Konvansiyonel ve ultrasonik kemik kesicilerinin kemikte yaptıkları termal değişikliklerin karşılaştırılması
Comparison of the thermal changes of conventional and ultrasonic bone cutters
Yazar: TOLGA KENCER
Danışman: PROF. DR. BURAK BAYRAM
Başkent Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Ağız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı / Ağız, Diş, Çene Hastalıkları ve Cerrahisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Bıçak = Knife ; Cerrahi-diş hekimliği = Dentistry-operative ; Kemik ve kemikler = Bone and bones ; Osteotomi = Osteotomy ; Piezoelektrik = Piezoelectric ; Testereler = Saws ; Ultrasonik yöntemler = Ultrasonic methods

Özet:
Oral ve maksillofasiyal cerrahide sert doku kesileri en sık kullanılan prosedürlerden biridir. Günümüzde bu prosedür için en sık konvansiyonel ve ultrasonik osteotomi yöntemleri kullanılmaktadır. Konvansiyonel yöntemler olan turlu döner aletlere takılan kemik frezleri ve kemik testerelerinin esas dezavantajları yakın anatomik yapılara verdikleri zararlardır. Bundan dolayı selektif vibrasyon sistemleriyle çalışan, sert ve yumuşak dokular arasında selektif kesme özelliği olan ultrasonik osteotomi sistemleri tercih edilmeye başlanmıştır. Ultrasonik sistemlerin gelişmesi, maksillofasiyal bölgedeki sinirler, kan damarları ve birçok dikkat edilmesi gereken anatomik yapıların çevresindeki operasyonlar için güvenli bir olanak tanımaktadır. Günümüzde en sık kullanılan ultrasonik osteotomi cihazları piezocerrahi ve ultrasonik kemik bıçaklarıdır. Bu sistemlerin daha güvenli oluşu ve daha az iyatrojenik hataya neden olmasına karşın, osteotomi süresinin artması ve oluşan ısı ile ilgili bazı endişeler devam etmektedir. Bu çalışmanın amacı konvansiyonel (kemik testereleri ve kemik frezleri) ve ultrasonik osteotomi sistemlerinin (piezocerrahi ve ultrasonik kemik bıçağı) aynı süre ve uzunluktaki kemik osteotomisi sırasında iki farklı irrigasyon değişkeni altında kemikte meydana getirdikleri ısıl değişimlerin kıyaslanmasıdır. Bu çalışma 09/07/2020 tarihinde Başkent Üniversitesi Tıp ve Sağlık Bilimleri Araştırma Kurulu tarafından onaylanmış (Proje no: D-KA20/11) ve Başkent Üniversitesi Araştırma Fonunca desteklenmiştir.  In vitro çalışma materyali olarak taze sığır kaburga kemikleri, ısıl farkın ölçümü için ise sıcaklık algılayıcı sensör olarak 2 adet K tipi termokupl kablosu ve üniversal girişli mikrokontrolör tasarımlı "Data-Logger" kullanılmıştır. Kemik bloklar üzerinde osteotomi hattına 1 mm uzaklıkta olacak şekilde biri 1.5 mm (kortikal kemik seviyesinde) diğeri 7 mm (kansellöz kemik seviyesinde) derinlikte serum fizyolojik soğutması altında cerrahi çelik rond frez ile termokuplların yerleşeceği yuvalar açıldı. Açılan yuvalara termokupl sensörleri yerleştirildi. Osteotomi işlemleri, her bir osteotomi 1cm/dk olacak şekilde, bikortikal ve iki farklı irrigasyon değişkeni (20 ml/dk ve 80 ml/dk serum fizyolojik) altında dört farklı alet grubuyla gerçekleştirildi. Oluşan ısı değişimleri, sensörler aracılığıyla bilgisayara aktarıldı. 
Çalışmanın istatistiksel sonuçları 20 ml/dk ve 80 ml/dk serum fizyolojik irrigasyon gruplarında kortikal ve kansellöz ölçümlerinin gruplara göre ortalamaları arasında anlamlı farklılık olup olmadığı tek yönlü varyans analizi ile incelenmiştir. Tek yönlü varyans analizi sonrasında farklılığın hangi gruptan kaynaklandığını tespit etmek için TUKEY testi kullanılmıştır. Analizler SPSS 20.0 yazılımı ile %95 güven düzeyinde yapılmıştır.  Osteotomi süresince ısı değişimleri sırasıyla en yüksek ultrasonik kemik bıçağı, piezoelektrik, konvansiyonel kemik frezi ve kemik testeresi gruplarında bulunmuştur. Ultrasonik osteotomi aletlerinin çevre yumuşak dokular için daha güvenli olduğu ve post-operatif dönemde de daha avantajlı olduğunu gösteren birçok araştırma olmasına rağmen en fazla ısı artışı bu gruplarda görülmüştür. 

Anahtar Kelimeler; piezoelektrik cerrahi, ultrasonik kemik bıçağı, konvansiyonel kemik frezleri, kemik testeresi, termokupl

Abstract:
Hard tissue osteotomies are one of the most commonly used procedure in oral and maxillofacial surgery. Conventional and ultrasonic osteotomy methods are frequently used for this procedure. The main disadvantage of bone burs and bone saws which are conventional methods attached to rotary tools, is their damage to close anatomical structures. For this reason, ultrasonic osteotomy systems that work with selective vibration systems and feature selective cutting between hard and soft tissues, have started to be preferred. The development of ultrasonic systems provides a safe opportunity for operations around nerves, blood vessels, and sensitive anatomical structures in the dentomaxillofacial region which require much attention. Currently, the commonly used ultrasonic osteotomy devices are piezosurgery and ultrasonic bone scalpel. Although it is safer and causes fewer iatrogenic errors, there are some concerns about increased osteotomy time, osteotomy speed and heat build-up. The aim of this study is to compare the thermal changes caused by conventional (bone saws and bone burs) and ultrasonic osteotomy systems (piezosurgery and ultrasonic bone scalpel) during bone osteotomy of the same duration and length under two different irrigation variables. This study was approved by Başkent University Medical and Health Sciences Research Board on 09/07/2020 (Project number: D-KA20 / 11) and supported by Başkent University Research Fund. Fresh bovine ribs were used as in vitro study materials, and two K-type thermocouple cables and universal input microcontroller design data-loggers were used as temperature sensors for the measurement of thermal difference. Slots where the thermocouples will be placed, were opened on the bone blocks under the saline irrigation. The location of the slots were opened 1 mm away from the osteotomy line. One is 1.5 mm (at the cortical bone level) and the other one is 7 mm (at the cancellous bone level) deep. Thermocouple sensors were placed in the prepared slots. Osteotomy procedures were performed with four different instrument groups. In each group, osteotomy was 1 cm / min, bicortical and made under two different irrigation variables (20 ml / min and 80 ml / min saline). The results of temperature changes were transferred to the computer via sensors. The statistical results of the study were examined by One-Way ANOVA whether there was a significant difference between the means of cortical and cancellous measurements in the groups of 20 ml / min saline irrigation and 80 ml / min saline irrigation. After One-Way ANOVA, TUKEY test was used to determine which group the difference originated from. 
	Analyzes were made with SPSS 20.0 software at 95% confidence level. Temperature changes during osteotomy were highest in ultrasonic bone scalpel, piezoelectric, conventional bone bur and bone saw groups, respectively. Although there are many studies showing that ultrasonic osteotomy instruments are safer for the surrounding soft tissues and are more beneficial in the post-operative period, the highest temperature increase was seen in this groups.


Keywords: piezoelectric surgery, ultrasonic bone scalpel, conventional bone burs, conventional bone saw, thermocouple