Mandibula fraktürlerinde kullanılan miniplak vida sisteminde yüzey adaptasyon farklarının rekonsrüksiyon sonuçları üzerinde etkisinin sonlu elemanlar analiz yöntemi ile araştırılması
Investigation of the effect of surface adaptation differences on reconsruction results of miniplate screw system used in mandibula fractures by finite element analysis method
Yazar: PEMBE BOĞAÇ
Danışman: PROF. DR. ERKAN ERKMEN
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Ağız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Kemik plakları = Bone plates ; Kemik vidaları = Bone screws ; Mandibula = Mandible ; Mandibular kırıklar = Mandibular fractures ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Mandibula kırıklarının tedavisinde rutin pratik uygulamalarda çok farklı fiksasyon yöntemleri kullanılmaktadır. Ancak fiksasyonda kullanılan materyallerin kemik yüzeyine olan adaptasyonları her zaman yeterli olmayabilir, kemik ile fiksasyon materyalleri arasında boşluklar oluşabilir. Kullanılan fiksayon materyallerinin yüzey adaptasyon farklılıklarının kırık hattında vertikal, oblik ve horizontal kuvvet uygulamaları sırasında biyomekanik olarak nasıl değişikliklere neden olduğu tam olarak bilinmemektedir. Bu nedenle, mandibula fraktürlerinde kullanılan mini plak vida sisteminde yüzey adaptasyon farklarının rekonsrüksüyon sonuçları üzerine etkisinin sonlu elemanlar analiz yöntemi ile araştırılması bizim çalışmamızın amacını oluşturmaktadır. Bu çalışmada tam dişli genç erkek hastadan elde edilen mandibula tomografisiyle MSC MENTAT (MSC Software Corporation, Santa Ana, Ca, Amerika) version 2005 programı kullanılarak modeller oluşturulmuştur. Çalışmamızda iki ana model elde edilerek her iki modelde de angulus bölgesinde kırık oluşturulmuş; birinci modelde angulus bölgesindeki kırığın fiksasyonu uyumlu 4 delikli düz miniplakla, ikinci modelde ise angulus bölgesindeki kırığın fiksasyonu uyumsuz 4 delikli düz mini plak kullanılarak yapılmıştır. Çalışmada modellere posterior bölgeden vertikal, oblik ve horizontal yönde 600 N'luk kuvvet uygulanmıştır. Modellerde meydana gelen stresleri hesaplamak için The MSC MARC 2005 (MSC Corporation, Santa Ana, CA,92707, USA) Finite Element Solver yazılımı kullanılmış, bununla birlikte kemikte ve fiksasyonda kullanılan materyallerde meydana gelen stres alanlarının dağılımları da hesaplanmış ve şematize edilmiştir. Fiksasyonda kullanılan materyallerde ve kemik oluşan streslerin karşılaştırılması için Mega Pascal biriminde von Mises Stres, maksimum principle stres (Pmax) ve minimum principle stres değerleri (Pmin) kullanılmıştır. Bu çalışmanın sonuçlarına göre oluşan en fazla stres miktarı genel olarak uyumsuz plak modellerinde ve vertikal kuvvet uygulamalarında görülürken, en az stres miktarı ise uyumlu plak modellerinde ve horizontal kuvvet uygulamalarında oluşmaktadır. Uyumlu plak modellerinde stres daha çok kemik üzerinde toplanırken, uyumsuz plak modellerinde ise stres genellikle plak ve vidalar üzerinde toplanmaktadır. Uyumsuz modeldeki fiksasyon ve stabilitenin uyumlu modele kıyasla daha riskli olabileceği görüşünü destekler nitelikte sonuçlar bulunmuştur.

Abstract:
Many different fixation methods are used in routine practical applications in the treatment of mandible fractures. However, adaptation of the materials used for fixation to the bone surface may not always be sufficient and gaps may occur between the bone and the fixation materials. It is not known exactly how the surface adaptation differences of the materials used for fixation may cause biomechanical changes during vertical, oblique and horizontal force applications in the fracture line. Therefore, the aim of this study is to investigate the effect of surface adaptation differences of the miniplate screw systems on the reconsruction results used for the mandible fractures by finite element analysis method. In this study, models were created using MSC MENTAT (MSC Software Corporation, Santa Ana, CA, USA) version 2005 with mandibular tomography obtained from a young male with full teeth. In our study, two main models were obtained and angular fractures were formed in both models; In the first model, the fixation of the fracture in the angulus region was made with a compatible 4-hole straight miniplate and in the second model, the fixation of the fracture in the angulus region was made using an incompatible 4-hole straight mini-plate. In this study , 600 N force was applied to the models from the posterior region in vertical, oblique and horizontal directions. The MSC MARC 2005 (MSC Corporation, Santa Ana, CA, 92707, USA) Finite Element Solver software was used to calculate stresses in the models, but the distribution of stress areas in bone and fixation materials was also calculated and schematized. Von Mises stress, maximum principle stress (Pmax) and minimum principle stress values (Pmin) were used in mega pascal unit in order to compare bone stresses and fixation materials. According to the results of this study, the highest amount of stress is seen in incompatible plate models and vertical force applications, while the least amount of stress occurs in compatible plate models and horizontal force applications. In compatible plate models, stress is mostly collected on the bone, whereas in incompatible plate models, stress is usually collected on plates and screws. The results suggest that fixation and stability of the incompatible model may be more risky than the compatible model.