DOKUZ T.C. EYLL NVERSTES MHENDSLK FAKLTES MAKNA MHENDSL BLM
DSEL MPLANT SSTEMLERNN GERLME ANALZ
BTRME PROJES Batuhan GER Projeyi Yneten Prof. Dr. Mehmet Zor
Aralik, 2010 ZMR
TEZ SINAV SONU FORMU
Bu alima ... / ... / ........ gn toplanan jrimiz tarafindan BTRME PROJES olarak kabul edilmitir. Yariyil ii baari notu 100 (yz) tam not zerinden .......... ( ....................... ) dir.
Bakan
ye
ye
Makine Mhendislii Blm Bakanliina, ............................... numarali .............................. jrimiz tarafindan ... / .. . / .... gn saat ......... da yapilan sinavda 100 (yz) tam not zerinden ...... almitir.
Bakan
ye
ye
ONAY
i
TEEKKR
Projenin hazirlanma aamasinda bilgi ve tecrbesini esirgemeyen, alimami ynlendiren deerli retmenim Prof. Dr. Mehmet Zor'a ve projenin hazirlanmasina byk katkisi olan sevgili dostum Can Olguner'e teekkr ederim. Ayrica yaama sebebim olan aileme, tahsil hayatim boyunca bana destek olduklari iin sonsuz teekkr ve sevgimi sunuyorum.
Batuhan GER
ii
ZET
Gnmzde, implant uygulamalarinin artan baari oranlari ve kullanim younluu, di hekimlii alaninda ilgiyi disel implantlara ekmitir. Malzeme seimi ve geometrik tasarimi bir implantin sisteminin baarisini etkileyen unsurlarin bainda gelir. alimada, Nobel Biocare irketinin biri gelimi dieri standart olmak zere iki farkli implant sistemini farkli malzeme ve kuvvet seimleri ile yklenip geometri ve malzemenin mukavemet aisindan etkileri izlenmitir. Aratirmalar sonucunda karar verilip oluturulan 4 farkli protez, 3 farkli ykleme aisi ile SolidWorks 2010 yazilimi ile modellenmi ve bu m odeller zerinde ANSYS Workbench v12.1 yazilimi yardimi ile gerilme analizleri yapilmitir. alimadaki ama protezlerin kullanim alanlarini daha iyi belirlemektir ve projenin sonu kisminda bu analizlerle ilgili yorumlar yapilmitir.
iii
NDEKLER
Sayfa NDEKLER ....................................................................................................................... iv EKL LSTES ...................................................................................................................... vi TABLO LSTES ................................................................................................................... vii BLM 1 ................................................................................................................................ 1 1.1. GR ............................................................................................................................ 1 1.2. BYOMEKANN TANIMI VE TARH GELM ............................................... 2 1.2.1. Biyomekaniin Uygulama Esaslari Ve Uygulama Alanlari .................................. 3 1.2.1. Biyomekaniin Tip Bilimine Katkilari: ................................................................. 4 1.3. KEMK YAPISI VE KEMN GENEL ZELLKLER .......................................... 5 1.4. DLER......................................................................................................................... 7 1.4.1. Yapisal Bileenleri ................................................................................................. 7 1.4.1.1. Mine .................................................................................................................... 7 1.4.1.2. Dentin .................................................................................................................. 8 1.4.1.3. Sement................................................................................................................. 8 1.4.1.4. Pulpa ................................................................................................................... 8 1.4.2. Dilerin Grevlerine Gre Yapilari........................................................................ 9 1.4.2.1. Kesici Diler........................................................................................................ 9 1.4.2.2. Kaninler (Kpek Dileri) .................................................................................... 9 1.4.2.3. Azi Dileri ........................................................................................................... 9 1.4.2.4. Akil Dileri - nc Byk Azilar ................................................................... 9 1.5. MPLANT ................................................................................................................... 11 1.5.1. Disel mplantin Tarihi ........................................................................................ 11 1.5.2. Bileimi ................................................................................................................ 13 1.5.2.1. Neden Titanyum mplantlar? ............................................................................ 14 1.5.3. Di Hekimliinde mplantasyon .......................................................................... 14 1.5.3.1. mplantin nerildii Durumlar ......................................................................... 15 1.5.3.2. mplant Uygulamasinin Uygun Olmadii Durumlar ........................................ 15 1.5.3.3. Baarisizlik Ve mplantin ikartilmasi ............................................................. 16 1.5.3.4 mplant Tedavisi Hangi Vakalarda Ne Avantajlar Sunar? ................................. 16
iv
1.5.4. Di Taci Ve Kullanim Amalari .......................................................................... 17 1.5.4.1. Di Tacinin Yerletirilmesi ............................................................................... 17 1.5.4.2 Di Taci Kaplamalar in En Uygun Malzemeler .............................................. 17 1.5.4.2.1 Metal Desteksiz Tam Porselen Di Talari ..................................................... 18 1.5.4.2.2. Tam Porselen Di Tacinin Avantajlari ........................................................... 18 BLM 2 .............................................................................................................................. 20 2.1. GR .......................................................................................................................... 20 2.2. MODELLEME VE ANALZ ..................................................................................... 21 2.2.1. Boyutlu Modeller ........................................................................................... 21 2.2.1.1 mplantlar ........................................................................................................... 21 2.2.1.2. Di Taci ve Yapitirici ...................................................................................... 23 2.2.1.3. mplant Dayanaklari .......................................................................................... 24 2.2.1.4. Balanti Civatasi ............................................................................................... 25 2.2.1.5. Kemik Dokusu .................................................................................................. 26 2.2.1.6. Yumuak Doku ................................................................................................. 27 2.2.2. Bilgisayar Destekli Sonlu Elemanlar Yntemi ile Analiz.................................... 29 2.2.2.1. Teknik Veriler ................................................................................................... 30 2.2.2.2. rg Modeli ...................................................................................................... 30 2.2.2.3. Mekanik Model Kurulumu................................................................................ 32 2.2.2.4. Analiz Sonulari................................................................................................ 33 2.3. SONU ....................................................................................................................... 41 KAYNAKA......................................................................................................................... 42
v
EKL LSTES
Sayfa ekil 1.1. ekillerine Gre Kemik Dokulari ............................................................................ 6 ekil 1.2. Kabuksu Ve Sngerimsi Kemik Dokulari ............................................................... 6 ekil 1.3. Bir Azi Diinin Yapisi ............................................................................................. 7 ekil 1.4. Grevlerine Gre Di simleri Ve Numaralari....................................................... 10 ekil 1.5. mplant Uygulanmi ene Modeli ......................................................................... 12 ekil 1.6. Gerek Di Ve Bir Di mplantini Karilatiran Resim ......................................... 14 ekil 1.7. Tam Porselen Ve Metal Destekli Di Talari ........................................................ 18 ekil 1.8. Nobel Biocare Firmasinin Zirkonya Dayanakli Nobel Active Modeli. ................. 19 ekil 2.1. Nobel Active (stte) Ve Nobel Replace (Altta) Modelleri ................................... 22 ekil 2.2. Di Taci Modeli ..................................................................................................... 23 ekil 2.3. Metal Destek .......................................................................................................... 23 ekil 2.4. Yapitirici (imento) Tabakasi .............................................................................. 24 ekil 2.5. Nobel Active in Dayanak.................................................................................... 24 ekil 2.6. Nobel Replace in Dayanak ................................................................................. 25 ekil 2.7. mplant Civatasi ..................................................................................................... 25 ekil 2.8. Kabuksal Kemik Dokusu ....................................................................................... 26 ekil 2.9. Sngerimsi Kemik Dokusu .................................................................................... 26 ekil 2.10. Yumuak ene Dokusu ....................................................................................... 27 ekil 2.11. ki Deiik mplant Uygulanmi ene Modelleri ................................................ 28 ekil 2.12. Ansys Workbench Proje emasi .......................................................................... 29 ekil 2.13. rg Ayarlari ....................................................................................................... 30 ekil 2.14. Modellerin rg Yapilari .................................................................................... 31 ekil 2.15. Zirkonya Dayanakli Nobel Active Sistemi zerinde 30 Lik Kuvvet................. 32 ekil 2.16. Kuvvet Uygulama Alani Ve Sinir artlari ........................................................... 33 ekil 2.17. 60 aiyla 522N yklenmi titanyum dayanakli Nobel Active implant sistemi .. 34 ekil 2.18. 30 aiyla 222N yklenmi ZrO2 dayanakli Nobel Replace implant sistemi. ..... 34 ekil 2.19. 30 Aiyla 222N Yklenmi Zirkonya Dayanak ................................................. 35 ekil 2.20. 30 Aiyla 222N Yklenmi Titanyum Dayanak ................................................ 35 ekil 2.21. 30 Aiyla 222N Yklenmi Nobel Active mplant ............................................ 36 ekil 2.22. 30 Aiyla 222N Yklenmi Metal Destek ......................................................... 36 vi
ekil 2.23. 60 Aiyla 522N Uygulanmi Nobel Replace mplant ........................................ 37 ekil 2.24. 60 Ai le 522N Uygulanmi Kemiksi Doku ..................................................... 37 ekil 2.25. 60 Ai le 522N Uygulanmi Di Taci ............................................................... 38 ekil 2.26. 60 Aiyla 522N Ykl Civata ............................................................................ 38
TABLO LSTES
Sayfa Tablo 2.1. Kullanilan Malzemelerin Mukavemet zellikleri ................................................ 30 Tablo 2.2. Nobel Active 522N Yk Sonulari (Mpa) ............................................................ 39 Tablo 2.3. Nobel Replace 522N Yk Sonulari (Mpa) .......................................................... 39 Tablo 2.4. Nobel Active 222N Yk Sonulari (Mpa) ............................................................ 40 Tablo 2.5. Nobel Replace 222N Yk Sonulari (Mpa) .......................................................... 40
vii
BLM 1
1.1. GR
Di implantlari kaybedilen dilerin fonksiyonlarini yerine getirmek zere son zamanlarda ok daha yayginlamaktadir. Piyasada eitli markalarin eitli modellerde implantlari bulunmaktadir. Markalarin ve modellerin eitliliinin yaninda implant malzemeleri de farklilik gstermektedir. Malzeme seimindeki en nemli ltlerden bir tanesi de mekanik zelliklerin salanabilmesidir. Sonlu elemanlar yntemi son zamanlarda olduka siklikla biyomedikal uygulamalarda kullanilmaktadir. zellikle di implantlari konusunda sonlu elemanlar yntemi son yillarda siklikla kullanilmitir. Bu alimalarda zellikle kemik zerindeki gerilmelerin incelenmesinde olduka eitli sonular elde edilmitir. Bu sonularin eitlilii yapilan kabullere ve implant zelliklerine gre deiim gstermektedir. Bu alimada di protezleri ve bunlarda kullanilan implantlar ilenmi ve seilen bir di implantinin eitli ineme esnasinda oluan kuvvet dorultusunda oluan gerilim dailimi incelenmitir. Malzeme seimi iin nemli olan maksimum gerilmeler ve implantin kemik ile kapli olduu varsayilan blgelerdeki gerilmeler incelenmitir. Di implantlarinda hala kirilmanin implantin baarisizlik sebeplerinden birisi olduu dnlrse implant zerindeki gerilmelerin incelenmesi nemlidir. Ayrica implant ile kemik arasinda oluan gerilmeler de incelenmitir. mplant ve ene kemii birlikteliinde ene kemiinin zerine gelen gerilmelerin ene yapisinda oluacak atlak ve kiriklarin nlenmesi birinci hedef olduunu kabul edersek bu iki analiz son derece nemlidir. Analiz kisminda Von-Misses ve Asal gerilmeler yntemilerine gre analizler yapilmi olup bu analizlerin yapilmasinda ANSYS Workbench v12.1 yazilimindan yararlanilmitir. Modelleme kisminda ise SolidWorks 2010 yazilimindan yararlanilmitir.
1
1.2. BYOMEKANN TANIMI VE TARH GELM
Biyomekanii aratirdiimizda benzer bir terim olan, hatta kimi kaynaklarda biyomekaniin eski adi olarak kullanilan "kinesioloji" ile karilairiz. Bu kelime de Yunanca "kinesis" kknden gelir ve hareket anlamini tair. Kinesioloji genel olarak hayvan ve insanlarin hareketini inceleyen bilim dali olarak tanimlanir. Bu alan aslinda yzyillar boyunca sregelmitir ve sinirlerin hareketi salamak adina kaslarin kemikler zerine etki etmesini nasil saladii hakkinda ok fazla bilgiyi bizlere sunmaktadir. Gnmzde artik biyomekanik adiyla anilmaktadir. Biyomekanik fiziin nemli dallarindan biri olan mekanikteki prensiplerin biyolojiye uygulanmasidir. Biyomekanik aslinda insanolunun varoluundan beri sahip olduu hareket yeteneinin fizik kurallarinca aiklanmasidir. Biyomekaniin tarihi geliimine baktiimizda olduka geni bir oluum sreciyle karilaiyoruz. lk evre mekanik, matematik, anatomideki gelimelerle birlikte batidaki bilimsel aktivitelerin uyanii olarak nitelendirilir. Bu ilk evreyi ok kk gelimeler takip eder. Rnesans daha farkli bilimsel gelimelere kapisini aarak bilimsel grnm deitirir. nsan ve hayvan vcuduna ilgi uyanmi ve ilk balamsal alimalar aiklanmitir. Daha farkli Biyomekanik ilerleme iin en kararli adim bilimsel devrim sirasinda meydana gelmitir. Bu dnem bilimsel aratirmaya yeni bir anlayi ve eski kavramlari sorgulamak olarak nitelendirilir. Bu Newton'un yasalari ve de son derece mekanik bir dnya gr ile sonulanmitir. Bazi kaynaklar bu periyodu daha sonraki birok alimanin balangici olan Borelli'nin "De Motu Animalium" alimasi ile biyomekaniin douu olarak tanimlar. Bilimsel devrim boyunca gelien mekanik anlayii kutsal mekanik iin idealdi. Ancak bu normal problemlere uygulandiinda ou zmsz kaldi. Kuvvet kavrami aika anlailamadiindan ve enerjinin ya da momentumun korunumu sorusu fikir birliine varilamayarak youn bir ekilde tartiilmitir. D'Alembert, Lagrange, Leibnitz, Euler gibi matematikiler ve dierleri bu sorular zerinde youn bir ekilde alitilar ve bizim bugn kullandiimiz mekaniin iskeletini oluturdular. Kavramsal olarak bu, mekanik dnn arpici bir biimde deiimiydi. 19.yzyil bir baka deyile "gelien yzyil" insan ve hayvan hareketlerini deneysel bir ekilde analiz eden ok eitli karmaik tekniklerinin gelimesi sonucunu dourdu. Biyomekanik aratirmada bavurabilen sayisal matematiksel metotlarin bolluu, bilgisayarin gelimesi ile 20. yzyil karmaik deneysel metotlarin patlamasini saladi. Dahasi,
2
biyomekanik kemik, kikirdak, tendon, ba ve zellikle kasin artan karmaik anlayii tarafindan nitelendirilmitir. Biyomekanik, niversite siniflari, blmleri ve mezun rencileri ile birlikte bir disiplin iinde gelimitir. Bugn, niversitelerde ve eitli sanayilerde alian yzlerce biyomekanik aratirmacilar vardir. Biyomekanik aratirmanin sonulari, insan vcudu hakkinda geni anlayia katkida bulunduu kadar tip, ergonomi, spor ve donatim hakkinda da birok pratik bavurularda da katkida bulunmutur.
1.2.1. Biyomekaniin Uygulama Esaslari Ve Uygulama Alanlari
Biyomekaniin uygulanabilmesi iin ncelikle bazi temel adimlarin atilmasi gerekir. Biyomekanikte alima alani oluturabilmek iin n koul tekil eden bu adimlari yle siralayabiliriz: 1) 2) 3) 4) anlama 5) 6) Sinir-deerli problemleri (balangi ve sinir durumu diferansiyel denklemler) Yukarida isimlendirilen sinir-deerli problemlerin zmlerini test edecek olan analitik sayisal ya da deneylerle zebilme fizyolojik dengeler yapabilme. Hatta gerektiinde matematik problemini yeniden formle edip teori ve deneyin birbirini desteklediinden emin olacak ekilde yeniden zme 7) 8) Deneysel sonulari teorik sonularla karilatirma. Bu karilatirma iiinda teoride Geerli kilinan bir teoriyi de dier sinir-deer problemlerinin sonucunun tahmin yapilan hipotezin doruluuna karar verme ve denklemlerdeki sayisal deerleri bulma. etmede kullanabilme sonra da teori ya da deneyleri pratik uygulamalarini yapmada bu metotlari kullanabilme. Biyomekaniksel bilgiler biyoloji, ergonomi, mhendislik, fizyoloji, tip ve mekanik fizii gibi eitli alanlarda kullanilmaktadir. Mhendis, tasarimci, fiziksel tedavi uzmani, ortopedi cerrahi, kardiyolog gibi birok meslek sahipleri biyomekaniin pratik uygulamalarini yapmaktadirlar. rnein; bir biyomedikal mhendisi insan vcudunun biyolojik ve maddesel zellikleri hakkinda aliabilir ve kanin atardamarlar iindeki akiini anlamak iin mekanik Urailacak olan nesnelerin geometrik grnn anlayabilmek iin gerektiinde Problem dhilindeki madde ve dokularin mekaniksel zelliklerine karar verebilme Fiziin temel kurallarini ( ktle kanunu, momentum kanunu, enerji kanunu, Maxwell Bir organin anlamli sinir damarlarindan yararlanarak aliabilmesi iin evreyi iyi morfoloji, anatomi, doku bilimi hakkinda bilgi sahibi olma
denklemleri gibi ) diferansiyel denklemleri, trevi, integrali kullanabilme
3
durumlardan faydalanabilir. Elde edilen bilgi dolaimla ilgili sorunlarin zmnde ya da azaltilmasinda kullanilabilir. Baka bir rnek olarak bir insan faktr tasarimcisi, insan vcudunun fiziksel karakteri zerinde etkili bir alima alani tasarlamak iin hareketlerin mekanik durumu zerinde aliabilir. Bundan elde edilecek bilgiler dhilinde de tasarimci bir alima masasinin en uygun yksekliine karar verebilir, masalar arasi en uygun boluk mesafesini belirleyebilir. Bundan farkli olarak bir biyomekaniin spor alaninda da uygulamalari vardir. rnein bir alitirici insan vcudunun fiziksel zelliklerini ve mekanik fiziinin prensiplerini iyi irdeleyip badatirarak oyuncusunu en yksek performansi elde edecek ekilde eitebilir.
1.2.1. Biyomekaniin Tip Bilimine Katkilari:
Biyomekanik, aslinda tip biliminin ve teknolojinin btn modern geliimine katkida bulunmutur. Molekller biyoloji biyomekanikte biraz uzaklami gibi grnse de onu da derinlemesine incelediimizde molekllerin oluum, tasarim, fonksiyon ve retiminin mekaniini iyi anlatmak gerektii gereini gryoruz. Biyomekanikte, takma kalp vakiflari, kalp yardim aletleri, akcier kalp makineleri ve de hemodiyaliz makinelerinin icadi ve analizi ile kardiyo vaskler sistemindeki klinik problemleri zmeye yardimci oldu. Kalp naklini yapabilmede ve yapay kalp deiikliinde biyomekanik ok byk rol oynadi. Ameliyat sonrasi sarsintilarin akciere ait hastaliklarin, atar damarsal nabiz dalda analizinin, fonoanjiografinin ve dzensiz seslerin analizinin problemlerini zmeye yardimci oldu. Biyomekaniin en kuvvetli geliimi ortopedi ile zdelemitir. nk ameliyat odalarinin en sik kullanicilari iskelet-kas sisteminde problemi olanlardir. Ortopedide, biyomekanik gnlk bir klinik ara haline gelmitir. Temel aratirmalar sadece ameliyat, takma, implant edilebilir maddeler ve yapay organlarla sinirli deil ayrica stres ve gerginlikle ilikili iyiletirmenin hcresel ve molekler sonulari, kikirdak, tendon ve kemik doku mhendislii zerinedir. Travma, yaralanma ve iyiletirme giderek modern toplumda daha nemli hale gelmektedir. nsanlar otomobil kazalarinda yaralandiklarindan bu durumun toplum zerindeki ekonomik etkisi de byktr. Daha geni bir erevede modern biyomekaniin tibba en nemli katkisi fizyoloji bilimini anlamadaki baarisindan kaynaklanmaktadir. [1]
4
1.3. KEMK YAPISI VE KEMN GENEL ZELLKLER
Kemik, vcudu oluturan dokular arasinda en sert olanidir. Organizmada gerek anlamda destek grevi yapan dokudur. Ayrica organizmanin kalsiyum depolaridir. Kalsiyum bakimindan doymu olduklarindan serttirler. Sert olmalarina ramen kikirdak dokusundan farklari damar iermeleridir. Bu doku yapisinda eitli tipte hcreler (osteosit, osteoblast, osteoklast) ve hcrelerarasi madde (matris) bulunmaktadir. Kemiin enine kesiti incelendiinde di ve i yzeyleri bir zarla rtldr. Bunlardan ditakine; periosteum, i yzeydekine; endosteum denir. Bu zarlar dzensiz siki ba dokusundan yapilmilardir. Periosteumun hemen altinda di halkasal sistem yer alir. Endosteumun hemen stnde ise i halkasal sistem bulunur. Kemik Dokusunun Genel zellikleri: 1) 2) 3) 4) 5) 6) Organizmadaki en sert dokudur. Destek ve koruyucu ileve sahiptir. Organizmaya biim verir, organizmanin ykn tair. Kaslarin hareketini (manivela gibi) kolaylatirir. Organizmanin kalsiyum ve fosfor depolaridir. Ara madde (matris) ounlukta, hcreler azinliktadir.
Kemik Dokusu birok zelliine gre siniflandirilir. Bunlardan ikisi;
A. ekline Gre; a. Uzun Kemik b. Kisa Kemik c. Dzensiz Kemik d. Yassi Kemik
5
ekil 1.1. ekillerine Gre Kemik Dokulari
B. Makroskobik Yapisina Gre; a. Kabuksu Kemik b. Sngerimsi kemik
ekil 1.2. Kabuksu Ve Sngerimsi Kemik Dokulari
6
1.4. DLER
Di, sindirim sisteminin balangici olan aizda bulunan, bir ulari st ve alt ene kemiklerinin iine gml, dier ulari ise serbest olan kk kemik grnmnde ve sertliindeki oluumlarin her biri olup, ana ilevi besinlerin mekanik sindirimini salamak olan organdir. Mekanik sindirimin yani sira konuma ve yz gzellii ailarindan da nemlidir.
1.4.1. Yapisal Bileenleri
Di; mine, dentin, sement ve pulpadan (di z) oluur.
ekil 1.3. Bir Azi Diinin Yapisi
1.4.1.1. Mine
Vcuttaki en sert maddedir. Dii en ditan koruyucu bir katman olarak evreler. inde sinir hcreleri olmadii iin duyarli deildir. % 97'si kalsiyum tuzlarindan oluur. Di minesi altigen " apatit " kristalleri eklinde dzenlenmitir. Minenin yapisina giren kalsiyum tuzlari, organik di maketi zerinde yava yava kelerek birikir ve kristalleir. Bu birikme,
7
ana rahminde iken balar. Anne, gebelik sresince bazi ilalar alirsa veya ocuk mine teekkl sirasinda bir hastalik geirirse mine birikimi aksaklia urayabilir. O zaman diler sari, gri veya kahverengi olur. Bazen de eksik (hipoplazik) teekkl eder.
1.4.1.2. Dentin
Minenin altindaki tabakadir. Yetikin bir insan diinin %75' ini oluturur. Kemikle ayni younlua sahip olmasina ramen isiya ve dokunmaya duyarlidir. Gerektiinde ierdii tamir hcreleri ile yeniden dentin dokusu oluturabilirler. Diin asil kitlesini dentin (fildii) tabakasi oluturur. Dentin, ta kisminda mine; kk kisminda da sement ile rtldr. Dentin canli bir yapidir ve % 70'i mineral tuzlari; % 20'si organik madde ve % 10'u da sudan oluur. Dentinde ok sayida kanalcik ierir. Bu kanalciklarin ii di z sinirindaki dentin yapici hcrelerin uzantilari olan iplikiklerle doludur. Dentin yapan hcrelere "Odontoblast " denir. Dentin kanalciklarinin milimetre karede sayilari 10.000'e. yaklair. Di, dolgu veya kaplama yapilmak iin oyulur veya kltlrse bu kanalciklar aia ikar ve o zaman souk, sicak, tatli ve ekiden ari duyulur.
1.4.1.3. Sement
Kkn etrafini kaplayan kemiksi bir tabakadir, ok incedir. Di kknn ene kemiine tutunmasini salar. %65'i inorganik maddedir. Bazen kk etrafinda ve kk ucunda airi sement birikebilir. Buna " Hipersemontoz " denir.
1.4.1.4. Pulpa
Diin orta kismina ve burada bulunan yumuak dokuya verilen addir. Kkn ucuna kadar devam eder. Bu kisimda kan damarlari yer alir ve bu damarlar sayesinde di bulamalarindan korunur ve daima aktif halde kalir. Ayni zamanda pulpada airi duyarli sinir hcreleri bulunur ve bu hcreler sayesinde sicak, souk ve basin gibi duyular hissedilir. " Pulpa " adi da verilen di z, dentin tarafindan oluturulan bir odacik iinde yerleen kilcal atar ve toplardamarlar; duyu sinirleri ve btn bu yapilari koruyan bir destek dokusundan oluur. Di znn di evresi dentin yapici hcrelerle ( Odontoblast ) kuatilmitir. Bu hcreler, rk ve dier zararli etkenlere kari, dii koruyan kale muhafizlarina benzer. Her hangi bir nedenle oluan re kari dentin yapici hcreler stn gelirlerse bu hcreler di z
8
kalesini dentinle sivarlar; yenik derlerse di z ailir ve iltihaplanir. Bu etkinlik gen insanlarin di znde daha youndur.
1.4.2. Dilerin Grevlerine Gre Yapilari
nsan azinda diler yapisina gre drde ayrilir.
1.4.2.1. Kesici Diler
Alt ve st enedeki n diler " Kesici Di " olarak adlandirilir. st enede genilii 9-10 mm. olanlar orta kesici; 6-7 mm. olanlar ise st yan kesicilerdir. Alt orta ve yan kesicilerin genilikleri ise 6-7 mm. arasindadir.
1.4.2.2. Kaninler (Kpek Dileri)
" Kpek dii " ve " gz dii " adi da verilen kaninler kesici dilerden sonra gelir, alt ve st enede sali-sollu birerden drt tanedir. Ulari sivri olup koparmaya yararlar.
1.4.2.3. Azi Dileri
Kaninlerin arkasinda, azi dileri yer alir. Yapi olarak birbirinden farkli olan azi dileri, her bir yarim enede, iki kk azi, de byk azi olmak zere beer tane ve bir enede toplam on tanedir. Btn kk azilarin ineme ve kenetlenmeye yarayan ikier tmsekikleri vardir. st enedeki byk azilarin drder tmsekii; alt enedeki byk azilarin beer tmsekii vardir. Bu tmsekiklere " tberkl " adi verilmektedir.
1.4.2.4. Akil Dileri - nc Byk Azilar
Azimizda en son sren diler nc azi dileridir. Genelde 17 ila 25 yalari arasinda srmeye balarlar. Bu dilerin aizda birakilip birakilmamasi konusu tartimalidir. Eer doru pozisyonda srerlerse ve evre dokulara zarar vermiyorsa bu diin yerinde kalmasinda bir sakinca yoktur. ene kemiine kaynami ve anormal pozisyonlu bir diin (rntgenle tespit edilmi) ileride yol aacai zararlar gz nne alinarak ekimine karar verilebilir. Di 9
arkindaki yer darlii durumlarinda diin srmesi dieti- kemik ve dier komu di engeline takilabilir. 1.4. [2]
ekil Grevlerine Gre Di simleri Ve Numaralari
10
1.5. MPLANT
Disel implantlar diilikte eksik dilerin yerine takilan restorasyonlari desteklemek iin kullanilan yapay titanyum kklerdir. Bugn kullanilan btn di implantlari di kk formunda endosseous (kemik ii) implantlardir ve gerek kk gibi ene kemiinin iine yerletirilirler. ene kemii titanyum vidayi kabul eder ve kemik dokusu vida zerinde geliir. Doku geliimi implant izleinin, implantin doal di gibi grnmesi ve hissedilmesini salayan bileenidir. Kk ekilli endosseous implantlarin ortaya ikiindan nce, ou implant kemik iinde kalan metal kisminin eklinden dolayi biak endosseous implantlar ve di erevesi uygulandii ene kemiinin zerine oturtulan ve vidalanan subperiosteal implant yapisindadir. Disel implantlar ditaci, implant destekli kpr ve takma damaklar gibi birok protez iin destek amaciyla kullanilabilmektedir. mplantlarin ana amaci genel olarak; mplant ve bunlardan destek alan implant st protezler ile her trl disizliin ve Tek di eksikliinin komsu salam dilere dokunulmadan giderilmesi, Birden fazla di eksikliinin, takilip ikartilan protezler yerine, implantlar yardimi Tam disizlik durumunda takilip ikartilan protezler (damak) yerine sabit protezler eksik fonksiyonlarin giderilmesi,
ile sabit kprler yapilarak giderilmesi ve yapilmasidir
1.5.1. Disel mplantin Tarihi
Per-Ingvar Brnemark'in titanyum ile alimasindan tam 1350 sene nce, Maya uygarliinin kemik ii implantlarin ilk rneklerini kullandiklari saptanmitir. 1931 senesinde Honduras'ta kazilan Maya kabristanlarinda arkeolojistler MS 600 senesine ait olduu dnlen bir altene kalintisi bulmulardir. Yirmili yalarindaki bir kadina ait olduu sanilan bu alt enede eksik olan kesici diin yerinde deniz kabuu olduu grlmtr. Arkeoloji dnyasi kirk yil boyunca kabuklarin kadinin lmnden sonra bir ekilde takildii dnmtr. Ta ki 1970 yilinda Brezilyali Prof. Dr. Amadeo Bobbio alt ene rnei zerinde aliip radyograflarini ekene kadar. Dr. Bobbio iki implant etrafinda kabuksu
11
kemik oluumu gzlemlerinin iiinda implantlarin kadin yaarken takildiina kanaat getirmitir. 1950'li yillarda Cambridge niversitesinde canli dokularda kan akii aratirmalari yapiliyordu. alianlar titanyumdan yapilmi kk hazneleri, tavanlarin kulaklarindaki yumuak dokuya yerletirme metodunu gelitirmilerdir. 1952 yilinda sveli Ortopedik Cerrah P. I. Brnemark kemik tedavisi ile ilgilenmekteydi ve Cambridge tasarimi olan Tavan Kulai Haznesini tavan kala kemiinde denemitir. Birka aylik alimanin ardindan bu pahali hazneleri tavanlarin kalalarindan ikarma giriiminde bulunan Brnemark, hazneleri ikaramadiini fark etmitir. Brnemark kemik dokusunun titanyuma ok etkin bir biimde yapitiini gzlemlemitir. Brnemark bu hadise zerine birok insan ve hayvan denekte deneyler yaparak titanyumun bu esiz zelliini tasdik etmitir. Bu sirada bir tip doktoru olan talyan Stefano Melchiade Tramonte, titanyumun di restorasyonlarinda kullanilabileceini anlami ve kendi protezini desteklemek iin titanyumdan bir vida yapip hastalarinda denemitir. nsanlar stndeki denemeleri ve olumlu sonulari 1966 yilinda yayinlamitir. [3] Brnemark, batan alimasinin diz ve kala cerrahisi merkezli olmasi gerektiini dnmse de klinik gzlemlerinde nihai karari, devamlilik olanaklari ve di kaybinin nfusun byk ounluunda var olmasi nedeniyle, aiz olmutur. Brnemark Kemik dokusunun titanyum ile bainin klinik gzlemini; "osseointegration" olarak adlandirmitir. Brnemark 1965 yilinda, sve Gothenburg niversitesinde Anatomi Profesr olduu sirada ilk titanyum disel implantini sveli gnll Gsta Larsson'a takmitir.
ekil 1.5. mplant Uygulanmi ene Modeli 12
Stevend ve Alexander'in Birlemi Milletlerdeki ada baimsiz aratirmalari sonucu 1969 yilinda titanyum implantlar iin Amerikan patenti alinmitir. [4] Sonraki on drt yil iinde Brnemark, di implantolojisinde titanyum kullanimi ile ilgili birok alimasini yayinlamitir, ta ki 1978 yilinda sveli savunma sanayi firmasi Bofors AB ile implant retimi ve pazarlamasi iin ticari ortaklik kurana kadar. Bofors'un (takip eden yillarda ismi "Nobel Industries" adini alacak olan) ana irket durumunda olduu, di implantasyonu alanina odaklanmi Nobelpharma AB (imdiki ismiyle "Nobel Biocare") 1981 yilinda kurulmutur. Gnmze kadar 7 milyon "Brnemark System" implant hastalara yerletirilmitir ve yzlerce firma disel implanti retmektedir. Mevcut implantlar genelde yanlari konik ya da paralel olan kk vidalar eklindedirler. Hastanin dii ekildii anda, kk yuvasi ile i ie geecek ekilde uygulanabilirler. Mevcut kanitlar di ekme operasyonu ile e zamanli takilan implantlarin baari orani, iyilemi kemie uygulanmi implantlar ile karilatirilabilir seviyededirler. [5] Ayrica baari oranlari ve radyografik sonular taze kk yuvalarina uygulanmi ezamanli implantlara, geici di talarinin yine e zamanli olarak takilmasi ile haftalar sonra takilmasi arasinda ok fark olmadiini gstermektedir. [6] Mevcut bazi aratirmalar implantlarda Zirkonya (ZrO2) gibi seramik malzemelerin kullanimina odaklanmilardir. Zirkonya, zirkonyum dioksit, periyodik tabloda titanyuma yakin ve benzer biyogeimsel zellikler gsterir. [7] Genel olarak titanyum implantlarla ayni ekilde olmak zere zirkonya yillardir ortopedik cerrahide kullanilmaktadir. Zirkonya titanyuma gre estetik aidan parlak di benzeri rengiyle daha avantajlidir. [8] Ancak yekpare ZrO2 implantlarin gnlk kullanim iin tavsiye edilmesi iin uzun dnem testlere ihtiya vardir.[9]
1.5.2. Bileimi
Trne zg bir implant, di kkn andiran di yzeyi przl ya da dzgn yzeyli bir titanyum vidadan oluur. Disel implantlarin byk ounluu iindeki karbon ve demir ieriine gre 4 sinifi olan ticari olarak saf titanyumdan oluur. [10] Yakin gemite Sinif 5 titanyumun kullanimi artmitir. Sinif 5 titanyumun, Titanyum 6Al-4V, saf titanyum ile ayni derecede osseointegrasyon zellii gsterdii kabul edilir. Buna karin Ti6Al4V malzemesinin ekme mukavemeti ve kirilma dayanimi daha yksektir. [11] Gnmzde implantlar hala saf (Sinif 1-4) titanyumdan retilir ama bazi sistemler (Endopore ve NanoTite) Ti6Al4V alaimini kullanmaktadir. mplant yzeyleri, yzey alanini bytmek
13
ve btnleme potansiyelini arttirmak iin, plazma pskrtme, anotlama, asidik aindirma ve kumlama yntemleri ile ilenir. [12]
1.5.2.1. Neden Titanyum mplantlar?
Kemik tarafindan kabul edilebilir biyolojik madde Titanyum, implant yapimina en uygun metaldir. Tip alaninda bazi kiriklarda uygulanan plak ve vidalarda da kullanilmaktadir. En direnli metallerden biridir. nsan organizmasi tarafindan kabul edildiinden, vcut tarafindan reddedilme korkusu yoktur.
ekil 1.6. Gerek Di Ve Bir Di mplantini Karilatiran Resim
1.5.3. Di Hekimliinde mplantasyon
Di hekimliinin temel amaci, kaybedilen dileri fonksiyon ve estetik olarak doal dilere benzer ekilde yerine koyabilmektir. Hastanin ineme, konuma, glme gibi fonksiyonlari yapabilmesi di grnmden daha nemlidir. ineme doa tarafindan mkemmel bir ekilde gelitirildiinden, tek bir di kaybi sonucunda bunun yapay herhangi bir eyle tam olarak onarilmasi mmkn deildir. Ancak, insan yapisi bir di kknn (yani implantin)
14
ene kemiine yerletirilmesi doala en yakin tedavidir. mplant bu isi bilen uzman di hekimleri tarafindan muayenehanede sinirli uyuturma altinda yapilabilecek, basit bir ilemdir.
1.5.3.1. mplantin nerildii Durumlar
1. Disiz alt ve st enelerde; airi kemik erimesi sonucunda hastanin protezini kullanamadii durumlarda. Alttaki resimde de grld gibi Protez, yerletirilen implantlarin zerine oturtularak tutuculuun artmasi salanir 2. Byk azi dilerin kaybinda, arka blge disiz sonlaniyorsa; hastalara takilip ikarilabilen bir blmsel protez yerine, yerletirilecek birka implant ile sabit bir kpr yapilabilir. 3. Tek bir diin kaybi durumunda; kaybolan diin her iki yanindaki diler korunarak, bu di yerine tek bir implant yerletirilebilir. 4. Uzun disiz boluklarda; sabit bir kpr yapildiinda kpr gvdesinin uzun olmasi sorun yaratacaindan, disiz blgeye uygulanacak bir ya da birka implant ile yapilacak olan kprnn destei ve dayaniklilii arttirilabilir.
1.5.3.2. mplant Uygulamasinin Uygun Olmadii Durumlar
Genel salik durumu bozuk olan (eker hastalii, yksek tansiyon, kan hastaliklari, kemik yapisini etkileyen hastaliklar veya tedavileri gibi) bireylere, alkol veya ila baimlilii olanlara implant tedavisi nerilmemektedir. Bu tip hastaliklari olan bireylere implant yapimi ancak Tip Doktorlarinin ve Di hekimlerinin ayrintili muayenelerinden sonra dnlebilir. mplantin baarisindaki hastanin rol ok nemlidir. Aiz bakimini iyi yapmayan bir hastada doal dilerinin ve dietlerinin salii nasil tehlikeye decekse ayni eyler implantlar iinde sz konusu olacaktir. Bu nedenle, su anda dnya di hekimliinin en modern uygulamasi olan implant tedavisini yaptiran hasta, kendi salii ve baarinin daha uzun sreli olmasi iin, aiz bakimina da zen gstermelidir. Uygulanan implantin baarili olduundan sz edilebilmesi iin, zerine yk geldii zaman verecei cevap nemlidir. Yani bir implantin baarisi, zerine protez yapildiktan
15
sonra takip edilmeye balanmalidir. Genelde implantin baarili sayilmasi iin beklenmesi gereken sre protez yapildiktan sonraki ilk bir yildir. Bu da, implant zeri protez yapiminin nemini ortaya koymaktadir. Protez titizlikle planlanmali ve yapilmali, kemik ierisindeki implantin zerine airi yk getirecek planlamalardan kainilmali ve protezin ykseklii dikkatle gzden geirilmelidir.
1.5.3.3. Baarisizlik Ve mplantin ikartilmasi
Klinik baarisizlik orani tm dnyada % 5 ve %10 arasindadir. mplant etrafinda kemik olumamasi sonucunda, implantlar oynuyorsa ikarilmalari di ekimi kadar basittir. Eer implantin etrafi kemikle tam olarak dolmadiysa, fakat implant oynamiyorsa, zel bir alet yardimiyla kolaylikla ikarilabilir. mplantlar ikarildiktan sonra yerleri bir di ekiminden sonraki yaranin iyilemesi gibi kapanmaktadir. Bu arada implantlarin yerletirildii operasyon sonrasi hafif bir ari, yzde sislik, yanak ve boyunda morarmalarin olmasi da normaldir.
1.5.3.4 mplant Tedavisi Hangi Vakalarda Ne Avantajlar Sunar?
- Alt enedeki tm dilerini kaybetmi ve protez taiyan hastalar: Bu hastalar protezin hareketine bali olarak srekli aridan (vuruk) ve iyi ineyememekten ikyetidirler. Bu ikyet zaman iinde proteze destek olan kemik dokunun erimesi ile daha da artar hale gelir. Bu tip hastalarda implant tedavisi, yukaridaki tm ikyetleri ortadan kaldirdii gibi kemiin erimesini de durdurmaktadir. - st enedeki tm dilerini kaybetmi ve protez taiyan hastalar: st protezler alt ene protezlerine oranla daha stabil olsalar da protezin damai kapatan tasarimi tat alma duygusunu azaltip mide bulantisina neden olabilmektedir. - Alt ya da st enede dilerinin bir kismini kaybetmi hastalar: Bu hastalarin ikyeti kancalarla tutunan protezin irkin grnts, ya da kpr yapilabilmesi iin salam dilerini kestirme zorunluluu olarak sayilabilir. - Tek bir diini kaybetmi hastalar: Klasik tedavi metotlarinda tek bir diin restorasyonu iin en az komsu iki dii feda etmek zorunda kalinmaktadir. Byle durumlarda tek bir
16
implant'in yerletirilerek komsu diler kurtarildii gibi daha estetik ve fonksiyonel sonularin ortaya ikmasi salanir.
1.5.4. Di Taci Ve Kullanim Amalari
Hasarli bir dii yeniden eski haline getirmek iin die uygulanan bir kaplamadir. Amaci dii gzelletirmek, salamlatirmak ve korumaktir. Di Taci aaidaki durumlarda yapilabilir, Yeterince di desteinin olmamasi durumunda byk bir dolguyu restore etmek iin, Zayif dilerin kirilmasini nlemek iin, Bir di implantina st yapi olarak, Kirik, ekli bozuk veya renklenmi dileri kaplamak iin.
1.5.4.1. Di Tacinin Yerletirilmesi
Ta takma ilemi birka adimda yapilir. Di hekiminiz, gerektii ekilde diiniz zerinde hazirlik yapar, rk kisimlari varsa temizlenir ve diin tam bir modelinin elde edilebilmesi iin 3 boyutlu tarama yapabilen cihazlarla l alinir. Elde edilen modele gre di taci unuz son halini alacaktir. Kron tamamen hazir hale geldiinde, di hekiminiz gerekli ayarlamalari yaptiktan sonra yerine yerletirecektir. Siz ve di hekiminiz, grnnden ve konumundan memnun kaldiktan sonra di taci daimi olarak yapitirilir.
1.5.4.2 Di Taci Kaplamalar in En Uygun Malzemeler
Sizin iin en uygun malzemeyi seerken, hem grnt hem de ilev gz nnde bulundurulur. Di hekiminiz; di yerleimi, dieti dokusunun konumu, glmsediinizde grnen dilerinizin miktari, dilerinizdeki renklenmeler ve dilerinin fonksiyonlarini deerlendirip bu konuda bir karara varacaktir. Di talari eitli malzemelerden yapilabilir. Bunlar; altin veya daha deersiz alasimlar, porselen (seramik), akrilik, kompozit veya tm bunlarin bir birleimi olabilir
17
1.5.4.2.1 Metal Desteksiz Tam Porselen Di Talari
nceden dileri kesilmi kiilere metal desteksiz (metalsiz) porselen di talari uygulanabilir. Zirkonyumun zerine porselen konularak yapilan di taci (kaplama) ve kprler Seramik ve Zirkonyum kelimelerinin birletirilmesinden oluan "CERCON" kisa adi ile anilir. 900 MPa dirence sahip sistem en yksek fiziksel deerlerin yaninda iik geirme zellii doku uyumu ve birok deiik endikasyonu kapsayarak di hekimliinde yepyeni bir dnem balatmitir. Di talarinin grntsn pek ok ey etkilese de en nemlisi iia verdikleri tepkidir. Doal diler iii geirir. Bunun sonucu olarak da dite derinlik ve canlilik ortaya ikar. Metal desteksiz porselen di talarinin iik geirme zelliklerinden dolayi, derinlik ve canliliklari daha fazladir bylece doal die en yakin sonular elde edilir.
ekil 1.7. Tam Porselen Ve Metal Destekli Di Talari
1.5.4.2.2. Tam Porselen Di Tacinin Avantajlari
- Metal destekli porselenler bazi iiklarda (disko, fotoraf makinasi flai vb.) aizda yokmu gibi koyu renk bir boluk grnts verirler. Full porselenler ise doal di gibi her trl iii geirirler.
18
- Tam porselenler iii geirdiklerinden doal di yapisina ok benzer bir estetik olutururken, ok iyi yapilmi bile olsa metal-porselenlerde bir donukluk ve yapaylik vardir. Bu nedenle zellikle n dilerde tam porselenler tercih edilir. - Metal desteksizlerde alt yapida metal olmadii iin di taci di eti hizasinda koyu renk bir izgi olmaz. Daha estetik bir grnt salanir. - Metal destekli porselenler mekanik olarak die yapitirilirlar. Full porselenler mekanik ve kimyasal olarak die tutturulur. Bu yzden metal desteklilere gre tutuculuklari ok daha yksektir. - Alt yapida kullanilan bazi metallere karsi (nikel vb.) oluabilecek alerji riski tam porselenlerde yoktur.
ekil 1.8. Nobel Biocare Firmasinin Zirkonya Dayanakli Nobel Active Modeli.
19
BLM 2
2.1. GR
Analiz blmnde boyutlu olarak modellenmi olan ene yapisinda isirma kuvvetinden dolayi oluan gerilmeler aratirilmitir. Analiz sonunda implant, di taci, dayanak ve implant ile etkileimde olan kemik dokusunun mukavemeti aratirilacaktir. mplant sistemi zerindeki gerilmelerin aratirma sebebi yapilacak protezin dayanikliliini lmektir. Ayni zamanda implant ile kemik arasindaki gerilmelerin analizinin yapilmasinin sebebi ise implantin isirma kuvvetinin uygulandii esnada kemiin ne kadar zorladiinin saptanmasidir. mplant kemii zorladiinda kemik zerinde deformasyon yaratirsa protez baarisiz olacaindan bu analiz zerinde dikkatle durulmutur. Yk olarak insanin isirma yk esas alinmitir. Protezin takilacai bir ikisinin yemek yerken ineme ve isirma kuvvetleri olarak dnlmtr. Bu da yetikin bir erkekte 222N dan 522N'a uzanan bir yelpazeye tekabl eder. Bu yk yzeyle ayri ai (yzeye dik, 60 ve 30) yaptirilarak verilmi ve olabilecek tm senaryolar denenmeye aliilmitir. Yk kuvveti daha nceden belirlediimiz 2 mm2 alana sahip bir dairesel yzeyden uygulanmitir, nk ineme esnasinda diin zerine gelen kuvvet proteze noktasal olarak deil yzeysel olarak etkir. Kemik zerindeki gerilmelerin incelenmesinde ise SolidWorks 2010 yaziliminda oluturulan 3 boyutlu model ANSYS Workbench v12.1 yazilimi kullanilarak kuvvetler uygulanmitir.
20
2.2. MODELLEME VE ANALZ
lk blmde SolidWorks, ikinci blmde ANSYS ile yapilan alimalar aiklanmitir.
2.2.1. Boyutlu Modeller
SolidWorks Office Premium 2010 x64 Edition SP0.0 programi ile analizi yapilacak olan 2 adet implant, 2 adet bunlara uygun dayanak, yine implantlara uygun 2 adet sabitleme civatasi, kabuksu ve sngerimsi kemik dokusu, yumuak doku ve yapitirici-metal taban-di taci ls modellenmitir.
2.2.1.1 mplantlar
Analizi yapilacak olan implantlar Nobel BiocareTM irketinin iki adet implantidir. Biri Nobel ActiveTM isimli modern tasarimli birok kez takilip ikarilmaya olanak salayan esnek kullanimli bir modeli dieri ise firmanin ok kullanilan, ok amali bir modeli olan Nobel ReplaceTM Tapered modelidir. [11] mplantlar piyasada deiik boyun lleri ve boy uzunluklariyla adlandirilirlar. Nobel Active modelinin 3,5, 4,3 ve 5mm boyun api, 8,5, 10, 11,5, 13, 15 ve 18mm boy uzunluu, Tapered RP 4.3mm 13 modelleri seilmitir. uzunluu seenekleri vardir. Analiz iin Nobel Active RP 4.3mm 13 ve Nobel Replace Nobel Replace modelinin ise 3,5, 4,3, 5 ve 6mm boyun api ve 8, 10, 13, 16mm boy Nobel Replace ve Active modellerinin temel farki di vida tasarimlari ve dayanain
monte edildii soket yapilaridir. Active, konik ve altigen soket kullanirken, Replace modeli kanalli dairesel bir soket kullanir.
21
ekil 2.1. Nobel Active (stte) Ve Nobel Replace (Altta) Modelleri 22
2.2.1.2. Di Taci ve Yapitirici
Analizde metal destee sahip bir di taci kullanilmitir. Di tacinin malzemesi porselendir ve altinda 0.5mm cidar kalinliina sahip zirkonya destek vardir. Di taci ve destei implantin dayanaina di imentosuyla balanir. imentonun cidar kalinlii 0.05mm olmakla beraber malzemesi inko fosfattir.
ekil 2.2. Di Taci Modeli
ekil 2.3. Metal Destek
23
ekil 2.4. Yapitirici (imento) Tabakasi
2.2.1.3. mplant Dayanaklari
mplant modellerinin soket yapilari farkli olduu iin, her iki implant modeli iin iki ayri dayanak (ing. Abutment) modellenmitir. Dayanaklarin satin alindiinda uzun olan boylari hastanin di tacina gre kesilip optimum boyutlara getirilir. Bu yzden ekli kullanima gre deimektedir. Genelde zirkonya ve titanyumdan imal edilirler.
ekil 2.5. Nobel Active in Dayanak
24
ekil 2.6. Nobel Replace in Dayanak
2.2.1.4. Balanti Civatasi
Dayanaklar, implantlara civata ile balanir tasarimdadirlar. Bu yzden dayanaklarin ortalari deliktir. ki implant iin de benzer geometride olan civatalarin (TorkTiteTM) yalnizca boylari farklidir. Civatalar iin kullanilan malzeme Ti6Al4V (Sinif 5) alaimidir.
ekil 2.7. mplant Civatasi
25
2.2.1.5. Kemik Dokusu
ene yapisinda elastisitesi farkli iki cins kemik vardir. lk blmde de bahsedildii gibi bu doku trleri sngerimsi ve kabuksu kemik dokusu adini alirlar. Kabuksu doku implant takildiinda implantin etrafini bir kabuk gibi sarar. Geri kalan hacim sngerimsi dokudan oluur. ki doku da modellenmitir.
ekil 2.8. Kabuksal Kemik Dokusu
ekil 2.9. Sngerimsi Kemik Dokusu 26
2.2.1.6. Yumuak Doku
Yumuak doku, insan enesinde kemik dokusu diinda kalan dokuyu simgeler. Elastik bir doku olduundan analiz sonularini ok fazla etkilemeyecektir.
ekil 2.10. Yumuak ene Dokusu
27
ekil 2.11. ki Deiik mplant Uygulanmi ene Modelleri
28
2.2.2. Bilgisayar Destekli Sonlu Elemanlar Yntemi ile Analiz
Bilgisyar destekli tasarim yntemi ile elde edilen boyutlu modeller analiz edilmek iin ANSYS ortamina alinmitir. Ansys Workbench blok diyagramlarindan oluan bir yapiya sahip olduundan aaidaki ema oluturulmutur.
ekil 2.12. Ansys Workbench Proje emasi Analiz iin programin analiz modllerinden Statik Yapisal (Static Structural ANSYS) seilmitir.
29
2.2.2.1. Teknik Veriler Tablo 2.1. Kullanilan Malzemelerin Mukavemet zellikleri [12][13]
Young Modl (GPa) Ticari olarak saf titanyum Ti6Al4V Zirkonya (ZrO2) Porselen (e.max press) Yapitirici imento Kabuksu doku Sngerimsi doku Yumuak doku 104 114 208 96 5 14,7 0,49 0,001 Poisso n Orani 0,33 0,34 0,25 0,25 0,35 0,3 0,3 0,3 Akma Mukavemeti (MPa) 680 760 Kopma Mukavemeti (MPa) 760 930 900 400 161 88-164 23 -
2.2.2.2. rg Modeli
SolidWorks programindan ekilen modeller eleman boyu 0,5mm yapilarak otomatik rg oluturulmutur.
ekil 2.13. rg Ayarlari
30
ekil 2.14. Modellerin rg Yapilari
31
2.2.2.3. Mekanik Model Kurulumu alimada; malzeme, kuvvet ve geometri olmak zere zellii farklilik gsteren implant sistemleri karilatirilmitir. Buna gre: - ki ayri implant geometrisi, - Biri titanyum, dieri zirkonyum malzemeli iki ayri dayanak, - 30, 60 ve 90 a ilarla uygulanan 522N'luk kuvvetler problemlerin farklilik gsteren zellikleridir. Yapilan aratirmalara gre yetikin bir erkek insan, kesici blgede 222N'dan balamak zere tc di blgesinde 522N'a ulaan ene kuvvetleri uygulayabilir. [13]
ekil 2.15. Zirkonya Dayanakli Nobel Active Sistemi zerinde 30 Lik Kuvvet
32
Kuvvet, gerek artlara uygun olmasi aisindan, di taci zerinde 2mm2 lik dairesel bir alandan etki ettirilmitir. Ayrica model kemik ve yumuak doku yapisinin iki tarafindan sabit mesnet tanimlanarak sabitlenmitir.
ekil 2.16. Kuvvet Uygulama Alani Ve Sinir artlari
2.2.2.4. Analiz Sonulari
Analiz sonularinda saf titanyum malzemeden imal edilmi olan civata, dayanak ve implantlar iin akma, dier modeller iin kopma mukavemeti gz nnde bulundurulmutur. Mekanik modellerde akma mukavemeti iin Von-Mises edeer gerilme sonucuna, kopma mukavemeti ile karilatirmak iin ise Maksimum Asal Gerilme sonularina bakilmitir. 24 ayri testten oluan analizin detayli sonulari verilmitir.
33
ekil 2.17. 60 aiyla 522N yklenmi titanyum dayanakli Nobel Active implant sistemi
ekil 2.18. 30 aiyla 222N yklenmi ZrO2 dayanakli Nobel Replace implant sistemi. 34
ekil 2.19. 30 Aiyla 222N Yklenmi Zirkonya Dayanak
ekil 2.20. 30 Aiyla 222N Yklenmi Titanyum Dayanak
35
ekil 2.21. 30 Aiyla 222N Yklenmi Nobel Active mplant
ekil 2.22. 30 Aiyla 222N Yklenmi Metal Destek
36
ekil 2.23. 60 Aiyla 522N Uygulanmi Nobel Replace mplant
ekil 2.24. 60 Ai le 522N Uygulanmi Kemiksi Doku
37
ekil 2.25. 60 Ai le 522N Uygulanmi Di Taci
ekil 2.26. 60 Aiyla 522N Ykl Civata
38
Tablo 2.2. Nobel Active 522N Yk Sonulari (Mpa)
Nobel Active 522N kuvvet
1200 1000 Gerilme (MPa) 800 600 400 200 0
90 ZrO2 90 Ti 60 ZrO2 60 Ti 30 ZrO2 30 Ti active implant 128,8 132,5 482,8 592,8 754,4 933,8 civata 85,8 99,7 187,6 194,6 315,8 324,2 dayanak 88,2 98,2 532,7 489,8 1050,2 774,5 sngerimsi 3,7 3,7 4,3 4,3 6,1 6,2 kabuksu 46,6 46,6 69,9 73,8 163,3 165,6 di taci 186,2 171,5 287,6 286,3 329,7 330,1 metal destek 147,7 163,3 263,8 256,9 455,8 443,5 imento 4,9 5,45 34,7 40,7 61,6 72,2
Tablo 2.3. Nobel Replace 522N Yk Sonulari (Mpa)
Nobel Replace 522N kuvvet
900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
90 ZrO2 90 Ti 60 ZrO2 60 Ti 30 ZrO2 30 Ti
Gerilme (MPa)
replace implant 117,1 117,1 292,8 303,2 510,9 525,7
civata 51,8 53,2 152,9 155,5 281,9 287,1
dayanak 76 107,3 322,6 439 797,9 670,8
sngerimsi 4 4,2 4,4 4,3 4,5 4,6
kabuksu 58,8 58,2 77,7 82,9 188,7 197,6
di taci 174,4 171,5 288,9 287,1 331,8 331,4
metal destek 143,5 159,3 280 248,3 484,3 429,7
imento 5 5,4 33,4 36,1 59 64,2
39
Tablo 2.4. Nobel Active 222N Yk Sonulari (Mpa)
Nobel Active 222N kuvvet
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
90 ZrO2 90 Ti 60 ZrO2 60 Ti 30 ZrO2 30 Ti
Gerilme (MPa)
active implant 54,8 56,3 205 252 320,8 397,1
civata 36,4 42,4 79,8 82,7 134,4 137,8
dayanak 37,5 41,7 226,5 208,3 446 329,4
sngerimsi 1,6 1,5 1,8 1,8 2,5 2,6
kabuksu 19,8 19,8 29,7 31,4 69,4 70,2
di taci 74,2 72,9 122,4 121,7 140,2 140,4
metal destek 62,8 69,4 112,2 109,2 193,8 188,6
imento 2,1 2,3 14,7 17,3 26 30,7
Tablo 2.5. Nobel Replace 222N Yk Sonulari (Mpa)
Nobel Replace 222N kuvvet
400 350 Gerilme (MPa) 300 250 200 150 100 50 0
90 ZrO2 90 Ti 60 ZrO2 60 Ti 30 ZrO2 30 Ti replace implant 49,8 49,8 124,5 128,9 217,2 223,6 civata 22 22,6 65,04 66,1 119,9 122,2 dayanak 32,3 45,6 165,4 185,3 339,3 285,2 sngerimsi 1,7 1,8 1,8 1,8 1,9 1,9 kabuksu 25 24,7 33 35,2 80,2 84 di taci 74,1 72,9 122,9 122,1 141,1 140,9 metal destek 61 67,7 119,1 105,6 205,9 182,7 imento 2,1 2,3 14,2 15,3 25,1 27,3
40
2.3. SONU
Analiz sonulari, implantlarin (bilhassa zirkonya dayanakli modellerin) azi dileri blgesinde kullaniminin sakincali olduunu iaret etmektedir. zellikle aili ykleme durumlarinda implant ve dayanaklarda elastik mukavemet sinirlarini aan, sakincali gerilmeler olumutur. mplantlari azi dilerinden ziyade n blmdeki diler iin kullanmak riski azaltacaktir. Unutulmamalidir ki, bu alimada tm malzemeler lineer elastik kabul edilmitir. Dolayisiyla mukavemet sinirlarini aan deerler gerek sonular deildirler. Gerek deerler, bulunan deerlerden daha aaida ve yine akma sinirinin stnde ikacaktir. Deerler hatali olsa bile titanyum malzemelerin plastik ekil deitirdiini grmemiz bakimindan ie yarar. Ayrica, genel olarak klasik vida formunu koruduu takdirde implant geometrisinin mukavemeti zerinde pek fazla etkisinin olmadii grlmtr. mplantin di yzeyindeki zel kanallarin mukavemetten ziyade hizli ve muntazam doku geliimi amalanarak aildii dnlmektedir. Malzeme aisindan, eer kozmetik bir zorunluluk yok ise titanyum dayanak kullanimi mekanik aidan avantaj salayacaktir.
41
KAYNAKA
[1] Tekeliolu, M. Genel Tip Histolojisi, Beta Basin Yayin Daitim, stanbul, 1989. [2] Dentanorm A.. A sayfasi, http://www.hekimim.com/genel/genel_bilgi.htm, 2010 [2] Annali di Stomatologia - Su alcuni casi particolarmente interessanti di impianto endosseo con vite autofilettante - Vol XV - Aprile 1966 [3] US patent 3579831, Stevens, Irving J.; Alexander, Jerry, "Bone Implant", 25.5.1971 [4] Quirynen M, Van Assche N, Botticelli D, Berglundh T. "How does the timing of implant placement to extraction affect outcome?". The International Journal of Oral & Maxillofacial Implants, 2007 [5] Crespi R, Cappar P, Gherlone E, Romanos GE. "Immediate versus delayed loading of dental implants placed in fresh extraction sockets in the maxillary esthetic zone: a clinical comparative study". The International Journal of Oral & Maxillofacial Implants, 2008. [6] Gahlert M, Rhling S, Wieland M, Sprecher CM, Kniha H, Milz S. "Osseointegration of zirconia and titanium dental implants: a histological and histomorphometrical study in the maxilla of pigs". Clinical Oral Implants Research, Kasim 2009. [7] Depprich R, Zipprich H, Ommerborn M. "Osseointegration of zirconia implants: an SEM observation of the bone-implant interface". Head & Face Medicine 2008. [8] Andreiotelli M, Kohal RJ. "Fracture strength of zirconia implants after artificial aging". Clinical Implant Dentistry and Related Research, June 2009. [9] Arturo N. Natali (ed.). "Dental Biomechanics". Taylor & Francis, London / New York, 2003. [10] Osseointegration, Zard et al. Quintessence 2009. [11] Palmer R. "Ti-unite dental implant surface may be superior to machined surface in replacement of failed implants". The Journal of Evidence-based Dental Practice, March 2007. [12] Nobel ActiveTM Technical Story, Nobel Biocare Services AG, 2008. [13] Lutton and Ben-Nissan, Mat. Tech. 1998. [14] IPS e.max Press rn katalou, Ivoclar Vivadent Tecnical, June 2009. [15] Blamphin C N J, Brafield T R , Jobbin B, Fisher J, Wattson C J, Redfern E J . A simple instrument for the measurement of maximum occlusal force in human dention. Proc Instn Mech Engrs, Vol 204, Apr 1990. [16] Rahimi A, Bourauel C, Jager A, Gedrange T, Heinemann F. "Load Transfer By Fine Threading The Implant Neck - A Fem Study". Bonn, Almanya, Aralik 2009.
42