Atrofik edentülöz maksillada quad zygoma, M4, transnazal ve vomer implant konfigurasyonlarının sonlu eleman yöntemi ile karşılaştırmalı biyomekanik analizi
Comparative biomechanical analysis of quad zygoma, M4, transnasal, and vomer implant configurations in the atrophic edentulous maxilla using the finite element method
- Tez No: 1021422
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ONUR YILMAZ
- Tez Türü: Diş Hekimliği Uzmanlık
- Konular: Diş Hekimliği, Dentistry
- Anahtar Kelimeler: Atrofik maksilla, Sonlu elemanlar analizi, Zygoma implantı, Transnazal implant, M4 implant, Vomer implantı, Quad zygoma, Biyomekanik stres analizi, Atrophic maxilla, Finite element analysis, Zygomatic implant, Transnasal implant, M4 implant, Vomer implant, Quad zygoma, Biomechanical stress analysis
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Diş Hekimliği Fakültesi
- Ana Bilim Dalı: Ağız, Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Ağız, Diş ve Çene Cerrahisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Atrofik Edentülöz Maksillada Quad Zygoma, M4, Transnazal VE Vomer İmplant Konfigurasyonlarının Sonlu Eleman Yöntemi ile Karşılaştırmalı Biyomekanik Analizi Amaç: Bu çalışmanın amacı, ileri derecede atrofik dişsiz maksillada kullanılan farklı anatomik ankraj temelli implant konfigürasyonlarının biyomekanik davranışlarını sonlu elemanlar analizi (SEA) yöntemi ile karşılaştırmalı olarak değerlendirmektir. Bu kapsamda quad zygoma, zygoma-transsinüs, zygoma-M4 ve zygoma-vomer implant konfigürasyonlarında implant, abutment, altyapı ve çevre kemik dokularında oluşan stres dağılımlarının incelenmesi ve farklı implant yerleşim stratejilerinin yük transfer mekanizmaları üzerindeki etkilerinin ortaya konulması hedeflenmiştir. Gereç ve Yöntem: Bu çalışmada kullanılan üç boyutlu maksilla modeli, Visible Human Project kapsamında elde edilen görüntü verilerinden yararlanılarak oluşturulmuştur. Bilgisayarlı tomografi görüntülerinin segmentasyonu ve ön işleme aşamaları 3D Slicer yazılımı ile gerçekleştirilirken, geometrik düzenlemeler ve model optimizasyonu Blender yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Sonlu eleman ağı oluşturma işlemleri ALTAIR Hypermesh programında tamamlanmış, sayısal analizler ise Nastran tabanlı ALTAIR Optistruct çözücüsü kullanılarak yürütülmüştür. Araştırma kapsamında dört farklı implant yerleşim modeli tasarlanmıştır. Model 1'de anterior bölgede transnazal implantlar ile posterior bölgede zigoma implantları birlikte değerlendirilmiştir. Model 2, anterior ve posterior bölgelerde yerleştirilen zigoma implantlarından oluşan quad zygoma konfigürasyonunu temsil etmektedir. Model 3'te anterior destek amacıyla M4 bölgesine yerleştirilen implantlar posterior zigoma implantları ile kombine edilmiştir. Model 4'te ise anterior bölgede vomer implantları ve posterior bölgede zigoma implantları kullanılmıştır. Tüm modellerde posterior destek elemanı olarak zigoma implantları ortak bileşen şeklinde korunmuştur. Maksiller kemikte kortikal tabaka 2 mm kalınlığında tanımlanmış, iç kısım ise trabeküler kemik olarak modellenmiştir. Analizde kullanılan tüm materyallerin homojen, izotropik ve lineer elastik davranış gösterdiği kabul edilmiştir. Ayrıca implant-kemik ara yüzeyinde tam osseointegrasyon bulunduğu varsayılmıştır. Model içerisinde birbirine temas eden tüm yüzey çiftleri arasında FREEZE tipinde bağlantı tanımlaması yapılmıştır. Her implant konfigürasyonu için iki ayrı yükleme koşulu oluşturulmuştur. Vertikal yükleme senaryosunda 4., 5. ve 6. diş bölgelerine sırasıyla 75 N, 75 N ve 150 N uygulanan kuvvetler oklüzal düzleme dik olacak şekilde uygulanmıştır. Oblik yükleme senaryosunda ise aynı kuvvetler palatinal tüberküller üzerinden 20° açı ile yönlendirilmiştir. Sayısal analiz sırasında oluşabilecek gerilme tekilliklerini azaltmak amacıyla yükler tek bir noktaya değil, çevredeki oklüzyon noktalarına dağıtılarak uygulanmıştır. Böylece dört model için vertikal ve oblik yükleme koşullarını içeren toplam sekiz adet lineer statik analiz gerçekleştirilmiştir. İmplantlar, abutmentler ve protetik altyapı elemanlarında meydana gelen gerilmeler Von Mises stres kriteri kullanılarak değerlendirilmiştir. Kortikal ve trabeküler kemik dokularındaki stres dağılımlarının incelenmesinde ise maksimum principal stres (Pmax) ve minimum principal stres (Pmin) değerleri esas alınmıştır. Bulgular: Çalışma bulguları değerlendirildiğinde, tüm modellerde stres yoğunlaşmasının özellikle implant boyun bölgesinde ve implant-abutment bağlantı alanlarında meydana geldiği görülmüştür. Hem vertikal hem oblik yükleme altında posterior bölgede yer alan zigoma implantlarında anterior implantlara kıyasla daha yüksek stres değerleri oluşmuştur. Vertikal yükleme altında implantlarda oluşan maksimum Von Mises stres değerleri incelendiğinde, en yüksek stres değerlerinin Model 2'de, en düşük stres değerlerinin ise Model 1'de meydana geldiği belirlenmiştir. Posterior implantlarda oluşan stres değerlerinin anterior implantlara göre yaklaşık üç kat daha yüksek olduğu anlaşılmıştır. Oblik yükleme altında tüm modellerde stres değerlerinin vertikal yüklemeye göre arttığı belirlenmiştir. Özellikle posterior implant bölgelerinde kortikal kemikte oluşan kompresif streslerin belirgin şekilde yükseldiği görülmüştür. Oblik yükleme altında da en yüksek stres değerleri Model 2'de meydana gelirken, Model 1 genel olarak en düşük stres değerlerini göstermiştir. Kortikal ve trabeküler kemikte oluşan principal stres dağılımları değerlendirildiğinde, stres yoğunlaşmasının implantların kortikal kemikle temas ettiği bölgelerde belirgin olduğu görülmüştür. Posterior bölgede oluşan stres değerlerinin tüm modellerde anterior bölgelere kıyasla daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Sonuç: Bu çalışmanın sonuçlarına göre implant konfigürasyonu, atrofik maksillada oluşan biyomekanik stres dağılımını doğrudan etkilemektedir. Quad zygoma konfigürasyonu, hem implant yapılarında hem de çevre kemik dokusunda en yüksek stres değerlerini oluşturmuştur. Buna karşı transnazal implant içeren Model 1'de daha dengeli stres dağılımı ve daha düşük stres değerleri elde edilmiştir. Oblik kuvvetlerin tüm modellerde stres yoğunlaşmasını artırdığı ve özellikle posterior implant bölgelerinde daha belirgin stres oluşumuna neden olduğu görülmüştür. Posterior zigoma implantlarının oklüzal yüklerin karşılanmasında temel yük taşıyıcı elemanlar olduğu belirlenmiştir. Elde edilen bulgular doğrultusunda, ileri derecede atrofik maksillanın implant destekli rehabilitasyonunda implant yerleşim stratejisinin biyomekanik açıdan önemli olduğu ve transnazal implant destekli konfigürasyonların stres dağılımı açısından avantaj sağlayabileceği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Comparative Biomechanical Analysis of Quad Zygoma, M4, Transnasal, and Vomer Implant Configurations in the Atrophic Edentulous Maxilla Using the Finite Element Method Aim: The aim of this study was to comparatively evaluate the biomechanical behavior of different anatomically anchored implant configurations used in severely atrophic edentulous maxillae by means of finite element analysis (FEA). In this context, stress distributions occurring in implants, abutments, framework structures, and surrounding bone tissues in quad zygoma, zygoma–transsinus, zygoma–M4, and zygoma–vomer implant configurations were investigated, and the effects of different implant anchorage strategies on load transfer mechanisms were analyzed. Materials and Methods: The three-dimensional maxillary model used in this study was created using data obtained from the Visible Human Project. Computed tomography data were processed in the 3D Slicer software, geometric modeling procedures were performed using Blender software, and mathematical mesh structures were prepared with the ALTAIR Hypermesh program. Analyses were carried out using the Nastran-based ALTAIR Optistruct solver. Four different implant configurations were created in this study. In Model 1, transnasal implants and posterior zygomatic implants were used; in Model 2, a quad zygoma implant configuration was used; in Model 3, implants placed in the M4 region together with posterior zygomatic implants were used; and in Model 4, implants placed in the vomer region together with posterior zygomatic implants were used. Posterior zygomatic implants were defined as a common parameter in all models. The cortical bone was modeled with a thickness of 2 mm, and trabecular bone was created as the internal structure. All materials were assumed to be homogeneous, isotropic, and linearly elastic. It was assumed that the implants were 100% osseointegrated with the surrounding bone. A FREEZE-type contact was defined between all contacting surfaces in the models. Two different loading scenarios were applied to each model. In the vertical loading scenario, forces of 75 N, 75 N, and 150 N were applied vertically to the regions corresponding to teeth numbers 4, 5, and 6, respectively. In the oblique loading scenario, the same forces were applied from the palatal cusps at an angle of 20°. The forces were distributed to the surrounding nodes to prevent stress singularities. A total of eight linear static analyses were performed for all models. Stresses occurring in the implants, abutments, and framework structures were evaluated according to the Von Mises stress criterion, whereas stress distributions in the cortical and trabecular bone were analyzed using maximum principal (Pmax) and minimum principal (Pmin) stress values. Results: The findings demonstrated that stress concentrations in all models were predominantly localized at the implant neck regions and implant–abutment connection interfaces. Under both vertical and oblique loading conditions, posterior zygomatic implants exhibited considerably higher stress values than anterior implants. Under vertical loading, the highest Von Mises stress values were observed in Model 2, whereas the lowest stress values were identified in Model 1. Stress values in posterior implants were approximately three times greater than those observed in anterior implants. Under oblique loading conditions, stress values increased in all models compared with vertical loading. Compressive stresses within cortical bone were particularly elevated in posterior implant regions. Model 2 consistently demonstrated the highest stress values under oblique loading, whereas Model 1 generally exhibited the lowest stress concentrations. Evaluation of principal stress distributions within cortical and trabecular bone revealed that stress concentrations were mainly localized around the cortical bone regions adjacent to the implants. Posterior regions demonstrated higher stress values than anterior regions in all configurations. Conclusions: Within the limitations of this finite element study, implant configuration was found to directly influence biomechanical stress distribution in the severely atrophic maxilla. The quad zygoma configuration generated the highest stress values in both implant structures and surrounding bone tissues. In contrast, the transnasal implant-supported configuration (Model 1) demonstrated a more favorable and balanced stress distribution pattern with lower overall stress values. Oblique loading significantly increased stress concentrations in all models, particularly around posterior implant regions. Posterior zygomatic implants functioned as the primary load-bearing components during occlusal loading. The findings of this study suggest that implant placement strategy plays a critical role in the biomechanical behavior of implant-supported rehabilitation in severely atrophic maxillae, and that transnasal implant-supported configurations may provide biomechanical advantages in terms of stress distribution.
Benzer Tezler
- Atrofik tam dişsiz maksillanın rehabilitasyonu amacıyla uygulanan All-on-4, M-4, V-4 ve zigomatik implant tedavi konseptlerinde, implantlar ve implantları destekleyen kemik üzerinde meydana gelen streslerin sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi
Investigation of the stresses occuring on the implants and the bone supporting the implants in All-on-4, M-4, V-4 and zygomatic implant treatment concepts applied for the rehabilitation of atrophic edentulous maxilla by finite element analysis
MAHMUT SAMİ YOLAL
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2025
Diş HekimliğiSağlık Bilimleri ÜniversitesiAğız, Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDIN ÖZKAN
- Subperiostal implant yerleştirilmiş maksillaya gelen travmanın sonlu elemanlar analizi yöntemiyle incelenmesi
Finite element analysis of trauma exerted to a maxilla reconstructed with subperiosteal implants
KERİM MUHAMMED AKTAŞ
Doktora
Türkçe
2023
Diş Hekimliğiİstanbul ÜniversitesiAğız, Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FIRAT SELVİ
- Atrofik total dişsiz maksillada kullanılan titanyum ve peek materyalinden üretilmiş farklı subperiosteal implant tasırımlarının çevre dokulardaki biyomekanik etkilerinin sonlu elemanlar analizi kullanılarak incelenmesi
Investigation of the biomechanical effects of different subperiosteal implant designs made of titanium and peek materials used in atrophic total edentulous maxilla on the surrounding tissues using finite element analysis
TURGAY KASAP
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2024
Diş HekimliğiHacettepe ÜniversitesiAğız, Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA YİĞİT SAYSEL
- Atrofik dişsiz maksillada posterior bölgeye yerleştirilen kısa implant ile meziale açılı yerleştirilen uzun açılı implantın çevresinde meydana gelen streslerin sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi. İzmir katip Çelebi Üniversitesi Sağlık Bilimleri enstitüsü, ağız diş ve çene cerrahisi anabilim dalı, uzmanlık tezi
Investigation of stress occurring around the short implant placed in the posterior region in the atrophic edentulous maxilla and the long angle implant placed at a meziale angle by finite element analysis. İzmir Katip Çelebi University, institute of health sciences, department of oral and maxillofacial surgery, specialization thesis
MİKAİL YASİN
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2023
Diş Hekimliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiAğız, Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT ULU
- Atrofik tam dişsiz maksillada farklı açı ve çaplarda yerleştirilmiş pterygoid implantlar üzerine uygulanan hibrit protezlerin sonlu elemanlar stres analiz yöntemi ile incelenmesi
Investigation of hybrid prostheses prepared on pterygoid implants placed at different angles and diameters in atrophic total edentulous maxilla by finite element stress analysis method
FATİH OKTAY
Doktora
Türkçe
2024
Diş HekimliğiAtatürk ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUNDA BAYINDIR