Maksillada kortikotomili ya da kortikotomisiz yapılan hızlı palatal genişletmenin dişsel ve kemiksel etkilerinin üç boyutlu sonlu elemanlar analiziyle değerlendirilmesi
A three-dimensional (3d) finite element analysis for types of rapid palatal expansion techniques with or without maxillary corticotomy
Yazar: ORHAN KAZAN
Danışman: PROF. DR. İHSAN LEVENT ARAL
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Ağız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Alveolar kenar artırılması = Alveolar ridge augmentation ; Kemik ve kemikler = Bone and bones ; Konik ışınlı bilgisayarlı tomografi = Cone-beam computed tomography ; Kortikotomi = Corticotomy ; Maksilla = Maxilla ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Transversal maksiller yetersizlik, birçok maloklüzyonun ana sebebidir. Ortopedik ve ortodontik kuvvetler preadölesan dönemde maksiller transversal yetersizliği düzeltmek için rutin olarak kullanılmaktadır. İskeletsel gelişimini tamamlamış hastalarda ise hızlı maksiller genişletme apareyleri tek başına yeterli olmamakta ve cerrahi olarak osteotomi yapılması gerekmektedir. Kortikotomi destekli hızlı maksiller genişletme ortodontik apareylerin maksillofasiyal kompleksteki istenmeyen etkilerini azaltmaktadır.  Bu çalışma maksiller transversal yetersizliği olan hastalarda ortodontik tedavi amacı ile yapılan hızlı maksiller genişletme prosedürünün cerrahi desteksiz ya da destekli yapıldığında maksillada kortikal ve spongiyöz kemikte oluşan biyomekanik değişimlerin değerlendirilmesi amacı ile yapılmıştır. Bu çalışmada Gazi Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Ağız Diş ve Çene Radyolojisi Anabilim Dalı arşivinden 19 yaşında, görüntü verilerinin isim kullanılmadan bilimsel çalışmalarda kullanımına dair onamı bulunan kadın hastanın KIBT (Konik Işınlı Bilgisayarlı Tomografi) görüntüsü kullanılmıştır. Kodak 9300C Carestream Health Cooperation Cone-Beam BT görüntüleme sisteminden 0.5 mm tomografi kesitleri alınarak DICOM 3.0 formatında elde edilmiş ve 3B görüntü oluşturma programı MIMICS aktarılarak yeniden oluşturulmuştur. Yeni oluşturulan .stl format ALTAIR HYPERWORKS 2017 programı kullanılarak sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Çalışmamızda oluşturulan modelller, kortikotomi destekli ve kortikotomi desteksiz olmak üzere 2 gruba ayrılarak hızlı maksiller genişletme simüle edilmiştir. Her iki grup kendi içinde 1mm, 5mm, 7mm'lik deplasman uygulanarak üç alt gruba ayrılmış ve toplamda 6 adet çalışma modeli elde edilmiştir. Çalışmamızda 3B sonlu elemanlar analizi yöntemi kullanılarak kortikal ve spongiyöz kemikte oluşan Pmax (gerilme) ve Pmin (baskı) stresleri incelenmiş MPa (N/mm2) değeriyle hesaplanmıştır. Modellerdeki stres dağılımını nicel olarak analiz etmek için 12 renk içeren skaladan faydalanılmıştır. Kortikotomi destekli ve desteksiz yapılan modeller karşılaştırıldığında kortikal ve spongiyöz kemikte her üç deplasman miktarında da kortikotomi desteksiz yapılan hızlı maksiller genişletmede baskı ve gerilme streslerinin daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Transversal maxillary deficiency is the main cause of many malocclusions. Orthopedic and orthodontic forces are routinely used to correct maxillary transversal deficiency during preadolescence. In patients who have completed their skeletal development, rapid maxillary expansion appliances alone are not sufficient and surgical osteotomy is required. Corticotomy-assisted rapid maxillary expansion reduces the undesirable effects of orthodontic appliances on the maxillofacial complex. This study was conducted to evaluate the biomechanical changes in the cortical and cancellous bone of the maxilla when the rapid maxillary expansion procedure for orthodontic treatment in patients with maxillary transversal deficiency is performed without surgical or with surgical-assisted. In this study, CBCT (Cone-beam Computed Tomography) image of a 19-year-old female patient, who has consented to use the image data in scientific studies without using a name, was used from the archive of Gazi University Faculty of Dentistry, Department of Oral and Maxillofacial Radiology. 0.5 mm tomography sections were taken from the Kodak 9300C Carestream Health Cooperation Cone-Beam CT imaging system and obtained in DICOM 3.0 format and reconstructed by transferring the 3D imaging program MIMICS. Finite element model was created using the newly created .stl format ALTAIR HYPERWORKS 2017 program. The models created in our study were divided into two groups as corticotomy-assisted and corticotomy-unassisted, and rapid maxillary expansion was simulated. Both groups were divided into three subgroups by applying 1mm, 5mm and 7mm displacement, and a total of 6 working models were obtained. In our study, using 3D finite element analysis method, Pmax (stress) and Pmin (compression) stresses in cortical and cancellous bone were analyzed and calculated with MPa (N / mm2) value. A scale containing 12 colors was used to quantitatively analyze the stress distribution in the models. When corticotomy-assisted and corticotomy-unassisted models were compared, it was determined that compression and tensile stresses were higher in rapid maxillary expansion without surgical  in all three displacement amounts in cortical and cancellous bone.