Temporomandibular eklem protezlerinin biyomekanik olarak incelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, total eklem protezi uygulanan eklemlerde ısırma sırasında temporomandibular eklem (TME) protezi ve kontralateral TME kompleksinde oluşan stresin sonlu elemanlar analizi ile değerlendirilmesidir. Çalışmada, standart bir total TME protezi kullanılarak bilgisayar ortamında 3 boyutlu bir eklem protezi modeli elde edildi. Bu model, BT görüntülerinden yine bilgisayar ortamında elde edilen 3 boyutlu mandibula modeline, gerçek TME replasmanına benzer şekilde entegre edildi. Daha önceki çalışmalarda kullanılan değerler örnek alınarak, modellere anatomik kas yapışıklık noktalarından çene kapatıcı kuvvetler uygulandı. Isırma esnasında eklem protezi ve kontralateral sağlıklı ekleme iletilen yükler sonlu elemanlar analizi yöntemiyle hesaplandı. Eklem protezi yerleştirilmeden önce, mandibular kondile gelen maksimum stres 252,697 N/mm2, diskin maruz kaldığı stres 5,418 N/mm2 olarak tespit edildi. Tek taraflı eklem protezi yerleştirildiğinde kondil protezinde oluşan maksimum stres 792,681 N/mm2 olarak bulundu. Fossa protezi ayrı olarak incelendiğinde stresin en çok fiksasyon vidalarının olduğu bölgede yoğunlaştığı görüldü (46,7817 N/mm2). Kondil protezinin mandibular ramusa fikse edildiği alanda vida ile fiksasyon yapılan bölgede maksimum stresin 40,4964 N/mm2 olduğu gözlendi. Protez yerleştirilmemiş taraftaki kondilde oluşan stres 268,908 N/mm2 iken, diskte oluşan maksimum stres değeri 8,35773 N/mm2 olarak ölçüldü. Her iki tarafa da eklem protezi yerleştirildiğinde protezlerde oluşan maksimum stres 800,6 N/mm2 olarak ölçüldü. Fossa protezinde oluşan maksimum stresin ise yine fiksasyon vidalarının bulunduğu bölgede oluştuğu görüldü (47,2067 N/mm2). Kondil protezinin mandibular ramusa fikse edildiği alanda vida ile fiksasyon yapılan bölgede maksimum stresin 53,32856 N/mm2 olduğu gözlendi. Sonuç olarak, bilateral total TME protezi yerleştirilen eklemlerde, ısırma kuvvetleri karşısında kondiler protezde sağlıklı ekleme göre daha fazla stres oluştuğu tespit edilmiştir. Tek taraflı TME protezi yerleştirildiğinde ise, hem protez olan tarafta hem de karşı taraf TME kondil ve diskinde protez yerleştirilmeden öncekine göre daha fazla stres oluştuğu tespit edilmiştir.

The purpose of this study was to evaluate the stress in the temporomandibular joint (TMJ) prosthesis and contralateral TMJ that occurs with biting forces using finite element analysis. A standard TMJ implant was used to create a 3 dimensional model by computer. This model was integrated to a mandible model which created by computer by using computerized tomography images, similar to real TMJ replacement procedure. At the anatomical muscle attachment regions, masticatory loads that have previously determined in literature were applied to the model. The loads transmitted to the TMJ prosthesis and contralateral healthy joint was evaluated by means of finite element analysis. At the model without TMJ prosthesis, maximum von Misses stress was found to be 252,697 N/mm2 at the condyle and 5,418 N/mm2 at the disc. At the model with unilateral TMJ prosthesis, maximum stress at the joint prosthesis was found to be 792,681 N/mm2. When the fossa prosthesis was determined separately, maximum stress was observed especially at the fixation screws region (46,7817 N/mm2). At the contralateral healthy side, maximum stress was found to be 268,908 N/mm2 at the condyle and 8,35773 N/mm2 at the disc. At the model in which bilateral TMJ prosthesis was applied, maximum stress was found to be 800,6 N/mm2 at each side. At the fossa prosthesis maximum stress was determined as 47,2067 N/mm2 and observed at the region of fixation screws. At the region where condylar prosthesis was fixed to the ramus maximum stress was observed as 53,32856 N/mm2. In conclusion, at the TMJs with bilaterally total TMJ prosthesis, higher stress levels were evaluated after the application of incisal bite force. At the TMJ model with unilateral total TMJ prosthesis, increased stress values was observed at the disk and the condyle of the contralateral healthy TMJ.