Biyomekanik Prensipler

Çiğneme kuvvetlerinin etkisi altında, HBP’lerin ağız dokularına ilettikleri kuvvetleri anlamak için 3 farklı biyomekanik prensibi iyi anlamak gerekir. Bunlar; (1) eğik düzlem, (2) kaldıraç ve (3) kar ayakkabısı prensipleridir.

Eğik düzlem prensibi

İki cisim eğik düzlemde birleşince, horizontal düzlemle dar açı yapan bir ara yüzey paylaşır. Dikey kuvvetin uygulanması iki cismin birbirinden zıt iki ayrı yöne hareket etmesine neden olur (Şekil 1-14).

Şekil 1-14. Eğik düzlem üzerine yerleşen cisme K yönünde bir kuvvet uygulandığında, her iki cisim de ters yönde birbirinden uzaklaşmaya çalışır.

Zararlı kuvvetler oluşturduğundan, protez bileşenlerinin eğimli destek diş yüzeylerine yerleştirilmesinden kaçınılır (Şekil 1-15).

Şekil 1-15. Anterior dişlerin lingual yüzeyleri eğimli olduğundan, tırnak yerleşimi zordur; çünkü kuvvetler eğimli yüzeylerde lateral kuvvetler oluşturur. Protez okluzal yük altındayken tırnak eğimli yüzey üzerinde ise destek dişe labial yönde devirici kuvvet uygularken,kendisi de linguale doğru kayarak, doğru konumunu kaybeder.

Kaldıraç prensibi
Uzunluğu boyunca herhangi bir bölgesinden desteklenen sert bir çubuktur. Kaldıracın desteklendiği noktaya fulkrum denir ve kaldıraç fulkrum etrafında rotasyon hareketi yapabilir.
Kaldıracın fonksiyonu fulkrum, cisim ve kuvvetin yerleşim bölgesine göre değişir; üç sınıf kaldıraç mevcuttur. Birinci sınıf kaldıraç, yük kaldırmak ve kaldıraç hareketliliği açısından çok etkili olurken, ikinci sınıf kaldıraç az etkin, üçüncü sınıf kaldıraç ise en az etkili kaldıraç sistemidir.

Hareketli protezler açısından yorumlandığında en zararlı kuvvetler birinci sınıf kaldıraç sisteminde ortaya çıkar (Şekil 1-16).

Şekil 1-16. Birinci sınıf kaldıraç. F: Fulkrum=Destek ortada, K: Kuvvet ve D: Direnç=Yük her iki uçta.

Birinci sınıf kaldıraçta fulkrum=destek (F) ortada, kuvvet (K) ve direnç=yük (D) her iki uçtadır. Tipik bir tahterevalli hareketi söz konusudur. Etkinliği en fazla olan kaldıraç tipidir.

Serbest sonlu protezlerin primer fulkrum ekseni etrafında dokuya doğru ve dokudan uzağa doğru rotasyon hareketi birinci sınıf kaldıraç sisteminin bir sonucudur (Şekil 1-17).

Şekil 1-17. a) Birinci sınıf kaldıraç hareketinin dokuya doğru rotasyon hareketi: Protez kaidesine okluzo-gingival yönde kuvvet uygulandığında (K), kaide fulkrum ekseni (PDF) etrafında dokuya doğru gömülürken, protezin ön bölgesi (lingual bar) yukarı doğru hareket eder. Kroşe ucu ise ekvator hattının üzerine doğru hareket etmeye çalışır (D) ve destek dişe devrilme kuvveti uygular.	b) Birinci sınıf kaldıraç hareketinin dokudan uzağa doğru rotasyon hareketi: Yapışkan gıdaların etkisiyle protez kaidesi K yönünde yukarı doğru hareket ettiğinde, fulkrum (RF) kroşe ucuna kayar ve protezin ön bölgesi (lingual bar) dokuya doğru gömülür.

Distookluzal tırnağa sahip (çevresel kroşeli) bir serbest sonlu protezde birinci sınıf kaldıraç sistemi görülür. Distookluzal tırnak ortada fulkrumu oluşturur. Serbest sonlu kaidenin
distaline kuvvet uygulandığında, destek diş üzerinde andırkat bölgesinde yer alan kroşe ucu kaldıraç hareketiyle ekvator hattı üzerine doğru hareket etmeye çalışarak, destek dişi distal
yönde devrilme hareketine zorlar. İkinci sınıf kaldıraçta, fulkrum=destek (F) bir uçta, kuvvet (K) diğer uçta, direnç= yük (D) ise ortadadır. Tipik bir el arabası hareketi söz konusudur. Etkinliği daha azdır (Şekil 1-18).

Şekil 1-18. İkinci sınıf kaldıraç. F: Fulkrum=Destek bir uçta, K: Kuvvet diğer uçta, D: Direnç=Yük ortada.

Meziookluzal tırnağa sahip (bar kroşeli) bir serbest sonlu protezde ikinci sınıf kaldıraç sistemi görülür. Kaldıracın etkinliği az olduğundan, protez kaidesi hareketleri de birinci sınıfa
göre daha azdır. Ayrıca yer çekimi veya yapışkan gıdaların etkisiyle protez kaidesi dokudan uzaklaşma yönünde hareket ettiğinde, bar kroşe ucu daha derin andırkat alanına düşer ve
destek dişte zararlı etki oluşmaz (Video 1-19).

Video 1-19. İkinci sınıf kaldıraç sistemi: Kaide okluzalden yüklendiğinde (K), protez mezial tırnak (PDF) etrafında rotasyon yapar ve kroşe ucu (D) apikal ve mezial yönde hareket ederek, andırkattan uzaklaşır.

Üçüncü sınıf kaldıraçta ise fulkrum = destek (F) ve direnç = yük (D) iki uçta, kuvvet = (K) ortadadır. Etkinliği en az olan ve balık oltası gibi fonksiyon gören bir kaldıraç sistemidir (Şekil
1-20).

Şekil 1-20. Üçüncü sınıf kaldıraç. F: Fulkrum=Destek bir uçta, D: Direnç=Yük diğer uçta, K: Kuvvet ortadadır.

Diş destekli vakalarda üçüncü sınıf kaldıraç etkisi görülür. Ancak kaide hareketleri destek dişlerde çok az miktarda aksiyal olmayan yüklere neden olduğundan, çok fazla dikkate alınmaz
(Video 1-21).

Video 1-21. Üçüncü sınıf kaldıraç sistemi: Yapışkan gıdaların etkisiyle protez kaidesine yerinden çıkarıcı kuvvet (K) uygulandığında, protez bir destek üzerindeki tırnak (F) etrafında rotasyon yapar. Diğer destek üzerindeki kroşe ucu (D) protezi yerinden çıkarmamak için direnç gösterir.

Mekanik Avantaj
Kaldıraç sisteminin kuvveti büyütme potansiyelidir. Mekanik avantaj (MA), kuvvet kolunun direnç koluna oranı ile elde edilir. Kuvvet kolu kuvvetin uygulandığı nokta ile fulkrum arasındaki
mesafe, direnç kolu ise direnç noktası ile fulkrum arasındaki mesafedir. Kuvvet kolu direnç kolundan daha uzun olduğunda, mekanik avantaj kuvvet kolunun yararına çalışır (Şekil 1-22).

Şekil 1-22. Mekanik avantaj

Mekanik avantaj büyüdüğünde (MA>1) kaldıraç hareketi artar. Serbest sonlu protezde mekanik avantaj “1” den büyüktür. Mekanik avantajın fazla oluşu kaide hareketlerinin de artmasıdır
ve destek dokulara zarar vereceğinden, istenmeyen bir durumdur.

Kar ayakkabısı prensibi
Kar üzerinde batmadan yürüyebilmek için geniş tabanlı kar ayakkabısı giymek gerekir. Çiğneme kuvvetlerinin de geniş alana dağılması birim alana düşen kuvvet miktarını azaltır ve
kaidenin destek dokulara gömülmesini önler. Bu prensipten yola çıkarak, serbest sonlu protez kaidelerinin fizyolojik limitler dahilinde, mümkün olduğu kadar geniş doku alanını kaplaması
gerekir.