Şeffaf plak tekniğinde kullanılan farklı kompozit ataşmanların ve üçüncü molar varlığının maksiller molar distalizasyonuna etkisinin sonlu elemanlar metodu ile incelenmesi
Investigation of the effect of different composite attachments used and the presence of the third molar on maxillary molar distalization in the clear aligner technique using the finite element method
Yazar: ASLIHAN KUĞUOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. BENGİSU AKARSU GÜVEN
Hacettepe Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Ortodonti Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2023
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Azı dişi-üçüncü = Molar-third ; Azı dişleri = Molar ; Dental plak = Dental plaque ; Dental stres analizi = Dental stress analysis ; Diş hareketleri = Tooth movement ; Ortodonti = Orthodontics ; Ortodonti-düzeltici = Orthodontics-corrective ; Ortodontik aygıtlar = Orthodontic appliances ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Şeffaf plaklar = Clear aligner

Özet:
Amaç: Çalışmamızın amacı şeffaf plak tekniğiyle uygulanan ikinci molar distalizasyonu esnasında üçüncü molar varlığının etkisini FEM (Sonlu Elemanlar Metodu- Finite Element Method) ile incelemek ve şeffaf plakla distalizasyon ve distalizasyonla eş zamanlı ekspansiyon uygulamasında farklı ataşman konfigürasyonlarının etkilerini FEM ile inceleyerek karşılaştırmaktır. Materyal Metod: Çalışmamız için kabul edilme şartlarını sağlayan hastanın DICOM (Dijital Görüntüleme ve Tıpta İletişim) formatındaki KIBT (Konik Işınlı Bilgisayarlı Tomografi) görüntüleri ve STL (Standard Triangle Language) formatındaki ağız içi tarama görüntüleri kullanılarak maksiller dişler, dişlerin periodontal ligamentleri ve maksiller alveoler kemiğini içeren maksilla dijital modeli oluşturuldu. Maksilla, şeffaf plak ve ataşman dijital modelleri aynı koordinat ekseninde birbirinden bağımsız şekilde birleştirildi ve sonlu elemanlar modelini oluşturmak üzere Ansys® 19,2'ye (Ansys, Inc., Canonsburg, PA) aktarıldı. İki farklı sonlu elemanlar modeli üretilmiştir. Model I'de sağ üçüncü molar diş dışında tüm maksiller dişler mevcuttur ve sol üçüncü molar diş dışında sağ ve sol taraf birbirinin simetriğidir. Sağ ve sol ikinci molar dişlerin bukkal yüzüne birer dikey dikdörtgen ataşman (birinci ataşman konfigürasyonu) yerleştirilmiştir. Model II'de üçüncü molar dişler dışında tüm maksiller dişler mevcuttur ve sağ ve sol taraf birbirinin simetriğidir. Sağ ikinci molar dişin bukkal yüzünde, düz yüzeyleri birbirine zıt yönde olan oklüzal düzlemle dik açıda yerleşen iki yarım eliptik konveks ataşman (ikinci ataşman konfigürasyonu) vardır. Sol ikinci molar dişin bukkal ve palatinal yüzünde ise düz yüzeyleri birbirine zıt yönde olan oklüzal düzlemle 45° ve 135° açı yapan birer yarım eliptik konveks ataşman (üçüncü ataşman konfigürasyonu) mevcuttur. Üç farklı senaryo için sonlu elamanlar analizi yapıldı. Senaryo I'de model I kullanılarak birinci ataşman konfigürasyonuna sahip ikinci molar dişlerin şeffaf plakla çift taraflı 0,25 mm distalizasyonu simüle edildi. Senaryo II'de model II kullanılarak ikinci molar dişlerin şeffaf plakla çift taraflı 0,25 mm distalizasyonu simüle edildi. Senaryo III'te model II kullanılarak ikinci molar dişlerin şeffaf plakla çift taraflı 0,25 mm distalizasyonu ve eş zamanlı ikinci molar dişler bölgesinde sağ ve sol taraf için 0,5'şer mm dental ekspansiyon simüle edildi. Birinci senaryoda üçüncü molar dişin distalizasyona etkisi incelendi, ikinci senaryoda üç ataşman konfigürasyonu birbirleriyle karşılaştırıldı, üçüncü senaryoda ise ikinci ve üçüncü ataşman konfigürasyonları birbirleriyle karşılaştırıldı. Bulgular: Birinci senaryonun bulguları, üçüncü molar dişin mevcut olduğu durumda, maksimum toplam yer değiştirmenin %17, kronun farklı noktalarında distale yer değiştirmenin ise %10-22 oranında azaldığını göstermiştir. Üçüncü molar varlığı distale tippingi azaltırken distopalatinal rotasyonu arttırmıştır. Birinci ve ikinci senaryodaki üç ataşman konfigürasyonunun etkinlikleri karşılaştırıldığında birinci ve ikinci ataşman konfigürasyonlarının maksimum toplam yer değiştirme, distale yer değiştirme ve distale tippingi benzer ve üçüncü ataşman konfigürasyonundan büyük çıkmıştır. Üç ataşman konfigürasyonu arasında en az distale tipping ve ihmal edilebilecek kadar küçük bukkale tipping ve distopalatinal rotasyonla en paralel diş hareketini üçüncü ataşman konfigürasyonu sağlamıştır. Üçüncü senaryoda iki ataşman konfigürasyonunun etkinlikleri karşılaştırıldığında üçüncü ataşman konfigürasyonunun maksimum toplam, distale ve bukkale yer değiştirmesi ikinci ataşman konfigürasyonunun yaklaşık iki katıdır. Aynı şeklide üçüncü ataşman konfigürasyonunun gösterdiği bukkale, distale tipping ve aksiyel rotasyon miktarı ikinci ataşman konfigürasyonundan büyüktür. Her iki ataşmanda da aksiyel rotasyonlar distobukkal yönde olmuştur. İkinci ataşman konfigürasyonu daha az yer değiştirmeyle beraber daha paralel diş hareketi sağlamıştır. Sonuçlar: Maksiller üçüncü molar diş varlığı şeffaf plaklarla maksiller ikinci molar dişin distalizasyonunu en az 1/10 oranında azaltmıştır. Dolayısıyla şeffaf plaklarla maksiller molar distalizasyonundan önce üçüncü molar dişlerin ortodontik çekimi, tedavinin etkinliği ve hızı açısından rasyonel bir karardır. Şeffaf plaklarla molar distalizasyonu esnasında en az yer değiştirmeye karşılık en paralel hareketi üçüncü ataşman konfigürasyonu, molar distalizasyonuyla beraber ekspansiyonu esnasında ise ikinci ataşman konfigürasyonu sergilemiştir. Bu iki diş hareketi için ataşman seçimi yaparken dişin rotasyonu ve aksiyel eğimleri, dişi destekleyen kemik miktarı ve köklerin sağlığı gibi unsurlar dikkate alınmalıdır.

Abstract:
Aim: The aim of our study is to examine the effect of the presence of the third molar during second molar distalization with the clear aligner technique using FEM (Finite Element Method) and to compare the effects of different attachment configurations during distalization and simultaneous expansion with distalization with the clear aligner technique by examining them with FEM. Material Method: A digital model of the maxilla, including the maxillary teeth, periodontal ligaments of the teeth and maxillary alveolar bone, was created using CBCT (Cone Beam Computed Tomography) images in DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) format and intraoral scan images in STL (Standard Triangle Language) format of the patient who met the admission conditions for our study. Maxilla, clear aligner and attachment digital models were assembled independently on the same coordinate axis and imported into Ansys® 19.2 (Ansys, Inc., Canonsburg, PA) to create the finite element model. Two different finite element models were produced. In Model I, all maxillary teeth are present except the right third molar tooth, and the right and left sides are symmetrical with each other except the left third molar tooth. A vertical rectangular attachment (first attachment configuration) was placed on the buccal surface of the right and left second molars. In Model II, all maxillary teeth are present except the third molar teeth, and the right and left side are symmetrical to each other. On the buccal surface of the right second molar tooth, there are two semi-elliptical convex attachments (second attachment configuration) located at right angles to the occlusal plane, with their flat surfaces in opposite directions. On the buccal and palatal sides of the left second molar, there is a semi-elliptical convex attachment (third attachment configuration), whose flat surfaces are in opposite directions and make an angle of 45° and 135° with the occlusal plane. Finite element analysis was performed for three different scenarios. In Scenario I, bilateral 0.25 mm distalization of second molars with first attachment configuration with clear aligner was simulated using model I. In Scenario II, bilateral 0.25 mm distalization of second molars with clear aligner was simulated using model II. In Scenario III, using model II, bilateral 0.25 mm distalization of the second molars with clear aligner and simultaneous 0.5 mm dental expansion for the right and left sides in the second molar teeth area were simulated. In the first scenario, the effect of the third molar tooth on distalization was examined, in the second scenario, three attachment configurations were compared with each other, and in the third scenario, the second and third attachment configurations were compared with each other. Results: The findings of the first scenario showed that when the third molar tooth was present, the maximum total displacement decreased by 17% and the distal displacement at different points of the crown decreased by 10-22%. The presence of the third molar decreased distal tipping and increased distopalatinal rotation. When the efficiencies of the three attachment configurations in the first and second scenarios were compared, the maximum total displacement, distal displacements and distal tipping of the first and second attachment configurations were similar and greater than the third attachment configuration. Among the three attachment configurations, the third attachment configuration provided the most parallel tooth movement with the least distal tipping and negligible buccal tipping and distopalatinal rotation. Comparing the efficiencies of the two attachment configurations in the third scenario, the maximum total, distal, and buccal displacement of the third attachment configuration is approximately twice that of the second attachment configuration. Likewise, the buccal, distal tipping and axial rotation shown by the third attachment configuration are greater than the second attachment configuration. Axial rotations in both attachments were in the distobuccal direction. The second attachment configuration provided more parallel tooth movement with less displacement. Conclusion: The presence of a maxillary third molar tooth reduced the distalization of the maxillary second molar tooth with clear aligners by at least 1/10. Therefore, orthodontic extraction of third molars before maxillary molar distalization with clear aligners is a rational decision in terms of effectiveness and speed of treatment. With clear aligner, the third attachment configuration exhibited the least displacement and the most parallel movement during molar distalization, and the second attachment configuration exhibited the most parallel movement during molar distalization and expansion. When choosing attachments for these two tooth movements, factors such as the rotation and axial inclinations of the tooth, the amount of bone supporting the tooth, and the health of the roots should be taken into consideration.