Mini vida monte edilmiş mandiblaya ait sonlu elemanlar modelinin elde edilmesi ve dayanımının/stabilitesinin araştırılması
Obtaining the finite element model of a mandibular with miniscrew anchorage and investigating its strength/stability
Yazar: ZİHNİ ALP ÇEVİK
Danışman: DOÇ. DR. İRFAN KAYMAZ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Hızla modernleşen toplumlarda, bireyler çeşitli çene ve diş sorunları yaşamaktadır. Bu sorunlara çözüm bulacak uygulamalar bakımından mühendislik, biyomekanik alanı içinde özellikle çene (Mandibula) ve implant cerrahisi için birçok faydalar sağlamaktadır. Diş hekimlerin uyguladığı/geliştirdiği tedavi yöntemlerinin klinik uygulama öncesi bilgisayar ortamında modellenerek değerlendirilmesi, hem hasta sağlığı hem de uygulanan tedavinin etkinliği açısından oldukça önemlidir. Bilgisayar analizlerinde ve simülasyonlarında güvenilir sonuçlar elde etmek için gerçeğe en yakın simülasyon modelini oluşturmak bu açıdan önem kazanmaktadır.Bu nedenlerle üç boyutlu sonlu elemanlar gerilme analizi yöntemini kullanarak, mandibulaya mini-vida entegre edildikten sonra, belirli kuvvetler altındaki davranışı bu tez kapsamında değerlendirilmiştir. Bu amaçla mandibulanın, Konik Işınlı Bilgisayarlı Tomografi ( CBCT) görüntülerinden alınan kesitler, MIMICS programında rekonstrükte edilip üç boyutlu model elde edilmiştir. Seçilen minivida modeli, elde edilen bu üç boyutlu model üzerine entegre edilmiştir.Son olarak oluşturulan üç boyutlu modelin, sonlu elemanlar modeli elde edilerek ANSYS programında yapısal analizi yapılmış, gerilme dağılımları incelenerek maksimum gerilmelerin miktarları belirlenmiştir.Mandibula üzerindeki maksimum von Mises gerilmesi yaklaşık 6 Mpa olarak hesaplanmıştır. Bu gerilme değerlerinin kortikalin akma dayanımı olan 130 Mpa'ın altında olduğu görülmektedir. Minivida üzerindeki maksimum vonMises gerilmesi yaklaşık 26 Mpa olarak hesaplanmıştır. Bu gerilme değerlerinin de mini vidanın akma dayanımı olan 880 Mpa'ın altında olduğu görülmektedir.Böylece mandibulaya entegre edilen mini-vida sisteminin gerekli mukavemete sahip olup olmadığı tayin edilmiştir. Bir sonraki adımda yapılabilecek her türlü iyileştirmelerin uygulanabileceği ve üzerinde görülebileceği temel bir yapı oluşturulmaya çalışılmıştır.

Abstract:
In rapidly modernizing societies, individuals suffer from teeth and mandibular problems. Engineering, in terms of finding solutions to these problems, provides a number of benefits especially for the implant and mandibular surgery in the field of biomechanics. The fact that the treatment which dentists apply/develop are evaluated by modeling in computer environment before clinical applications is very important for both patients? health and effectiveness of the applied treatment. In this respect, having a simulation model which is as much as close to real anatomical structure is very important to obtain reliable results from computer simulation and analyses.Therefore, the behavior of the miniscrew inserted into a mandibular under certain loads were evaluated in this thesis using three dimensional finite element stress analysis. For that purpose, a three dimensional model for the mandibular was obtained by reconstructing the images taken from the cone beam computer tomography (CBCT) in MIMICS program. Then, the miniscrew selected was integrated into the three dimensional model obtained.Finally, the finite element model was obtained from the three dimensional model, and then the structural analysis was carried out in ANSYS from which the maximum stress values were obtained.The maximum von Mises stress at the mandibular was computed as 6 MPa, which is far below the yield strength of the cortical as 130 MPa. The maximum von Mises stress at the miniscrew was obtained as 26 MPa, which is also far below the yield strength of the miniscrew as 880 MPa.Therefore, it was evaluated whether the miniscrew inserted into the mandibular had the required strength. A base model was generated on which new treatments could be applied in later studies.