Her üç boyutta hemimaksillaların genişleme modellerinin daha fazla analizi için, çeşitli bukkal osteotomi açıları ile klinik olarak gerekli miktarda genişletici aktivasyonu gerçekleştirebilen, cerrahi yardımlı hızlı damak genişlemesinin (SARPE) bir dizi yeni sonlu eleman modeli oluşturuldu.
İskelet olgunluğundaki hastalarda iskelet genişlemesini kolaylaştırmak için kemik direncini serbest bırakmak için cerrahi yardımlı hızlı damak genişletme (SARPE) tanıtıldı. Bununla birlikte, tüm SARPE hastalarının %7.52’sinde sol ve sağ taraflar arasında asimetrik genişleme bildirilmiştir ve bunların %12.90’ı düzeltme için ikinci bir ameliyat geçirmek zorunda kalmıştır. Asimetrik genişlemeye yol açan etiyolojiler belirsizliğini korumaktadır. Sonlu elemanlar analizi, maksillofasiyal yapılarda SARPE ile ilişkili stresi değerlendirmek için kullanılmıştır. Bununla birlikte, LeFort I osteotomi bölgelerindeki kemiğin çarpışması yalnızca belirli bir miktarda genişlemeden sonra meydana geldiğinden, bu mevcut modellerin genişleme miktarının nadiren 1 mm’yi aştığı göz önüne alındığında, mevcut modellerin çoğu kuvvet dağılımını tam olarak temsil etmemektedir. Bu nedenle, her üç boyutta hemimaksillaların genişleme modellerinin daha fazla analizi için klinik olarak gerekli miktarda genişletici aktivasyonu gerçekleştirebilecek yeni bir sonlu eleman modeli oluşturmaya ihtiyaç vardır. Koni ışınlı bilgisayarlı tomografiden (CBCT) üç boyutlu (3D) bir kafatası modeli Mimics’e aktarıldı ve maksiller kompleks, maksiller birinci küçük azı dişleri ve maksiller birinci azı dişlerini segmentlere ayırmak için matematiksel varlıklara dönüştürüldü. Bu yapılar yüzey düzleştirme, süngerimsi kemik ve periodontal ligament oluşturma için Geomagic’e aktarıldı. Maksiller kompleksin sağ yarısı daha sonra SolidWorks’te mükemmel simetrik bir model oluşturmak için tutuldu ve yansıtıldı. Bir Haas genişletici yapıldı ve maksiller birinci küçük azı dişlerine ve birinci büyük azı dişlerine bantlandı. Bukkal osteotomilerin farklı açılarda 1 mm açıklıklı çeşitli kombinasyonlarının sonlu elemanlar analizi Ansys’de yapıldı. Her iki tarafta istenen genleşme miktarı (toplamda en az 6 mm) elde edilene kadar yakınsama testi yapıldı. Bu çalışma, bukkal osteotomi açılanmasının SARPE’nin genişleme modellerini nasıl etkilediğini değerlendirmek için temel oluşturmaktadır.
Cerrahi yardımlı hızlı damak genişletme (SARPE), iskeletsel olarak olgun hastalarda maksiller kemik yapısını ve diş arkını enine genişletmek için yaygın olarak kullanılan bir tekniktir1. Ameliyat, bir LeFort I osteotomisi, bir orta palatal kortikotomi ve isteğe bağlı olarak pterygoid-maksiller fissür2’nin serbest bırakılmasını içerir. Bununla birlikte, sol ve sağ hemimaksilla3 ve dentoalveolar süreç bukkal devrilme/rotasyon4 arasındaki eşit olmayan genişleme gibi SARPE’den kaynaklanan istenmeyen genişleme paternleri bildirilmiştir, bu da SARPE’nin başarısızlığına yol açabilir ve hatta bazen düzeltme için ek ameliyatlar gerektirebilir5. Önceki çalışmalar, Le Fort I osteotomi bölgelerindeki kemik blokları arasındaki çarpışmalar, hemimaksillanın lateral genişlemesinin eşit olmayan direnç kuvvetine katkıda bulunabileceğinden, sirkum-maksiller osteotomilerdeki varyasyonun SARPE sonrası genişleme paterni 2,3’te önemli bir rol oynayabileceğini göstermiştir ve dentoalveolar süreç genişlerken kesiğin altındaki alveolar kenarlar içe doğru hareket ederken hemimaksillaların rotasyonuna katkıda bulunabilir 3, 4. Bu nedenle, farklı osteotomi yönlerinin, özellikle bukkal osteotominin, SARPE sonrası genişleme paternleri üzerindeki etkilerinin araştırılmasına ihtiyaç vardır.
SARPE sırasında kuvvet dağılımını değerlendirmek için çeşitli sonlu elemanlar analizi (FEA) modelleri oluşturulmuştur. Bununla birlikte, bu modellerde ayarlanan genleşme miktarı 1 mm’ye kadar sınırlıdır, bu da gerekli klinik miktarolan 6,7,8,9,10,11,12’nin çok altındadır. FEA modellerindeki yetersiz genişleme, SARPE sonrası sonuçların hatalı tahminlerine yol açabilir. Daha spesifik olarak, Chamberland ve Proffit4 tarafından bildirildiği gibi, osteotomi bölgesindeki kemikler arasındaki çarpışma, genişletici yeterince döndürülmezse gösterilemeyebilir, bu da gerçek klinik gerçeği yansıtmayabilir. Önceki modellerde inşa edilen sınırlı miktarda genişleme ile bu modellerin sonuç değerlendirmeleri stres analizine odaklanmıştır. Bununla birlikte, diş hekimliğinde FEA’nın stres analizi genellikle izotropik ve doğrusal elastik olarak ayarlanmış malzemelerin mekanik özellikleri ile statik yükleme altında gerçekleştirilir ve bu da FEA çalışmalarının klinik önemini daha da kısıtlar13.
Ayrıca, bu çalışmaların çoğu,osteotomi bölgesi 6,7,8,10,11,12’deki cerrahi aletin kalınlığını dikkate almadı ve genellikle sınır koşullarının bir parçası olarak kesiklerde sürtünmeyi sıfıra ayarladı. Bununla birlikte, bu ayar sert ve yumuşak dokular arasındaki temasları aşırı basitleştirir. Kuvvet dağılımını ve hemimaksillanın ortaya çıkan genişleme modelini önemli ölçüde etkileyebilir.
Bununla birlikte, sonlu elemanlar analizi (FEA) modelleri kullanılarak osteotominin SARPE sonrası asimetri üzerindeki etkisini araştıran mevcut hiçbir literatür yoktur. Mevcut tüm çalışmalar, osteotomilerin kafatasının her iki tarafında farklılık gösterebileceği klinik uygulamanın gerçekliğini yansıtmayan simetrik osteotomi paternleri6,7,8,9,10,11,12,14 olan modeller kullanmıştır. Asimetrik osteotomilerin SARPE sonrası asimetri üzerindeki etkisini inceleyen literatür eksikliği, ele alınması gereken önemli bir bilgi boşluğunu temsil etmektedir.
Bu nedenle, bu çalışmanın amacı, genişleme miktarı ve osteotomi boşluğu da dahil olmak üzere klinik koşulları gerçekten taklit edebilen yeni bir FEA modeli geliştirmek ve hemimaksillaların çeşitli osteotomi tasarımları ile her üç boyutta da genişleme modellerini araştırmaktır. Böyle bir yaklaşım, SARPE sonrası genişleme modellerinin altında yatan mekanik hakkında değerli bilgiler sağlayacak ve SARPE prosedürlerinin planlanması ve yürütülmesinde klinisyenler için yararlı bir araç olarak hizmet edecektir.
SARPE’deki bukkal osteotominin yönü, maksiller payanda bölgesinde aşağı inmeden önce burun açıklığından yatay bir kesim veya Betts2’de tarif edildiği gibi maksiller birinci azı dişine karşılık gelen payandaya doğru piriform kenardan rampalı bir kesim olabilir. Her iki durumda da, osteotomi, maksillanın elmacık sürecinin çok altına uzanır. Bununla birlikte, SARPE ile ilgili güncel FEA çalışmalarının çoğunda, piriform jant 6,7,12,14</sup…
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma, Amerikan Ortodontistler Derneği Vakfı (AAOF) Ortodonti Fakültesi Geliştirme Bursu Ödülü (CL için), Amerikan Ortodontistler Derneği (AAO) Tam Zamanlı Fakülte Bursu Ödülü (CL için), Pennsylvania Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi Joseph ve Josephine Rabinowitz Araştırmada Mükemmellik Ödülü (CL için), Ortodonti Bölümü’nden J. Henry O’Hern Jr. Pilot Bursu, Pennsylvania Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi (CL için) ve Uluslararası Ortodonti Vakfı Genç Araştırma Bursu (CL için).
Ansys | Ansys | Version 2019 | Ansys is a software for finite element analysis that can solve complicated models based on differential equations. The expansion results of different buccal osteotomy angles were analyzed through this software. |
Geomagic Studio | 3D Systems | Version 10 | Geomagic Studio is a software for reverse engineering that can generate digital models based on physical scanning points. This study built cancellous bone and periodontal ligaments through this software. |
Mimics | Materialise | Version 16 | Mimics is a medical 3D image-based engineering software that efficiently converts CT images to a 3D model. This study reconstructed a maxilla complex through the patient's DICOM images. |
SolidWorks | Dassault Systèmes | Version 2018 | SolidWorks is a computer-aided design software for designers and engineers to create 3D models. A Haas expander was designed and drawn through this software in this study. |