Dijital ortamda üretilen farklı hızlı üst çene genişletme apareylerinin değişkenliklerinin değerlendirilmesi
Evaluation of variables of different rapid upper jaw expansion appli̇ances manufactured in a digital environment
Yazar: NURULLAH CİHANER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ PELİN ACAR ULUTAŞ
Altınbaş Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Ortodonti Ana Bilim Dalı / Ortodonti Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Alveolar kenar artırılması = Alveolar ridge augmentation ; Maksilla = Maxilla ; Ortodontik aygıtlar = Orthodontic appliances ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Çene = Jaw

Özet:
Bu çalışmada dijital ortamda tasarlanan Hyrax apareyinin farklı metal tuzları kullanılarak bilgisayar destekli tasarım (CAD) ve bilgisayar destekli üretim (CAM) yöntemiyle 3 boyutlu olarak iş akışını ortaya koyarak üretilmesi, aktivasyon sonrası apareyde üst çenede ve dişlerde oluşabilecek stres ve yer değiştirmelerin sonlu elemanlar analiziyle ölçülerek değerlendirilmesi amaçlanmıştır.
Ortodonti pratiğinde tam dijitalizasyondan sonra yapılması gereken iş akışını ortaya koyup fiziksel dökümlere ihtiyaç duymadan doğrudan basılmış bir metal apareyin adım adım üretilme prosedürünü sunarak dünyada geçerli son teknolojilerin bire bir uygulanabilmesi için öncülük etmeyi amaçlayan bu çalışmada, fantom çene modelinin üç boyutlu tarayıcılar ile taranmasıyla stereolitografik model oluşturulmuş ve dijital sisteme kaydedilmiştir. Oluşturulan sanal model üzerinde dijital olarak tasarlanan Hyrax apareyi, paslanmaz çelik, krom-kobalt ve titanyum kullanılarak dijital ortamda üretilmiş ve aparey üzerinde gerçek vida aktivasyonu simüle edilmiştir. Klinik pratiğindeki ilk vida aktivasyonunu temsil eden ilk 2 tur çevrilerek elde edilen 0,5 mm'lik genişleme ile 20 tur çevirme sonucunda 5 mm'lik genişletme elde edildiğinde apareylerde oluşan stresler ve yer değiştirmeler ile modellerde oluşan yer değiştirmeler matematiksel bir stres analiz yöntemi olan sonlu elemanlar analizi ile hesaplanmıştır. 
Apareylerde 0,5 mm ve 5 mm transversal genişlik oluşturulduğunda oluşan von Mises stresler en fazla krom-kobalt içerikli apareyde (1547,9 MPa), en az ise titanyum içerikli apareyde (209,6 MPa) görülmüştür. Bu transversal genişliklerde apareyin deformasyonuna bağlı yer değiştirmeler en fazla krom-kobalt içerikli apareyde (4,0827 mm), en az ise paslanmaz çelik içerikli apareyde (0,27768 mm) meydana gelmiştir. Sanal modeldeki yer değiştirmelere bakıldığında anteriordan posteriora doğru azalma görülmektedir ve dişler arası en fazla yer değiştirme anterior bölgede ve krom-kobalt apareyde (0,86795 mm), en az yer değiştirme posterior bölgede paslanmaz çelik apareyde (0,13231 mm) görülmüştür. 
Sonuç olarak, çalışmamızda HÜÇG tedavisinde yapılan transvers genişletme esnasında en az von Mises stres titanyum içerikli apareyde meydana gelmiştir. Maliyet ve üretime bağlı sorunlar aşılabilirse, genişletme tedavilerinde titanyumdan üretilen apareyler kullanılabilir. Dijital aparey üretimi, tasarım çeşitliliğinin yanı sıra seçilen malzemenin biyouyumluluğu ve dayanıklılığının geliştirilmesi ile birlikte daha etkili apareylerin üretilmesi için büyük bir potansiyel sunmaktadır. Bu deney ile dijital ortamda üretilen hyrax apareyinde kullanılan titanyum içerikli materyalin başarılı bir şekilde üretilebileceği ilk kez gösterilmiştir. 

Anahtar Kelimeler: Transversal Üst Çene Yetersizliği, Hızlı Üst Çene Genişletme, Hyrax Apareyi, Dijital Ortodonti, Sonlu Elemanlar Analizi.

Abstract:
In this study, it is aimed to produce the hyrax appliance designed with using different metal alloy in digital environment by computer aided design (CAD) and computer aided manufacturing (CAM) method by revealing the workflow step by step and to measure the stress and displacements that may occur in the maxilla and teeth after activation by finite element analysis.
This study which is aim to pioneer the application of -the latest technologies in the world, the step-by-step procedure of producing a directly printed metal appliance without the need for physical castings is presented, revealing the workflow that should be done after full digitalization in orthodontic practice. A stereolithographic model was created by scanning the phantom jaw model with three-dimensional scanners and recorded in the digital system.
The Hyrax appliance, which was designed digitally on the created virtual model, was produced digitally using stainless steel, chromium-cobalt and titanium, and real screw activation was simulated on the appliance. Representing the first screw activation in clinical practice, 0,5 mm widening was obtained by turning the first 2 turns, and 5 mm widening was created as a result of 20 turns. The stresses and displacements in the appliances and the displacements in the models were calculated with finite element analysis, which is a mathematical stress analysis method.
When 0,5 mm and 5 mm transversal widths were created in the appliances, the von Mises stresses were highest in the chromium-cobalt-containing appliance (1547,9 MPa), and the least in the titanium-containing appliance (209,6 MPa). In these transversal widths, the displacements due to the deformation of the appliance occurred the most in the chromium-cobalt-containing appliance (4,0827 mm), and the least in the stainless steel-containing appliance (0,27768 mm). When looking at the displacements in the virtual model, there is a decrease from anterior to posterior, with the highest displacement in the anterior region and the chromium-cobalt appliance (0,86795 mm), the least displacement in the posterior region in the stainless steel appliance (0,13231 mm).
As a result, in our study, von Mises stress occurred at least in the titanium-containing appliance during transverse expansion in the treatment of RME. If the problems related to cost and production can be overcome, appliances made of titanium can be used in expansion treatments. Digital appliance production offers great potential for the production of more effective appliances, with the improvement of the biocompatibility and durability of the selected material, as well as the diversity of designs. With this experiment, it has been shown for the first time that the titanium-containing material used in the digitally produced hyrax appliance can be successfully produced.

Keywords: Transverse Maxillary Deficiency, Rapid Maxillary Expansion, Hyrax Appliance, Digital Orthodontics, Finite Elements Analysis.