Effects of internal contact surfaces of dental implants and abutment screw surface roughness on screw loosening
Diş implantlarin iç temas yüzeylerinin ve dayanak vidasi yüzey pürüzlülüğünün vida gevşemesi üzerindeki etkileri
- Tez No: 826427
- Danışmanlar: PROF. DR. YASİN KİŞİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Diş Hekimliği, Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Dentistry, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomekanik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Diş implantları dişçiliği devrimleştirdi; ancak vida gevşemesi gibi komplikasyonlar üreticiler, dişçiler ve hastalar için sürekli zorluklar oluşturmaya devam etmektedir. Bu araştırma, diş implantlarında vida gevşemesini etkileyen faktörleri kapsamlı bir şekilde incelemeyi amaçlamaktadır, özellikle iç temas yüzeylerinin ve vida yüzey pürüzlülüğünün etkileri üzerine odaklanmaktadır. Bunu başarmak için, hesaplamalı modelleme ve deneysel analiz olmak üzere iki uçlu bir yaklaşım kullanılmıştır. Bu hesaplamalı çalışma, 3 boyutlu (3D) sonlu eleman analizi (FEA) kullanarak, vidanın gevşemesi üzerindeki mekanik etkileri değerlendirmek ve karşılaştırmak için abutment implant açısı (θ), abutment vida başı çapı (D) ve abutment vida uzunluğu (L)'nun mekanik etkilerini değerlendirdi. Toplamda, üç farklı abutment implant açısı (30 derece, 45 derece ve 60 derece), abutment vida başı çapları (2,65 mm, 2,75 mm ve 2,85 mm) ve abutment vida uzunlukları (4 mm, 5 mm ve 6 mm) kombinasyonları kullanılarak çeşitli mekanik senaryoları sunan 27 model oluşturuldu. FEA'da, tüm modellerde implant bileşenlerinin maksimum von Mises gerilmelerini ve maksimum toplam deformasyonunu değerlendirmek ve karşılaştırmak için abutmentin üst yüzeyine implant aksiyal yönünde 30 derece eğik 200-N kuvveti ile statik bir test uygulandı. Ayrıca, tüm modellerde serbest (zorlamasız) titreşim altındaki doğal frekansları belirlemek için modal analiz uygulandı ve bir Kruskal-Wallis istatistiksel testi (α=.05) gerçekleştirildi, ardından Dunn testi kullanılarak çoklu ikili karşılaştırmalar yapıldı. Kruskal-Wallis testi, abutment implant açısının implant gerilmesi, toplam deformasyon ve doğal frekans üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu gösterdi (P.05). 3D FEA çalışması, abutment implant açısının ve abutment vida başı çapının, diş implant bileşenlerinin gerilmeleri, toplam deformasyon ve modelin doğal frekansı üzerinde önemli bir etkisi olduğunu sonucuna vardı, bu da vida eklemi Aynı anda, diş implantı abutment vidası yüzey pürüzlülüğünün vidanın gevşemesi üzerindeki etkisini araştırmak için deneysel bir çalışma gerçekleştirildi. Grade 5 titanyum alaşımlı (Ti-6Al-4V) 30 adet M4 boyutunda vida, talaş, pafta ve ovalama yöntemleri kullanılarak üretildi. Ayrıca, altı çelik abutment, kesme ve diş açma burguları kullanılarak iç diş oluşturulan altı çelik implant ve bir alüminyum tutucu üretildi. Her gruptan ikişer olan altı abutment vidasının yüzey pürüzlülüğü, bir kontur ölçüm cihazı ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak değerlendirildi. Ayrıca, her grubun örneklerinin tork kayıpları, bir dijital tork metre kullanılarak titreşim testinden önce ve sonra değerlendirildi. Her grup, tornalanmış implantlarla eşleştirilen bir alt gruba ve diş açmalı implantlarla eşleştirilen diğer bir alt gruba ayrıldı. Bu işlemde, bir diş implantı bir tutucuda sabitlendi ve her abutment vidası yaklaşık 100 Ncm'ye sıkıldı ve 75 Hz frekansta 24 saatlik bir titreşim testi yapıldı. Titreşimden sonra, implantın torku gevşetildi. Tek yönlü ANOVA ve bağımsız örnekler t-testi (α=.05) gerçekleştirildi. Tornalanan vidalar, diş açma vidaları ve kalıp vidaları sırasıyla tornalanan implantlarla eşleştirildiğinde ortalama toplam tork kaybı %3.51, %5.12 ve %7.53 ve diş açmalı implantlarla eşleştirildiğinde %2.42, %4.32 ve %6.27 olarak belirlendi. Ayrıca, detaylı SEM görüntüleri, bu vidalar arasında yüzey pürüzlülüğünde belirgin farklar ortaya koydu. Örneğin, tornalanan vidalar, diş açma ve kalıp vidalarına göre daha düşük yüzey pürüzlülüğü sergiledi. Buna karşılık, kalıp vidaları daha yüksek yüzey pürüzlülüğü gösterdi, bu bulgu elde edilen profilogramlarla tutarlıydı. İstatistiksel olarak, tek yönlü ANOVA ve bağımsız örnekler t-testi, abutment vidası tipinin total tork kaybı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu ortaya koydu (P
Özet (Çeviri)
Dental implants have revolutionized dentistry; however, complications such as screw loosening remain persistent challenges for manufacturers, dentists, and patients. This research aimed to comprehensively investigate the factors affecting screw loosening in dental implants, with a specific focus on the effects of internal contact surfaces and screw surface roughness. To achieve this, a two-pronged approach of computational modeling and experimental analysis was employed. The computational study utilized 3-dimensional (3D) finite element analysis (FEA) to evaluate and compare the mechanical effects of the abutment implant angle (θ), the abutment screw head diameter (D), and the abutment screw length (L) on screw loosening. A total of 27 models presenting various mechanical scenarios were built by using combinations of three different abutment implant angles (30 degrees, 45 degrees, and 60 degrees), abutment screw head diameters (2.65 mm, 2.75 mm, and 2.85 mm), and abutment screw lengths (4 mm, 5 mm, and 6 mm). In FEA, a static test with a 200-N force inclined 30 degrees in the implant axial direction was applied to the upper surface of the abutment in order to evaluate and compare the maximum von Mises stresses of the implant components and the maximum total deformation in all models. In addition, modal analysis was applied to identify the natural frequencies in all models under free (unforced) vibration, and a Kruskal-Wallis statistical test (α=.05) was performed followed by multiple pairwise comparisons using the Dunn test. The Kruskal-Wallis test demonstrated a significant influence of the abutment implant angle on implant stress, total deformation, and natural frequency (P.05). The 3D FEA study concluded that the abutment implant angle and the abutment screw head diameter significantly influenced the stresses of dental implant components, total deformation, and natural frequency of the model, which may impact the mechanical stability of the screw joint. Nevertheless, the abutment screw length does not appear to significantly affect these values. Simultaneously, an experimental study was conducted to investigate the effect of dental implant abutment screw surface roughness on screw loosening. A total of 30 M4-sized screws, made of Grade 5 titanium alloy (Ti-6Al-4V), were manufactured using machining, thread rolling, and die methods. Additionally, six steel abutments, six steel implants with internal threads created using cutting and thread rolling taps, and an aluminum holder were fabricated. The surface roughness of six abutment screws, two from each group, was assessed using a contour measuring device and scanning electron microscopy (SEM). Furthermore, the torque losses of each group's samples were evaluated before and after a vibration test by using a digital torque meter. Each group was divided into two subsets: one subset was paired with machined implants, and the other was paired with thread-rolled implants. In this process, a dental implant was secured in a holder, and each abutment screw was tightened to approximately 100 Ncm, and a 24-hour vibration test was conducted at a frequency of 75 Hz. Post-vibration, the implant was detorqued to measure torque loss. A one-way ANOVA and an independent samples t-test (α=.05) were conducted. Machined screws, thread-rolled screws, and die screws exhibited an average total torque loss of 3.51%, 5.12%, and 7.53% when paired with machined implants, and 2.42%, 4.32%, and 6.27% when paired with thread-rolled implants, respectively. Furthermore, detailed SEM images revealed distinct differences in surface roughness among these screws. For example, machined screws exhibited lower surface roughness compared to thread-rolled and die screws. In contrast, die screws demonstrated higher surface roughness, a finding consistent with the profilograms obtained. Statistically, the one-way ANOVA and the independent samples t-test revealed a significant influence of the abutment screw type on the total torque loss (P
Benzer Tezler
- Yerli olarak tasarlanmış ve üretilmiş 'derin iç altıgen şekilli implant gövde ve destek bağlantılarının' çiğneme kuvvetleri altındaki davranışlarının değerlendirilmesi
Evaluation of the behavior of 'deep internal hexagonal shaped implant body and abutment connections' designed and produced domestically under masticatory forces
YEZDAN DİLAN ERKCAN
Doktora
Türkçe
2021
Diş HekimliğiAnkara ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ KILIÇARSLAN
PROF. DR. BURAK BİLECENOĞLU
- Metalik damar stentlerinde restenoz riskini azaltıcı ve doğal endotelizasyon hızlandırıcı yenilikçi kaplamalar
Innovative coatings for bare metallic vascular stents for reduction of restenosis and acceleration of natural endothelization
ÇAĞATAY YELKARASI
Doktora
Türkçe
2022
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Evaluation of bioimplants surface nano-micro design by chemical mechanical polishing against alternative methods
Başlık çevirisi yok
RIAID HADI SALIH ALSAEEDI
Doktora
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR ERTUNÇ
- Farklı remineralizasyon ajanlarının vital beyazlatma sonrası dişlerin renk stabilitesi ve yüzey özellikleri üzerine etkisi
Effect of different remineralization agents on color stability and surface properties of teeth after vital bleaching
KÜBRA BİLGE
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2020
Diş HekimliğiFırat ÜniversitesiRestoratif Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VAHTİ KILIÇ
- Kompozit sandviç kirişlerin eğilme darbe davranışının incelenmesi
Bending impact behavior of composite sandwich beams
UMUT ÇALIŞKAN
Doktora
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KEMAL APALAK