The evaluation of upper central incisors applied functional stress by using finite element method

Üst santral keser dişin fonksiyonel kuvvetler altındaki durumunun sonlu elemanlar stres analiz yöntemi ile değerlendirilmesi

Abstract

The amount and localization of complex forces directed over teeth, during mastication functions, dictates the design of the dental restorations which is planned. Therefore to determine the applied forces acting on such a teeth, several stress analysis methods must be used. The finite element method is becoming an increasingly popular tool in dental research. Because it is well suited to modeling complex and irregular structures and the tooth structure is composed of non-homogenous, anisotropic and unsymmetrical tissues. The aim of this study is specially decided to establish the amount and direction of acting forces over a upper central incisor tooth which is generally restored for esthetical reasons. In this research the finite element stress analysis method was applied using a mathematical test model which represents an upper central incisor tooth. This mathematical model included 1137 nodes and 1101 elements. In this study, the program SAP 90 for the dynamic analysis and SAPLOT program for drawings were used. At the results, the maximum shear and tensile stresses were found at the joint numbered 1136 which represented the center of the forces in the incisal area. The maximum shear and compressive stress were found at the joint which represented the loading node

Özet

Çiğneme fonksiyonu sırasında dişler üzerinde oluşan kompleks gerilimlerin miktar ve lokalizasyonunun tespit edilmesi, yapılacak restorasyonların tasarlanması açısından son derece önemlidir. Sonlu elemanlar stres analiz yönteminin dentoalveolar yapı gibi karmaşık modellere uygulanabilir olması alanımızda kullanımı için önemlidir. Bu teknik, mekanik olarak yüklenen modellerdeki stres yoğunluğunu bilgisayar yardımı ile hesaplama esasına dayanır. Bu çalışmanın amacı; özellikle estetik gereksinmeler nedeniyle sıklıkla restore edilen üst santral dişlere gelen gerilim alanlarını ve miktarını belirlemektir. Çalışmada üst santral dişi ifade eden matematiksel model, bu yöntem kullanılarak incelenmiştir. Çalışmamızda doğal boyut ve ilişkiler esas alınarak üst santral dişin alveolar soket içerisinde yer aldığı şekilde labio - lingual yönde 1137 nokta ve 1101 elemandan oluşan bir kesit modeli elde edilmiştir. Stres analizi SAP 90 programı kullanılarak ve dişe ısırma anı ile sentrik oklüzyona geçiş anını ifade eden kuvvetler uygulanarak belirlenmiştir. Analiz çıktıları SAPLOT çizim programı ile elde edilmiştir. Çalışmamızın sonunda üst santral dişe insizal bölgeden yükleme yapıldığında, en yoğun çekme ve makaslama stresinin iki kuvvet bileşeni arasındaki 1136. noktada oluştuğu, diğer bölgelerde ise homojen bir şekilde ve son derece düşük bir stres yoğunluğu meydana geldiği tespit edilmiştir. Aynı modele singulum bölgesinden kuvvet uygulandığında ise maksimum sıkışma ve makaslama stresi kuvvetin uygulandığı noktada tespit edilmiştir