Sagittal split ramus osteotomisi'nde titanyum plaklar ve karbon fiber destekli polimer plakların stabilizasyona ve temporomandibular eklem'e etkisinin sonlu eleman analizi yöntemiyle incelenmesi
Finite element analysis of the effects of titanium fixation plates and carbon fiber reinforced polimer fixation plates on stabilization and temporomandibular joint in sagittal split ramus osteotomy
Yazar: MUSA ERDEM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ZAHİT BAŞ
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Hamidiye Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Ağız Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Karbon fiber = Carbon fiber ; Kemik plakları = Bone plates ; Kırık fiksasyonu = Fracture fixation ; Osteotomi = Osteotomy ; Sagittal split = Sagittal split ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Temporomandibular eklem = Temporomandibular joint ; Titanyum = Titanium

Özet:
Amaç: Bu çalışmanın amacı, sagittal split ramus osteotomisi fiksasyonunda kullanılan titanyum plak ve vidaların dezavantajlarını azaltabilecek bir materyalin (CFR-PEEK) biyomekanik özelliklerini incelemektir. Bundan dolayı, elastiklik modülü kortikal kemiğe oldukça yakın değerlerde üretilebilecek olan CFR-PEEK plak ve vidaların stabilizasyona ve temporomandibular ekleme etkisi sonlu eleman analizi yöntemiyle karşılaştırılmıştır.
Gereç ve Yöntem: Oluşturulan mandibula modelinde SSRO, Obwegeser-Dal Pont tekniğiyle uygulanmıştır. 7 mm ilerletme gerçekleştirilmiş ve çiğneme kasları simule edilmiştir. Tüm modeller dişlerin oklüzal yüzlerinden ve temporal kemiğin en tepe noktasından kısıtlanmıştır. Titanyum ve CFR-PEEK materyaller kullanılarak 3 farklı dizayna sahip (miniplak, hibrit ve ters-L) sahip 8 fiksasyon grubu oluşturulmuştur. Osteotomi hatlarındaki deplasman değerleri, fiksasyon cihazları üzerindeki Von Mises stres değerleri, vida deliklerindeki kemik üzerinde ve Temporomandibular eklemde oluşan maksimum çekme ve maksimum basma stres değerleri kıyaslanarak incelenmiştir. 
Bulgular: Çalışmamızın sonuçlarına bakıldığında titanyum fiksasyon cihazları kullanılan modellerde, CFR-PEEK polimeri kullanılan modeller ile kıyaslandığında osteotomi hattında daha az deplasman, fiksasyon cihazı üzerinde ve ilişkili kemik üzerinde daha fazla stres ve TME'de ise daha az stres izlenmiştir.  
Fiksasyon dizaynları açısından bakıldığında ise en az deplasman ters-L tekniğinde, en düşük plak-vida stresi Hibrit tekniğinde, en düşük ilişkili kemik stresi ters-L tekniğinde ve en yüksek eklem diski stresi miniplak tekniğinde gözlenmiştir. 
Çalışmamızda CFR-PEEK materyalin kullanıldığı vida ve plakların üzerinde oluşan streslerin tamamı literatürde belirtilen akma dayanımı değerlerinin altında gözlenmiştir. 
Sonuç: Bütün bu sonuçlar göz önünde bulundurulduğunda CFR-PEEK fiksasyon sistemlerinin, daha ileri araştırmalar ve elde edilecek olumlu sonuçlar neticesinde titanyum fiksasyon sistemlerinin dezavantajlarını kapatabilecek iyi bir alternatif olabileceği görüşündeyiz.

Abstract:
Aim: The aim of this study is to examine the biomechanical properties of a material (CFR-PEEK) that can reduce the disadvantages of titanium plates and screws used in sagittal split ramus osteotomy fixation. Therefore, the effect of CFR-PEEK plates and screws, whose modulus of elasticity can be produced at values very close to cortical bone, on stabilization and temporomandibular joint was compared with the finite element analysis method.
Materials and Methods: In the created mandible model, SSRO was applied with the Obwegeser-Dal Pont technique. A 7 mm advancement was performed and muscles of mastication were simulated. All models are constrained from the occlusal surfaces of the teeth and the apex of the temporal bone. Using titanium and CFR-PEEK materials, 8 fixation groups with 3 different designs (miniplate, hybrid and reverse-L) were created. The displacement values in the osteotomy lines, the Von Mises stress values on the fixation devices, the maximum tensile and maximum compression stress values on the bone in contact with the screws and the temporomandibular joint were compared.
Results: According to the results of our study, the models using titanium fixation devices were observed to have less displacement in the osteotomy line, more stress on the fixation device and the bone in contact, and less stress on the TMJ compared to the models using CFR-PEEK polymer.
In terms of fixation designs, the lowest displacement was observed in the Inverted-L technique, the lowest plate-screw stress was observed in the Hybrid technique, the lowest contact bone stress was observed in the Inverted-L technique, and the highest articular disc stress was observed in the miniplate technique. 
In our study, all of the stresses on the screws and plates using CFR-PEEK material were observed below the yield strength values specified in the literature.
Conclusion: Considering all these results, we believe that CFR-PEEK fixation systems can be a good alternative by eliminating the disadvantages of titanium fixation systems as a result of further research and positive results to be obtained.