Şeffaf plaklarla yapılan maksiller molar mezializasyonunda konvansiyonel ataşmanların ve power-arm kullanılmasının biyomekanik etkilerinin sonlu elemanlar analizi ile değerlendirilmesi
Evaluation of the biomechanical effects of the use ofconventional attachments and the use of power-arm in maxillary molar mesalization with clear aligners by finite element analysis
Yazar: EMRE KÖSE
Danışman: PROF. DR. BELMA IŞIK
Gazi Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Ortodonti Ana Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2024
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry

Özet:
Bu çalışmanın amacı sonlu elemanlar analizi kullanarak konvansiyonel ataşmanların açılarının ve power-arm uygulamasının maksiller molar dişlerin mezializasyon hareketi üzerine etkilerini sonlu elemanlar analizi yöntemi ile değerlendirerek yorumlamaktır. Bu araştırmada hasta anatomik modelini oluşturmak için, Dijital Görüntüleme ve Tıpta İletişim (DICOM) verileri geliştirilen bir anatomagrafik veri tabanından elde edilen 22 yaşındaki yetişkin bir erkeğin anatomik modeli kullanılarak bir sonlu elemanlar modeli oluşturuldu. Ücretsiz ve açık kaynak olarak Tokyo Üniversitesi'ndeki (BodyParts) proje kapsamında erkek kafatasına ait üst çene (maksilla) modeli ve dişler STL formatında indirildi. Üst çene, diş, PDL, ataşman ve power arm modeli tek rijit bir parça olarak global koordinat sistemi üzerinde bir araya getirilmiştir. Ataşmansız, dikey dikdörtgen konvansiyonel ataşman, 45 derece açılı dikdörtgen konvansiyonel ataşman, yatay dikdörtgen konvansiyonel ataşman ve bu ilk 4 senaryoya ayrı ayrı power-arm eklenmiş ve toplamda 8 farklı senaryoda plak başına 0,25 mm mezializasyon sağlayan 2 adet ardışık şeffaf plağın etkileri değerlendirildi. Tüm senaryolar için hasta anatomik diş modelinde ikinci premolar diş çekilmiş kabul edildi ve ataşman türü olarak diktdörtgen ataşman (boyutları; 3 mm yükseklik, 2 mm genişlik, 1 mm kalınlık) ve power arm boyu 6 mm olacak şekilde tasarım yapıldı ve 200 gram (1,96 N) kuvvet uygulandı. Tüm senaryolarda birinci molarların mezializasyonu kontrolsüz devrilme şeklinde gerçekleşti. Aynı senaryoda birinci ve ikinci şeffaf plaklar arasında deplasman miktarı açısından benzer sonuçlar bulundu. Çalışma sonucunda gövdesel hareket elde edilemese de şeffaf plaklarla birlikte ataşman kullanımının hareket kontrolünü arttırdığına dair kanıtlar bulundu. En fazla devrilme kontrolü vertikal ataşman kullanılan ikinci senaryoda görüldü. Power-arm kullanımının molarların istenmeyen devrilme hareketini ve mezio-palatinal rotasyonunu arttırdığı bulundu. Benzer bir şekilde mezializasyon esnasında bukkal bölgeden ataşman kullanımı molar dişin mezio-palatinal rotasyonunu arttırdı. Sonlu elemanlar analizi metoduyla kuvvetin uygulandığı ilk anda veya çok kısa bir zaman diliminde oluşan değişiklikler üzerinden bulgular değerlendirebilmektedir. Ayrıca ağız içerisinde gerçekleşen tüm kuvvet sistemlerinin, gerçekleşen ısı değişimi ve fizyolojik olayların sonlu elemanlar analizi ile in vitro olarak taklit edilmesi mümkün değildir. Bu yüzden sonlu elemanlar analizinde elde edilen sonuçların detaylı klinik çalışmalarla doğrulanması gerekmektedir. Bu sebeple çıkarılan sonuçlar dikkatli değerlendirilmelidir.

Abstract:
The aim of this study was to evaluate and comment on the effects of conventional attachment angles and power-arm application on the mesialization movement of maxillary molars using finite element analysis. To create the patient anatomical model in our research, a finite element model was created using the anatomical model of a 22-year-old adult male obtained from an anatomagraphic database developed from Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) data. The upper jaw (maxilla) model of the male skull and teeth were downloaded in STL format as part of a free and open access (without the need for ethics committee approval) project at the University of Tokyo (BodyParts). In total, the effects of 2 consecutive clear aligners providing 0.25 mm mesialization per aligner in 8 different scenarios were evaluated: No attachment, vertical rectangular conventional attachment, 45 degree angled rectangular conventional attachment, horizontal rectangular conventional attachment, power arm only, vertical conventional rectangular attachment and power- arm, 45 degree angled conventional rectangular attachment and power-arm, horizontal rectangular conventional attachment and power-arm. For all scenarios, tooth number 5 was considered extracted in the patient's anatomical tooth model and the attachment type was designed as rectangular attachment (dimensions; 3 mm height, 2 mm width, 1 mm thickness) and power arm length was designed as 6 mm and 200 gram (1.96 N) force was applied. In all scenarios, mesialization of the first molars occurred as uncontrolled tipping. As a result of the study, there was evidence that the use of attachments with clear aligners increased the control of movement, although no body movement was achieved. The most tipping control was seen in the second scenario using vertical attachments. The use of a power-arm increased the undesirable tipping movement and mesio-palatinal rotation of the molars. Similarly, the use of buccal attachments during mesialization increased the mesio- palatinal rotation of the molar. With the finite element analysis method, we can evaluate our findings based on the changes that occur at the first moment of force application or in a very short period of time. In addition, it is not possible to simulate all the force systems, heat exchange and physiological events that occur in the mouth in vitro with finite element analysis. Therefore, the results obtained in finite element analysis should be confirmed by detailed clinical studies. Therefore, the conclusions drawn should be evaluated with caution.