Farklı midpalatal sutur maturasyonuna sahip bireylerde diş destekli hızlı maksiller genişletme ile mikroimplant destekli iskeletsel hızlı maksiller genişletmenin maksillofasiyal kompleks üzerindeki etkilerinin sonlu elemanlar analizi ile değerlendirilmesi
Evaluation of the effects of tooth borne rapid maxillary expansion and microimplant supported skeletal rapid maxillary expansion on the maxillofacial structures in patients with different midpalatal sutur maturation using finite element analysis
Yazar: BURCU ÖZDEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YAZGI AY ÜNÜVAR
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Ortodonti Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2022
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Alveolar kenar artırılması = Alveolar ridge augmentation ; Dental implantlar = Dental implants ; Ortodonti = Orthodontics ; Ortodontik aygıtlar = Orthodontic appliances ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Sütürler = Sutures

Özet:
Amaç: Maksillanın transversal yöndeki darlığı, kraniofasiyal bölgedeki iskeletsel problemlerin en yaygın olanıdır. Özellikle daha geniş ve estetik gülüşler elde etmek için çekimsiz tedaviye yönelimle beraber maksiller ekspansiyon, ark boyunun genişletilmesi ve mevcut çapraşıklığın hafifletilmesi için oldukça popüler bir tedavi alternatifi haline gelmiştir. Bunun yanı sıra konvansiyonel maksiller ekspansiyon apareyleri çevre dokularda ve dişlerde istenmeyen yan etkiler oluşturmaktadır. İskeletsel ankraj sistemleri ile bu yan etkilerin en aza indirilmesi amaçlanmaktadır. Bu çalışmanın amacı farklı midpalatal sutur maturasyonuna sahip hastalarda mikroimplant destekli iskeletsel hızlı maksiller ekspansiyon apareyi (MSE) ve konvansiyonel diş destekli maksiller ekspansiyon apareyi (HYRAX) ile yapılan hızlı maksiller genişletmenin maksillofasiyal yapılardaki etkilerinin sonlu elemanlar analizi ile değerlendirilmesidir.
Gereç ve Yöntem: Araştırmada tüm analizler FEM (Finite Element Method) analiz yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Mandibula hariç tutularak sağlam kraniyofasiyal kemiklere sahip bir kafatası, HYRAX apareyi (4 ve 6 numaralar bantlı), MSE apareyi (Maxillary Skeletal Expander, BioMaterials Korea, Inc.), 1,8x11 mm ve 1,8x13 mm boyutlarında mikroimplantlar modellenmiştir. Üç farklı iskeletsel maturasyonu temsil etmek için midpalatal suturların kemikleşme seviyesine göre, suturların farklı elastisite modüllerine sahip üç FE (Finite Element) modeli hazırlanmıştır (Grup 1: Midpalatal sutur: 1 MPa, Grup 2: Midpalatal sutur: 500 MPa, Grup 3: Midpalatal sutur: 13.700 MPa). Bu üç FE modelinin üzerine HYRAX ve MSE apareyleri modellenmiş ve toplamda 6 senaryo oluşturulmuştur. Apareylerde simülasyon için 1mm genişletme sağlanmıştır. Genişletmenin etkileri sonlu elemanlar analizi ile değerlendirilmiştir.
Bulgular: MSE apareyi, Hyrax apareyine göre midpalatal suturda daha fazla genişleme sağlamış, posterior bölgede anterior bölgeye göre daha fazla genişleme gözlenmiştir. Hyrax apareyi, MSE apareyine göre kesici, kanin ve premolar dişlerde daha fazla genişleme sağlamış, premolar ve molar dişlerde daha fazla bukkale devrilmeye sebep olmuştur. Hyrax apareyi ile sutur maturasyonu arttıkça, posterior dişlerde gittikçe daha fazla bukkale devrilme ve maksiller kemiğin bukkalinde daha fazla sıkışma görülmüştür. Hyrax grubuna kıyasla MSE grubunda stres dağılımında önemli farklar görülmüştür. Hem görsel hem ölçümsel olarak stres dağılımındaki farklılıklar ankraj dişlerin palatinal ve bukkal alveol kemikleri, midpalatinal sutur ve zigomatik suturda izlenmiştir. 
Sonuç: Bunlardan yola çıkarak araştırma, bir klinisyenin konvansiyonel Hyrax apareyine kıyasla MSE apareyi kullanmasının bukkal kemik üzerindeki stres dağılımının olası hafifletilmesi, midpalatinal suturun paralel ayrılması ve ankraj dişlerdeki devrilmenin en aza indirilmesi gibi potansiyel faydasını göstermiştir. Bu nedenle, olası daha fazla iskeletsel etkiler için genç hastalarda da MSE önerilebilir.

Anahtar Kelimeler: Maksiller Ekspansiyon (RME), Miktoimplant, MSE, Sonlu Elemanlar Analizi, Sutur Maturasyonu.

Abstract:
Aim: Transversal deficiency of the maxilla is the most common skeletal problem in the craniofacial region. In particular, with the tendency to non-extraction treatment to obtain wider and more aesthetic smiles, maxillary expansion has become a very popular treatment alternative for widening the arch length and decreasing crowding. In addition, conventional maxillary expansion appliances induce undesirable side effects on surrounding tissues and teeth. It is aimed to minimize these side effects with skeletal anchorage systems. The aim of this study is to evaluate the effects of rapid maxillary expansion with maxillary skeletal expander (MSE) and conventional tooth supported maxillary expansion appliance (HYRAX) on maxillofacial structures in patients with different midpalatal suture maturation by finite element analysis.
Materials and Methods: In the research Finite Element Analysis (FEA) method is used for all analyzes. Excluding the mandible, a skull with intact craniofacial bones, HYRAX appliance (numbers 4 and 6 banded), MSE appliance (Maxillary Skeletal Expander, BioMaterials Korea, Inc.), 1.8x11 mm and 1.8x13 mm microimplants were modeled. Three FE (Finite Element) models with different modulus of elasticity of the sutures were prepared according to the level of ossification of the midpalatal sutures to represent three different skeletal maturation (Group 1: Midpalatal suture: 1 MPa, Group 2: Midpalatal suture: 500 MPa, Group 3: Midpalatal suture: 13,700 MPa). HYRAX and MSE appliances were modeled on these three FE models and a total of 6 scenarios were created. 1mm widening is provided for simulation in the appliances. The effects of expansion were evaluated by finite element analysis.
Results: The MSE appliance provided more expansion in the midpalatal suture than the Hyrax appliance, and more expansion was observed in the posterior region than in the anterior region. Hyrax appliance provided more expansion in incisor, canine and premolar teeth compared to MSE appliance, and caused more buccal tipping in premolar and molar teeth. With the Hyrax appliance, as suture maturation increased, more buccal tipping of the posterior teeth and more buccal compression of the maxillary bone were observed. Significant differences in stress distribution were seen in the MSE group compared to the Hyrax group. Both visual and measurement differences in stress distribution were observed in the palatal and buccal alveolar bones of the anchor teeth, midpalatinal suture and zygomatic suture.
Conclusion: Based on these results, the study demonstrated the potential benefit of a clinician's use of the MSE appliance over a conventional Hyrax appliance, including reduced stress distribution on the buccal bone, parallel separation of the midpalatinal suture, and minimizing tipping of the anchor teeth. Therefore, MSE can be recommended in younger patients for possible more skeletal effects.

Key words: Finite Element Analysis (FEA), Maxillary Skeletal Expander (MSE), Microimplant, Rapid Palatal Expansion (RME), Suture Maturation.