.M. Best, Surface Analysis of Titanium Dental Implants
with Different Topographies, Material Research, 3 No. 3,2000, 61-66.8.
8.W.-R. Chang, M. Hirvonen, R. Grönqvist, The effects of cut-off length
on surface roughness parameters and their correlation with transition
friction, Safety Science, 2004, pp 755-769.
9.H. J. Rönold, J. E. Ellingsen, Effect of micro-roughness produced
by TiO2 blasting—tensile testing of bone attachment by using coinshaped implants, Biomaterials 23, 2002, 4211–4219.
10.C. N. Eliasa, Y. Oshida, J. H. Lima C. A. Mullere, Relationship between
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
surface properties (roughness, wettability and morphology) of titanium
and dental implant removal torque, Journal of The Mechanical Behavior
of Biomedical Materials I,2008, 234-242.
11.F. Rupp L. Scheideler, D. Rehbein, D. Axmann, J. Geis-Gerstorfer,
“Roughness induced dynamic changes of wettability of acid etched
titanium implant modifications” Biomaterials Volume 25, Issues 7–8,
2004, pp. 1429–1438.
12.W. Barthlott, C. Neinhuis, The purity of sacred lotus or escape from
contamination in biological surfaces, Planta, 202 1997, 1–8.
13.F. Rupp, L. Scheideler, D. Rehbein, D. Axmann, J. Geis-Gerstorfer,
“Roughness induced dynamic changes of wettability of acid etched
titanium implant modifications.”, Biomaterials, 25,2004,1429–1438.
14.M. Wieland, P. Ha¨nggi, W. Hotz, M. Textor, B.A. Keller, N.D. Spencer,
Wavelength-dependent measurement and evaluation of surface
topographies: application of a new concept of window roughness and
surface transfer function, Wear 237, 2000. 231–252.
15. W.-R.Chang, M. Hirvonen, R. Grönqvist, The effects of cut-off length
on surface roughness parameters and their correlation with transition
friction, Safety Science 42,2004, 755–769.
16.H.Q. Nguyena, D.A. Deportera, R.M. Pilliara, N. Valiquette, R.
Yakubovich, “The effect of sol-gel-formed calcium phosphate coatings
on bone ingrowth and osteoconductivity of porous-surfaced Ti alloy
implants’’, Biomaterials, Vol.25, pp.865-876, 2004.
17.A. Piattelli, A. Scarano, C. Mangano, ‘’Clinical and histologic aspects
of biphasic calcium phosphate ceramic (BCP) used in connection with
implant placement’’, Biomaterials, Vol.17, No. 18, pp.1767-1770, 1996.
18.P.H. Osanna, M.N. Durakbasa, K. Yaghmaei, L. Kräuter, “Quality
Control and Nanometrology for Micro/Nano Surface Modification
of Orthopaedic/Dental Implants’’, Institute of Measurement Science
Slovak Academy of Sciences, pp.167,172, 2009.
19.M. Yoshinari, Y. Oda, T. Inoue, K. Matsuzaka, M. Shimono “Bone
response to calcium phosphate-coated and bisphosphonateimmobilized titanium implants’’, Biomaterials Vol. 23, Issue 14,
pp.2879-2885, 2002.
20.A. Gaggl, G. Schultes, W.D. Müller, H. Karcher, “Scanning electron
microscopical analysis of laser-treated titanium implant surfaces’’,
Biomaterials Vol.21(10), pp.1067-73, 2000.
21.X. P. Luo, N., Silikas, M. Allaf, N.H.F. Wilson, “AFM and SEM study
of the effects of etching on IPS-Empress 2TM dental ceramic’’, D.C
Watts University of Manchester Dental School, Higher Cambridge
Street, Manchester M15 6FH, UK http://dx.doi.org/10.1016/S00396028(01)01301-2, How to Cite or Link Using DOI.
22.C.H. Han, C.B. Johansson, A. Wennerberg, T. Albrektsson,
“Quantitative and qualitative investigations of surface enlarged titanium
and titanium alloy implants’’, Clin Oral Implants Res, Vol.9, pp.1-10,
1998.
23.J.E. Feighan, V.M. Goldberg, D. Davy, J.A. Parr, S. Stevenson, “The
influence of surface-blasting on the incorporation of titanium-alloy
implants in a rabbit intramedullary model’’, J Bone Jt Surg Am, 77-A
(9) (1995), pp.1380-1395.
24.H.J. Rønold, J.E. Ellingsen, “Effect of micro-roughness produced by
TiO2 blasting-tensile testing of bone attachment by using coin-shaped
implants’’, Biomaterials, Vol. 23, Issue 21, pp.4211-4219, Nov.2002.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
OCAK 2014
SİNUS LİFT TEKNİĞİYLE UYGULANAN DENTAL İMPLANT KAYBI VE
REHABİLİTASYONU: OLGU SUNUMU
TÜRK DİŞHEKİMLİĞİ DERGİSİ
Copyright © ‹stanbul 2014
TDD; Ocak 2014, 89: 6-10
Olgu sunumu / Case report
Özge Özdal1
Merve Özgül1
Cem Tanyel1
Damla Güler1
Çi¤dem Ünlü1
Bülent Katibo¤lu1
Sinus lift tekni¤iyle uygulanan
dental implant kayb› ve
rehabilitasyonu: Olgu sunumu
A failed dental implant with sinus lift technic and its rehabilitation: Case report
ÖZET
Maksiller sinüsün anatomisi ve hacmi, diflsiz maksiler çene kemi¤inde implant uygulamalar› aç›s›ndan önemli bir rol oynamaktad›r. Atrofik çene kemi¤i olan olgularda yetersiz vertikal kemi¤in
bulunmas› implant stabilitesi ve baflar›s›n› olumsuz etkilemektedir.
Bu durumda bölgenin implant ile rehabilitasyonu, ço¤u zaman kemik grefti kullan›larak yap›labilmekte ve kemi¤in boyutu, uygulanacak cerrahi operasyon tekni¤ini de belirlemektedir. Bu tür implantasyon operasyonlar›, çeflitli sinüs ogmentasyonu teknikleriyle birlikte dental implantlar›n yap›lmas›yla baflar›l› bir flekilde gerçeklefltirilmektedir. Bu olgu sunumunun amac›, atrofik maksillan›n tedavisi için uygulanan cerrahi ve protetik prosedürü anlatmakla beraber,
kullan›lan sinüs lifting tekni¤ini vurgulamak, bunun yan›nda da olgunun implant uygulamas› ve implant destekli protetik rehabilitasyonunu sunmaktad›r.
Anahtar kelimeler
Maksiller sinüs cerrahisi, dental implant kayb›, sinüs
ogmentasyonu.
ABSTRACT
Lack of sufficient bone height along maxillary sinus causes significant difficulty
for placement of implants in edentulous
maxillary jaw. Because, the ability to ensure high primary implant
stability in a severely atrophied ridge is of chief concern. Restoration of lost dentition in the severely atrophic posterior maxilla has
been successfully treated with various sinus augmentation techniques such as using bone grafts and bone substitutes which are
frequently used to enable placement of dental implants. The aim
of this case report was to describe a surgical and prosthetic procedure for treating the atrophic maxilla. It explains maxillary sinus
lifting technic, implant survival and the implant-retained prosthetic rehabilitation of the patients.
G‹R‹fi
Maksiller sinüs (highmore antrumu), paranazal sinüsler aras›nda genellikle en büyü¤ü olarak tan›mlanan 2 adet bofllu¤a verilen
add›r. Her biri piramit flekline benzemekle birlikte anterior duvar›n› maksillan›n fasyal yüzeyi, posterior duvar›n› maksillan›n infraorbital yüzeyi oluflturmaktad›r. Medial duvar›n› burnun lateral duvarlar› oluflturmakla birlikte bu bölgede bulunan önemli oluflumlardan biri maksiller sinüs ostiumdur. Ortalama 4 mm çap›nda ve
1 mm uzunlu¤unda olan ostium orta mea ethmoidal infundubuluma aç›lmaktad›r. Bir di¤er önemli oluflum ise orbita kenar›n›n 7-8
mm afla¤›s›nda bulunan foramen infraorbitaledir. Sinüs maksillarisin lateral duvar› zigomatik kemi¤in içinde ilerleyen k›sm›n ucudur. Maksiller sinüsün tavan› orbita taban›, taban› ise üst posterior difllerle komfluluktad›r. Nadiren premolar ve kanin diflleriyle de
komfluk göstermektedir. Maksiller sinüsün her birinin boyutlar›
yetiflkin bireylerde ortalama 23 mm geniflli¤inde, 33 mm derinli¤inde, 34 mm anterior- posterior uzunlu¤unda olup tahmin edilen
hacmi 15 cc’dir (19). Maksiller sinüsün kavitesi ise Schneiderian
membran› ad› verilen ortalama 0.8 mm kal›nl›¤›nda ince bir zarla
kapl›d›r.
Maksiller sinüsün 3 önemli görevi bulunmaktad›r. Bunlar; sese
rezonans vermesi, solunan havan›n ›s›nmas› için rezerv odas› görevi yapmas› ve kafatas› a¤›rl›¤›n›n azalt›lmas›d›r. Bu görevlere sahip
olmas› ve önemli anatomik komfluluklar›n›n bulunmas› nedeniyle
maksiller sinüs operasyonlar›nda çok dikkat edilmesi gerekmektedir (20).
Maksillan›n posterior bölgesindeki difllerin kaybedilmesi sonucu maksiller sinüs bofllu¤u zamanla alveolar krete do¤ru geniflleyerek bölgedeki kemikte vertikal yönde rezorpsiyon görülür. Bu alan
implant ile rehabilite edilmek isteniyorsa ve implant stabilitesi için
yeterli vertikal kemik bulunmuyorsa gerekli incelemeler sonucu
kontrendike bir durum olmad›¤› sürece bölgeye sinüs lifting operasyonu yap›lmas› gerekmektedir (2).
Maksiller sinüs kavitesi içerisinde yer alan Schneiderian membran›n›n elevasyonla yükseltilerek oluflturulan alveolar kret ile
membran aras›ndaki bofllu¤a greft materyali yerlefltirilerek bölgede
yeniden kemikleflme sa¤lanmas›na sinüs lifting operasyonu denir
(3).
Key words
Maxillary sinus surgery, fail of dental implant,
sinus augmentation.
1- ‹stanbul Üniversitesi Difl Hekimli¤i Fakültesi, A¤›z, Difl, Çene Cerrahisi AD.
Rezorpsiyon sonras› implant yerlefltirilmesi planlanan kemi¤in
vertikal yüksekli¤ine ba¤l› olarak 2 farkl› sinüs lifting tekni¤i kul-
16
17
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
SİNUS LİFT TEKNİĞİYLE UYGULANAN
DENTAL İMPLANT KAYBI VE REHABİLİTASYONU: OLGU SUNUMU
A FAILED DENTAL IMPLANT WITH
SINUS LIFT TECHNIC AND ITS REHABILITATION: CASE REPORT
ÖZET
Maksiller sinüsün anatomisi ve hacmi, dişsiz maksiler çene
kemiğinde implant uygulamaları açısından önemli bir rol oynamaktadı r. Atrofik çene kemiği olan olgularda yetersiz vertikal
kemiğin bulunması implant stabilitesi ve başarısını olumsuz
etkilemektedir. Bu durumda bölgenin implant ile rehabilitasyonu, çoğu zaman kemik grefti kullanılarak yapılabilmekte
ve kemiğin boyutu, uygulanacak cerrahi operasyon tekniğini
de belirlemektedir. Bu tür implantasyon operasyonları, çeşitli
sinüs ogmentasyonu teknikleriyle birlikte dental implantların
yapılmasıyla başarılı bir şekilde gerçekleştirilmektedir. Bu olgu
sunumunun amacı, atrofik maksillanın tedavisi için uygulanan
cerrahi ve protetik prosedürü anlatmakla beraber, kullanılan
sinüs lifting tekniğini vurgulamak, bunun yanında da olgunun
implant uygulaması ve implant destekli protetik rehabilitasyonunu sunmaktadır.
Anahtar kelimeler
Maksiller sinüs cerrahisi, dental implant kaybı, sinüs ogmentasyonu.
ABSTRACT
Lack of sufficient bone height along maxillary sinus causes significant difficulty for placement of implants in edentulous maxillary jaw. Because, the ability to ensure high primary implant
stability in a severely atrophied ridge is of chief concern. Restoration of lost dentition in the severely atrophic posterior maxilla
has been successfully treated with various sinus augmentation
techniques such as using bone grafts and bone substitutes
which are frequently used to enable placement of dental implants. The aim of this case report was to describe a surgical
and prosthetic procedure for treating the atrophic maxilla. It explains maxillary sinus lifting technic, implant survival and the
implant-retained prosthetic rehabilitation of the patients.
Key words
Maxillary sinus surgery, fail of dental implant,
sinus augmentation.
GİRİŞ
Maksiller sinüs (highmore antrumu), paranazal sinüsler arasında genellikle en büyüğü olarak tanımlanan 2 adet boşluğa verilen addır. Her biri piramit şekline benzemekle birlikte anterior
duvarı nı maksillanın fasyal yüzeyi, posterior duvarını maksillanın infraorbital yüzeyi oluşturmaktadır. Medial duvarını burnun lateral duvarları oluşturmakla birlikte bu bölgede bulunan
önemli oluşumlardan biri maksiller sinüs ostiumdur. Ortalama
4 mm çapında ve 1 mm uzunluğunda olan ostium orta mea ethmoidal infundubuluma açılmaktadır. Bir diğer önemli oluşum
ise orbita kenarının 7-8 mm aşağısında bulunan foramen infraorbitaledir. Sinüs maksillarisin lateral duvarı zigomatik kemiğin
içinde ilerleyen kısmın ucudur. Maksiller sinüsün tavanı orbita
tabanı, tabanı ise üst posterior dişlerle komşuluktadır. Nadiren premolar ve kanin dişleriyle de komşuk göstermektedir.
Maksiller sinüsün her birinin boyutları yetişkin bireylerde ortalama 23 mm genişliğinde, 33 mm derinli- ğinde, 34 mm anterior- posterior uzunluğunda olup tahmin edilen hacmi 15 cc’dir
(19). Maksiller sinüsün kavitesi ise Schneiderian membranı adı
verilen ortalama 0.8 mm kalınlığında ince bir zarla kaplıdır.
Maksiller sinüsün 3 önemli görevi bulunmaktadır. Bunlar; sese
rezonans vermesi, solunan havanın ısınması için rezerv odası
görevi yapması ve kafatası ağırlığının azaltılmasıdır. Bu görevlere sahip olması ve önemli anatomik komşuluklarının bulunması nedeniyle maksiller sinüs operasyonlarında çok dikkat
edilmesi gerekmektedir (20).
Maksillanın posterior bölgesindeki dişlerin kaybedilmesi sonucu maksiller sinüs boşluğu zamanla alveolar krete doğru
genişleyerek bölgedeki kemikte vertikal yönde rezorpsiyon
görülür. Bu alan implant ile rehabilite edilmek isteniyorsa ve
implant stabilitesi için yeterli vertikal kemik bulunmuyorsa gerekli incelemeler sonucu kontrendike bir durum olmadığı sürece
bölgeye sinüs lifting operasyonu yapılması gerekmektedir (2).
Maksiller sinüs kavitesi içerisinde yer alan Schneiderian membranı nın elevasyonla yükseltilerek oluşturulan alveolar kret ile
membran arasındaki boşluğa greft materyali yerleştirilerek
bölgede yeniden kemikleşme sağlanmasına sinüs lifting operasyonu denir (3).
Rezorpsiyon sonrası implant yerleştirilmesi planlanan kemiğin
vertikal yüksekliğine bağlı olarak 2 farklı sinüs lifting tekniği kullanılmaktadır. 5 mm ve daha fazla olan vertikal kemikte internal
sinüs lifting (osteotom tekniği) adı verilen teknik kullanılarak
implant kavitesinde osteotomlar aracılığıyla sinüs membranı
yükseltilir. Bu durumda 3-4 mm kemik yüksekliği kazanılmaktadır (16).
Alveolar kemik yüksekliği implant rehabilitasyonuna izin vermediğinde ve internal sinüs lifting yöntemiyle yeterli kemik
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
18
boyutu elde edilemeyeceği düşünülen 4 mm veya daha az kemik yüksekliğinde ise lateral sinüs lifting tekniği adını alan diğer
teknik tercih edilmektedir (11).
En yaygın teknik olan lateral sinüs lifting tekniği ilk kez 1977
yılında Tatum tarafından tanımlanmış ve ilk defa 1980 yılında
Boyne ve James tarafından yayımlanmıştır (9). Bu yöntem alveolar krete yapılan insizyonla başlar. Çoğu zaman insizyonun
yönü keratinize dişetinde yara yeri oluşturmamak amacıyla
palatinale doğru yapılır. Tam kalınlıklı şap lateral antral duvara erişebilinecek yükseklikte kaldırılır. Ortaya çıkan kemik
üzerinde osteotomi frezleri ile sinüs kavitesine giriş amacı yla
oval veya dikdörtgen şeklinde pencere açılır. Bu işlem sırasında sinüs membranının perfore olmaması için dikkat edilmeli
ve açılan pencerenin alt sınırı, sinüs tabanının ortalama 5 mm
üzerinde pozisyonlandırılmalıdır. Ortaya çıkan membran, sinüs
perforasyon riskini en aza indirmek için özel dizayn edilmiş,
altıgen sap yapısı ile stabil şekilde tutulabilir, aktif uçların şekil
değişikliğine uğramadığı ve her anatomik bölgeye uygun olarak
farklı açılandırılmış olan aletlerle nazikçe kemikten yukarı doğru
sıyrılır. Greftleme için yeterli hacim elde edildiğinde hazı rlanan
greft materyali oluşturulan boşluğa yerleştirilir. Alandaki greftin
stabilizasyonu ve epitel hücrelerinin kemik hücrelerinden daha
kısa sürede bölgeye göçünü engellemek için pencere üzeri
rezorbe olabilen bir membranla örtülerek kaldırılan tam kalınlı
klı şap primer olarak kapatılır (21). Ortalama 6 aylık iyileşme
periyodundan sonra uygulanacak implant için gerekli stabiliteyi
sağlayacak kemik miktarı elde edilmiş olur (5).
Yaşayan sisteme implante edilerek organ ve dokuların işlevini üstlenmek üzere tasarlanmış materyallere greft materyali
(biyomateryal) denir. Greft materyallerinin; fiziksel kimyasal,
mekanik, termal özelliklerinin iyi bilinmesi ve dokuyla alerjik,
toksik, karsinojenik reaksiyon vermemesi istenir (18). Sinüs lifting operasyonunda kullanı lacak greft materyalinin sinüs içindeki kemik formasyonu etkinliğinin ve implantlarla eş zamanlı
yerleştirildi ğinde stabilizasyon kapasitesinin yüksek
olması, kullanımının kolay, düşük antijenitede ve yüksek güvenilirlikte olması beklenir. Greft materyalleri elde ediliş kaynağına
göre dörde ayrılır. Bunlar; otojen greftler (iliak kemikten,
semfiz bölgesinden, ramus mandibuladan, calvariumdan,
tüberosite maksilladan alınan otojen greftler), allogreftler/ homojen greftler, xenogreftler/heterojen greftler ve alloplastik
greftlerdir (1).
Bu olgu sunumundaki amacımız, maksilla posterior bölgede
lateral sinüs lifting tekniği kullanılarak implant tedavisi için uygun miktarda kemik oluşumu sağlanmasıyla birlikte uygulanan
implantın iatrojenik nedenle kı sa süre sonra kaybedilmesini ve
tekrar implant rehabilitasyonuyla sağlanan başarıyı bildirmektir.
OLGU SUNUMU
Otuz beş yaşındaki erkek hasta, maksilla sol bölgedeki köprü
protezinin 24 numaralı diş bölgesindeki kantilever sonucu yeterli ağız hijyenini sağlayamadığı için rahatsız olduğunu belirterek yerine implant destekli bir restorasyon yapılması isteğiyle İstanbul Üniversitesi Diş hekimliği Fakültesi Ağız, Diş, Çene
Cerrahisi Anabilim Dalı Kliniği’ne başvurdu. Alınan anamnezde
hastanın herhangi bir sistemik hastalığının olmadığı ve sigara
kullanmadığı öğrenildi. Yapılan radyolojik incelemede 24 ve 26
numaralı diş bölgelerine iki implant yapılması planlandı
(şekil 1).
24 numaralı diş bölgesine 1 adet kemik içi silindirik implant
(4.1/10 mm ITI Straumann, İsviçre) yerleştirildi. 26 numaralı diş
bölgesinde yetersiz vertikal kemik yüksekliği olduğu için lateral sinüs lifting tekniğiyle kemik hacminin arttırılmasına karar
verildi. Ksenogreft (Bio-Oss) kullanılarak yapılan sinüs lifting
19
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
tekniğiyle 6 ay sonraki kontrol panaromik radyografisinde
vertikal yönde 10 mm kemik kazancı sağlandığı ve toplam kemik yüksekliğ inin 13 mm olduğu görüntülendi (şekil 2).
Yeterli kemikleşme sağlanmasının ardından 26 numaralı diş
bölgesine 1 adet kemik içi silindirik implant (4.1/10 mm ITI
Straumann, İsviçre) yerleştirildi (şekil 3).
İmplant uygulamasının ardından 1. -3. -6. ve 12. haftalarda
yapılan periyodik kontroller sonucunda klinik olarak implantın
mobilizasyonu gözlemlendi ve implant kaybedildi. Bölgedeki
mevcut granülasyon dokuları temizlenerek implant kavitesi
ksenogreft (Bio-Oss) ile greftlenerek 6 ay beklendi (şekil 4).
6 aylık iyileşme sürecinin ardından bölgeye tekrar 1 adet kemik
içi silindirik implant (4. 1-10 mm Dental İmplant KA, Mode Medikal, Türkiye) yerleştirildi ve 3 ay beklendi (şekil 5).
İyileşme sürecinin ardından yeterli osseointegrasyon sağlanarak implantların protetik restorasyonları tamamlandı (şekil 6).
TARTIŞMA
Sinüs lifting, maksilla posterior bölgede implant için gerekli olan
vertikal mesafenin yeterli olmadığı durumlarda bu kemik mesafesini arttırmak amacıyla sinüs tabanının yükseltilmesi
işlemidir (4).
Scheiderian membranının elevasyonu ile oluşturulan sinüs
tabanındaki kavitenin greftlenmesi, dental implantasyon için
uygun olmayan posterior maksilla bölgesinde implant rehabilitasyonu sağlamasına olanak veren bir prosedürdür. Greft
materyalleri içinde otojen kortikokansellöz greftin başarı oranı
en yüksek olduğu bildirilmektedir. Osteoindüktif faktörler otojen
greft ile transfer olur ve ogmente alanda osteogenezis, kemik
formasyonu ve greft stabilizasyonu meydana gelir. Yaşayabilecek osteoblast hücrelerini, organik ve inorganik matriksleri
ve biyolojik modifiye edici faktörleri içerir. Fakat otojen greftlerin
elde edilmesi için yapılan ek cerrahi işleme gerek duyulması,
verici sahada yara yeri oluşturulması, kullanımının limitli olması ve parsiyel rezorpsiyona eğilimli olması gibi dezavantajları
da bulunmaktadı r. Bu sorunların önüne geçebilmek için otojen
kemiğin yerine konabilir greft materyalleri kullanılmaktadı r.
Bunlardan bazıları; demineralize edilmiş dondurulmuş kurutulmuş kemik allogreft (DFDB), sığır kaynaklı kemik (xenogreft),
rezorbe olmayan hidroksiapatit (DF13BA ile veya tek),
rezorbe olabilen hidroksiapatit (tek veya DFDB ile birlikte),
deproteinize sığır kemik minerali (DBBM), kollagen, trikalsiyum fosfat ve kalsiyum sülfattır. Bunlar kombine olarak ya da
tek başına kullanılan materyallerdir (10, 17). Ayrıca son yıllarda
yapılan çalışmalar, trombositten zengin fibrinin (PRF) de greft
materyali olarak kullanımında başarılı sonuçlar elde edildiğini
ortaya koymaktadır. Choukroun ve ark. ları (7) yaptıkları 9 sinüs
ogmentasyonu çalışmasının 6’sında PRF ile allogrefti kombine,
3’ünde sadece allogreft kullanarak histolojik sonuçları n benzer olduğunu fakat bu sonuçlara deney grubunda 4 ay, kontrol
grubunda ise 8 ay sonra ulaştıklarını belirtmişlerdir. Olgumuzda ikinci bir cerrahi işleme ihtiyaç duymamak ve yapılan çeşitli
çalışmalarda da başarısı kanıtlandığı için kullanılacak greft materyali Bio-Oss olarak belirlendi. Ewers ve ark. (10)
Bio-Oss ve Algipore ticari isimli greft materyallerini karşı
laştırdıkları çalışmada, histolojik bulgularda Bio-Oss granüllerinin rahatlı kla görüldüğünü, enşamasyona sebep olmadığını,
fagostik hücreler içermediği ve olgun, kompakt bir kemik
oluşturduğunu bildirmişlerdir. Bunun yanında Algipore partiküllerinin ise implantasyondan 6 ay sonra tamamen osseointegre olduğu ve çok çekirdekli fagositer hücreler tarafından
bir süre sonra rezorbe edildiğini de belirtmişlerdir. Olgumuzda
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
da osseointegrasyonun gerçekleşmemesi sonucu yaşanılan
implant kaybının sebebinin kullanılan greft materyalinde olmadığını düşünerek oluşan kaviteyi tekrar Bio-Oss ile greftledik.
Osseointegrasyon kavramı ilk olarak 1977’de Branemark ve
ark. (6) tarafından ‘yaşayan kemik dokusu ile titanyum implant
arasında, ışık mikroskobu düzeyinde büyütme ile gözlenen direkt temas’ olarak tanımlanmıştır.
Osseointegrasyon, kemiğin oluşumunun, fonksiyona adaptasyonunun ve tamirinin ömür boyu sürdüğü bir işlemdir. Osseointegrasyonun gerçekleşmesi ve devamının sağlanmasında
etkili olan biyomateryale yönelik faktörler; implantın makro
(implantın dizaynı), mikro (yüzey özellikleri) ve ultra (yüzeyin
kimyasal özellikleri) olarak sıralanabilir. İmplant yüzey topografisi mikro yapı olarak adlandırılmaktadır. Yüzey pürüzlülüklerini
arttırmak ve osseointegrasyonu geliştirmek amacıyla geliştirilen metotları Bagno ve Di Bello biyokimyasal metotlar, fiziksel
(mekanik) metotlar, kimyasal metotlar olmak üzere üç ana
sınıfta belirtmektedirler.
Biyokimyasal metotlar, titanyum implant yüzeylerine eklenebilecek biyoaktif ajanlarla iyileşmenin ve osteointegrasyonun
hızlandırılması amaçlanmaktadır. Mekanik metotlar fiziksel
güçlerle yüzeyin şekillendirildiğ i metotlardır. En fazla kullanılan
mekanik teknikler; işleme (machining), tornalama (turning),
kesme (cutting), titanyum plazma sprey (TPS), kumlama (blasting) ve cilalamadır (polishing) (15).
Kimyasal metotlar, titanyumun kimyasal yapısında özellikle
de yüzey tabakasında modifikasyonlar yapmak için uygulanırlar. Bunlar; asitle dağlayarak (acid-etching) pürüzlendirme ve
dental implantları n anodizasyon ile pürüzlendirilmesidir. Asitleme ile implant yüzeyinde 1.5-2μm çapında mikro çukurcuklar oluştuğu bildirilmektedir. Ayrıca asitlemenin osseointegrasyonu ciddi bir biçimde hızlandırdığını bildiren çalışmalar da
mevcuttur. Sandblasted Large Grid Acid (SLA) Etched implant
yüzeyleri, kumlanmış ve asitlenmiş titanyum yüzeyleri olarak
1977’de Straumann tarafından piyasaya sürülmüştür.
SLA yüzey, kaplama bir yüzey değildir. Büyük kum tanelerinin
implant üzerine püskürtülmesi ile makro pürüzlülük oluşturulur. Asitin yüzeye uygulanması ile 2-4μm mikro çukurcuklar
elde edilir. SLA implant yüzeyleri orta derecede pürüzlü yüzeylerdir. Pürüzlülük derecesi implant yüzeyi boyunca aynıdır. Martin ve ark. (14) osteoblast benzeri hücrelerde alkalen fosfataz
aktivitesinin TPS yüzeylere oranla SLA yüzeylerde daha fazla
olduğ unu göstermişlerdir. Li ve ark. (13)
SLA yüzeylerle, asit uygulanmış torna yüzeylerin biyomekanik olarak osseointegrasyonunu kıyaslamışlar ve SLA yüzeylerin tork direncini daha yüksek bulmuşlardır. Olgumuzda ilk
20
uyguladığımız implant yüzeyi birçok çalışmada da olduğu gibi
başarısı yüksek bulunan SLA yüzey olmasına rağmen iatrojenik kaynaklı implant kaybı yaşandı.
Literatüre bakıldığında bifazik kalsiyum fosfat seramiği ile
kumlanmı ş titanyum (BCP-Ti) yüzeylerle de ilgili birçok başarılı
çalışmaya rastlanmaktadır. Guehennec ve ark. (12) yaptıkları
çalışmada pürüzsüz Ti yüzey, alümina ile kumlanmış Ti yüzey,
SLA ve BCP-Ti yüzeyin, erken dönem osseointegrasyonda
osteoblastik hücrelerle arasındaki etkileşimini incelemişlerdir. Yapılan mikroskobik incelemede pürüzlülük oranı diğer
kumlanmış yüzeylere oranla BCP-Ti yüzeyde daha fazla olduğunu belirterek implantasyondan 2 gün sonra SLA yüzey ve
BCP-Ti yüzeyin tamamına osteoblastik hücrelerin göç ettiğini
bildirmişlerdir. Başka bir çalışmada ise Citeau ve ark. (8) alümina ve silika partikülleri ile kumlanmış titanyum yüzeyler ile
BCP-Ti yüzeyleri karşılaştırmışlardır.
Silika ve alümina partikülleri ile kumlanmış titanyum yüzeylerin peri-implanter dokulara sitotoksik iyon salınmasına
neden olabileceğini ve BCP-Ti yüzeylerin pürüzlülük oranının
daha yüksek olmasıyla birlikte osteoblastik hücrelerin yüzeyde
non-sitotoksik alan oluşturarak osseointegrasyonda daha etkin
olduğunu belirtmişlerdir. Olgumuzda ikinci kez uyguladığımız
implant BCP-Ti yüzeye sahiptir ve operasyon sonrası gerekli osseointegrasyon sağlanarak restoratif rehabilitasyonu da
tamamlanmıştır.
SONUÇ
Günümüz dental implantoloji ürünleri bize çok farklı yüzey
alternatişeri sunmaktadır. Bu yüzeylerin çoğu hazırlanma ve
uygulanma açısından başarılı literatür bilgileri ile karşımıza çıkmaktadır. Günümüz teknolojisi ile hazırlanmış, özellikle orijini
belli implant sistemlerinin yüzey özellikleri başarı açısından birbirine yakın literatür sonuçlarına sahiptirler.
Bu yüzden çalı şmamızda sunulan olguda yaşanan implant
kaybı idiopatik olarak belirlenmiştir ve yüzey başarısına ölçü
olarak gösterilemez. Ancak yapılan ikinci uygulamadaki başarı,
üst düzey standartlardaki yüzey çalışmalarının yaklaşık olarak
birbirine yakın başarı düzeyine sahip olduğunun göstergesidir.
21
KAYNAKLAR
1. Acocella A, Sacco R, Nardi P, Agostini T. Simultaneous implant placement in sinus floor augmentation using iliac bone
block grafts in severe maxillary atrophies: case report. Implant
Dent. 2008 Dec; 17(4): 382-8.
2. Akkocaoğlu M, Aktafl A. Otojen kemikle maksiller sinüs ogmentasyonu ve dental implant uygulaması: Olgu sunumu. Haccettepe Diflhekimliği Fakültesi Dergisi 2005; 29 (4A): 11-5.
3. Balaji SM. Direct v/s Indirect sinus lift in maxillary dental implants. Ann Maxillofac Surg. 2013 Jul; 3(2): 148-53.
4. Ballantyne JC, Groves J. A synopsy of otolaryngology. 3th ed.
John Wright and Sons Ltd, Bristol, 1983; 217-229.
5. Balleri P, Veltri M, Nuti N, Ferrari M. Implant placement in
combination with sinus membrane elevation without biomaterials: a 1-year study on 15 patients. Clin Implant Dent Relat Res.
2012 Oct; 14(5): 682-9.
6. Branemark P-I. Et al. Tissue-Integrated Prostheses. JOMS
Vol 42, N 8, 1984.
7. Choukroun J, Diss A, Simonpieri A, Girard MO, Schoeffler C,
Dohan SL, Dohan AJ, Mouhyi J, Dohan DM. Platelet-rich fibrin
(PRF): a second-generation platelet concentrate. Part V: histologic evaluations of PRF effects on bone allograft maturation in
sinus lift. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2006
Mar; 101(3): 299-303.
8. Citeau A, Guicheux J, Vinatier C, Layrolle P, Nguyen TP, Pilet
P, Daculsi G. In vitro biological effects of titanium rough surface
obtained by calcium phosphate grid blasting. Biomaterials. 2005
Jan; 26(2): 157-65.
9. Esfahanizadeh N, Rokn AR, Paknejad M, Motahari P, Daneshparvar H, Shamshiri A. Comparison of lateral window and
osteotome techniques in sinus augmentation: histological and
histomorphometric evaluation. J Dent (Tehran). 2012 Summer;
9(3): 237- 46.
10. Ewers R, Goriwoda W, Schopper C, Moser D, Spassova E.
Histologic findings at augmented bone areas supplied with two
different bone substitute materials combined with sinus floor
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
lifting. Report of one case. Clin Oral Implants Res. 2004 Feb;
15(1): 96- 100.
11. Gonzalez S, Tuan MC, Ahn KM, Nowzari H. Crestal Approach
for Maxillary Sinus Augmentation in Patients with ≤4 mm of
Residual Alveolar Bone. Clin Implant Dent Relat Res. 2013 Apr 4.
12. Le Guehennec L, Lopez-Heredia MA, Enkel B, Weiss P,
Amouriq Y, Layrolle P. Osteoblastic cell behaviour on different titanium implant surfaces. Acta Biomater. 2008 May; 4(3): 535-43.
13. Li D, Ferguson SJ, Beutler T. Biomechanical comparison
of the sandblasted and acid-etched and the machined and acid-etched titanium surface for dental implants. J Biomed Mater
Res. 2002; 60(2): 325-332.
14. Martin JY, Schwartz Z, Lankford J. Effect of titanium surface
roughness on proliferation, differantiation, and protein synthesis
of human osteoblast-like cells. J Biomed Mater Res. 1995; 29(3):
389-401.
15. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2006 Mar;
101(3): 299-303.
16. Pal US, Sharma NK, Singh RK, Mahammad S, Mehrotra D,
Singh N, Mandhyan D. Direct vs. indirect sinus lift procedure: A
comparison. Natl J Maxillofac Surg. 2012 Jan; 3(1): 31-7.
17. Scarano A, Piattelli A, Perrotti V, Manzon L, Iezzi G. Maxillary
sinus augmentation in humans using cortical porcine bone: a
histological and histomorphometrical evaluation after 4 and 6
months. Clin Implant Dent Relat Res. 2011 Mar; 13(1): 13-8.
18. Serra E Silva FM, Ricardo de Albergaria- Barbosa J, Mazzonetto R. Clinical evaluation of association of bovine organic
osseous matrix and bovine bone morphogenetic protein versus
autogenous bone graft in sinus floor augmentation. J Oral Maxillofac Surg. 2006 Jun; 64(6): 931-5.
19. Tiwana PS, Kushner GM, Haug RH. Maxillary sinus augmentation. Dent Clin North Am. 2006 Jul; 50(3): 409-24.
20. Türker M., Yücetafl S (1999). Ağız, Difl, Çene Hastalıkları ve
Cerrahisi. Atlas Kitapçılık Ankara, 61-4.
21. Woo I, Le BT. Maxillary sinus floor elevation: review of anatomy and two techniques. Implant Dent. 2004 Mar; 13(1): 28-32.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
OCAK 2014
DENTAL İMPLANTLARDA ÇAP VE BOY TERCİHLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ;
SON BİR YIL İÇERİSİNDE KULLANILAN 1000 İMPLANTIN SEÇİMİNDEKİ OLASI
KRİTERLER
TÜRK DİŞHEKİMLİĞİ DERGİSİ
Copyright © ‹stanbul 2014
TDD; Ocak 2014, 89: 12-17
Olgu sunumu / Case report
Özge Özdal1
Gülay Katibo¤lu2
Merve Özgül1
Çi¤dem Ünlü1
Cem Tanyel1
A. Bülent Katibo¤lu1
Dental implantlarda çap ve
boy tercihlerinin de¤erlendirilmesi;
son bir y›l içerisinde kullan›lan
1000 implant›n seçimindeki
olas› kriterler
Evaluation of Diameter and Lenght preferences in dental implants; possible criteria in
the selection of used 1000 implants in the last year
ÖZET
Dental implantlar, kaybedilen difllerin yerine
alternatif tedavi olarak baflar›l› bir flekilde
uzun y›llardan beri kullan›lmaktad›r. Kullan›lan implantlar›n çap ve boy seçimindeki tercihler birçok faktöre
ba¤l›d›r. Bu faktörlerin bafl›nda implant yap›lacak bölgenin anatomisi gelmektedir. Var olan kemi¤in geniflli¤i ve boyu, arterler, sinirler,
maksiller sinüs gibi anatomik k›s›tl›l›klar kullan›lacak implant ebatlar›n› s›n›rland›rmaktad›r. Ayr›ca yap›lacak protezin tek kron, splinte
kron, köprü ya da hibrit olmas› da implant ebat seçimini etkileyen
faktörlerdendir. Ancak normal ve uygun anatomik koflullarda tercih,
hekimin klinik deneyimi ve komflu difllerin anatomileriyle iliflkilendirilebilir. Bu çal›flmadaki amac›m›z, ülkemizde dental implant kullan›m›nda boy ve çap tercihinin son bir senelik sonuçlar›n›n geriye
dönük araflt›r›lmas›d›r.
Anahtar kelimeler
Dental implantlar, implant çap›, implant boyu.
ABSTRACT
Dental implants to replace lost teeth as an
alternative therapy has been used successfully for many years. Preferences in
the selection of the implant diameter and length will depend on
many factors. The anatomy of the area to implant is the beginning
of these factors. Anatomical constraints such as width and height
of bone, arteries, nerves, such as the maxillary sinus limits the
perference of the implant size. Also single crown prosthesis,
splint crowns, bridges or hybrid are the factors affecting the choice of implant size. However, the preference may be associated
with clinical experience of physician and the anatomy of the adjacent teeth. Our aim in this study was to investigate retrospectively
the results perferred lenght and diameter of used dental implants
in our country in the last year.
Key words
Dental implants, implant diameter, implant length.
G‹R‹fi VE AMAÇ
Vücut içersine yerlefltirilen ve bir doku veya organ›n ifllevini yerine getiren yapay cisimlere difl hekimli¤inde ‘implant’ ad› verilir.
Sözcük kökeni olarak ‘implant’, Latince ‘implantare’, bitki ekmek
fiilinden türemifltir. A¤›z içersinde kullan›lan yapay köklerin di¤er
efl anlaml› isimleri difl implant›, dental implant, oral implant, kemik içi implant ve bu sonuncusunun eflanlaml›s› olan endoossöz
implant sözcükleridir. Difl implantlar›n›n genel tan›m›, eksik difllerin yerine çene kemiklerine uygulanan ve protezlere destek veren
unsurlar olarak özetlenebilir (18).
Oral implantolojinin geçmifli oldukça eskiye dayanmaktad›r.
Tarih boyunca çeflitli materyaller implant maddesi olarak kullan›lm›flt›r. Bunlar; çekilmifl difller, tahta parçalar›, fildifli, kurumufl kemik, alt›n, gümüfl alafl›mlar› vb. maddelerdir. Y›llarca difl kökü gibi ifllev görebilen, kemikle fiziksel, kimyasal ve biyolojik aç›dan
uyum sa¤layabilen materyal bulma çal›flmas› süregelmifltir. Günümüzde de bu çal›flmalar mevcut olan›n daha iyisini bulmak amac›yla devam etmektedir. Tarihe bak›ld›¤›nda, 1901 y›l›nda Greenfield, iridoplatinumdan kafesli bir kemik içi implant› denemifltir.
1905’te School, porselen kökleri implante etmifltir. 1932’de Brill
çene kemi¤ine tüneller açarak ve gümüfl çiviler yerlefltirerek bu
bölgenin epitel ile kapanmas›n› bekleyerek daha sonra bu çivileri
alt›nlar ile de¤ifltirmeyi teklif etmifl ve böylece retansiyon sa¤lanabilece¤ini ileri sürmüfltür. 1937’de Schneider alt›n destekli fildiflini kullanm›flt›r (13). 1939’da Strock kardefller vitalyum alafl›mlardan vida fleklinde implant yaparak uygulam›fllard›r (9). Subperiostal implantlar›n geliflimi 1941 y›l›ndan itibaren Dahl ile bafllam›flt›r. Dahl’in 1941 sonras› kendisinin ve 1949 y›l›nda Goldberg ve
Gerschoff ile 1950’de Lew taraf›ndan yap›lan çal›flmalar ve araflt›rmalar di¤er dental implant tipleri olan endoosseoz (kemik içi) ve
endodontik (difl kanal›) implant modellerinin de geliflimine yol açm›flt›r (1). 1946 y›l›nda Mc Call vida implanttan bahsetmifltir. Greenfield kemik dokusuyla implant malzemesinin uyum göstermesine oldukça önem vermifltir. Üç ay sonra her fley normal ise üzerine kron yap›lmas›na geçilmifltir. Bu dönem itibariyle dokular›n
tam olarak iyileflmesine ve yerlefltirilen implant›n hiçbir flekilde hareket etmemesine özen gösterilmifltir. 1950 y›l›nda Nicholas Ber-
1- ‹stanbul Üniversitesi Difl Hekimli¤i Fakültesi, A¤›z, Difl, Çene Cerrahisi AD. 2- Protez Uzman›
22
23
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
DENTAL İMPLANTLARDA ÇAP VE BOY TERCİHLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ; SON BİR YIL
İÇERİSİNDE KULLANILAN 1000 İMPLANTIN SEÇİMİNDEKİ OLASI KRİTERLER
EVALUATION OF DIAMETER AND LENGHT PREFERENCES IN DENTAL IMPLANTS; POSSIBLE
CRITERIA IN THE SELECTION OF USED 1000 IMPLANTS IN THE LAST YEAR
ÖZET
Dental implantlar, kaybedilen dişlerin yerine alternatif tedavi
olarak başarılı bir şekilde uzun yıllardan beri kullanılmaktadır.
Kullanı lan implantların çap ve boy seçimindeki tercihler birçok
faktöre bağlıdır. Bu faktörlerin başında implant yapılacak bölgenin anatomisi gelmektedir. Var olan kemiğin genişliği ve
boyu, arterler, sinirler, maksiller sinüs gibi anatomik kısıtlılıklar
kullanılacak implant ebatlarını sınırlandırmaktadır. Ayrıca
yapılacak protezin tek kron, splinte kron, köprü ya da hibrit olması da implant ebat seçimini etkileyen faktörlerdendir. Ancak
normal ve uygun anatomik koşullarda tercih, hekimin klinik
deneyimi ve komşu dişlerin anatomileriyle ilişkilendirilebilir. Bu
çalışmadaki amacımız, ülkemizde dental implant kullanı mında
boy ve çap tercihinin son bir senelik sonuçlarının geriye dönük
araştırılmasıdır.
Anahtar kelimeler
Dental implantlar, implant çapı, implant boyu.
ABSTRACT
Dental implants to replace lost teeth as an alternative therapy has been used successfully for many years. Preferences in
the selection of the implant diameter and length will depend on
many factors. The anatomy of the area to implant is the beginning of these factors. Anatomical constraints such as width and
height of bone, arteries, nerves, such as the maxillary sinus limits the perference of the implant size. Also single crown prosthesis, splint crowns, bridges or hybrid are the factors affecting
the choice of implant size. However, the preference may be associated with clinical experience of physician and the anatomy
of the adjacent teeth. Our aim in this study was to investigate
retrospectively the results perferred lenght and diameter of
used dental implants in our country in the last year.
Key words
Dental implants, implant diameter, implant length.
GİRİŞ VE AMAÇ
Vücut içersine yerleştirilen ve bir doku veya organın işlevini yerine getiren yapay cisimlere diş hekimliğinde ‘implant’ adı verilir.
Sözcük kökeni olarak ‘implant’, Latince ‘implantare’, bitki ekmek fiilinden türemiştir. Ağız içersinde kullanılan yapay köklerin
diğer eş anlamlı isimleri diş implantı, dental implant, oral implant, kemik içi implant ve bu sonuncusunun eşanlamlısı olan
endoossöz implant sözcükleridir. Diş implantlarının genel tanımı, eksik dişlerin yerine çene kemiklerine uygulanan ve protezlere destek veren unsurlar olarak özetlenebilir (18).
Oral implantolojinin geçmişi oldukça eskiye dayanmaktadır.
Tarih boyunca çeşitli materyaller implant maddesi olarak kullanılmı ştır. Bunlar; çekilmiş dişler, tahta parçaları, fildişi, kurumuş kemik, altın, gümüş alaşımları vb. maddelerdir. Yıllarca diş
kökü gibi işlev görebilen, kemikle fiziksel, kimyasal ve biyolojik
açıdan uyum sağlayabilen materyal bulma çalışması süregelmiştir. Günümüzde de bu çalışmalar mevcut olanın daha iyisini bulmak amacı yla devam etmektedir. Tarihe bakıldığında,
1901 yılında Greenfield, iridoplatinumdan kafesli bir kemik içi
implantı denemiştir. 1905’te School, porselen kökleri implante
etmiştir. 1932’de Brill çene kemiğine tüneller açarak ve gümüş
çiviler yerleştirerek bu bölgenin epitel ile kapanmasını bekleyerek daha sonra bu çivileri altınlar ile değiştirmeyi teklif etmiş
ve böylece retansiyon sağlanabileceğini ileri sürmüştür. 1937’de
Schneider altın destekli fildişini kullanmıştır (13). 1939’da Strock
kardeşler vitalyum alaşımlardan vida şeklinde implant yaparak
uygulamışlardır (9).
Subperiostal implantların gelişimi 1941 yılından itibaren Dahl ile
başlamıştır. Dahl’in 1941 sonrası kendisinin ve 1949 yılında Goldberg ve Gerschoff ile 1950’de Lew tarafından yapılan çalışmalar
ve araştırmalar diğer dental implant tipleri olan endoosseoz
(kemik içi) ve endodontik (diş kanalı) implant modellerinin de
gelişimine yol açmıştır (1). 1946 yılında Mc Call vida implanttan
bahsetmiştir. Greenfield kemik dokusuyla implant malzemesinin uyum göstermesine oldukça önem vermiştir. Üç ay sonra
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
24
çizmiştir. Buna göre implant önce kemik içine gömülüyor ve
mukoza üzerine kapatılıyor, implantın kemik tarafından sarılması ndan sonra protez ile bağlantı kuracak ana parçalar ilave ediliyordu. Ancak sonuç enfeksiyon riskinin yüksek oluşu
nedeniyle beklenildiği kadar iyi olmamıştır. Grordano Muratori
1963 yılında vitalyumdan mamul pencereli implantları başarıyla uygulamış ve bunu 1967’de daha da geliştirmiştir. 19671968 yıllarında L. I. Linkow tarafı ndan ‘Blade-Vent’ adlı kemik
içi implantlar önerildi ve başarılı bir şekilde uygulanmış olup,
bu implant türü günümüzde de kullanılmaktadır (19). Seramik,
vitalyum, titanyum implantlara epitelin yapışması, böylece biyolojik uyumluluk meydana gelmesi ve kemiğin implant-kemik
arasında yeterince gözlenmesi, implantlarla ilgili diş hekimliğinin 1980’li yıllardan 1990’lı yıllara kadar büyük gelişme göstermesini sağlamıştır (8).
Günümüzde dental implantların şekli üretici firmalar arasında
farklılık göstermekle beraber kök formunda ve yivlidir. Materyal
titanyum veya farklı yöntemlerle kaplanmış titanyumdur. Uygulama yöntemleri genellikle birbirine benzerdir. İmplant üstü
protezler için genel protetik endikasyonlarının ve protezler aracılığı ile kuvvet iletimi ilkelerinin çok iyi bilinmesi implantların
uzun süreli başarısını arttıracaktır (19).
Günümüzde dental implantlar, tek diş eksikliği, kısmi ve tam
dişsizlik vakaları gibi çok geniş bir alanda kullanılmaktadır. Çeşitli araştırmacılar implant destekli protezlerin dizaynı ve tedavi
planlamasını biyomekanik yönden incelemişlerdir. Burada implantın uzun dönem başarısını etkileyen faktörlerden implant sayısı, çapı, uzunluğu, kullanılan implant materyalinin özellikleri,
protez yapımında kullanılan çeşitli materyaller ve protez dizaynı
gibi birçok konu araştırılmıştır. Tek diş eksikliğinde uygulanan
implantlarda, yerleştirilen 4mm. çapında bir implant için ortalama mezio-distal boyutta 7mm’lik kemik alanı gereklidir. Kemik implantı çepeçevre sarmalı ve minimum 1mm. kalınlıkta
olmalıdır (17). Kısmi dişsizlik vakalarına çok sayıda implant uygulandığında ise, yerleştirilen implantlar arasında bir implant
merkezinden diğerine 7mm mesafe olmalıdır. Bu da iki implant
arasında yaklaşık 3 mm’lik kemik dokusu demektir. Komşu diş
ile implant arasındaki mesafe ise en az 2 mm kemik dokusu
olacak şekilde planlanmalı dır (4).
her şey normal ise üzerine kron yapılmasına geçilmiştir. Bu dönem itibariyle dokuların tam olarak iyileşmesine ve yerleştirilen
implantın hiçbir şekilde hareket etmemesine özen gösterilmiştir. 1950 yılında Nicholas Berman kemikten direkt ölçü alarak
subperiostal implantları modele edip vitalyumdan dökmüştür.
Nicholas Berman bu implantın oynamasını engellemek amacıyla kemik içi ve kemik çevresinden tantalyum teller geçirmiştir (9). 1958 yılında Raphael Chercheve sleep-away implantları
Tam dişsizlik vakalarında, implant tedavisi için en yaygın endikasyonlardan biri atrofik dişsiz mandibuladır. Barlı bağlantıların
yaygınca kullanılmasının yanında sabit implant destekli protezler posterior kantileverlerle beraber artan bir önem kazanmı
ştır (16). Yerleştirilecek implantların sayısı iki mental foramen
arasındaki uygun olan boşluktan ve yerleştirilecek implantların
aralarındaki mesafeler ile hesaplanmaktadır. İki mental foramen arasındaki ortalama uzaklık 47 mm’dir. Bir implantın mer-
25
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
kolay olmayan cerrahi işlemleri ekarte etmek için rutinde kullanılan implantların çap ve boylarından daha farklı olan kısa
implantlar kullanılmaktadır. Kısa implantların anatomik kısıtlılığı olan bölgelerde kullanım avantajı sağlaması yanında dikkat
edilmesi gereken kullanım kriterleri bulunmaktadır. Kısa implantların boyları 10 mm’den az olması nedeniyle kemikle temas
eden yüzey alanını arttırmak amacıyla çapları olabildiği kadar
geniş ve yivleri arttırılmış olmalıdır. Ayrıca implantların üzerine
gelen stresi azaltmak amacıyla bölgede kullanılan kısa implant
sayısı arttırılmalı ve protetik aşamada kantileverden kaçınılmalıdır (5).
Bu çalışmadaki amacımız, ülkemizde dental implant kullanımında boy ve çap tercihinin son bir senelik sonuçlarının geriye
dönük araştırılmasıdır.
GEREÇ VE YÖNTEM
Araştırmamız, son bir yıl içerisinde uygulanan 1000 adet Dental
İmplant KA üzerinde yapılmıştır. Çalışmamızda implantların çap
ve boylara göre tercih yoğunluğu belirlenmiştir (tablo 1).
BULGULAR
Çalışmamızda bulgular elde edilirken 8 mm, 10 mm, 11, 5 mm,
13 mm ve 16 mm boylarındaki implant periyodundan, tercih
edilen çapların oranları grafiklerle karşılaştırılmıştır (tablo 2,
tablo 3, tablo 4, tablo 5, tablo 6).
Çalışmamızda implant boylarının tercih oranları tablo 7’de belirtilmiştir.
Çalışmamızdaki 1000 implantın tercih edilen çap ve boylarının
adet bazı nda dağılımı ise tablo 8’de belirtilmiştir.
TARTIŞMA
İmplant çap ve boyunun seçimi birçok faktöre bağlıdır. Özellikle çalışılacak kemiğin anatomisi bu seçimde önemli rol oynar. Bunun yanında kullanılacak protezlerin ön görülen taşıma
kuvvetleri implant ebat tercihlerini yönlendirmektedir. Mevcut
kemiğin kalınlığı ve anatomik bölgeler dikkate alınarak hesaplanan derinliği doğal olarak implant çap ve boylarının seçimini
kısıtlayacaktır.
kezinden takip eden implant ile arasındaki mesafe 7 mm olmalıdır. Bu durumda mandibulaya en fazla 6 implant yerleştirilebilir
(2). İmplantlar mümkün olduğunca anteriordan posteriora doğru geniş bir arka dağıtılmalıdır. Distal implantlar mental foramen ve kemik miktarının izin verdiği ölçüde posteriora yerleştirilmelidir (12). Ayrıca implant cerrahisinde meydana gelebilecek
komplikasyonları (maksiller sinüs perforasyonu, n.alveolaris
inferior parestezisi) ve kemik ogmentasyonu gibi uygulaması
Ayrıca yapılacak protezin tek kron, splinte kron, köprü ya da
hibrit olması da yine anatomik koşullara bağlı kalma kısıtlılığı
ile birlikte, implant ebat seçimini etkileyen faktörlerdir. Ancak
normal ve uygun anatomik koşullarda tercih, hekimin klinik deneyimi ve varsa komşu dişlerin anatomileriyle ilişkilendirilebilir.
Jaffin ve ark. (7) yaptıkları çalışmada, titanyum implantların 5
yıllık takibi sonucu tip IV kemikteki başarı oranının %65, tip I ve
tip II ise %90 oldu-ğunu bildirmişlerdir. O’ Roark ve ark. (11) da
yaptıkları çalışmada 36 yıllık takipte maksilladaki dental implant başarısının %78 olduğunu rapor etmişlerdir. Olate ve ark.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
26
riskleri arttırması yanında o denli osseoentegrasyon sahasının
riski anlamına gelmektedir. Tabi ki çapı ve boyu 10 mm üzerinde implantlarda osseoentegrasyon başarılı olduğunda taşıma
kuvvetleri de bu denli artmaktadır. Fakat özellikle iyileşme döneminde hacim artışının, olası enfeksiyon riskini de arttırdığını
dikkate alırsak ebat konusunda optimumda kalmanın mantığını anlamış oluruz. Georgiopoulos ve ark. (6) yaptıkları çalışmada
farklı çap ve boydaki implantların osseointegrasyon öncesi ve
sonrası etki mekanizmalarını sonlu elemanlar analizi ile değerlendirmişlerdir.
Çalışma sonucunda 10 mm’den 14 mm’ye artan boydaki implantların osseointegrasyon öncesi ve sonrasında stresleri karşılama dirençlerinin arttığını fakat 10 mm’den kısa implantların
stres alanlarının değişmediğini belirtmişlerdir. Ayrıca immediat
implantasyonda 5 mm’den daha geniş çapta implant kullanımını protokol dışı olduğunu bildirmişlerdir. Bunun yanında Ding ve
ark. (3) farklı çap ve boydaki implantları stres ve dayanıklılık açısından sonlu elemanlar analizi ile değerlendirdiklerinde 4.1x10
mm. ebatlarındaki implantın 4.1x12 mm. veya 4.1x14 mm.
ebatlarındaki implantlarla arasında stres ve dayanım açısından
anlamlı bir fark bulunmadığını bildirmişlerdir.
(10) kısa (6-9 mm), orta (10-12 mm), uzun (13-18 mm) ve dar,
orta ve geniş implant olarak sınışadıkları 1649 adet implantın
458’ini anterior maksillaya, 349’unu posterior maksillaya 270’ini
anterior mandibulaya ve 551’ini posterior mandibulaya uygulayarak başarı oranlarını karşılaştırmışlardır. Çap bazında karşılaştırmada en fazla başarısız olan implantların %5.1 oranında
dar implantlarda sonra %3.8 ile orta çaptaki ve %2.7 oranında
da geniş implantlarda görüldüğünü ifade etmişlerdir. İmplant
boyu başarısının kıyaslanmasında ise başarısızlık oranının %9.9
oranında kısa implantlarda, %3.4 oranında uzun implantlarda
ve %3.0 oranında da orta boydaki implantlarda görüldüğünü
bildirmişlerdir. Ayrıca erken kayıp görülen 50 implantın 31’inin
anterior bölgede, 19’unun ise posterior bölgede görüldüğünü
belirtmişlerdir. Literatüre baktığımızda uygun anatomik koşullarda tercih edilen implantların daha çok ortalama 4 mm çap ve
10 mm boy yaklaşımında olduğunu görmekteyiz. Li ve ark. (15)
dental implant başarısı için en riskli olan tip IV kemikte yaptıkları
sonlu elemanlar analizinde, bu tip kemik bölgelerinde optimal
seçimin 4.0 mm. çapta ve 9 mm’den daha uzun boyda implant
kullanımı olduğunu belirtmişlerdir.
Biz de çalışmamızda en çok kullanılan implant çapının 4.1 mm,
boyunun ise 10 mm olduğu sonucu ile karşılaştık. Biliyoruz ki
implantın boy ve çapının aşırı derecede büyük olması anatomik
Literatürde, özellikle protetik olarak köprü ayaklarının aynı boyda ve çapta olması (tercihen 4/10 mm civarı) ya da interforaminal bölgede yapılacak bar ataşmanlı çalışmalarda, taşıma
kuvvetlerinin dengeli bir biçimde kemiğe yansıtılması açısından
implantların yine aynı çap ve boyda olmasının (yine 4/10 mm
civarı) önerilmesi bu mantığı açıklayacaktır. Stellingsma ve ark.
(14) yaptıkları çalışmada, 17 hastanın her birine mandibular
interforaminal bölgeye uyguladıkları 4 adet kısa implant (8-10
mm) üzerine yaptıkları overdenture protezlerin 77 aylık takip
sonucunda başarı oranının %88 olduğunu bildirmişlerdir. Bu çalışmalar implant çap ve boylarında çok kısa ya da çok uzun diye
tabir edilen ölçülere endikasyon koşulu olmadıkça gereksinim
olmadığını göstermektedir.
SONUÇ
Sonuç olarak bizim çalışmamız da dâhil olmak üzere, bütün
çalışmalar 4 mm çap ve 10 mm boy ebatlarda implant kullanımının, tüm protetik gereksinimleri karşılayabilecek optimum
ebatlar olduğunu işaret etmektedir.
27
KAYNAKLAR
1 Aras E. İmplantoloji Ders Notları. İzmir 2009.
2. Baiamonte T. Et al. The Experimental Verification of the Efficacy of Finite Element Modeling to Dental Implant Systems.
Journal of Oral Implantology 1996: 22(2): 104-10.
3. Ding X1, Liao SH, Zhu XH, Zhang XH, Zhang L. Effect of diameter and length on stress distribution of the alveolar crest around
immediate loading implants. Clin Implant Dent Relat Res. 2009
Dec; 11(4): 279- 87.
4. Engelman MJ. Clinical Decision Making and Treatment Planning in Osseointegration. Quintessence Publishing Co. Inc Chicago, 1996: 81-161.
5. Gentile M, Chuang SK, Dodson T. 6x5, 7 mm implantlarda
başarı tahminleri ve başarı sızlık risk faktörleri. The International Journal of Oral&Maxillofacial Implants, Kası m/Aralık 2005.
6. Georgiopoulos B, Kalioras K, Provatidis C, Manda M, Koidis
P. The effects of implant length and diameter prior to and after
osseointegration: a 2-D finite element analysis. J Oral Implantol.
2007; 33(5): 243-56.
7. Jaffin RA, Berman CL. The excessive loss of Branemark fixtures in type IV bone; a 5-year analysis. J Periodontal 1991; 62:
2-4.
8. Kabadayılar M. Oral İmplant ve Endikasyonları. E. Ü. D. H. F.
Bitirme Tezi, İzmir 1997.
9. Küçükler A. Ball Ataşmanlı İmplant Üstü Protez. E. Ü. D. H. F.
Bitirme Tezi, İzmir 2006.
10. Olate S, Lyrio MC, de Moraes M, Mazzonetto R, Moreira RW.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
Influence of diameter and length of implant on early dental implant failure. J Oral Maxillofac Surg. 2010 Feb; 68(2): 414-9.
11. O’Roark WL. Improving implant survival rates by using a
new method of at risk analysis. Int J Oral Implantol 1991; 8: 3157.
12. Osler JF. Biomechanical Load Analysis of Cantilevered Implant Systems. Journal of Oral Implantology 1991: 17(1): 40-47.
13. Sönmez S. Tüm Yönleriyle Dişhekimliğinde İmplantoloji. E.
Ü. D. H. F. Bitirme Tezi, İzmir 2005.
14. Stellingsma C, Meijer HJA, Raghoebar GM. Use of short
endosseous implants and an overdenture in the exremely resorbed mandible: a five-year retrospective study. Journal of Oral
and Maxillofacial Surgery 2000; 58: 382-7.
15. T. Li, L. Kong, Y. Wang, K. Hu, L. Song, B. Liu, D. Li, J. Shao, Y.
Ding: Selection of optimal dental implant diameter and lenght in
type IV bone: a three-dimensional finite element analysis. Int J.
Oral Maxillofac. Surg. 2009; 38: 1077-1083.
16. Watzck G. Endosseous Implants: Scientific and Clinical Aspects. Quintessence Publishing Co, Inc Chicago, 1996: 291-315.
17. Weinberg LA. The Biomechanics of Force Distribution in
Implant-Supported prostheses. Int. J Oral Maxillofac Implants
1993: 8(1): 19-31.
18. Van Steenberghe D, Branemark P-I, Quirynen M, De Mars
G, Naert I. The rehabilitation of oral defects by osseointegrated
implants. J Clin Periodontol 1991: 18: 488-493.
19. Zeytinoğlu B. İmplantoloji Ders Notları. İzmir 2009.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
28
EKİM 2013
MAKEDONYA, III. PANALBANIAN CONGRESS OF DENTISTRY WITH INTERNATIONAL
PARTICIPATION
DENTISTRY IN XXI CENTURY
29
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
MAKEDONYA, III. PANALBANIAN CONGRESS OF
DENTISTRY WITH INTERNATIONAL PARTICIPATION
Ahmet B.Katiboglu
Faculty of Dentistry, Istanbul,Turkey
Prof. A. Bülent Katiboğlu graduated from Marmara University
Faculty of Dentistry in 1984. He studied for doctorate in Istanbul University, Faculty of Dentistry in the Department of Oral
and Maxillofacial Surgery. He became associate professor in
1994 and became professor in 2000. He has been a lecturer
in İstanbul University Faculty of Dentistry Professor Katiboglu
acquired appreciation certificate for the academician Works
he had done from the Istanbul University Faculty of Dentistry
in 1998. He is Chief Editor of Turkish Journal of Dentistry Magazine, The Dental Tribune Turk Magazine, Journal of Implant
Dentistry and Journal of Labodent Magazine. He is a consultant of British Dental Journal Turk at the same time. He is also
a member of other international and national associations
like the Turkish Association of Oral and Maxillofacial Surgery,
Turkish Association of Oral Surgery, Turkish Dental Association and the International Association of Oral and Maxillofacial
Surgeons. He presided at the Turkish Dentistry International
Academic Congress in 2002,2003,2004,2005,2006 and Dental
Istanbul Congress in 2007,2008 and 2012.
Prof. Dr. A. Bülent Katiboğlu performed at the incorporation
of Istanbul University Physical Education and Sport Academy, Istanbul University Horsemanship Academy. He acted as
general coordinator in Istanbul University Sport Council for
ten years and General Secretary of the same council for three
years. He has plany of scientific researches published nationally and internationally, has three instruction books,has many
Works which are presented at the conference. In addition to
consultancy of four postgraduate studies which two of them
complated, he studies in various fields such as dental implants, general anasthesia in dentistry, bone graft systems and
applications, temporomandibular joint disorders, mini plaque
osteosenthesis, distraction osteogenesis, advanced implant
applications. Moreover, he has researching on surface features in dental implants, bone augmentation and on stem cell.
Prog. Dr. Katiboğlu has 28 years of experience in dentistry and
dental implantology. Performed as moderator in many educations, congress and academic meetings, he has given many
conferences in this fields. He desinged first Turkish Dental Implant KA and presented to dentistry. He is allready president
the scientific research section of Dental İmplant KA.
DETAILS THAT LEAD TO FAILURE IN DENTAL
IMPLANTOLOGY AND PRACTICAL AND TECHNICAL
MEASURES TO THESE DETAILS
Ahmet Katiboglu
There are many factors that lead to failure in dental implantology practices. Success primarily depends on the correct surgical and prosthetic indication. However succes doesn’t always
that patient and medical indication is enough. Firstly, there
are a number of the working priciple to be folowed during the
surgical procedure. Some of working principles may be overlooked as detail.
Similarly advanced implant surgery shouldn’t skip these details. The same rule also applies to the prosthetic work and
shoul be pointed. Surgery instruments of implants, that is
used, is also important. Product richness on the set must facilitate to work and have richness that can be overcame the
details quickly and easily. The sistem should be planned that
will support working principle. Both surgical and prosthetic
stage must be able to facilitate work in dental implantology.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
30
EKİM 2013
MESENCHYMAL STEM CELL BEHAVIOUR ON DIFFERENT TITANIUM IMPLANT
SURFACES: AN IN VITRO STUDY
INTERNATIONAL CONFERENCE ON ORAL AND MAXILLOFACIAL SURGERY
31
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
MESENCHYMAL STEM CELL BEHAVIOUR ON DIFFERENT
TITANIUM IMPLANT SURFACES: AN IN VITRO STUDY
Abstract
The success of a dental implant is based on the osseointegration that is defined as the direct contact between the bone tissue
and the dental implant surface, without fibrous tissue growing
at the interface. The biological fixation of an implant to bone is
influenced by numerous factors, including surface chemistry
and surface topography. Therefore in our study our aim was to
determine the cell growth on various surfaces of titanium implants. Four different types of titanium plate samples and a polished plate sample ( with no surface modification ) as a control
group were prepared. Mesenchymal stem cells isolated from
the marrow of Sprague-Dawley male rats incubated and after
confluency was reached the cells were trypsinized, replated and
incubated again. Mesenchymal stem cells at 4th passage were
lifted from the plates and seeded onto each sterilized titanium
sample. At the end of 3 days incubation time absorbance was
determined by an Elisa Plate Reader. As a result cell proliferation was excessive in all modificated groups in contrast with the
control group.
Background and Aim
The aim of dental implants is osseointegration of the implant
with the surrounding bone as well as the maintenance and
functional restoration of the existing bone. To accomplish this
successfully, there are many factors to consider in the interaction between the implant material, most commonly pure titanium or titanium alloys in dental applications, and the surrounding tissue in the patient. The biological fixation of an implant
to bone is influenced by numerous factors, including surface
chemistry and surface topography.Therefore in our study our
aim was to determine the cell growth on various surfaces of
titanium implants. Also with the results of this study we aim to
have further researches.
Methods and Materials
Coin shaped titanium plates (CSTPs) have been produced to be
cultured within bone marrow derived mesenchymal stem cells
(BMDMSCs) for this study. Two for each CSTPs have been acidified / covered by the 4 types of materials below and remaining
2 CSTPs were machined.
· TiO2
· BCP
· TiO2 + HF
· TiO2 + HNO3
BMDMSCs have been incubated under conditions of 37°C temperature, moisture 90%, CO2 5% within the medium of High
Glucose DMEM (without phenol red) which consists of 10%
FBS, 2 mM L-glutamine and 1% of penicilin, streptomycin ve
amphotericin till T75 cell culture plate is covered.
Sterilized CSTPs have been entitled and each one has been
aligned in the 24 well plate. 20,000 BMDMSCs have been seeded
on the surface of CSTPs within 20 µL medium. 4 types of CSTP
samples with cells and 1 CSTP sample as blank have been used
for each time points (1st and 7th days). BMDMSCs have been
seeded on the surface of 24 well plate for positive control as
well and entitled as only cell (OC).
Cell proliferation has been analysed by using CellTiter 96®
AQueous One Solution Cell Proliferation Assay (MTS) on the 1st
and 7th days.
During cell plantation
After cell plantation
Results
Cell culture was performed on sterilized titanium plates during
1-day and 7-day period. In MTS Cell Proliferation Assay, TiO2 +
HF surface has procured 13% and TiO2 %5 more cell proliferation than machined surface a day after cell plantation. Comparing machined surface, 22% and 24% less cell proliferation has
been observed on the BCP and TiO2 + HNO3 samples respectively.Comparing machined surface, 0.1% more cell proliferation has been observed on TiO2 + HF 7 days after cell plantation.
On the BCP, TiO2 and TiO2 + HNO3 samples, less cell proliferation has been observed as 17%, 21% and 20% respectively with
regard to machined surface.
CSTP Attachment
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Samples vs. Absorbance
Day 1
Day 7
CSTP Attachment
Day 1
Day 7
Samples vs. Cell Number
300.000
250.000
200.000
150.000
100.000
50.000
0
TiO2 + HF
TiO2
BCP
TiO2 + HNO3 Machined
Only Cell
Conclusions
Although we have observed minor differences at the end of
Day 1, differences have risen at the end of Day 7. With reference to these results, TiO2 + HF and machined samples correlates with the control group for cell proliferation. According
to literature, these figures may not be parallel with osseointegration values. Osseointegration value may be more for the
surface which the cell proliferation is less. It is significiant to
see cell proliferation on surfaces for further studies.
References
• S. Lavenus et al. , Behaviour of mesenchymal stem cells, fibroblasts and
osteoblasts on smooth surfaces, Acta Biomaterialia 7 (2011) 1525–1534.
• L.F. Cooper et al., Fluoride modification effects on osteoblast behavior and
bone formation at TiO2 grit-blasted c.p. titanium endosseous implants,
Biomaterials 27 (2006) 926–936 .
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
32
EYLÜL 2013
DENTAL İMPLANTOLOJİDE TOTAL DİŞSİZ VAKALARDA YAPILAN FULL
RESTORASYONLARIN UZUN DÖNEM TAKİBİ VE BAŞARI KRİTERLERİ
TÜRK DİŞHEKİMLİĞİ DERGİSİ
Copyright © ‹stanbul 2013
TDD; Eylül 2013, 88: 132-136
Olgu sunumu / Case report
Özge Özdal1
Gülay Katibo¤lu2
A. Bülent Katibo¤lu1
Dental implantolojide total
diflsiz vakalarda yap›lan full
restorasyonlar›n uzun dönem
takibi ve baflar› kriterleri
Long-term follow-up and success criteria in edentulous cases with full mouth implant restoration
ÖZET
Birçok diflsiz hasta geleneksel total protezlerden memnun olsa da s›kl›kla tasar›m ile
ilgili sorunlar yaflamaktad›rlar. Bu sorunlar
protezin stabilitesi ve retansiyonundaki zay›fl›k, çi¤neme s›ras›nda
duyulan a¤r› ve fonksiyon verimindeki azalmad›r. Bu nedenle implant tedavisi diflsiz hastlarda yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Çeflitli
klinik çal›flmalar bu tür problemlerin, dental implantla ba¤lant›l›
protezlerin kullan›m›yla giderildi¤ini göstermektedir. Diflsiz vakalarda bir dizi tedavi protokolü bulunmaktad›r. Bunlar sabit protez, mukoza destekli overdenture, mukoza-implant destekli overdenture ve
implant destekli overdenture protezlerdir. Bu makaledeki amac›m›z,
total diflsiz hastalarda uygulanan implant destekli protetik restorasyonlar›n baflar› kriterlerini de¤erlendirmektir.
Anahtar kelimeler
Total diflsizlik, dental implant, protetik rehabilitasyon.
ABSTRACT
Although many edentulous patients are
satisfied with their conventional complete
dentures, some often encounter problems
with this design. These problems include poor stability and retention of the prosthesis, pain during mastication and decreased
chewing efficency. Therefore implant therapy is widely used for
the treatment of edentulous patients. Several clinical studies have
shown that these problems can be successfully addressed using
a dental prosthesis employed in conjunction with dental implant.
A number of treatment strategies have been employed when carried out in the edentulous cases. These strategies include fixed
prosthesis, mucosa-suppoerted overdentures, mucosa-implantsupported overdentures and implant-supported overdentures. Our
aim in this article, the total implant-supported prosthetic restorations in edentulous patients is to evaluate the success criteria.
Key words
Total edentulousness, dental implant, prosthetic rehabilitation.
G‹R‹fi
‹mplant, kelime anlam› olarak tedavi ve fonksiyon amac›yla vücut içerisine ve canl› dokulara yerlefltirilen cans›z materyallerdir.
Dental implantlar ise çene kemi¤inin içerisine, üzerine veya mukozaya yerlefltirilen ve diflin yerinin tutmas› amac›yla uygulanan yap›lard›r (17).
Dental implantlar, diflhekimli¤i alan›nda sabit veya hareketli
protezlere destek sa¤lamak amac›yla uygulanmas›n›n yan›nda çene
ve yüz defektlerinin restorasyonunda da kullan›lmaktad›r (16).
Günümüzde kullan›lan endosteal (kemik içi) dental implantlar›n flekli kök formunda ve yivlidir. Materyal titanyum veya farkl›
yöntemlerle yüzeyi çal›fl›lm›fl titanyumdur. Uygulama teknikleri
genellikle birbirine benzer olmakla birlikte, implant üstü protezler
için genel protetik endikasyonlar›n›n ve protezler arac›l›¤› ile kuvvet iletimi ilkelerinin iyi bilinmesi implantlar›n uzun süreli baflar›s›n› artt›racakt›r (3).
‹mplant üstü protezler, estetik üstünlükleri, hareketli protetik
tedavileri sabit protetik tedavi haline getirmekle sa¤lanan baflar›lar›, tutuculu¤u önemli oranda artt›rmalar›, difl dokular›n›n korunmas› gibi avantajlar›n›n bulunmas› nedeniyle tercih edilmektedir
(13).
Tam diflsizlik olgular›nda uygulanan protezlerin stabilite ve tutuculu¤undaki yetersizlik nedeniyle çi¤neme problemiyle karfl›lafl›lmas›ndan dolay› total diflsizlik vakalar› implantolojide önemli
bir endikasyon olarak görülmektedir. Protezin artan mekanik stabilitesine ba¤l› hasta memnuniyeti ve önlenen dikey kemik rezorpsiyonu, implant uygulamas› tercihinin önemli nedenlerindendir
(14).
03 / 2013
GENEL B‹LG‹LER VE TAK‹P OLGULARI
Total diflsizlik olgular›nda hastan›n beklentisi ve ekonomik durumu, alveolar kemi¤in anatomik ve morfolojik durumu, çeneler
aras› iliflki, implantlar›n ark üzerindeki da¤›l›m›, lokalizasyonu, say›s› ve estetik ihtiyaçlar› gibi faktörler göz önünde bulundurularak
tedavisinde genellikle 3 farkl› tedavi plan› uygulanmaktad›r.
1. ‹mplant-doku destekli overdenture protezler; implantlara
ba¤lanan hareketli bir protez yap›m›na dayan›r. Bu tip protezlerde
1- ‹stanbul Üniversitesi Difl Hekimli¤i Fakültesi, A¤›z, Difl, Çene Cerrahisi AD. 2- Protez Uzman›
88
21
33
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
DENTAL İMPLANTOLOJİDE TOTAL DİŞSİZ VAKALARDA YAPILAN FULL
RESTORASYONLARIN UZUN DÖNEM TAKİBİ VE BAŞARI KRİTERLERİ
LONG-TERM FOLLOW-UP AND SUCCESS CRITERIA IN EDENTULOUS CASES
WITH FULL MOUTH IMPLANT RESTORATION
ÖZET
Birçok dişsiz hasta geleneksel total protezlerden memnun olsa
da sıklıkla tasarım ile ilgili sorunlar yaşamaktadırlar. Bu sorunlar protezin stabilitesi ve retansiyonundaki zayışık, çiğneme
sırasında duyulan ağrı ve fonksiyon verimindeki azalmadır.
Bu nedenle implant tedavisi dişsiz hastlarda yaygın olarak
kullanılmaktadır. Çeşitli klinik çalışmalar bu tür problemlerin,
dental implantla bağlantılı protezlerin kullanımıyla giderildiğini göstermektedir. Dişsiz vakalarda bir dizi tedavi protokolü
bulunmaktadır. Bunlar sabit protez, mukoza destekli overdenture, mukoza-implant destekli overdenture ve implant destekli
overdenture protezlerdir. Bu makaledeki amacımız, total dişsiz
hastalarda uygulanan implant destekli protetik restorasyonları
n başarı kriterlerini değerlendirmektir.
Anahtar kelimeler
Total dişsizlik, dental implant, protetik rehabilitasyon.
ABSTRACT
Although many edentulous patients are satisfied with their conventional complete dentures, some often encounter problems
with this design. These problems include poor stability and retention of the prosthesis, pain during mastication and decreased
chewing efficency. Therefore implant therapy is widely used for
the treatment of edentulous patients. Several clinical studies
have shown that these problems can be successfully addressed
using a dental prosthesis employed in conjunction with dental
implant. A number of treatment strategies have been employed
when carried out in the edentulous cases. These strategies include fixed prosthesis, mucosa-suppoerted overdentures, mucosa-implantsupported overdentures and implant-supported
overdentures. Our aim in this article, the total implant-supported prosthetic restorations in edentulous patients is to evaluate
the success criteria.
Key words
Total edentulousness, dental implant, prosthetic rehabilitation.
GİRİŞ
İmplant, kelime anlamı olarak tedavi ve fonksiyon amacıyla
vücut içerisine ve canlı dokulara yerleştirilen cansız materyallerdir. Dental implantlar ise çene kemiğinin içerisine, üzerine
veya mukozaya yerleştirilen ve dişin yerinin tutması amacıyla
uygulanan yapılardır (17). Dental implantlar, dişhekimliği alanında sabit veya hareketli protezlere destek sağlamak amacıyla
uygulanmasının yanında çene ve yüz defektlerinin restorasyonunda da kullanılmaktadır (16). Günümüzde kullanılan endosteal (kemik içi) dental implantları n şekli kök formunda ve yivlidir. Materyal titanyum veya farklı yöntemlerle yüzeyi çalışılmış
titanyumdur. Uygulama teknikleri genellikle birbirine benzer
olmakla birlikte, implant üstü protezler için genel protetik endikasyonlarının ve protezler aracılığı ile kuvvet iletimi ilkelerinin
iyi bilinmesi implantların uzun süreli başarısını arttıracaktır (3).
İmplant üstü protezler, estetik üstünlükleri, hareketli protetik
tedavileri sabit protetik tedavi haline getirmekle sağlanan başarıları, tutuculuğu önemli oranda arttırmaları, diş dokularının
korunması gibi avantajlarının bulunması nedeniyle tercih edilmektedir (13). Tam dişsizlik olgularında uygulanan protezlerin stabilite ve tutuculuğ undaki yetersizlik nedeniyle çiğneme
problemiyle karşılaşı lmasından dolayı total dişsizlik vakaları
implantolojide önemli bir endikasyon olarak görülmektedir.
Protezin artan mekanik stabilitesine bağlı hasta memnuniyeti
ve önlenen dikey kemik rezorpsiyonu, implant uygulaması tercihinin önemli nedenlerindendir (14).
GENEL BİLGİLER VE TAKİP OLGULARI Total dişsizlik olgularında hastanın beklentisi ve ekonomik durumu, alveolar kemiğin anatomik ve morfolojik durumu, çeneler arası ilişki, implantların ark üzerindeki dağılımı, lokalizasyonu, sayısı ve estetik
ihtiyaçları gibi faktörler göz önünde bulundurularak tedavisinde
genellikle 3 farklı tedavi planı uygulanmaktadır.
1. İmplant-doku destekli overdenture protezler; implantlara bağlanan hareketli bir protez yapımına dayanır. Bu tip protezlerde implant üstü yapının tutuculuğu bar, küresel, mıknatıs,
locator ataşman sistemi veya teleskop tipi tutucular ile sağlanır. Bu yöntemle yumuşak doku desteğini kaybetmiş hastalara
fonksiyonel ve estetik açıdan yardımcı olunmakla birlikte yetersiz kemik desteği bulunan vakalarda da sekonder retansiyon
sağlanır. Sabit protezlere kıyasla daha az implant uygulandığı
için daha ekonomik ve protez yapımı daha kolaydır.
2. İmplant destekli overdenture protezler; birbirine bağlanan implantlar ile primer stabilite sağlanarak doku desteğine
gerek duyulmadan vida uygulanabilir üst yapı tutucularıyla ya-
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
34
pılan protezlerdir. Protez kaidesi daha az alan kaplar. Kuvvetler
implant sayısı arttırılarak kemiğe daha dengeli iletilmektedir (8).
3. İmplant destekli sabit protezler; kemik miktarı ve kalitesi yeterli ise anterior ve posterior bölgeye 6-8 implant yerleştirilerek yapılan kuron ve köprü tasarımları şeklindeki protezlerdir.
Tam dişsiz vakalarda tedavi planlaması sırasında çenelerin anatomik ve morfolojik yapısına, kemik kalitesine, fasiyal destek,
diş uzunluğu, yumuşak doku miktarı ve gülme hattı gibi estetik
faktörlere, hastanın ekonomik durumuna, çeneler arası mesafe gibi faktörlere dikkat etmek gereklidir. İntermaksiller mesafe
fazla olursa estetik ve biyomekanik açıdan sorun yaratan kuron
boyu yüksek restorasyonlar yapılmak zorunda kalınır. Böyle durumlarda overdenture protez yapımı tercih edilmelidir (19). Bu
tür tam protez çalışmalarında anatomik oluşumlar nedeni ile
gerektiğinde kantilever endikasyonu da konulabilmektedir. Bu
durumda protezin taşıma kuvvetleri dengelenmeli, planlama
ve oklüzal ilişki kantileverin yeri ve mesafesi dikkate alınarak
düzenlenmelidir. İmplantüstü protezlere uygulanan uzun kantilever implantlarda aşırı yüklenmeye, periimplant kemik kaybı ve protetik başarı sızlıklara neden olabilir. Distal kantilever
protezlere ısırma kuvveti uygulandığı nda en yüksek aksiyel ve
devrilme kuvvetleri distal implantlarda gözlenir. Mandibulada
15mm.den ve maksillada 12mm.den uzun kantilever bulunan
implantüstü sabit protezlerde implant-protez başarısızlığı görülme oranı yüksektir. Kantileverlerde çalışan ve çalışmayan
tarafta temaslardan kaçınarak, düzgün ve homojen lateral hareketler sağlanmalıdır. Oklüzal temaslar için sentrik ilişkide ve
maksimum interküspidasyonda geniş serbestlik (1-1.5 mm)
fonksiyon süresince erken temasların azaltılıp daha uyumlu
vertikal kuvvetler sağlanmalıdır. Çalışan taraftaki temasların
anteriora alınması, posterior bölgede aşırı yüklemeyi de azaltmaktadır (6). Modern diş hekimliğinde büyük önem kazanan
implant uygulamaları nda başarının anahtarı, oklüzyon biyomekaniğ inin vakaya uygun şekilde değerlendirilmesidir. İmplant destekli protezlerde tedavi planından önce, hangi oklüzyon
tipinin kullanılacağı belirlenmelidir. İmplant destekli protezlerde
uygun oklüzyon tipine karar vermeden önce doğal dişlerde görülen oklüzyon tiplerinin bilinmesi gerekir (15). İdeal oklüzyon,
stomatognatik sistemle uyum içinde olan, etkin çiğnemeyi sağlayan, Şzyolojik fonksiyonlarda anormallikler oluşturmadan iyi
bir estetik sağlayan oklüzyon olarak tanımlanabilir. Günümüzde kabul edilen oklüzyon tipleri; bilateral balanslı oklüzyon, grup
fonksiyonu oklüzyonu (unilateral balanslı oklüzyon) ve kanin
koruyuculu oklüzyondur (10). Bilateral Balanslı Oklüzyon: Alt
çenenin sentrik, protrusiv ve lateral hareketlerinde tüm dişlerde
temasın olması gerektiği bilateral balanslı oklüzyonda; tüber-
kül-marjinal sırt ve iki dişe bir diş ilişki söz konusudur. Sentrik
oklüzyon long sentrik şeklindedir. Overdenture protezlerde endike olan oklüzyon tipidir.
Grup Fonksiyonu Oklüzyonu (Unilateral Balanslı Oklüzyon): Lateral hareketler sırasında gelen kuvvetleri çalışan taraf
dişleri paylaşırken denge tarafında hiç temas yoktur. Protrusiv
harekette posterior disklüzyonun sağlanması istenir. Sentrik
oklüzyon long sentrik şeklindedir. Sınıf III veya IV parsiyel dişsizlikte implantimplant destekli köprü protezlerde uygulanmalıdır.
Kanin Koruyuculu Oklüzyon: Sentrik oklüzyon nokta şeklindedir. Maksimal interkuspitasyonda anterior dişler arasında
35
disklüzyon mevcutken, posterior dişler bir dişe bir diş ve tüberkül fossa ilişkisi içindedir. Protrusiv harekette posterior dişler
disklüzyonda, insizörler alt çeneye rehberlik eder. Lateral hareketlerde ise üst kaninin lingual yüzeyi, alt kaninin distal eğimi ve
birinci premoların bukkal tüberkülünün mesial eğimi boyunca
rehberlik sağlar. Full implant destekli sabit protezlerde ve sınıf
I veya II parsiyel dişsizlikte (modiŞkasyonsuz) implant-implant
destekli köprü protezlerde endikedir. Sentrik ilişkide karşıt dişin
fonksiyonel tüberkülü tarafından gerçekleştirilen oklüzal kontağın lokalizasyonundan yararlanılarak oklüzal plan sı nışanabilir.
Tüberkül-Marjinal Sırt Oklüzal Planı: Bir dişe iki diş ilişki
söz konusudur. Bir arktaki dişin fonksiyonel tüberkülü karşıt
arktaki iki dişin marjinal sırtları ile kapanışa gelir.
Tüberkül-Fossa Oklüzal Planı: Kapanışta bir diş karşıt arktaki bir diş ile temas yapar. Dişe-diş bir ilişki söz konusudur. Bir
dişin fonksiyonel tüberkülü karşıt dişin fossası ile kapanışa gelir.
Bu şekilde oklüzal kuvvetlerin dişlerin uzun eksenleri boyunca
iletilmeleri sağlanır (1). Makalemizde son 2 yıl içerisinde Dental
İmplant KA üzerine uygulanan olgularda üç tip protez çalışmasının sonuçları gözlemlenmiştir. Her tip protez için 10’ar olgu
takip edilmiştir. Protez tipleri, full sabit simante protezler, full
sabit simante distale kantilever protezler ve full hibrit vidalı protezler olarak belirlenmiştir. Örnek olması açısından 2 yıl takibi
yapılan söz konusu protez tiplerinden 2’şer olgunun görüntüleri
sunulmuştur.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
TARTIŞMA VE SONUÇ
İmplant destekli overdenture tipi protezlerde ortalama 2 yıllık
takip sonucunda çok önemli bir implant (kemik) resorbsiyonu gözlenmemiştir. Ancak zaman zaman protezde gevşeme
ve vida kırıkları gözlemlenmiştir. Ayrıca temizleme güçlüğü
de bir dezavantaj oluşturmuştur. Bunun dışında haŞf de olsa
stabilite bozulmalarında yumuşak dokularda irritasyon söz konusu olmaktadır. Nemli ve ark.(11) yaptıkları çalışmada, dişsiz
alt çenede 4 implant ile desteklenen bar tutuculu overdenture
protez uygulanan 18 hastada 2 yıl düzenli kontroller sonucu
memnuniyet durumunu değerlendirmişlerdir. En sık görülen
komplikasyonun kliplerin tutuculuğunda azalma, daha sonra
da bar vidalarında gevşeme olduğu bildirilmiştir. Ayrıca hasta
memnuniyetinin birinci yılın sonunda başlangıca göre rahatlık,
konuşma ve temizleme kolaylığı açısında arttığı, ikinci yılın sonunda fonksiyon açısından memnuniyetin birinci yıla göre anlamlı olarak azaldığı da belirtilmiştir. Distal uzantılı overdenture
protezleruzun dönem başarıyı önemli derecede etkilemektedir.
Distal kantileverli bar destekli overdenture protezlere yükleme
yapıldığına kantilevere en yakın implantta en yüksek basma
stresleri ve 2. implantta ise çekme stresleri gözlenmektedir. Diğer implantlarda stres seviyesi düşüktür. Bevilacqua ve ark.(5)
çalışmalarında premaksiller bölgeye distaldeki 2 si açılı olmak
üzere 4 adet implant yerleştirilerek yapılan distal uzantılı barlı
overdenture protezin, implant-kemik ara yüzeyindeki stres dağılımına etkisini sonlu elemanlar analizi incelemişler ve maksimum stres değerlerinin kuvvetin uygulandığı tarafa en yakın
implantın distalindeki kortikal kemikte olduğunu belirtmişlerdir.
Spongioz kemikte belirlenen maksimum değerleri ise düşük
olup genellikle implantların apeksinde ve implant çevresindeki
kemikte saplantığını ifade etmişlerdir. Bu tip protezlerin, normal
kretlere sahip hastalarda protezin stabilitesini ve çiğneme basıncını arttırması, hastanın implant üstü sabit proteze nazaran
daha ekonomik bir yolla rahat kullanabileceğ i bir proteze kavuşmuş olması, uygulanan implant sayısının az olması nedeniyle cerrahisinin kısa olması gibi avantajlarının yanında takılıp
çıkarılan bir protez olduğu için hasta motivasyonunda düşüklük,
çiğneme basıncı- nın ve stabilitenin klasik protezlere göre arttırılmış olmasına rağmen implantüstü sabit protezlerin yerini
tutmaması gibi dezavantajları bulunmaktadır. Bu tür protezler
kaybedilen dişlerin fonksiyonunu yerine getirmenin yanı nda,
meydana gelen çene-yüz defektleri sonucu kaybedilen iskeletsel fonksiyonları da yerine getirebilmektedir. Carini ve ark.(7)
64 yaşındaki erkek hastanın mandibulasının ramusu da içeren
sağ bölümünü, neoplastik lezyon nedeniyle hemimandibulektomi sonucu kaybetmesiyle yaptıkları protetik rehabilitasyon
sonucunu de- ğerlendirmişlerdir. SemŞz bölgesine yapılan 4
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
36
implant destekli overdenture protezin, hastanın hem çiğneme
fonksiyonunu yerine getirdiğini hem de fasiyal simetriyi ve dış
görünümü iyileştirdiğ ini belirtmişlerdir. İmplant destekli sabit
protezlerde yine 2 yıllık takipte daha az temizleme güçlüğü
görülmekle birlikte ağız hijyeninin önemi yine ön plandadır.
Önemli bir diğer problem ise seramik kırıklarıdır. Bunun dışında
uzun dönem başarısı için implant-kuron oranının çok fazla kron
lehinde olması oklüzyonda açısından dezavantaj oluşturmaktadır. Fakat bunun yanında estetik beklentileri karşılamadaki ve
fonksiyon açısından üstünlükleri de gözardı edilemez. Gargari
ve ark.(9) yaptıkları çalışmada, 53 yaşındaki kadın hastanın üst
çenesindeki total protezinin görünümü ve işlevinden memnun
olmadığı için sabit bir protez isteği olduğunu belirtmişlerdir.
İmplant cerrahisi açısından kontrendike bir durumu olmayan
hastanın maksillasına 6 adet implant ve zirkonya seramikten
tek parça sabit köprü protezi yapılmıştır. Hastanın hem estetik
beklentisi hem de eksikliğini hissettiği fonksiyon ihtiyacı karşılanarak memnuniyet sağlandığı bildirilmiştir.
mında implant boyları ile protez dizaynı arası nda biyomekanik
risklerin bulunduğu durumlarda hareketli implant üstü protez
seçenekleri değerlendirilmelidir (2,12). Planlama sırasında bir
diğer önemli faktör de hastanın isteklerine önem verilmesidir.
Bu sebeplerden dolayı hastalar tarafından fazla tercih edilen
protez tipidir. Ancak tam dişsizlik olgularında implantüstü sabit protetik restorasyon yapmak, metal-akrilik hibrit protezlere
göre hem tedavi planlaması hem de üretim açısından daha zor
olup, başarı lı bir uygulamayı gerçekleştirmek için gerek endikasyon ve planlama aşamasında gerek se uygulamada bir dizi
kuralın takip edilmesi gerekmektedir. İmplantüstü sabit protez
uygulaması na karar verirken çeneler arası dikey boyut önemli
bir faktördür. Kısa implant intermaksiller aralığın geniş olduğu
durumlarda, kuron/kök oranı implant aleyhine olduğu ve çiğneme kuvvetleri implantlar üzerinde aşırı momentler oluşturacağı için uzun dönemde biyomekanik komplikasyonlara yol
açabilir. Dolayısıyla biyomekanik sebeplerle daha esnek olan
hareketli sistemler tercih edilmelidir.
Böylece kullanılacak kantilever uzunluğunu azaltmak da mümkün olacaktır. Full köprülerde en önemli sıkıntı protez kırıklarının tamir edilmesidir. Simante köprülerin sökülmesi ve fırınlanması problem olmaktadır. Köprüler geçici simante edilmedi ise
çıkartılmaları güçtür. Ağızda yapılacak tamirler ise yeterli verimi
sağlamamaktadır. Buna karşın vidalı hibrit protezlerde bu sorun
kolayca çözülebilmekte, protez sökülüp renove edilerek tamir
edilebilmekte ve tekrar implant üstü uygulanabilmektedir. Sabit protezlerde kantilever kullanımında ise beklenildiği kadar bir
kemik rezorbsiyonuna rastlanmamıştır. Üstelik bu rezorbsiyon
riskini ölçü olarak alırsak, hibrit protezlerdeki doku ve kemik
destekli bölgelerdeki rezorpsiyon riski daha fazladır. Yine de
destek vidalardaki kuvvet dağılımı dikkate alındığında sabit simante protezlerde kantileverden kaçınmakta fayda olduğunu
düşünmekteyiz.
Bunun aksine alveolar kret rezorpsiyonunun normal sınırlar
içersinde olacağı ve estetik olarak diş morfolojisini rahatlı kla
proteze yansıtılacağı için sabit protez endikedir (4). Endikasyon
açı- sından önem taşıyan bir başka faktör ise iskeletsel ilişkidir.
Özellikle klas II ve III tip iskeletsel ilişki durumlarında sabit uygulamalar implantlar üzerine aşırı kuvvet ve momentlerin oluşmasına yol açabilir. Bu tip olgular biyomekanik olarak değerlendirilerek, risk görülen vakalarda kuvvet dağılımı açısından daha
esnek olan hareketli protezler tercih edilmelidir (18). Hastaların
ilk tercihi sabit protez olmasına rağmen her total dişsiz hastalarda bu tip protezler endike olamıyor. Bu nedenle birincil beklentinin estetik olması göz önünde bulundurularak, morfolojik
durumları kısıtlayan olgularda, çiğneme kuvvetlerinin aktarı-
Bazı hastalar sabit protez için ısrarcı davranırken bazıları için
sadece fonksiyonları yerine getirebilen hareketli bir protez beklentileri karşılayabilmektedir. Hastanın istekleri, ekonomisi ve
anatomik yapıların durumu göz önüne alınarak protez planlaması yapılmalıdır.
Full kantilever köprü protezlerde ise sabit olma ve büyük cerrahi
operasyonlardan kaçınma avantajları yanında, kantilevere yakın
implantların rezorbsiyon riski çok fazladır. Yine 2 yıllık takiplerde
bu rezorpsiyonla karşılaşmamıza karşın temizleme güçlüğü ve
seramik kırıkları ile karşılaşma olası lığı ön plandadır. Kantilever
endikasyonu konulan vakalarda implantlar mümkün olduğunca tüm arka dağıtılmaya çalışılmalıdır.
Bu durumda geriye kalan seçeneklerden hibrit protezlerin tek
avantajı çıkartılabilir ve kontrol edilebilir olması yanında, full
sabit protezlerin, estetiği, kolay temizlenebilir olması ve uzun
dönem de vida kırığı ya da vida kaynaklı lüksasyon gibi riskleri
taşımaması daha avantajlı olduklarının işaretidir.
37
KAYNAKLAR
1. Acar A, İnan Ö (2001). İmplant destekli protezlerde okluzyon.
Cumhuriyet Üniversitesi Dişhekimliği Dergisi., Cilt 4, sayı 1,
sayfa: 52-56.
2. Albrektsson T. A multicenter report on osseointegrated oral
implants. J Prosthet Dent. 1988 Jul;60(1):75-84.
3. Aras E, Çötert S, Öztürk B, Uran Y. Subperiostal ve kemik içi
implant uygulamalar ı. Oral İmplantoloji Dergisi 1992, 8(94);
4-10.
4. Balshi TJ, Lee HY, Hernandez RE. The use of
pterygomaxillary implants in the partially edentulous patient:
a preliminary report. Int J Oral Maxillofac Implants. 1995 JanFeb;10(1):89-98.
5. Bevilacqua M, Tealdo T, Menini M, Pera F, Mossolov A,
Drago C, Pera P. The influence of cantilever length and implant
inclination on stress distribution in maxillary implantsupported
fixed dentures. J Prosthet Dent. 2011 Jan;105(1):5-13.
6. Bilhan H, Sülün T, Mumcu E. İmplantlarda erken krestal
kemik rezorpsiyonu ve oklüzyonun önemi. Klinik Dergisi
(Journal of ıstanbul Dental Association), Nisan 2004, 17: 58-66.
7. Carini F, Gatti G, Saggese V, Monai D, Porcaro G. Implantsupported denture rehabilitation on a hemimandibulectomized
patient: a case report. Ann Stomatol (Roma). 2012 Apr;3(2
Suppl):26-31.
8. Chao YL, Meijer HJ, Van Oort RP, Versteegh PA. The
incomprehensible success of the implant stabilised
overdenture in the edentulous mandible: a literature review on
transfer of chewing forces to bone surrounding implants. Eur J
Prosthodont Restor Dent. 1995 Dec;3(6):255-61.
9. Gargari M, Prete V, Pujia A, Ceruso FM. Full-arch maxillary
rehabilitation fixed on 6 implants. Oral Implantol (Rome). 2013
Jul 15;6(1):1-4.
10. Hobo S, Ichida E, Garcia LT. Osseointegration and occlusal
rehabilitation. Quintessence publishing co, 1990, Tokyo; 163-86.
11. Karakoca S, Boynueğri D. Dişsiz Alt Çeneye
Uygulanan 4 İmplant Destekli Bar Tutuculu Hareketli
Protezlerde Komplikasyonlar ın ve hasta memnuniyetinin
değerlendirilmesi. ADO Klinik Bilimler Dergisi. 2010 (4): 581-9.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
12. Kirsch A, Ackermann KL. The IMZ osteointegrated implant
system. Dent Clin North Am. 1989 Oct;33(4):733-91.
13. Saadoun AP, Sullivan DY, Krischek M, Le Gall M. Single
tooth implant management for success. Pract Periodontics
Aesthet Dent. 1994 Apr;6(3):73-80.
14. Sertgöz A. İmplant üstü protezlerde planlama. implantR,
Say ı 1 Mart 2005, 1: 30-4.
15. Sonugelen M, Özp ınar B, Öztürk B, Ertürk S (1997). İmplant
protezlerde oklüzyon ve Tscan yard ım ıyla düzenlenmesi. Ege
Üniversitesi Dişhekimliği Dergisi, 18; 9-13.
16. Tang W, Long J, Feng F, Guo L, Gao C, Tian W. Condyle
replacement after tumor resection: compar,son of individual
prefabricated titanium implants and costochondral grafts. Oral
Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2009; 108: 147-52.
17. Türker M, Yücetaş fi (1999). Ağız, Diş, Çene Hastal ıklar ı
ve Cerrahisi. 2. Bask ı, Atlas Kitapç ı l ık Tic. Ltd. fiti, Ankara;
455-86.
18. Weigl P. İmplant üstü protezler ve daha ilerisi. Quinessence
2002; 4: 51-7.
19. Wright PS, Glantz PO, Randow K, Watson RM. The effects
of fixed and removable implant- stabilised prostheses on
posterior mandibular residual ridge resorption. Clin Oral
Implants Res. 2002 Apr;13(2):169-74.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
38
HAZİRAN 2013
DENTAL İMPLANTOLOJİDE KULLANILAN G4 SAF TİTANYUM
İMPLANTLARIN KUMLAMA VE ASİTLEME TEKNİKLERİYLE OLUŞTURULAN
YÜZEY MODİFİKASYONLARININ İMALAT AŞAMALARINI ELE ALARAK
DEĞERLENDİRİLMESİ
MÜHENDİS VE MAKİNA
Aslı Günay, Numan Durakbaşa, Ahmet Bülent
MAKALE
DENTAL İMPLANTOLOJİDE KULLANILAN G4 SAF TİTANYUM
İMPLANTLARIN KUMLAMA VE ASİTLEME TEKNİKLERİYLE
OLUŞTURULAN YÜZEY MODİFİKASYONLARININ İMALAT
AŞAMALARINI ELE ALARAK DEĞERLENDİRİLMESİ
Aslı Günay*
Arş. Gör., Yıldız Teknik Üniversitesi,
Makine Mühendisliği Bölümü,
Makine Malzemesi ve İmalat Teknolojisi
Anabilim Dalı, İstanbul
[email protected]
Numan Durakbaşa
Prof. Dr., Viyana Teknik Üniversitesi,
Makina ve Endüstri Mühendisliği Fakültesi
(YTÜ Misafir Öğretim Üyesi)
Ahmet Bülent Katiboğlu
Prof. Dr.,İstanbul Üniversitesi,
Diş Hekimliği Fakültesi,
Ağız, Diş, Çene Cerrahisi Anabilim Dalı,
İstanbul
[email protected]
ÖZET
Günümüzde dental implantların yüzey özelliklerini geliştirmeye yönelik birçok yüzey modifikasyon
teknikleri uygulanmaktadır ve gerçekleştirilen bu yüzey işlemleri çok yönlü ele alınarak incelenmektedir. Bütün bu çalışmaların ortak amacı ise implant yüzeyinde hücre tutumunu artırarak, yüksek
biyomekanik özelliklere ve biyolojik uyumluluğa sahip implantasyon işlemi gerçekleştirmektir. İmal
edilen yüzeylerin kontrol işlemi için ise yüzey topografisinin iki boyutlu ve üç boyutlu değerlendirmeleri oldukça önem taşımaktadır. Gerçekleştirilen 2D ölçme teknikleri yüzeyin sıklıkla kullanılan
pürüzlülük parametreleri hakkında bilgi verirken (Ra, Rq, Rz, Rt, vb.), 3D gözlem teknikleri ise daha
çok yüzeyin geometrik yapısı hakkında gözlemciye bilgi vermektedir (örneğin; çukur ve tepelerin dağılımı). Bu çalışmada farklı yüzey modifikasyonları uygulanmış dental implantların yüzey topografisi
incelenmiştir. 2D değerlendirme aşamasında, farklı dental implant örneklerinin yüzeylerinden tekrarlı
ölçümler alınarak yüzey pürüzlülük verileri (Ra) elde edilmiştir. 3D değerlendirme aşamasında optik
mikroskop ve SEM aracılığıyla yüzeyin tekstür yapısı incelenmiştir. Aynı zamanda implantın imalat
aşamaları da ele alınarak imalatta yüzey karakterizasyon aşaması gösterilmiş ve kalite kontrolün önemi vurgulanmıştır.
1. GİRİŞ
D
iş kaybını gidermek amacıyla çene içerisine yerleştirilen titanyum ve organik doku etkileşimi oldukça
karmaşık bir süreci içermektedir. Birçok biyolojik
reaksiyon gerçekleşirken aynı zamanda biyomekanik kuvvetler de bu doku oluşum sürecine etki etmektedir. İmplantın
yerleştirilmesi sonrasında vücut tarafından verilen ilk tepkilerin, implantın yüzey kimyasına, yüzey topografyasına ve yine
yüzeyin fiziksel yapısına bağlı olarak gerçekleştiği, birçok
araştırmacı tarafından yapılan çalışmalarda gözlemlenmiştir
[9, 10, 11, 18]. Osteintegrasyon olarak adlandırılan bu süreç
dental implantın uzun sürede başarılı olabilmesi için temel
oluşturmaktadır. Osteintegrasyon kelimesi ilk olarak 1977
yılında Branemank ve arkadaşları tarafından çene ve kemik
arasında doğrudan temas esnasında oluşan ve uzun bir süre
kalabilen sabitleyici yapı olarak tanımlanmıştır [1].
Osteintegrasyon süreci iki aşamalı olarak gerçekleşir. İlk aşamada yerleştirilen implant malzemesi direk olarak kemik ile
temas etmektedir. Bu dönemde kemik ile organik yapı arasında herhangi bir tutucu yapı mevcut değildir. Biyolojik yapının
oluşmasına kadar süren bu ilk dönemde tutucu yapının mevcut
olmaması sebebiyle implant ve çevresi arasında daha çok me-
Anahtar Kelimeler: Dental implantlar, yüzey işlemleri, yüzey topografisi, yüzey pürüzlülüğü
kanik etkileşim söz konusudur [6, 7, 8]. Çalışmalarda g
lenen osteintegrasyon sürecinin ikinci aşamasında ise k
temas halinde olan titanyum implantın üzeri yumuşak
doku ile kaplanmaktadır [2]. Dental implantı çevrele
kapsül yapının doğru bir kalınlıkta ve yapıda oluşmuş
dental implantın üzerine gelen yükleri karşılayabilmes
miğe uygun bir şekilde sabitlenmesi açısından oldukça
lidir [3,4]. Bu iki süreç implant kaybının önlenmesi v
lantın uzun süreli performansı açısından oldukça öne
Osteintegrasyonun doğru bir şekilde oluşmasını deste
ve implant başarısını sağlayan doğru yüzey kimyası, yü
pografisi ve de fiziksel yapının oluşumu imalat aşamal
başlayan bir süreçle adım adım takip edilmelidir.
Bu çalışmada implantasyon işleminin başarılı olabilm
imalat sürecinde yapılması gerekenler ele alınarak has
me teknikleri ile yüzey karakterizasyonu yapılmıştır
işlemlerin dental implantın uzun süreli başarısındaki
vurgulanmıştır.
2. MATERYAL VE METOT
Dental implantolojide genel olarak iyi mekanik özellik
yüksek korozyon dayanımı sebebiyle 1’den 4’e kada
CNG İşleme
ABSTRACT
*
İletişim yazarı
Geliş tarihi
:
06.01.2013
Kabul tarihi
:
25.02.2013
Today many different kind of surface modification techniques are applying on dental implant surfaces to improve surface specifications and there are many different specific investigations for these
techniques to consider techniques from various aspects. All of these investigations aim improving
tissue attachment over the implant surfaces to provide high biomechanical properties and better biocompatibility. Controlling of implant surfaces in the manufacturing stage with 2D and 3D techniques are critical for final product. 2D inspection methods generally gives information for roughness
specifications (for example; Ra, Rq, Rz, Rt,etc). 3D techniques are mostly giving information about
geometrical specifications of surface topography (for example; pits and hills). In this study, different surface modifications applied dental implants were investigated. In the 2D investigation stage,
repetitive surface measurements applied and Ra values obtained. In the 3D investigation stage optic
microscope and scanning electron microscope were used to investigate surface texture. Concurrently
implant manufacturing procedure was investigated step by step to highlight the importance of surface
characterization and quality controls in the manufacturing step.
36 Mühendis ve Makina
Yüzey
Topografyasının
Oluşumu
Yüzeyin Kontrolü
Yüzey
Karakterizasyonun
İfadesi
Keywords: Dental implant surfaces, surface modifications, surface topography, surface roughness
Günay, A., Durakbaşa, N., Katiboğlu, A. B. 2013. “Dental İmplantolojide Kullanılan G4 Saf Titanyum İmplantların Kumlama ve Asitleme Teknikleriyle Oluşturulan Yüzey Modifikasyonlarının İmalat Aşamalarını Ele Alarak Değerlendirilmesi” Mühendis ve Makina, cilt 54, sayı 641, s. 36-43.
Cilt: 54
Sayı: 641
Yüzey
Karakterizasyonu
Evaluation of Modifications of Implant Surfaces Created by Means of Sandblasting
and Acid Etching Techniques Applied on the Pure Titanium Implants G4 (Grade 4)
Used in the Dental Implantology With the Consideration of the Manufacturing Stages
Şekil 1. Vida İmalat Adımları
Mühendis ve Makin
39
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
DENTAL İMPLANTOLOJİDE KULLANILAN G4 SAF TİTANYUM İMPLANTLARIN
KUMLAMA VE ASİTLEME TEKNİKLERİYLE OLUŞTURULAN YÜZEY
MODİFİKASYONLARININ İMALAT AŞAMALARINI ELE ALARAK DEĞERLENDİRİLMESİ
Aslı Günay*
Arş. Gör., Yıldız Teknik Üniversitesi,
Makine Mühendisliği Bölümü,
Makine Malzemesi ve İmalat Teknolojisi
Anabilim Dalı, İstanbul
[email protected]
Numan Durakbaşa
Prof. Dr., Viyana Teknik Üniversitesi,
Makina ve Endüstri Mühendisliği Fakültesi
(YTÜ Misafir Öğretim Üyesi)
Ahmet Bülent Katiboğlu
Prof. Dr.,İstanbul Üniversitesi,
Diş Hekimliği Fakültesi,
Ağız, Diş, Çene Cerrahisi Anabilim Dalı,
İstanbul
[email protected]
* İletişim yazarı
Geliş tarihi : 06.01.2013
Kabul tarihi : 25.02.2013
ÖZET
Günümüzde dental implantların yüzey özelliklerini geliştirmeye
yönelik birçok yüzey modifikasyon teknikleri uygulanmaktadır
ve gerçekleştirilen bu yüzey işlemleri çok yönlü ele alınarak
incelenmektedir. Bütün bu çalışmaların ortak amacı ise implant yüzeyinde hücre tutumunu artırarak, yüksek biyomekanik
özelliklere ve biyolojik uyumluluğa sahip implantasyon işlemi
gerçekleştirmektir. İmal edilen yüzeylerin kontrol işlemi için ise
yüzey topografisinin iki boyutlu ve üç boyutlu değerlendirmeleri
oldukça önem taşımaktadır. Gerçekleştirilen 2D ölçme teknikleri
yüzeyin sıklıkla kullanılan pürüzlülük parametreleri hakkında
bilgi verirken (Ra, Rq, Rz, Rt, vb.), 3D gözlem teknikleri ise daha
çok yüzeyin geometrik yapısı hakkında gözlemciye bilgi vermektedir (örneğin; çukur ve tepelerin dağılımı).
Bu çalışmada farklı yüzey modifikasyonları uygulanmış dental
implantların yüzey topografisi incelenmiştir. 2D değerlendirme
aşamasında, farklı dental implant örneklerinin yüzeylerinden
tekrarlı ölçümler alınarak yüzey pürüzlülük verileri (Ra) elde
edilmiştir. 3D değerlendirme aşamasında optik mikroskop ve
SEM aracılığıyla yüzeyin tekstür yapısı incelenmiştir. Aynı zamanda implantın imalat aşamaları da ele alınarak imalatta
yüzey karakterizasyon aşaması gösterilmiş ve kalite kontrolün
önemi vurgulanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Dental implantlar, yüzey işlemleri, yüzey
topografisi, yüzey pürüzlülüğü
Evaluation of Modifications of Implant Surfaces Created
by Means of Sandblasting and Acid Etching Techniques
Applied on the Pure Titanium Implants G4 (Grade 4)
Used in the Dental Implantology With the Consideration
of the Manufacturing Stages
ABSTRACT
Today many different kind of surface modification techniques
are applying on dental implant surfaces to improve surface
specifications and there are many different specific investigations for these techniques to consider techniques from various
aspects. All of these investigations aim improving tissue attachment over the implant surfaces to provide high biomechanical
properties and better biocompatibility. Controlling of implant
surfaces in the manufacturing stage with 2D and 3D techniques
are critical for final product. 2D inspection methods generally
gives information for roughness specifications (for example;
Ra, Rq, Rz, Rt,etc). 3D techniques are mostly giving information about geometrical specifications of surface topography (for
example; pits and hills). In this study, different surface modifications applied dental implants were investigated. In the 2D investigation stage, repetitive surface measurements applied and Ra
values obtained. In the 3D investigation stage optic microscope
and scanning electron microscope were used to investigate
surface texture. Concurrently implant manufacturing procedure
was investigated step by step to highlight the importance of
surface characterization and quality controls in the manufacturing step.
Keywords: Dental implant surfaces, surface modifications, surface topography, surface roughness
Günay, A., Durakbaşa, N., Katiboğlu, A. B. 2013. “Dental İmplantolojide Kullanılan
G4 Saf Titanyum İmplantların Kumlama ve Asitleme Teknikleriyle Oluşturulan
Yüzey Modifikasyonlarının İmalat Aşamalarını Ele Alarak Değerlendirilmesi”
Mühendis ve Makina, cilt 54, sayı 641, s. 36-43.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
1. GİRİŞ
Diş kaybını gidermek amacıyla çene içerisine yerleştirilen
titanyum ve organik doku etkileşimi oldukça
karmaşık bir süreci içermektedir. Birçok biyolojik
reaksiyon gerçekleşirken aynı zamanda biyomekanik kuvvetler
de bu doku oluşum sürecine etki etmektedir. İmplantın
yerleştirilmesi sonrasında vücut tarafından verilen ilk tepkilerin,
implantın yüzey kimyasına, yüzey topografyasına ve yine
yüzeyin fiziksel yapısına bağlı olarak gerçekleştiği, birçok
araştırmacı tarafından yapılan çalışmalarda gözlemlenmiştir
[9, 10, 11, 18]. Osteintegrasyon olarak adlandırılan bu süreç
dental implantın uzun sürede başarılı olabilmesi için temel
oluşturmaktadır. Osteintegrasyon kelimesi ilk olarak 1977
yılında Branemank ve arkadaşları tarafından çene ve kemik
arasında doğrudan temas esnasında oluşan ve uzun bir süre
kalabilen sabitleyici yapı olarak tanımlanmıştır [1].
Osteintegrasyon süreci iki aşamalı olarak gerçekleşir. İlk
aşamada
yerleştirilen implant malzemesi direk olarak kemik ile
temas etmektedir. Bu dönemde kemik ile organik yapı arasında
40
herhangi bir tutucu yapı mevcut değildir. Biyolojik yapının
oluşmasına kadar süren bu ilk dönemde tutucu yapının mevcut
olmaması sebebiyle implant ve çevresi arasında daha çok mekanik
etkileşim söz konusudur [6, 7, 8]. Çalışmalarda gözlemlenen
osteintegrasyon sürecinin ikinci aşamasında ise kemikle
temas halinde olan titanyum implantın üzeri yumuşak fibroz
doku ile kaplanmaktadır [2]. Dental implantı çevreleyen bu
kapsül yapının doğru bir kalınlıkta ve yapıda oluşmuş olması
dental implantın üzerine gelen yükleri karşılayabilmesi ve kemiğe
uygun bir şekilde sabitlenmesi açısından oldukça önemlidir
[3,4]. Bu iki süreç implant kaybının önlenmesi ve implantın
uzun süreli performansı açısından oldukça önemlidir.
Osteintegrasyonun doğru bir şekilde oluşmasını destekleyen
ve implant başarısını sağlayan doğru yüzey kimyası, yüzey
topografisi
ve de fiziksel yapının oluşumu imalat aşamalarından
başlayan bir süreçle adım adım takip edilmelidir.
Bu çalışmada implantasyon işleminin başarılı olabilmesi için
41
imalat sürecinde yapılması gerekenler ele alınarak hassas
ölçme teknikleri ile yüzey karakterizasyonu yapılmıştır ve bu
işlemlerin dental implantın uzun süreli başarısındaki önemi
vurgulanmıştır.
2. MATERYAL VE METOT
Dental implantolojide genel olarak iyi mekanik özellikleri ve
yüksek korozyon dayanımı sebebiyle 1’den 4’e kadar derecelendirilmiş saf titanyum veya titanyum alaşımları kullanılmaktadır. Dental implant üzerine farklı yönde sürekli olarak gelen hareketler dolayısıyla yüksek yorulma dayanımına ve akma
dayanımına ihtiyaç duyulmaktadır. Ağız içerisine yerleştirilen
implantın sürekli oksitleyici bir ortamda çalışacak olması da titanyum kullanımını gerekli kılan sebeplerden birisidir [12].
Bu çalışmada yüksek mekanik özellikleri ve kanıtlanmış biyouyumluluğu sebebiyle dental implantlarda da genel kabul görmüş 4 seviye titanyum (ISO 5832/2) seçilmiştir. Ayrıca
üretilen dental implantlar DIN EN ISO 14801-2008 ve DIN EN
ISO 11953 standartlarının belirttiği şekilde test edilmiştir [13,14].
Soğuk çekme tekniğiyle elde edilmiş kullanılan titanyum ham
maddeler implant imalatında tercih edilmiştir. İşlem yeniden billurlaşma sıcaklığının altında gerçekleşmektedir. Deformasyona
uğrayan kristal yapıda dislakasyon yığılması sebebiyle şekil
değiştirme güçleşmektedir. Önceden yer değiştirmiş olan kristal
yapılar, henüz kaymamış olanları engelleyeceği için soğuk
sertleşme ya da pekleşme olarak adlandırılan mekanizma ile
mekanik özellikler istenilen yönde gelişmektedir [15]. Bu imalat
tekniğinin seçilmiş olmasının en temel sebebi ise soğuk çekme
tekniğinin bu olumlu özelliğidir. Sonrasında imalat sistemine
giren ham madde kalite kontrolden geçirilmek suretiyle vida
imalatı gerçekleştirilmektedir (Şekil 1).
3. YÜZEY MODİFİKASYOLARI
Daha önceden de vurgulandığı üzere dental implantın biyolojik
uyumluluğun gerçekleşmesi için yüzey topografisinin belirli bir gözenekli karakteristiğe sahip olması gerekmektedir. Bu
gözenekli yapılar kemik hücrelerinin implant üzerinde çoğalmasını ve böylece çenede mekanik açıdan stabil hâle gelmesini sağlayacaktır [16,17]. Yapılan çalışmalarda bu durum yüzey
pürüzlülüğü ile ilişkilendirilmiş ve de deneysel çalışmalarda
pürüzlülüğün belirli bir oranda artırılmasının biyouyumluluk
açısından olumlu sonuçlar verdiği görülmüştür [18,19].
Bu çalışmada imalatı gerçekleştirilen dental implantların parlatılmış yüzey, kumlanmış yüzey, asitlenmiş yüzey ve de hem
asitlenmiş hem de kumlanmış yüzeyi örnek olarak ele alınmıştır. Kumlama ile yüzey modifikasyonu yaklaşık 7–220 μm
yarıçapında yuvarlak ve keskin köşeli geometrilerden oluşan
titanyum oksit parçaları 4 Pa basınçta yüzey üzerine
püskürtülerek gerçekleştirilmiştir. Asitle dağlama da ise implantlar hidroflorik asit ve nitrik asit duşlarında bekletilmiştir.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
4. YÜZEY KARAKTERİZASYONU VE
YÜZEY ÖLÇME TEKNİKLERİ
Günümüzde implant üzerine organik hücre tutumuna yardımcı
olmak amacıyla birçok farklı fiziksel ve kimyasal yüzey mo
difikasyon teknikleri uygulanmaktadır. Bunların; makineyle
işleme, kumlama, asit bazlı solüsyonlar ve bunların çözeltileri, termal spreyler, organik kaplamalar, lazer ile sinterleme gibi
birçok çeşidi mevcuttur [9, 21, 22]. Bu yüzey tekniklerin birçoğu
yapılan çalışmalarla denenmiş ve klinik ortamlarda olumlu etkileri ispatlanmıştır (5 yıl için >95% ).Günümüzde yüzey karakterizasyonu işlemi iki boyutlu ve üç boyutlu olarak nanometre
seviyesinde ölçümlerle tespit edilebilirken, birçok çalışmada
mikron seviyede değerler verilmiştir [2].
Çalışmalarda gerçekleştirilen farklı yüzey modifikasyonlarından
birisi olan kaplama tekniğinin implantasyon işlemi sırasında
yeterli mekanik dayanımı gösteremediği klinik çalışmalarda
gözlemlenmiştir. Bu sebeple bütün kaplama tekniklerinin kabul edilebilir başarısına rağmen büyük bir çoğunlukla kumlama
ve asitleme teknikleriyle elde edilmiş implantlar yaygın olarak
kullanılmaktadır [25,26]. Ayrıca kum püskürtme işlem sırasında
implant üzerinde bıraktığı negatif enerji yükünün osteintegrasyon sırasında olumlu bir etkide bulunduğu da gözlemlenmiştir
[27].
Yüzey modifikasyon teknikleriyle sağlanan yüzey pürüzlülük
değerleri dört farklı grupta sınıflandırılmıştır. Bunlar pürüzsüz
yüzeyler (Sa < 0.5 μm), az pürüzlü yüzeyler (Sa = 0.5-1.0 μm),
ortalama pürüzlülükteki yüzeyler (Sa = 1.0-2.0 μm) ve pürüzlü
yüzeyler (Sa > 2.0 μm) olarak ifade edilmiştir [23]. Düzensiz (irregular) yüzey ve pürüzlü yüzey morfolojisinin pürüzsüz yüzeylere göre osteintegrasyonda ve çene stabilizasyonunda daha iyi
sonuçlar verdiği çalışmalarda gözlemlenmiştir [29]. Uygulamalı
deneyler sonrasında ise ortalama pürüzlülüğe sahip olan yüzey
topografyalarının (Sa 1.0 ve 2.0 μm aralığında) daha iyi hücre
tutumu sağlandığı gözlemlenmiştir [30, 31]. Bahsedilen yüzey
pürüzlülüğü değerlerini yüzeyin gözenekli yapılar ve organik
yapıyla metal arasındaki kontak açıları oluşturmaktadır. Titanyum oksit tanecikleriyle kumlanarak ve asitlenerek modifiye
edilmiş yüzeylerin küçük kontak açılarında ve büyük alanlarda
daha iyi biyoloji hücre tutumu gerçekleştirdiği görülmüştür [32].
5. YÜZEY TOPOGRAFYASI İNCELEME
TEKNİKLERİ
Yüzey pürüzlülüğü değerlerini oluşturan yüzeyin gözenekli yapısı ve organik yapıyla arasındaki kontak açıları ayrı ayrı
değerlendirilmelidir. İmalatın bu adımında kontak plofilometre
(Talysurf Intra 50 profilograph), optik mikroskop (Keyence VHX1000) ve taramalı elektron mikroskobu ile (Zeiss Evo Ls10) bir
veri tabanı oluşturulmuş, uygulanan imalat tekniklerle elde
edilen yüzeyin uygunluğu karakteristik parametreler ve sayısal
parametrelerle test edilmiştir. Bu testler klinik çalışmalarıyla da
desteklenmiştir. Uygun imalat parametre ve şartları tespitinden sonra sürekli kalite kontrol denetimiyle düzenli imalat
sistemine geçilmiştir (Şekil 1).
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
5.1 Optik Mikroskop ile Yüzey Yapısının İncelenmesi
Yüzey modifikasyonları sonrasında oluşan yüzeyin görüntülenmesi amacıyla Keyence VHX-1000 optik mikroskop kullanılmıştır (Şekil 1). Bu mikroskop yüksek çözünürlükte ve
yüksek yoğunluklu halojen lamba ile çalışan CCD kamerayla
çalışmaktadır. Aynı zamanda görüntü işleme özelliğine de sahip
olan cihaz aldığı bilgileri ayırarak kaydetme özelliğine sahiptir.
Tablo 1’de teknik özellikler ayrıntılı olarak verilmiştir [34].
42
43
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
5.2 Temaslı Stylus Profilometre ile Yüzey Yapısının
İncelenmesi
İmplant yüzeylerinin karekterizasyon işlemi Form Talysurf Intra
50 model profilometre ile gerçekleştirilmiştir [33]. Yazılımda ise
ISO 4287 kuralları çerçevesinde μltra (FTS Iμ) kullanılarak Tablo
3’te gösterilmiş değerler kullanılmıştır [35]. Haritalama tekniği
ile dikey yönde alınmış veriler standart bir spektrumdan Ra
değerleri hesaplanmıştır. Tablo 2’de kontak stylus profilometre
ölçüm özellikleri gösterilmiştir.
Yüzey profilleri 2D-profilometreyle ölçülmüş olunup profil
yüzeyleri Gauss filtresi kullanarak filtrelenmiştir. 1,5-mm cutoff değerleri kullanarak ölçüm değerleri alınmıştır. Ra (en yüksek ve en düşük noktalardan alınmış değerlerin ortalaması)
uluslararası standartlara dayanarak pürüzlülük profilleri cihaz
yazılımı tarafından hesaplanmıştır [35].
Hesaplanan basit yüzey pürüzlülük karakteristikleri ise; Ra –
en yüksek ve en düşük noktalardan alınmış değerlerin ortala-
ması ve Rmax – her beş tekrarlı ölçüm sonrası elde edilmiş
maksimum derinlik değerini vermektedir. Tablo 3’te Ra değerleri
verilmiştir. 5.3 Elektron Mikroskobu ile Yüzey Topografyasının
İncelenmesi Birçok çalışmada yüzey yapısının morfolojik incelenmesinde SEM cihazı yüksek görüntü kabiliyeti sebebiyle
tercih edilmiştir [36, 37]. Bu çalışmada da Zeiss Evo marka SEM
cihazı kullanılmıştır. SEM görüntüleri 7 mm yaklaşma
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
mesafesinde ve elektron gücünün 10 kV voltaj ivmelendirmesinde, P < 1 × 10−5 torr vakum altında görüntüleri alınmıştır.
Kumlama işlemiyle elde edilmiş yüzeyler, SEM aracılığıyla
gözlemlendiğinde; alüminyum oksit taneciklerinin kumlanan
seviye 4 titanyum yüzeylerde taneciklerin, darbe basıncı sonucunda meydana gelen keskin kenarlar ve çıkıntılar oluşturduğu
gözlemlenmiştir (Şekil 6). Hem kumlama hem asitleme işleminin gerçekleştirildiği çift katlı yüzeylerde ise kristalografik olarak
gruplanmış daha yumuşak kenarlı ve daha az çıkıntılı yüzeyler
gözlemlenmiştir.
Her iki tip yüzey modifikasyon örneğinde de darbe basıncı sonucu meydana gelen düz yüzeyler de dahil olmak üzere tüm
oyuk ve çıkıntılarda asitle dağlama işlemi sonunda 0,5 -10 μm
değerleri arasında değişen oyuk çapları gözlemlenmiştir. Kumlama işlemi sonrasında oluşan bu oyuklar, daha büyük olmakla
birlikte makro-topografi olarak gözlemlenmiş olup, hem kumlama hem asitleme işlemine tabi tutulan yüzeylerde daha
küçük çapta mikro-topografik çukurcuklar olduğu gözlemlenmiştir.
Alınan SEM görüntülerinde kumlama işlemi sırasında saf titanyum yüzeye saplanıp kalan titanyum oksit taneciklerinin
asitle dağlama işlemine rağmen yüzeye tutunduğu gözlemlenmiştir (Şekil 8, 9).
Kumlama tekniği sonrasında asitleme tekniği kullanarak imal
edilen yüzeylerde yüzeye püskürtülmesi sonrası tam yapışma
sağlayamamış partiküllerin yüzeyden ayrılması sağlanmıştır.
Bu teknik sayesinde yüzey mekaniğinde daha kararlı bir yapı
oluşturulmuştur. Yapılan incelemede implant yüzeylerindeki
pürüzlülük değerlerin homojen bir dağılım gösterdiği çok sayıda alınan yüzey görüntüleri ve pürüzlülük değerleriyle tespit
edilmiştir.
6. SONUÇ
Bu çalışmada yüzey yapıları incelenmiş implant örnekleri
asitleme ve kumlama ile bunların birlikte uygulandığı hibrid
tekniklerle elde edilmiştir. Farklı tipte asitlenmiş olan yüzeylerin
44
pürüzlülük değerleri arasında az fark olmasına rağmen benzer
kristal yapılar göstermişlerdir. Optik mikroskop, üç boyutlandırma tekniği aracılığıyla elde edilmiş görüntülerde ise yüzeyde
farklı büyüklükte iğne ucuna benzer gözenekli yapılar olduğu
gözlemlenmiştir (Şekil 5, 6). Yapılan bu gözlem esnasında elde
edilen bulgular implant yüzeylerinin pürüzlülük değerlerinin ve
morfolojik değerlerinin ayrı ayrı incelenmesi gerektiğini, bunun
önem taşıdığını vurgulamıştır.
İleri imalat yöntemleri ve titanyumun malzeme özellikleri
sayesinde her ne kadar malzeme için yüksek mekanik özellikler sağlanmış olsa da kullanılan dental implantların yüzey
karakteristiklerinin geliştirilmesine ihtiyaç vardır. Önceden de
vurgulandığı gibi yüzey pürüzlülüğünün implant topografyasında belirli bir aralıkta tutumunun kemik hücresi ve implant yüzeyi
tutumunda çok önemli bir rolü vardır. Ancak bu pürüzlülük aynı
zamanda protein-tartar tutumunu artıracak ve de implant için
yeterli steril ortamın oluşmasına engel olacaktır. Yüzey pürüzlülüğünün artması yüzeye fazla plak tutumuna sebep olduğu
yapılan çalışmalarda gözlemlenmiştir [38, 39]. Dolayısıyla yüzey
yapısı çok dikkatli bir şekilde incelenerek hem protein,tatar tutumunu engelleyecek hem de osteintegrasyonu sağlayacak
nitelikte yapılarının homojen ve istenilen değer aralıklarında
imalatı ve kontrolü oldukça önem taşımaktadır. Bu sebeple ileriki yıllarda yüzey modifikasyonları ve dolayısıyla da implant
yüzey tasarımı bu alan içerisinde en önemli araştırma konularında biri olacaktır [23, 24].
TEŞEKKÜR
Dental implantlar Dental İmplant KA firmasından temin edilmiş
olunup, ölçümler Viyana Teknik Üniversitesi Nano-Teknoloji
Laboratuvarında gerçekleştirilmiştir.
45
KAYNAKÇA
1. Adell, R., Lekholm, U., Rockler, B., Brånemark, P.I. 1981. “A 15-year Study
of Osseointegrated Implants in the Treatment of the Edentulous Jaw,”
International Journal of Oral Surgery, vol.10, no. 6, p.387–416.
2. Gu´ehennec, L. L., Soueidan, A., Layrolle, P., Amouriq, Y. 2007. “Surface
Treatments of Titanium Dental Implants for Rapid Osseointegration,” (7) p.84454
3. Parker, J.A., Walboomers, X.F., Von den Hoff, J.W., Maltha, J.C., Jansen, J.A.
2002. “The Effect of Bone Anchoring and Micro-Grooves on the Soft Tissue
Reaction to Implants,” p.3887-96.
4. Werkmeister, J.A., Tracy, T.A., White, J.F., Ramshaw, J.A.M. 2001.
“Collagenous Tissue Formation in Association with Medical Implants,” Elsevier
Science, Current Opinion in Solid State & Materials Science, vol. 5, no. 2-3,
p.185-191.
5. Coleman, D.J., Sharpe, D.T., Naylor, I.L., Chander, C.L., Cross, S.E. 1993. “The
Role of the Contractile Fibroblast in the Capsules Around Tissue Expanders
and Implants,” British Journal of Plastic Surgery , 46(7): p.547-56
6. Xiao, J.R., Li, Y.Q, Guan, S.M., Kong, L., Liu, B., Li, D. 2012. “Effects of Lateral
Cortical Anchorage on the Primary Stability of Implants Subjected to Controlled
Loads: an in Vitro Study,” Elsevier, The British Association of Oral and
Maxillofacial Surgeons, 50(2): p.161-5.
7. Sjöström, M., Lundgren, S., Nilson, H., Senner, L. 2005. “Monitoring of
Implant Stability in Grafted Bone Using Resonance Frequency Analysis: A
Clinical Study From Implant Placement to 6 Months of Loading,” International
Journal Oral and Maxillofacial Surgery, 34(1): p. 45-51.
8. Seong, W.J., Holte, J.E., Holtan, J.R., Olin, P.S., Hodges, J.S., Ko, C.C.
2008. “Initial Stability Measurement of Dental Implants Placed in Different
Anatomical Regions of Fresh Human Cadaver Jawbone,” Journal Prosthet
Dental, 99(6): p.425-34.
9. Braceras, I., Alava, J.I., Goikoetxea, L., Maeztu, de M.A., Onate, J.I. 2007.
“Interaction of Engineered Surfaces With the Living World: Ion Implantation
vs. Osseointegration,” Surface and Coatings Technology, vol. 201, no. 19–20,
p.8091–8098.
10. Schouten, C., Meijer, G. J., Beucken, Van den J.J.P., Leeuwenburgh, C.G.S.,
Jonge, T. de L., Wolke, G.C.J., Spauwen, H.M.P., Jansen, J.A. 2010. “In Vivo Bone
Response and Mechanical Evaluation of Electrosprayed CaP Nanoparticle
Coatings Using the Iliac Crest of Goats as an Implantation Model,” Elsevier,
Acta Biomaterialia, vol. 6, no. 6, p.2227–2236.
11. Braceras, I., Maeztu, De M.A., Alava, J.I., Escoda, G.C. 2009. “In Vivo LowDensity Bone Apposition on Different Implant Surface Materials,” Elsevier, vol.
38, no. 3, p. 274– 278.
12. Steinemann, S., G. 1998. “Titanium-the material of choice?,” Periodontology
2000, no. 17, p.7–21.
13. ISO 14801:2007 Dentistry -- Implants -- Dynamic Fatigue Test for
Endosseous Dental Implants.
14. ISO 11953:2010 Dentistry -- Implants -- Clinical Performance of Hand
Torque Instruments.
15. Yurci, M.E. 2010. “Talaşsız Şekil Verme,” Yıldız Teknik Üniversitesi Yayın No:
YTÜ.MK.DK.-10.0825/Fakülte Yayın No: MK.MKM-10.001, İstanbul
16. Kuboki, Y., Takita, H., Kobayashi, D., Tsuruga, E., Inoue, M., Murata, M.,
Nagai, N., Dohi, Y., Ohgushi, H. 1998. “BMP-Induced Osteogenesis on the
Surface of Hydroxyapatite with Geometrically Feasible and Nonfeasible
Structures: Topology of Osteogenesis,” Journal Biomedical Material Res., 39(2):
p.190–9.
17. Story, B.J., Wagner, W.R., Gaisser, D.M., Cook, S.D., Rust-Dawicki, A.M. 1998.
“In Vivo Performance of a Modified CSTi Dental Implant Coating,” International
Journal Oral Maxillofac Implants,13(6): p.749–57.
18. Pegueroles, M., Aparicio, C., Bosio, M., Engel, E., Gil, F.J., Planell, J.A.,
Altankov, G. 2010. “Spatial Organization of Osteoblast Fibronectin-Matrix
on Titanium Surface— Effects of Roughness, Chemical Heterogeneity and
Surface Free Energy,” Acta Biomaterrial, 6, p.291–301.
19. Olivares-Navarrete, R., Hyzy, S.L., Hutton, D.L., Erdman, C.P., Wieland, M.,
Boyan, B.D., Schwartz, Z. 2010. “Direct and Indirect Effects of Microstructured
Titanium Substrates on the Induction of Mesenchymal Stem Cell
Differentiation Towards the Osteoblast Lineage,’’ Biomaterials, 10, p.2728-35.
20. Bathomarco, R.V., Solorzano, G., Elias, C.N., Prioli, R. 2004 “Atomic Force
Microscopy Analysis of Different Surface Treatments of Ti Dental Implant
Surfaces,” Applied Surface Science, vol. 233, no. 1–4, p.29–34
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
21. Pierfrancesco, R., Gianluca, Z. 2012. “Thermal Plasma Spray Deposition
of Titanium and Hydroxyapatite on Polyaryletheretherketone Implants,” PEEK
Biomaterials Handbook, p. 119–143.
22. Jiang, W., Wang, W.D., Shi, X.H., Chen, H.Z., Zou, W., Guo, Z., Luo, J.M., Gu,
Z.W., Zhang, X.D. 2008. “The Effects of Hydroxyapatite Coatings on Stress
Distribution Near the Dental Implant–Bone Interface,” Applied Surface Science,
vol. 255, no. 2, p. 273-275.
23. Albrektsson, T., Wennerberg, A. 2004. “Oral Implant Surfaces: Part 1–
Review Focusing on Topographic and Chemical Properties of Different
Surfaces and in Vivo Responses to Them,” The International Journal of
Prosthodontics, 17(5): p.536-43.
24. Coelho, P.G., Granjeiro, J.M., Romanos, G.E., Suzuki, M., Silva, N.R.,
Cardaropoli, G., Thompson, V.P., Lemons, J.E. 2009. “Basic Research Methods
and Current Trends of Dental Implant Surfaces,” Journal of Biomedical
Materials Research Part B: Applied Biomaterial, 88 (2), p.579–596.
25. Nishimoto, S.K., Nishimoto, M., Park, S., Lee, K.M., Kim, H.S., Koh, J.T.,
Ong, J.L., Liu, Y., Yang, Y. 2008. “The Effect of Titanium Surface Roughening on
Protein Absorption, Cell Attachment and Cell spreading,” International Journal
of Oral & Maxillofacial Implants, 23(4): p.675-680.
26. Velasco-Ortega, E., Jos, A., Camean, A.M., Pato-Mourelo, J., Segura-Egea,
J.J. 2010. “In Vitro Evaluation of Cytotoxicity and Genotoxicity of a Commercial
Titanium Alloy for Dental Implantology,” Mut.Res.-Genetic Toxicology and
Environmental Mutagenesis, vol. 702, no. 1, p. 17-23.
27. Guo, Y.C., Matinlinna, J.P., Tang, H.T.A. 2012. “Effects of Surface Charges on
Dental Implants,” Journal of Adhesion Science and Technology, 381535, p. 5.
28. Confortoa, E., Aronssonb, B.O., Salitoc, Crestoud, A.C., Caillard, D.
2004. “Rough Surfaces of Titanium and Titanium Alloys for Implants and
Prostheses,” Materials Science and Engineering, vol. 24, no. 5, p. 611–618.
29. Martin, J.Y., Schwartz, Z., Hummert, T.W., Schraub, D.M., Simpson, J.,
Lankford, Jr, J., Dean, D.D., Cochran, D.L., Boyan, B.D. 2004. “Effect of Titanium
Surface Roughness on Proliferation, Differentiation and Protein Synthesis
of Human Osteoblast-like Cells (MG63),” Journal of Biomedical Materials
Research, vol. 29, no. 3, p. 389–401.
30. Wennerberg, A., Albrektsson, T. 2000. “Suggested Guidelines for the
Topographic Evaluation of Implant Surfaces,” The International Journal of Oral
& Maxillofacial Implants, 15: p.331-344.
31. Albert, F.E. 2004. “Review Focusing on Topographic and Chemical
Properties of Different Surfaces and In Vivo Responses to them,” The
International Journal of Prosthodontics, p. 529 – 535.
32. Gotz, H.E., Muller, M., Emmel, A., Holzwarthd, U., Erben, R.G., Stangl,
R. 2004. “Effect of Surface Finish on the Osseointegration of Laser-treated
Titanium Alloy Implants,” vol. 25, no. 18, p. 4057–4064.
33. Taylor Hobson, http://www.taylor-hobson.com/products/ 10/64.
html#Form-Talysurf-PGI-8402, son erişim tarihi: 1 Şubat 2013.
34. Keyence VHX-1000 Series Digital Microscope, http://www. keyence.com/
products/microscope/microscope/vhx1000/ vhx1000.php, son erişim tarihi: 1
Şubat 2013.
35. EN ISO 4287:2009, Geometrical Product Specifications (GPS) - Surface
texture: Profile method – Terms, definitions and surface texture parameters
(ISO 4287:1997 + Cor 1: 1998 + Cor 2: 2005 + Amd 1: 2009) (includes
Corrigendum AC:2008 and Amendment A1:2009).
36. Kang, B.S., Sul, Y.T., Oh, S.J., Lee, H.J., Albrektsson, T. 2009. “XPS, AES and
SEM Analysis of Recent Dental Implants,” Acta Biomaterialia, vol. 5, no. 6, p.
2222–2229.
37. Luo, X.P., Silikas, N., Allaf, M., Wilson, N.H.F, Watts, D.C. 2001. “AFM and SEM
Study of the Effects of Etching on IPS-Empress 2TM Dental Ceramic,” Surface
Science, vol. 491, no. 3, p. 388–394.
38. Al-Marzok, M.I., Al-Azzawi, H.J. 2009. “The Effect of the Surface Roughness
of Porcelain on the Adhesion of Oral Streptococcus Mutans,” Journal of
Contemporary Dental Practice, 10 (6), p.17–24.
39. Bollenl, C.M.L., Lambrechts, P., Quirynen, M. 1997. “Comparison of Surface
Roughness of Oral Hard Materials to the Threshold Surface Roughness for
Bacterial Plaque Retention: A Review of the Literature,” vol. 13, no. 4, p. 258–
269.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
EKİM 2012
COMPARISON OF METAL AND FIBER REINFORCED COMPOSITE ADHESIVE
FIXED DENTAL PROSTHESIS: A THREE DIMENSIONAL FINITE ELEMENT ANALYSIS
THE EUROPEAN ASSOCIATION FOR OSSEOINTEGRATION
46
47
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
COMPARISON OF METAL AND FIBER REINFORCED COMPOSITE ADHESIVE
FIXED DENTAL PROSTHESIS: A THREE DIMENSIONAL FINITE ELEMENT ANALYSIS
Abstract
Background:
In the last decade, dental implants have been successfully used
to support fixed partial dentures. In spite of the proven clinical
success of metal–ceramic restorations, there has been an increase in the use of metal-free ceramic systems because of
their superior esthetics, chemical durability and biocompatibility. The use of fiber composite technology for FPDs is a lowcost
alternative to metal-alloy, metal–ceramic, or all-ceramic restorations. The transfer of functional loads and stres distribution on
a dental implant overdenture depends on the physical properties and geometric design model of each component.
Aim:
The aim of this study was to compare the stress distribution on
adhesive fixed dental prosthesis made up of conventional metal
or fiber reinforced composite frameworks and two different veneering materials (porcelain and particulate composite).
Methods:
A 3- dimensional finite element analysis was conducted to evaluate the stress distribution in bone, implant–abutment complex
and prosthetic structures. Mandibula premolar-molar region of
bone, a standard dental implant and abutment complex was
modelled in this study. Overdentures were made up of conventional metal or fiber reinforced composite frameworks and two
different veneering materials (porcelain and particulate composite). Axial and lateral loads were considered and the stress
distribution was evaluated.
Results:
According to the results of this study we observed that implant
supported fiber reinforced composite frameworks could eliminate the excessive stresses in the bone–implant interface and
maintain normal physiological loading of the surrounding bone,
therefore minimizing the risk of peri-implant bone loss due to
stressshielding. Fiber reinforced composite frameworks provide a better stress distribution than metal ones.
Conclusions and clinical implications:
In our study according to the comparison of the models it was
found that all investigated stress values in the metal framework model were higher than the values in the fiber reinforced
framework model except for the stress values in the implant–
abutment complex.
Background and Aim
Superstructures on dental implants commonly consist of a
metal-framework veneered with ceramic facing. In spite of the
proven clinical success of metal–ceramic restorations, there
has been an increase in the use of metal-free ceramic systems
because of their superior esthetics, chemical durability and
biocompatibility, A novel alternative to metal–ceramic and full
ceramic restorations in implant-supported FPDs is fiber reinforced composite (FRC) designs. FRC materials, which had been
successfully used in a variety of commercial applications, have
been more widely used in dentistry. The use of fiber composite technology for FPDs is a lowcost alternative to metal-alloy,
metal–ceramic, or all-ceramic restorations.Moreover, FRC has
been suggested to absorb energy from the masticatory cycle
due to the lower flexural modulus of the material. Composite
veneer materials have distinct advantages over porcelain veneers; the former are less brittle, do not wear the opposing dentition, and chemically bond to the FRC framework. Recently FRC
was found to have better stress distribution than other materials, such as glass ceramic, gold, alumina and zirconia. The clinical success of osseointegrated implants is largely influenced by
the manner in which mechanical stresses are transferred from
the implant to the surrounding bone. The selection of prosthesis
designs and materials is critical for the longevity and stability of
implant prostheses. The aim of the present study was to evaluate and compare the effects of the framework and veneering
materials on stress distribution of implant retained FPDs in the
bone around the implants as well as in the fixture-abutment
complex, in the framework and in the veneering part of the
prostheses.
Methods and Materials
To evaluate the stress distribution in and around the bone, the
model of the implant–abutment complex and 1 unit crown
supported by an implant was designed by the software SOLIDWORKS (Yenasoft,Ataşehir,İstanbul ) and postprocessing of the
system with the same program. A main 3-D model of a box
shaped mandibula premolar region was designed for testing
and analysis. The model consisted of 2 mm cortical bone with
cancellous bone inside.
Two different models were designed as follows. Model 1 (M1)
consisted of an implant supporting a conventionally formed of a
metal framework and porcelain veneer. Model 2 (M2) consisted
of an implant supporting a crown composed of an FRC frame-
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
48
work and particulate composite veneer. In the present study, a
model of a 10 mm long and 4.1 mm diameter Dental Implant
KA and abutment H2 were selected.
In the first model (M1) cobalte chromium (Bego, Bremen, Germany) was used for the framework and feldspathic porcelain
was used for the veneer material. The thickness of the metal
framework was 0.5 mm, and the veneering material varied 0.81.5 mm in thickness from the cervical to the occlusal surface.
The cement thickness was ignored.
In the second model (M2), an anisotropic, continuous, unidirectional fiber was selected to construct the framework of the FPD.
A combination fiber and hybrid composite coping was made to
fit over the metal abutment. The veneer was made of an isotropic veneering hybrid composite. The thickness of the coping
used in this study was 0.5 mm, and the thickness of the luting
composite was ignored. The hybrid composite veneering material varied 0.8-1.5 mm in thickness from the cervical to the
occlusal area and was placed over the framework to cover the
entire contour of the crown.
All materials used in the models were considered to be isotropic, homogeneous and linearly elastic.
Elas+c Modulus (MPa)
Poisson
Ra+o
Density
(kg/m^3)
Cr-­‐Co Metal Framework 230,000 0.3 0.085 Porcelain 65,000 0.3 0.024 FRC Framework 965 0.3 0.0025 Composite 9,000 0.3 0.002 Materials
Table 1: Material properties.
In the present study, a total vertical force of 300 N was distributed over the entire occlusal surface of the superstructure. To
simulate an oblique loading condition, a total static load of 100 N
was applied horizontally from the vertical. Maximum von Mises
stresses in the system were calculated and evaluated.
Figure 1: The main mesh form of the system
Results
In this study paralell to the literature it was found that higher
stress values arises with the conventially formed metal framework and porcelain veneering.
49
Figure 2: M1:Metal framework and
porcelain veneering
Maximum von misses stresses focused on the abutment surface where the horizontal forces applied.Also frameworks as
seen in the figure 2 and 3 are the important areas where stresses major on.
Conclusions
In contrast with the metal framework, FRC framework had a
better stress distribution which allows lesser stress values to
the whole implant- crown system. With the results of this study
we can figure out that fiber reinforced composite frameworks
provide a better stress distribution than metal ones. As we know
the selection of prosthesis designs and materials is critical for
the longevity and stability of implant prostheses. So these results may have a high importance especially for the cases with
prosthesis which faces non physiological loads like in bruxists.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
Figure 2:FRC framework and composite
venering
References
• Erkan Erkmen et. Al., Biomechanical comparison of implant
retained fixed partial dentures with fiber reinforced composite versus conventional metal frameworks: A 3D FEA study
Joutnal of the mechanical behaviour of biomedical materials
4, 2011, 107-116.
• Martin A. Freilich, Ajit C. Karmaker, Charles J. Burstone, A.
Jon Goldberg, Development and clinical applications of a
light-polymerized fiber-reinforced composite, J Prosthet
Dent 1998;80:311-8.
Presented at the 20th Annual Scientific Meeting of the European Association of
Osseointegration
10-13 October 2012, Copenhagen, Denmark
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
EKİM 2012
COMPARATIVE MEASUREMENT OF FRACTURE RESISTANCE
OF VARIOUS KIND INTERNAL CONNECTION SYSTEMS
THE EUROPEAN ASSOCIATION FOR OSSEOINTEGRATION
50
51
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
COMPARATIVE MEASUREMENT OF FRACTURE RESISTANCE
OF VARIOUS KIND INTERNAL CONNECTION SYSTEMS
Abstract
Background:
Dental implants are a well accepted treatment for partially or
totally edentulous subjects. Innovations through research have
led to advamceöents in surgical and restorative techniques,
improved surface features and restorative components. Dental
implants typically use either internal or external connections
with the crown. Although both connections are extensively used
clinically, distinctly different stress distributions are produced
within the crown. Although both connections are extensively
used clinically, distinclty different stress distributions are produced within the crown. Clinicans have reported implant components linked to mechanical failure of crown and implant.
Aim:
The purpose of this study was to compare the stress distribution
characteristics of different abutment connectionsunder occlusal
loading, using 3-dimensional (FEM) Finite Element Method .
Methods:
In this study three different implant brands (Dental Implant KA®
and other four implants) were investigated. The strain distiribution of different implant-abutmentconnection systems having
same material properties were evaluated under same loading
conditions, the advantages and disadvantages of each system
were assessed. The investigations were performed using FEM
(Finite Element Analysis Software) methods in a software based
system.
Results:
No differences were found between different implant brands. Conclusions and clinical implications:
In this study different Dental Implant KA implant samples were
applied by means of finite element computational method. In
the conclusion not a signification effect was observed.
Background and Aim
The prosthetic elements have an important effect on the degree of implant the osseointergration of the success, especially in terms of esthetics, quality of life and patient satisfaction, depends on the prosthetic elements. In particular, the
implant-abutment connection is of great importance when it
comes to long-term stability and a successful prosthetic restoration. Dental implants are particularly sensitive to lateral forces. Therefore the design of an internal connection system that
neutralizes and distributes all forces equally on the entire implant is crucial. The aim of this preliminary study was to make
a qualitative comparison and evaluation, by means of 3D-finite
element analysis, the stress distribution produced by simulated
load under a internal connection implant systems.
Methods and Materials
The 3-D FEA is considered an appropriate method for investigation of the stress throughout a 3-D structure, and therefore this
method was selected for bone and implants stress evaluation
in this study. The software SOLIDWORKS (Yenasoft,Ataşehir,İstanbul ) was used for preprocessing, finite element analysis,
and ANSYS 14.0 () for postprocessing in the study. In this study
five different implant brands (Dental Implant KA and other four
implants) were investigated. The strain distiribution of different
implant-abutmentconnection systems having same material
properties were evaluated under same loading conditions, the
advantages and disadvantages of each system were assessed.
The investigations were performed using FEM (Finite Element
Analysis Software) methods in a software based system.
Forces of 300 N, 200 N, 100 N, 50 N and 30 N were separately
applied axially (AX), to the center of the internal connection totally 5 different FE model and the von Mises stresses (equivalent [EQV] stresses) in the structure were calculated.
Results
The Course of
Force
Vertical
Horizontal
Oblique
The Amount of
Force (Newton)
100
30
50
Maximum Value
of Stress
(Von misses N/
m2)
1.068.58
6.432.0
1.007.786.1
76.0
1.244.403.4
56.0
Table 1: The amount, direction and stress values of the forces used in the 3D Model
Regardless of abutment types and loading conditions, higher stress concentration was observed at the cortical bone. In
cancellous bone, the highest stress was observed at apical
portion and the maximum stress occurred at the implant neck.
The higher internal stress was observed in the fixtures than
in the bone. No differences were found between different implant brands. In this study different Dental Implant KA implant
samples were applied by means of finite element computational method. In the conclusion not a signification effect was
observed.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
Figure 1: The stress distribution on Implant
KA after applying angulated 100 N force
Figure 3: The stress distribution on Implant KA
after applying angulated 200 N force
Figure 5: The dimension of montaged mesh on the
other implant
52
Figure 2: The stress distribution on Implant
KA after applying angulated 200 N force
Figure 4: The stress distribution on the
other implant after applying 300 N force
Figure 6: The fragile point of 300N montaged other
implant
53
Conclusions
Since the highest stress was observed at implant neck, the design of an internal connection, that distributes the forces hemogeneously around the implant coller, is essential. Analysis
by finite elements was shown to be a versalite and promising
methodology for analyzing stress concentrations in implant
dentistry, but it is worth emphasizing that the FEA (Finite Element Analysis) is an approximate virtual stimulation of clinical
situations presenting certain limitations.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
References
• Segundo H, Oshima H, Silva I. Stress distribution of an
internal connection implant prostheses set: A 3D finete
element analt,ysis. Stomatologija, Baltic Dental and
Maxillofacial Journal, 11:55-59,2009
• Staden CR, Loo YC, Johnson N. Comparative analysis of two
implant-crown connection systems- A Finite Element Study.
Applied Oseeointegration Research-Volume 6, 2008.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
EKİM 2012
THE INFLUENCE OF CRESTAL BONE LOSS AND BONE GRAFT REPLACEMENT ON
THE STRESS DISTRIBUTION AROUND DENTAL IMPLANTS: A FINITE ELEMENT
ANALYSIS
THE EUROPEAN ASSOCIATION FOR OSSEOINTEGRATION
54
55
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
THE INFLUENCE OF CRESTAL BONE LOSS AND BONE GRAFT
REPLACEMENT ON THE STRESS DISTRIBUTION AROUND DENTAL
IMPLANTS: A FINITE ELEMENT ANALYSIS
Abstract
Background:
The prosthesis supported by osseointegrated implants has become a basic part of restorative therapy for both completely and
partially edentulous patients.Various studies have shown that
the stability of implant is related to the biomechanical properties of the bone surrounding. Time-dependent marginal bone
loss around implants is still unavoidable and could jeopardize
implant stability and the supported prosthesis.Because the finite element method is an effective analysis tool, it has been
used in a variety of biomechanical studies regarding dental implantation.
Aim:
The aim of this study was to investigate the biomechanical effects of grafts and stres distribution in the bone surrounding
an implant placed in mandibula premolar region based on the
finite element method.
Methods:
A 3-dimensional finite element model of a mandibula premolar
section of bone was used in this study.The standard threaded
implant, anatomy of the crestal cortical bone and cancellous
bone with the vestibule bone defects around dental implant
neck and augmentated bone with kinds of grafts were represented in the 3-dimensional finite element models. A dental implant of 4.1 mm diameter and 10 mm length and for the defects
around implant neck depth of 2 mm, 4 mm and 6 mm were
chosen. Axially 300N and laterally 100N of forces were considered and the stresses developed in the supporting structures
were analyzed.
Results:
According to our resuls the stress was highest in the cortical
bone, lower in the grafted bone, and lowest in the cancellous
bone which is a parallel outcome with the literature. Stresses
produced with off-axial loads were higher in the cortical and
grafted bones and lower in the cancellous bone compared with
axial loads .
Conclusions and clinical implications:
Findings in our study suggest that the type of loading affects the
load distribution more than the variations in bone, and native
bone is the primary supporting structure.
Background and Aim
In recent years, with the progress in dental implant surface
characteristics and the establishment of surgical methods, implant-supported restoration has been recognized as a reliable
treatment. Treatment with dental implants has the ability to
maintain the alveolar ridge over time, which is known to resorb
in height and width after extraction of teeth. The crestal bone
around dental implants may act as a fulcrum point for lever action when a force (bending moment) is applied, indicating that
peri-implant tissues could be more susceptible to crestal bone
loss by applying force. Although bone loss around implants is
reported as a complication when it progresses uncontrolled,
resorption does not always lead to implant loss, but may be
the result of biomechanical adaptation to stress. To regenerate bone of sufficient quality and quantity for the installation of
dental implants, autologous bone is considered to be the gold
standard grafting material. But the disadvantages involved with
harvesting autologous bone and the general limited availability, synthetic bone substitution materials is another choice. For
problems involving complicated geometry, it is very difficult to
achieve an analytical solution. Finite element analysis (FEA) is
an accepted theoretical technique for obtaining a solution to
complex mechanical problems by dividing them into a collection of much smaller inter-related elements.The distribution of
forces in peri implant bone has been investigated by finite element analyses in several studies. The aim of this study was to
evaluate the stress distribution around dental implants following the graft application procedures into bone defects.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
Methods and Materials
The 3-D FEA is considered an appropriate method for investigation of the stress throughout a 3-D structure, and therefore this
method was selected for bone and implants stress evaluation
in this study. The software SOLIDWORKS (Yenasoft,Ataşehir,İstanbul ) was used for preprocessing, finite element analysis,
and ANSYS 14.0 () for postprocessing in the study. A main 3-D
model of a box shaped mandibula premolar region was designed for testing and analysis.
The model consisted of 2 mm cortical bone with cancellous
bone inside. By this model 3 bony defects with 1mm width
were formed, first one was with 2mm height,second one was
with 4mm height and the last one was with 6mm height. In the
superstructure the Dental Implant KA had a diameter of 4. 1
mm, length of 10 mm and H2 abutment were chosen for the
analysis. Otogenous (G1) and bioglass 45s5 (G2 ) synthetic graft
materials were applicated into the defects formed before. All
materials used in the models were considered to be isotropic,
homogeneous and linearly elastic.
Materials
Elas+c Modulus
(MPa)
Poisson
Ra+o
Density
(kg/m^3)
G1 G2 Titanium Cor7cal bone 14,000 35,000 110,000 14,000 0.3 0.3 0.3 0.3 0.0018 0.0027 0.0045 0.0022 Cancellous bone 3,000 0.3 0.0001 Table 1: Material properties
The implant, the abutment, the bone and graft materials are assumed to be bounded and the mesh was generated (Figure 1).
Forces of 300 N and 100 N were separately applied axially (AX)
and buccolingually (BL), respectively, to the center of the abutment of totally 6 different FE model and the von Mises stresses (equivalent [EQV] stresses) in the structure were calculated
(Figure 2).
56
Figure 1:The mesh form of the superstructure
Figure2:Forces and directions
Results
In all of the six models maximum von Misses stresses occured
on the side where the horizontal force applied on the abutment
and the implant neck. While G1 and G2 showed similar stress
values with the bone, G2 showed higher values comparing G1
(Table 2). Stress values showed an increase while defect depth
increased.
Table 2: Comparison of the stresses occured on graft materials G1 for the otogenous,G2 for the
bioglass 45S5
Moreover, since defect depth increased, the area of the stresses
occured on the implant and abutment expanded, however the
intensity of the stresses showed a decrease (Figure3,4).
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
57
According to our resuls the stress was highest in the cortical
bone, lower in the grafted bone and lowest in the cancellous
bone. As we expected G2- bioglass showed higher stress values while G1-otogenous bone graft showed similar values with
the bone. Stresses produced with off-axial loads were higher in
the cortical and grafted bones and lower in the cancellous bone
compared with axial loads .
Conclusions
We can figure out that the type of loading affects the load distribution more than the variations in bone, and native bone is
the primary supporting structure. But as bone resorption progresses, the increasing stresses of the cancellous bone and
implant under lateral load may raise the risk of failure. While
deciding the type of the grafting procedure this comparison of
otogenous graft and bioglass may highlight the importance of
otogenous bone grafts.
Figure 3: The equivalent stress
values for the model had a defect
of 6mm depth and graft bioglass.
References
• Kitamura E, Stegaroiu R, Nomura S, Miyakawa O. Biomechanical aspects of marginal bone resorption around osseFigure 4: The equivalent stress
ointegrated implants: considerations based on a three-divalues for the model had a defect
mensional
element
analysis.
Clin. Oral Impl. Res. 15,
of 2mmfinite
depth
and graft
bioglass.
2004; 401–412
• Schmitt C.M.,Doering H.,Schmidt T.,Lutz R., Histological results after maxillary sinus augmentation with Straumann®
BoneCeramic, Bio-Oss®, Puros®, and autologous bone. A
randomized controlled clinical trial, Clin. Oral Impl. Res. 00,
2012, 1–10.
Figure 4: The equivalent stress
values for the model had a defect
of 2mm depth and graft bioglass.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
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: 54-60
Araflt›rma / Research
Rüfltü Cem Tanyel1
Mustafa Ramazano¤lu1
Damla ‹brahimo¤lu1
Çi¤dem Ünlü1
Merve Özgül1
Gülay Katibo¤lu2
A. Bülent Katibo¤lu1
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›
58
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.
BİLİMSEL ÇALIŞMALAR
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.
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.
Stres (Gerilim) ve Strain (Gerinim)
Stres; birim alan başına düşen kuvvetin miktarı olarak tanımlanır ve kuvvetin birimi MPa (Megapaskal)’dır. Bir cisme dışa-
60
rı- 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.
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 24. 2 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) i7-2600 CPU @ 3.40 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.
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 ke-
mikte 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
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
KAYNAKLAR
1. A. Merdji et al.; Stress analysis in dental prosthesis, Computational Materials
Science 49 (2010) 126–133
2. A. Merdji et al.; Stress distribution in dental prosthesis under an occlusal combined dynamic loading, Materials and Design 36 (2012) 705–713.
3. 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), 847- 58.
4. 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: 44-49.
5. 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 25-33.
6. Geng JP, Tan KB, Liu GR; Application of finite element analysis in implant
dentistry, J Prost Dent 2001; 85(6): 585-598.
7. 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:e1e11).
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) 971–987.
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.
9. 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), 349-53.
10. 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) 133–142.
11. 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) 24–31.
12. Oğuz Kayabaşı, Emir Yüzbaşıoğlu, Fehmi Erzincanlı; Static, dynamic and
fatigue behaviors of dental implant using finite element method, Advances in
Engineering Software 37 (2006) 649–658.
13. 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 1308-0903.
15. 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) 393–398.
Download

bilimsel çalışmalar