Aşırı mandibula ilerletmelerinde total TME alloplastik protezin kondil/ramus CR-CO komponentinin iki farklı dizaynının sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi

Abstract

Temporomandibular eklem hastalıkları(TME) ve dentofasiyal deformiteler maksillofasiyal cerrahinin teşhis ve tedavi açısından en karmaşık hastalıklarından olup, sıklıkla birbirleriyle neden-sonuç ilişkisi gösterirler. Bu hastalıkların teşhisinde her iki durum dikkatli bir şekilde incelenmeli ve tedavi planlaması bu çerçevede yapılmalıdır.Günümüzde fizik tedavi, psikoterapi ve medikal tedaviyle tedavi edilemeyen şiddetli TME hastalıklarının cerrahi tedavi seçenekleri içerisinde total eklem replasmanı (TER) cihazları yerini almıştır. Retrognatik mandibulası olan hastalarda cerrahi tekniklerin endike olduğu TME hastalıkları birlikte görüldüğünde, bu hastalara özel tasarlanmış TER cihazlarıyla TME hastalığı ve mandibular yetersizlik tek bir cerrahi girişimle başarılı bir şekilde tedavi edilebilmektedir.Bu protezlerin tasarımı kişiden kişiye değişmekle birlikte genel hatlara ışık tutabilecek iki farklı tasarıma sahip TER cihazı SEA ile incelenmiş ve bu cihazların bileşenlerinde ısırma kuvveti nedeniyle oluşan stresler değerlendirilmiştir.Çocukluk döneminde bilateral kondil fraktürü nedeniyle mandibula retrognatisi gelişen 56 yaşındaki bayan hastanın yüz bölgesi BT ile DICOM formatında görüntülenmiştir. Bilgisayarlı Tomografi (BT) ile elde edilen görüntüler Mimics 10.0 (Materialize NV) yazılımı ile nokta bulutuna çevrilerek stereolithography (STL) dosyası olarak kaydedildi. Daha sonra bu datalar Geomagic Studio 12 (Geomagic Inc. North Carolina) yazılımı ile gerekli düzeltme ve yenileme işlemlerinden sonra 3B katı model elde edildi. Çizimleri SolidWorks (Dassault Systèmes, SolidWorks Corporation) yazılımında yapılan protez ve ilave parçaları ile hazırlanan çene ve kafa modeli montaj edilerek analiz için 3B montaj modeli hazır hale getirildi. Hazırlanan 3D montaj modelleri parasolid.x_t uzantısında kaydedilerek Ansys Workbench 19 (Ansys Inc.Pensilvanya) yazılımıyla analiz işlemi yapılmıştır.. Sonuçlar genel olarak yorumlandığı zaman Test 1 durumu için protez üzerinde oluşan gerilmeler Test 2 durumu için oluşan gerilmelerden bütün yükleme durumlarında daha küçük olduğu, üst bağlantı parçasının ise bu yükleme durumlarında dayanıklı olduğu, üst bağlantı parçası vidalarının ise gerilme açısından 220 N da dahi herhangi bir hasara maruz kalmayacağı, protez çene kemiği bağlantı vidalarında ise en büyük problemin yaşandığı, özellikle çene kemiğinin kırılgan yapısı ve düşük çekme dayanımı dikkate alındığında bu tür bir protezin uygulanmasında kritik bölge olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca fossa komponentinin 200 N ve daha yüksek kuvvetlere sürekli maruz kalması durumunda bu parçada deformasyonlar oluşabileceği görülmüştür.Gerek gerilme dağılımları, gerekse ergonomiklik ve çene anatomisine uygunluk açısından Test 1 modelinin daha uygun olduğu, 200 N çiğneme kuvvetine dayanabileceği tespit edilmiştir.

Temporomandibular joint diseases (TMJ) and dentofacial deformities are one of the most complex diseases of maxillofacial surgery in terms of diagnosis and treatment, and often have a cause-effect relationship with each other. For diagnosis of these pathologies, both conditions should be carefully examined and treatment planning should be done within this framework.Nowadays, total joint replacement (TJR) devices have been replaced by surgical treatment options for severe TMJ diseases that cannot be treated with physical therapy, psychotherapy and medical treatment. In patients with retrocephalous mandibular disease, when TMJ diseases are indicated, surgical treatment of these patients can be successfully treated with only one surgical procedure.The design of these prostheses has been examined by SEA, which has two different designs that can shed light on the general lines, and the stresses caused by the bite force in the components of these devices were evaluated.CT DICOM data of a 56-year-old female patient who developed mandibular retrognathia due to bilateral condylar fractures in childhood was used in our study. Images obtained by computed tomography (CT) were recorded as stereolithography (STL) files by turning them to point cloud with Mimics 10.0 (Materialize NV) software . Afterwards, these data were obtained with Geomagic Studio 12 (Geomagic Inc. North Carolina) software and after the correction and renewal processes, a 3D solid model was obtained. The design of prosthesis and additional parts was made in SolidWorks (Dassault Systèmes, SolidWorks Corporation) software and prepared for analysis. The 3D models were recorded in a parasolid.xt extension file and analyzed with Ansys Workbench 19 (Ansys Inc.Pennsylvania) software.While the results are interpreted in general, the stresses on the prosthesis for the Test 1 condition are smaller than the stresses occurring for the Test 2 condition in all loading situations, when the upper connecting part is durable in these loading situations and the upper connecting part screws will not be subjected to any damage even at 220N for stress. and the biggest problem in the prosthetic jaw bone connecting screws, especially the brittle structure and low tensile strength of the jaw bone is considered as a critical region in the application of this type of prosthesis. In addition, when the fossa component is continuously exposed to forces of 200 N and higher, deformations may occur in this part.It has been determined that Test 1 model is more suitable and can withstand 200N chewing force in terms of both stress distributions, ergonomics and jaw anatomy.