Dikey ve eğik oklüzal kuvvetler altında çıkarılabilir alt tam protezin gerilme sonlu eleman analizi

Protez kırılmaları neden önemli

Alt tam protezlere güvenen kişiler sık sık sinir bozucu ve masraflı bir sorunla karşılaşır: protezleri özellikle ön bölgede çatlar, oysa bu bölgede ısırma kuvvetlerinin düşük olması beklenir. Bu makale, bilgisayar simülasyonları kullanarak bu günlük gizemi ele alıyor. Dijital bir protezle sanal ‘‘çigneme’’ yaparak yazarlar, normal çiğneme kuvvetlerinin tek başına iyi yapılmış bir alt protezi kırmak için gerçekten yeterli olup olmadığını ya da başka gizli etkenlerin devrede olup olmadığını sorguluyor.

Çatlakların tuhaf yerleri

Geleneksel diş hekimliği öğretileri, en güçlü çiğneme kuvvetlerinin arka dişlerde etkili olduğunu, alt tam protezin ön dişlerinin ise çok daha küçük yüklere maruz kaldığını belirtir. Buna karşın anketler, tam protezlerin %20–30’unun sonunda kırıldığını ve bu çatlakların çoğunun ön bölgede başladığını gösteriyor. Bu paradoksu açıklamaya yönelik önceki girişimler genellikle modelleri gerçek dışı uçlara itmiş: gerçek hastaların üretebileceğinden çok daha yüksek ısırma kuvvetleri kullanmak, abartılı kusurlar eklemek veya protezin çok keskin kemik sırtları üzerinde dinlenmesini zorlamak gibi. Bu çalışma daha basit ve klinik açıdan dayanıklı bir soru soruyor: eğer bir alt protez düzgün şekilde yumuşak doku üzerinde desteklenmiş ve bariz kusurlar olmadan yapılmışsa, normal çiğneme yine de ön bölgede kırılmaya yetecek gerilmeleri oluşturabilir mi?

Sanal bir alt protezin inşası

Yazarlar, bir tam alt protezin ayrıntılı üç boyutlu modelini diş tasarım yazılımı kullanarak oluşturup ardından sonlu eleman analizi için mühendislik yazılımına aktardılar—bu yöntem protezi ve destek dokuları birçok küçük elemanlara böler ve yük altında her birinin nasıl deform olduğunu hesaplar. Protez tabanı ve yapay dişler tipik bir akrilik plastik olarak modellenirken, altındaki diş eti dokusu biraz elastik yumuşak bir tabaka olarak; bunun altında ise çok daha sert kemik yer aldı. Protezin iyi uyduğu ve diş etine sıkıca yapıştığı varsayıldı, böylece ideal adapte bir protez taklidi yapıldı. İki çiğneme senaryosu test edildi: arka azılara uygulanan 100 newton’luk tamamen dikey kuvvetler ve gerçek çiğnemenin yan bileşenini taklit etmek için 45 derecelik açıda uygulanan 140 newton’luk daha güçlü eğik kuvvetler. Hesaplamada kullanılan ‘‘ağ’’ın ne kadar ince olduğuna da varyasyonlar uygulanarak hesaplanan gerilmelerin güvenilir ve sayısal artefaktlardan kaynaklanmadığından emin olundu.

Gerilme gerçekte nereye gider

Simülasyonlar, eğik çiğneme yüklerinin düz dikey olanlardan çok daha zorlayıcı olduğunu doğruladı. Dikey kuvvetler altında protez boyunca gerilmeler çok düşük kaldı. Eğik kuvvetler uygulandığında ise protez yumuşak doku temelinin üzerinde bükülüp burkuldu: ön bölgenin iç (dil tarafı) yüzeyi çekme gerilmesine maruz kalırken dış (dudak tarafı) yüzey sıkıştı. Ancak bu daha şiddetli senaryoda bile güvenilir şekilde hesaplanan en yüksek gerilmeler ön değil, arka azılarda ortaya çıktı. Kanin ile kesici dişler arasındaki kritik ön bölgede, sağlam malzemedeki çekme gerilmeleri yaklaşık olarak 10 megapaskal civarında veya altında kaldı—bu da modern protez plastiklerinin tipik çekme ve eğilme dayanımlarının birkaç kat altında. Yalnızca dişler arasındaki çok küçük, keskin oluklarda gerilmeler yerel olarak yükseldi; yine de bu değerler ani kırılmayı normalde tetikleyecek seviyelerin altındaydı.

Yorgunluk, küçük oluklar ve gerçek dünyada çiğneme

Yazarlar kendi gerilme sonuçlarını, protez plastiklerinin tek seferlik yükleme ve tekrarlı yorgunluk altındaki davranışına ilişkin bilinen laboratuvar verileriyle karşılaştırdı. Günlük çiğneme, bir protezi günde binlerce döngüye maruz bırakır; bu nedenle küçük gerilmeler aylar içinde çatlak büyümesine yol açabilir. Simülasyonlarda kanin bölgesindeki gerilme seviyeleri, bildirilen yorgunluk dayanımı değerlerinin alt sınırıyla örtüştü ve bu da uzun vadeli aşınmanın, tek bir ağır ısırmadan ziyade daha gerçekçi bir endişe olduğunu düşündürüyor. Önemli olarak analiz, küçük anatomik ayrıntıların—diş boyunlarına yakın dar oluklar ve keskin geçişlerin—gerilimi yerelde nasıl artırabileceğini vurguladı. Görünümün daha az önemli olduğu dil tarafındaki bu özelliklerin düzeltilmesi, büyük tasarım ödünleri olmadan gerilimi anlamlı şekilde azaltıp dayanıklılığı artırabilir.

Bu, protez kullanıcıları için ne anlama geliyor

Genel olarak çalışma, modern akrilikten yapılmış ve sağlıklı yumuşak doku üzerinde iyi oturan bir alt protez için tipik çiğneme kuvvetlerinin tek başına ön bölgede kırılmaya yetecek kadar gerilme oluşturmasının muhtemel olmadığını sonucuna varıyor. Bu bulgu, gerçek dünyadaki pek çok kırılmanın muhtemelen başka etkenlerin birleşimini içerdiğini gösteriyor: küçük uyumsuzluklar, düzensiz ısırma teması, uzun süreli yorgunluk veya fark edilmeyen malzeme kusurları gibi. Hastalar için mesaj, düzenli kontrollerin, dikkatli protez yapımının ve görünüşte önemsiz şekil ayrıntılarına dikkat etmenin ham malzeme dayanımı kadar önemli olabileceği yönünde. Klinikler ve teknisyenler için ise çalışma, sıkı olukları düzleştirme ve diş etleri üzerindeki desteği optimize etme gibi günlük protezleri ani, kullanışsız kırılmalara karşı daha az eğilimli hale getirebilecek pratik stratejilere işaret ediyor.

Atıf: Madoune, Y., Żmudzki, J. & Lee, H. Finite element analysis of stress in removable lower complete denture under vertical and oblique occlusal forces. Sci Rep 16, 11997 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37756-9

Anahtar kelimeler: tam protez, protez kırılması, sonlu eleman analizi, çiğneme kuvvetleri, protez tasarımı