Şeffaf plak ile yapılan minivida destekli en masse retraksiyon uygulamalarında farklı tasarımların etkisinin sonlu elemanlar analizi ile karşılaştırılması
Comparison of the effect of different designs on en masse retraction applications with clear aligners using finite element analysis
Yazar: ELA EUSMANAGA
Danışman: DOÇ. DR. AYLİN PAŞAOĞLU BOZKURT
İstanbul Aydın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Ortodonti Ana Bilim Dalı / Ortodonti Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry

Özet:
AMAÇ: Teknolojinin gelişmesiyle birlikte hastaların artan estetik kaygıları, şeffaf plaklar ortodontik tedavilerin popülerliğini artırmıştır. Şeffaf plakalar, geleneksel sabit ortodontik tedavilere kıyasla daha estetik ve konforlu bir seçenek sunmaktadır. Bu değişim, özellikle çekim sonrası ortodontik boşlukların kapatılmasının önemli bir yönü olan en masse retraksiyonun yönetilmesi açısından önemlidir. Çünkü bu plaklar anterior dişlerin retraksiyonu sırasında şeklini koruyacak kadar sert değildir ve ek mekanik gerektirmektedir. Bu araştırmanın amacı, ortodontik mini vidalarla birlikte kullanıldığında farklı şeffaf plak tasarımların mekanik performansını kapsamlı bir şekilde incelemektir. Gelişmiş üç boyutlu sonlu elemanlar analizi kullanarak uygulanan kuvvetler ile ortaya çıkan diş yer değiştirmeleri arasındaki karmaşık etkilerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır.
MATERYAL VE METOD: Üst birinci premolar dişlerin çekimi sonrası en masse retraksiyonun senaryolarını simüle etmek için kullanılan üst dentisyonun CBCT görüntüsünden farklı modellerinin geliştirilmesini kapsamaktadır. Bu simülasyonlar, Algor Fempro (ALGOR, Inc. 150 Beta Drive Pittsburgh, PA 15238-2932 USA) programı kullanarak sonlu elemanlar analizi gerçekleştirilmiştir. Bu modellerde: 0.25mm sadece plak aktivasyonu (M1), İZC minivida gurubunda: angelbuton (M2), hassas kesim (M3), kompozit buton (M4), bukkal interradiküler minivida gurubunda: angelbuton (M5), hassas kesim (M6), kompozit buton (M7), palatinal interradiküler minivida gurubunda: angelbuton (M8), hassas kesim (M9) ve kompozit buton (M10) şeklinde sıralanabilir. Minivida gruplarında elastikle 150gr kuvvet simülasyonu yapılmıştır.
BULGULAR: En masse retraksiyon sırasında beklenen ve elde edilen diş hareketlerinin minivida uygulamalarından etkilenebileceğini görülmüştür. Anterior dişlerde toplam yer değiştirmenin en yüksek değeri senaryo 10'da kanin dişin insizalinde (0.115846 mm) en düşük değeri ise senaryo 1'de kanin dişin apeksinde (0.022323mm) tespit edilmiştir. Transversal yönde genel olarak santral ve lateral dişlerin kronunda kontraktif bir hareket
v
tespit edilirken köklerinde ekspansif bir hareket eğilimi görülmüştür. Transversal yönde en yüksek değer 2. senaryoda lateral dişin kök bölgesinde olduğu (0,010928mm) saptanmıştır. En düşük değer 5. senaryoda lateral dişin kronunda (-0.000767mm) tespit edilmiştir. Sagittal yöndeki yer değiştirmeleri değerlendirildiğinde maksimum değer kanin dişin insizal bölgesine (0.115631 mm) ait olduğu saptanmıştır. Vertikal yön yer değiştirme değerleri değerlendirildiğinde, en yüksek ektrüzyon değeri 7. senaryoda santral dişin apeksinde (0,041958 mm) tespit edilmiştir. En yüksek intrüzyon değeri ise 3. Senaryoda santral dişin insizal kenarında (-0.004175 mm) saptanmıştır. Çalışma sonucunda, minividalarla şeffaf plak tasarımları ile diş hareketinde tutarlı bir artış olmasına rağmen, diş devrilmesinde da artış olduğu görülmüştür. Ayrıca, minividaların farklı konumlardaki yerleşimlerinin ortodontik hareketlerin üzerindeki etkisini ve özellikle elastik kuvvet uygulamasının neden olduğu momentlerdeki değişim izlenmiştir.
SONUÇ: Araştırma, şeffaf plaklarla en masse retraksiyonun uygulama mekaniğinin daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunmakta ve sonlu elemanlar analizinin ortodontik tedaviler için bir öngörü aracı olarak kullanılmasını desteklemektedir.

Abstract:
OBJECTIVES: With the development of technology and the increasing aesthetic concerns of patients, clear aligners have increased the popularity of orthodontic treatments. Clear aligners offer a more aesthetic and comfortable option compared to traditional fixed orthodontic treatments. This change is especially important in terms of managing en masse retraction, which is an important aspect of closing orthodontic gaps after extraction. Because these aligners are not rigid enough to maintain their shape during retraction of the anterior teeth and require additional mechanics. The aim of this study was to comprehensively investigate the mechanical performance of different clear aligner designs when used with orthodontic miniscrews. Using advanced three-dimensional finite element analysis, it was aimed to evaluate the complex effects between the applied forces and the resulting tooth displacements.
MATERIALS AND METHODS: This study involved the development of different models of the upper dentition from the CBCT image used to simulate scenarios of en masse retraction after extraction of the upper first premolars. Finite element analysis of these simulations was performed using Algor Fempro (ALGOR, Inc. 150 Beta Drive Pittsburgh, PA 15238-2932 USA). In these models: 0.25 mm aligner activation only (M1), IZC mini-screw group: angelbutton (M2), precision cut (M3), composite button (M4), buccal interradicular mini-screw group: angelbutton (M5), precision cut (M6), composite button (M7), palatinal interradicular mini-screw group: angelbutton (M8), precision cut (M9) and composite button (M10). In mini-screw groups, 150gr force was simulated with elastic.
RESULTS: It was observed that the expected and achieved tooth movements during en masse retraction can be affected by mini screw applications. In the anterior teeth, the highest value of the total displacement was found at the incisal aspect of the canine tooth in scenario 10 (0.115846 mm) and the lowest value was found at the apex of the canine
vii
tooth in scenario 1 (0.022323 mm). In the transverse direction, a contractive movement was generally found in the crown of the central and lateral teeth, while an expansive movement tendency was observed in the roots. The highest value in the transversal direction was found in the root region of the lateral tooth in the 2nd scenario (0.010928mm). The lowest value was found in the crown of the lateral tooth in the 5th scenario (-0.000767mm). When the displacements in the sagittal direction were evaluated, the maximum value was found to belong to the incisal region of the canine tooth (0.115631 mm). When the displacement values in the vertical direction were evaluated, the highest extrusion value was determined at the apex of the central tooth (0.041958 mm) in the 7th scenario. The highest intrusion value was found at the incisal edge of the central tooth (-0.004175 mm) in model 3. As a result of the study, it was observed that although there was a consistent increase in tooth movement with clear aligner designs with miniscrews, but there was also an increase in tooth tipping. In addition, the effect of the placement of mini screws in different positions on orthodontic movements and especially the change in moments caused by the application of elastic force were observed.
CONCLUSIONS: The study contributes to a better understanding of the mechanics of en masse retraction using clear aligner treatments and supports the use of finite element analysis as a predictive tool for orthodontic treatments.