Atatürk Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Dergisi

1300-9044 2667-5161

Ataturk University

10.17567/ataunidfd.328138

Dentistry

Diş Hekimliği

SONLU ELEMANLAR STRES ANALİZ YÖNTEMİ VE DENTAL İMPLANTOLOJİ ALANINDA YAPILAN ARAŞTIRMALAR

Küçükkurt

Sercan

10 15 2019

29 4 701 710 01 09 2017 07 13 2017

1986

Atatürk Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Dergisi

Diş hekimliği dahil tüm tıp alanlarında, yapılması planlananbirçok çalışmanın, klinik şartlarda gerek etik nedenler gerek yüksek maliyetlerve gerekse teknik imkansızlıklar nedeniyle yapılabilmesi her zaman mümkünolmamaktadır. Aynı zamanda çalışmalar sırasında insan ya da hayvan faktörünebağlı oluşan olumsuz durumlar ve aksaklıklar sonucu bu araştırmalar yarımkalabilmekte ve aynı çalışmayı birebir tekrar canlandırmak her zaman mümkünolmamaktadır. Mühendislik alanında uzun yıllardır kullanılmakta olan sonluelemanlar stres analiz (SESA) yöntemi, diş hekimliği ve tıp alanlarında 40 yılıaşkın süredir bu tip imkansızlıkların önüne geçerek, normal şartlarda yapılmasıoldukça zor olan karmaşık çalışmaların bilgisayar ortamında kolaylıklayapılabilmesini sağlamaktadır. SESA çalışmaları birebir aynı şartlarda ya daufak değişiklikler yaparak farklı şekillerde sınırsız sayıdatekrarlanabilmektedir. Eski yıllarda ancak süper bilgisayar olarak adlandırılanendüstriyel bilgisayarlarla uygulanabilen SESA, son yıllarda bilgisayaralanında yaşanan hızlı teknolojik gelişmeler sayesinde eskiye nazaran, oldukçakolay şekilde masasütü bilgisayarlarda uygulanabilmektedir. SESA özelliklemühendislik alanına benzer şekilde kuvvet, stres ve materyal bilimini de içerendental implantoloji ile ilgili çalışmalarda birçok soruna hızlı ve kolayçözümler getirebilmektedir. SESA metodu sayesinde araştırılan konular hakkındahızlı ve güvenilir sonuçlar elde edilirken, birçok klinik çalışmanın yapılabilmesinede yol göstermekte ve ışık tutmaktadır. Bu derleme çalışmasında SESA yöntemihakkında bilgi edinilmesi ve dental implantoloji alanında kullanılabilirliği vegüvenilirliği hakkında yapılmış çalışmaların incelenmesi amaçlanmıştır.Anahtar Kelimeler: Sonlu eleman analiz yöntemi, SESA, Stres analizleri,Stres dağılımı, Diş implantlarıFINITE ELEMENT STRESSANALYSIS METHOD AND RESEARCHES ON DENTAL IMPLANTOLOGYABSTRACTInall branches of medicine including dentistry, it is not always possible formany studies to be done in clinical conditions due to ethical reasons, highcosts and technical difficulties. Moreover, these studies may be interrupt dueto the human or animal factors, and it is not always possible to revive theresearch under exactly the same conditions. Finite element analysis method (FEA), whichhas been used for many years in the engineering, has over 40 years in thedentistry and medicine, avoids this type of difficulties and makes it possibleto easily perform complex tasks in a computer environment, that are difficultto perform under normal conditions. FEA studies can be repeated in an unlimitednumber, either on the same terms or in different ways with minor changes. FEA,which can only be applied with industrial computers which were called as supercomputer in the past years, can be applied easily on the desktop computersthanks to the rapid technological developments in the computers in recentyears. This method can provide quick and easy solutions to many problems,especially in situations involving force, stress and material science similarto engineering, such as dental implantology. While this method provides fastand reliable results on the subjects investigated, it also guides andilluminates the possibility of carrying out many clinical studies. In thisreview study, it is aimed to obtain information about FEA method and to examinethe studies about usability and reliability in dental implantology.Key Words: Finite ElementAnalysis, FEM, Stress Analysis, Stress distribution, Dental implants

Sonlu eleman analiz yöntemi SESA Stres analizleri Stres dağılımı

1. Srirekha A, Bashetty K. Infinite to finite: an overview of finite element analysis. Indian J Dent Res. 2010;21:425-32.

2. Bathe KJ. Finite element procedures: Klaus-Jurgen Bathe; 2007.

3. Moaveni S. Finite Element Analysis Theory and Application with ANSYS. 3 ed: Prentice Hall; 2007.

4. Chandrupatla TR. Finite Element Analysis for Engineering & Technology: Orient Blackswan; 2003.

5. Hughes TJR. The Finite Element Method: Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis: Dover Publications; 2000.

6. Shetty P, Hegde AM, Rai K. Finite element method--an effective research tool for dentistry. J Clin Pediatr Dent. 2010;34:281-5.

7. Jianping G, Weiqi Y, Wei X. Application of the Finite Element Method in Implant Dentistry: Springer; 2008.

8. Van Staden RC, Guan H, Loo YC. Application of the finite element method in dental implant research. Computer methods in biomechanics and biomedical engineering. 2006.

9. Geng JP, Tan KB, Liu GR. Application of finite element analysis in implant dentistry: a review of the literature. J Prosthet Dent. 2001;85:585-98.

10. Ebrahimi F. Finite Element Analysis: New Trends And Developments: Intech; 2012 . 11. Bölükbaşı N, Koçak A, Özdemir T. İmplant konumlarinin anterior maksillada oluşturacaklari etkilerin biyomekanik olarak araştirilmasi. İstanbul Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Dergisi. 2012;46:18-28.

12. DeTolla D, Andreana S, Patra A, Buhite R, Comella B. The role of the finite element model in dental implants. . Journal of Oral Implantology. 2000.

13. Wakabayashi N, Ona M, Suzuki T, Igarashi Y. Nonlinear finite element analyses: advances and challenges in dental applications. J Dent. 2008;36:463-71.

14. Küçükkurt S. Dental implant uygulaması amacıyla ihtiyaç duyulan sinüs tabani yükseltme işlemi ve alternatif tedavi seçeneklerinin sonlu elemanlar analiz yöntemi ile karşılaştırılması. Ankara: Gazi Üniversitesi; 2014.

15. Avallone E, Baumeister T, Sadegh A. Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers. 11 ed. New York: McGraw-Hill; 2006.

16. Donald R. Askeland, Pradeep P. Fulay, Wendelin J. Wright. The Science and Engineering of Materials. 6th ed: CL Engineering; 2010.

17. Shigley JE, Mischke CR, Budynas RG. Mechanical Engineering Design (International Edition): McGraw Hill Higher Education; 2003.

18. Adıgüzel Ö. Sonlu Elemanlar Analizi: Derleme Bölüm I: Dişhekimliğinde Kullanım Alanları, Temel Kavramlar ve Eleman Tanımları. Dicle Dişhekimliği Dergisi. 2010;11:18-23.

19. Baran NM. Finite Element Analysis on Microcomputers: Mcgraw-Hill; 1991.

20. Geramy A, Morgano SM. Finite element analysis of three designs of an implant-supported molar crown. J Prosthet Dent. 2004;92:434-40.

21. Ramoğlu S, Ozan O. Diş hekimliğinde sonlu elemanlar stres analiz yöntemi. Atatürk Üniv Diş Hek Fak Derg. 2014;Supp: 9:175-80.

22. Taşkınsel E, Gümüş HÖ. Sonlu elemanlar stres analizi ve restoratif diş hekimliğinde kullanimi. Atatürk Üniv Diş Hek Fak Derg. 2014;Supp: 8:131-5.

23. Meijer H, Starmans F, Bosman F, Steen W. A comparison of three finite element models of an edentulous mandible provided with implants. Journal of Oral Rehabilitation. 1993;20(2):147-57.

24. Ismail Y, Pahountis L, Fleming J. Comparison of two-dimensional and three-dimensional finite element analysis of a blade implant. International journal of oral implantology. 1987.

25. Clelland N, Ismail Y, Zaki H, Pipko D. Three-dimensional finite element stress analysis in and around the Screw-Vent implant. International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. 1991.

26. Clelland N, Lee J, Bimbenet O, Brantley W. A three-dimensional finite element stress analysis of angled abutments for an implant placed in the anterior maxilla. Journal of Prosthodontics. 1995.

27. Kregzde M. A method of selecting the best implant prosthesis design option using three-dimensional finite element analysis. International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. 1993.

28. Li T, Hu K, Cheng L. Optimum selection of the dental implant diameter and length in the posterior mandible with poor bone quality – A 3D finite element analysis. Applied Mathematical Modelling. 2010.

29. Liang K, Zexu G, Kaijin H. Optimization of the implant diameter and length in type B/2 bone for improved biomechanical properties: A three-dimensional finite element analysis. Advances in Engineering Software. 2009.

30. Huang H, Fuh L, Ko C. Biomechanical effects of a maxillary implant in the ougmented sinus: a three dimensional finite element analysis. International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. 2009.

31. Simşek B, Erkmen E, Yilmaz D, Eser A. Effects of different inter-implant distances on the stress distribution around endosseous implants in posterior mandible: a 3D finite element analysis. Medical engineering & physics. 2006.

32. Weinstein AM, Klawitter JJ, Anand SC, Schuessler R. Stress analysis of porous rooted dental implants. J Dent Res. 1976;55:772-7.

33. Akça K, Cehreli M, Iplikçioglu H. A comparison of three-dimensional finite element stress analysis with in vitro strain gauge measurements on dental implants. International Journal of Prosthodontics. 2002.

34. Fanuscu MI, Vu HV, Poncelet B. Implant biomechanics in grafted sinus: a finite element analysis. J Oral Implantol. 2004;30:59-68.

35. Zampelis A, Rangert B, Heijl L. Tilting of splinted implants for improved prosthodontic support: a two-dimensional finite element analysis. J Prosthet Dent. 2007;97:S35-43.

36. Sannino G. All-on-4 concept: a 3-dimensional finite element analysis. J Oral Implantol. 2015;41:163-71.

37. Song HY, Huh YH, Park CJ, Cho LR. A two-short-implant-supported molar restoration in atrophic posterior maxilla: A finite element analysis. J Adv Prosthodont. 2016;8:304-12.

38. Akca K, Iplikcioglu H. Finite element stress analysis of the effect of short implant usage in place of cantilever extensions in mandibular posterior edentulism. J Oral Rehabil. 2002;29:350-6.

39. Chen J, Zhang Z, Chen X, Zhang C, Zhang G, Xu Z. Design and manufacture of customized dental implants by using reverse engineering and selective laser melting technology. J Prosthet Dent. 2014;112:1088-95 e1.

40. Nesappan T, Ariga P. Comparison of Stresses Around Dental Implants Placed in Normal and Fibula Reconstructed Mandibular Models using Finite Element Analysis. J Clin Diagn Res. 2014;8:ZC45-50.

41. Wen H, Guo W, Liang R, Xiang L, Long G, Wang T, et al. Finite element analysis of three zygomatic implant techniques for the severely atrophic edentulous maxilla. J Prosthet Dent. 2014;111:203-15.

42. Baiamonte T, Abbate M, Pizzarello F, Lozada J, James R. The experimental verification of the efficacy of finite element modeling to dental implant systems. Journal of Oral Implantology. 1996.

43. de Vree JH, Peters MC, Plasschaert AJ. A comparison of photoelastic and finite element stress analysis in restored tooth structures. J Oral Rehabil. 1983;10:505-17.