Farklı okluzyon tiplerinin temporomandibuler eklem üzerinde oluşturdukları fonksiyonel streslerin sonlu elemanlar stres analiz yöntemi ile incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada farklı okluzyon tiplerinin temporomandibular eklem üzerinde oluşturdukları fonksiyonel streslerin miktar ve lokalizasyonu incelenmiştir. İnceleme için bilgisayar destekli dizayn ve sonlu elemanlar stres analiz yöntemlerinden yararlanılmıştır. Mandibula ve temporomandibuler eklemin üç boyutlu modelleri hazırlanmış ve analize tabi tutulmuştur. Modelleme ve analizler Dual Pentium III 1 GHz bilgisayar ortamında ALGOR FEMPRO Versiyon 13 ve Pro/Engineer 2000/ kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Üç farklı okluzyon tipinde iki farklı kuvvet doğrultusunu (vertikal ve lateral) simüle eden altı farklı durum için modeller hazırlanmıştır. Kanin koruyucum okluzyon, grup fonksiyonu okluzyonu ve bilateral balanslı okluzyonda mandibulada karşılık gelen bölgelere 60 N vertikal ve lateral kuvvet uygulanmıştır. Anamodelde, mandibuler kondilde, artiküler diskte ve glenoid fossada oluşan stresler von Mises kriterlerine uygun olarak hesaplanmış ve çizimlere dönüştürülmüştür. Çalışmanın sonuçları: . Mandibuler kondil mandibulanın maruz kaldığı mekanik yükleri karşılama işlevi görür ve major stres trajektörlerinin birleşim yeridir. . Lateral kuvvetler altında her üç okluzyon tipinde de mandibuler kondilde oluşan streslerin dağılım ve miktarları oldukça benzerdir.Vertikal kuvvetler altında KKO'da mandibuler kondilde stres değerleri diğer iki okluzyon tipine göre daha yüksek oluşur. Aynı zamanda mandibuler kondilde oluşan stresin lokalizasyonu da mandibuler kondil boynuna doğru kayar. Mandibuler kondilde oluşan streslerin lokalizasyonu diğer iki okluzyon tipinde anteriorda, KKO'da posteriorda gerçekleşir. Artiküler disk TME'de şok absorbe edici bir rol oynamakta ve temporal kemiğe iletilen mekanik stresi azaltmaktadır. Artiküler diskin glenoid fossaya bakan üst sınırındaki stresler alt sınırdan daha düşük değerlerde oluşur. Artiküler diskte KKO durumunda vertikal kuvvetler altında diğer iki okluzyon tipine göre daha düşük, lateral kuvvetler altmda ise her üç okluzyon tipinde de yakın stres değerleri gözlenir. Glenoid fossada hem lateral hem de vertikal kuvvetler altmda her üç okluzyon tipinde de benzer stres dağılım ve miktarları oluşur. Her üç okluzyon tipinde de TME dokularında oluşan stresler medialde laterale oranla daha fazla yoğunlaşır. Her üç okluzyon tipinde lateral yönde uygulanan kuvvetler vertikal yönde uygulanan kuvvetlere oranla TME'de daha yüksek streslere neden olur. Kortikal kemikte oluşan stres miktarları trabeküler kemiğe göre daha yüksek değerlerde meydana gelir. Bu durum kortikal kemiğin stres absorbe etme yeteneğini, trabeküler kemiğin stres transfer etme yeteneğini gösterir.

In present study, the amount and localization of functional stresses that have been produced in temporomandibular joint by different types of occlusions are investigated. In evaluation, the computer aided design and finite element stress analysis methods have been used. Three dimensional models of mandible and temporomandibular joint have been modeled and analyzed. Modeling and analysis were performed with ALGOR FEMPRO Version 13 computer software and Pro/Engineering 2000/ in Dual Pentium III GHz computer environment. The models were prepared for six different situations and two different load directions (vertical and lateral) at three different occlusion types. Sixty N vertical forces were applied to corresponding alveolar sites in mutually protected occlusion, group function occlusion, and bilateral balanced occlusion. The stresses that occur are calculated according to von Misses criterions and converted to drawings. The conclusions of the study were: . Mandibular condyle holds up mechanical loads which the mandible exposed to and is a site of major stress trajectories. . The stress levels and distributions in the condyle are similar in all three types of occlusions at lateral forces. . In mutually protected occlusion, stress amounts in condyle are higher than other occlusion types under vertical forces. At the same time, the localization of the stress in condyle slides to condyler neck region. The localization of the stresses in condyle is in anterior at other two types of occlusions, while they are located in posterior at mutually protected occlusion. . Articular disc performs a shock absorbing role in TMJ, and reduces the mechanical stress transferred to temporal bone. 70The stress levels in superior border of articular disc facing glenoid fossa are lower in comparison to inferior border. At articular disc lower stress values were observed at vertical forces with mutually protected occlusion in contrast to other two types of occlusions, but under lateral forces similar stress values were observed in all three types of occlusions. The similar stress distributions and amounts were seen in glenoid fossa under both lateral and vertical forces at all three types of occlusions. The stresses observed in TMJ tissues were more concentrated on medial than lateral in all three types of occlusions. At all three occlusion types, lateral forces produce higher stresses in TMJ tissues in comparison to vertical forces. The stress amounts seen in cortical bone are at higher values in comparison to trabecular bone. This shows the stress absorbing ability of cortical bone, and stress transfer ability of trabecular bone.