SONLU ELEMANLAR STRES ANALİZ YÖNTEMİ VE DENTAL İMPLANTOLOJİ ALANINDA YAPILAN ARAŞTIRMALAR

Yıl 2019, Cilt: 29 Sayı: 4, 701 - 710, 15.10.2019

Sercan Küçükkurt

https://doi.org/10.17567/ataunidfd.328138

Cited By: 1

Öz

Diş hekimliği dahil tüm tıp alanlarında, yapılması planlanan
birçok çalışmanın, klinik şartlarda gerek etik nedenler gerek yüksek maliyetler
ve gerekse teknik imkansızlıklar nedeniyle yapılabilmesi her zaman mümkün
olmamaktadır. Aynı zamanda çalışmalar sırasında insan ya da hayvan faktörüne
bağlı oluşan olumsuz durumlar ve aksaklıklar sonucu bu araştırmalar yarım
kalabilmekte ve aynı çalışmayı birebir tekrar canlandırmak her zaman mümkün
olmamaktadır. Mühendislik alanında uzun yıllardır kullanılmakta olan sonlu
elemanlar stres analiz (SESA) yöntemi, diş hekimliği ve tıp alanlarında 40 yılı
aşkın süredir bu tip imkansızlıkların önüne geçerek, normal şartlarda yapılması
oldukça zor olan karmaşık çalışmaların bilgisayar ortamında kolaylıkla
yapılabilmesini sağlamaktadır. SESA çalışmaları birebir aynı şartlarda ya da
ufak değişiklikler yaparak farklı şekillerde sınırsız sayıda
tekrarlanabilmektedir. Eski yıllarda ancak süper bilgisayar olarak adlandırılan
endüstriyel bilgisayarlarla uygulanabilen SESA, son yıllarda bilgisayar
alanında yaşanan hızlı teknolojik gelişmeler sayesinde eskiye nazaran, oldukça
kolay şekilde masasütü bilgisayarlarda uygulanabilmektedir. SESA özellikle
mühendislik alanına benzer şekilde kuvvet, stres ve materyal bilimini de içeren
dental implantoloji ile ilgili çalışmalarda birçok soruna hızlı ve kolay
çözümler getirebilmektedir. SESA metodu sayesinde araştırılan konular hakkında
hızlı ve güvenilir sonuçlar elde edilirken, birçok klinik çalışmanın yapılabilmesine
de yol göstermekte ve ışık tutmaktadır. Bu derleme çalışmasında SESA yöntemi
hakkında bilgi edinilmesi ve dental implantoloji alanında kullanılabilirliği ve
güvenilirliği hakkında yapılmış çalışmaların incelenmesi amaçlanmıştır.

Anahtar Kelimeler: Sonlu eleman analiz yöntemi, SESA, Stres analizleri,
Stres dağılımı, Diş implantları

FINITE ELEMENT STRESS
ANALYSIS METHOD AND RESEARCHES ON DENTAL IMPLANTOLOGY

ABSTRACT

In
all branches of medicine including dentistry, it is not always possible for
many studies to be done in clinical conditions due to ethical reasons, high
costs and technical difficulties. Moreover, these studies may be interrupt due
to the human or animal factors, and it is not always possible to revive the
research under exactly the same conditions. Finite element analysis method (FEA), which
has been used for many years in the engineering, has over 40 years in the
dentistry and medicine, avoids this type of difficulties and makes it possible
to easily perform complex tasks in a computer environment, that are difficult
to perform under normal conditions. FEA studies can be repeated in an unlimited
number, 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 super
computer in the past years, can be applied easily on the desktop computers
thanks to the rapid technological developments in the computers in recent
years. This method can provide quick and easy solutions to many problems,
especially in situations involving force, stress and material science similar
to engineering, such as dental implantology. While this method provides fast
and reliable results on the subjects investigated, it also guides and
illuminates the possibility of carrying out many clinical studies. In this
review study, it is aimed to obtain information about FEA method and to examine
the studies about usability and reliability in dental implantology.

Key Words: Finite Element
Analysis, FEM, Stress Analysis, Stress distribution, Dental implants

Anahtar Kelimeler

Sonlu eleman analiz yöntemi, SESA, Stres analizleri, Stres dağılımı

Kaynakça

• 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.