Mandibuler lateral defektlerde kilitli ve kilitsiz plak ve vida sistemlerinin üç boyutlu modelleme ve sonlu elemanlar analizi ile değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı,değişen uzunlukta lateral mandibula defektlerinde konvansiyonel ve kilitli plak sistemi dizaynlarının kemik, vida ve plak sistemleri üzerinde oluşan stres dağılımına etkisini analiz edip karşılaştırmaktır.Katı matematiksel mandibula modeli üç boyutlu sonlu elemanlara bölünerek oluşturuldu. Modellere iki farklı boyutta rezeksiyon uygulanarak 2.4 mm'lik iki farklı biyomekanik dizayndaki rekonstrüksiyon plakları yerleştirildi. Doğal kas kuvvetleri ve kas vektörleri taklit edilerek modellere kuvvetler uygulandı. Üç boyutlu sonlu elemanlar analizi gerçekleştirildi.Konvansiyonel sistemin uygulandığı modellerde kemik ve vidalar üzerinde biriken yüklerin daha fazla olduğu görüldü. Bu yüksek stresin özellikle kilitsiz sistemde daha çok proksimal segment tarafında oluştuğu gözlendi. Bunların yanında kilitli sistem uygulanan modellerde konvansiyonel sisteme göre kemik yüzeyindeki streslerin daha homojen dağıldığı ancak kilitli sistemde plak ortasında biriken yüklerin rezeksiyon uzunluğu arttıkça belirgin olarak arttığı saptanmıştır.Sonlu elemanlar analizi göstermektedir ki fonksiyonel yükler altında standart rekonstrüksiyon plağı kullanımıyla kemikteki elemanlar üzerinde çok fazla kuvvet oluşmaktadır. Bu yüzden kilitsiz sistem kullanımıyla biriken streslerin kemik rezorpsiyonuna yol açabileceği ve sonrasında da vida kaybına neden olabileceği göz önünde bulundurulmalıdır. Bunun yanında kilitli sistem kullanımıyla da özellikle büyük boyuttaki segmental rezeksiyonlarda plak ortasında kırılma yaşanabileceği düşünülebilir.Bu çalışmanın sonuçlarına göre rezeke çenelerin rekonstrüksiyonunda kilitli vida-plak sistemlerinin özellikle 25 mm kadar küçük defektlerde kullanımının avantajlı olacağı düşünülmektedir.

The purpose of this study is to analyse and compare stess distrubiton on bone screws and plate systems in locking and non-locking screw-plates design with two different size of lateral mandibular defects.Solid mathematical model of the mandible was created by three dimensional finite elements analysis and two different lenght lateral resection was performed on model. Models were reconstructed with two different reconstruction plate system including three 2.4 mm titanium screws. Then resected bone lenght varied. Realistic mastication force was applied by simulating natural muscles vectors. The effects of plate-screw types to the stress formation on bone and hard-ware systemwere evaluated and compared.The stress values of the cortical bone, plate and screw system of the conventional plate model was higher than the locking system model. The highest stress values were measured in the proximal segment especially in conjuction with convansional screw system. Furthermore, in use with locking system, the distribution of the stress on bone surface more homogeniously in both defect size. On the other hand in locking system, plates can subjected to much excessive force related with increasing defect size.In the use of standard reconstruction plate, the results of the finite element analysis revealed increased stress resulting from the simulated functional loadings. Possible clinical consequences could be loss of bone and gradual loosening of the osteosynthesis screws. Besides this, in large defect size a fatigue fracture of the plate itself can be occured by using locking system.On the bone surface, the amount of stress was less than conventional system and stress spreads wider area. It is evident that in the reconstruction model, the use of locking system offer an additional advantage over the conventional system particularly in small (25 mm) defects.