Fatih MEDETALİBEYOĞLU, İrfan KAYMAZ, İlhan DAĞSUYU

HASTAYA ÖZEL MİNİ VİDA KULLANIMINDA OLASILIK ESASLI SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİNİN KULLANILMASI

Vücudun kayba uğrayan bir kısmını iyileştirmek için kullanılan implantlar, son günlerde medikal tedavi yöntemi olarak sıklıkla kullanılmaktadır. Fakat yapılan tedaviler ve yöntemler çoğunlukla hekimlerin tecrübeleri ve ameliyat sonrası vakalar değerlendirilerek geliştirilmektedir. Hekimlere yardımcı olmak ve ameliyat sonrası istenmeyen etkilerin bertaraf edilmesi amacıyla implantın ve yerleştirildiği bölgenin ameliyat öncesi ve sonrası etkileri günümüzde bilgisayar destekli programlar ile simüle edilebilmektedir. Yapılan çalışmalarda genellikle kemik katman kalınlığının, hasta kemik mekanik özelliklerinin dikkate alınmayışı ve tekil kuvvetlerin uygulanmasıyla, bu etkiler bilgisayar ortamında modellenerek implantın etkileri simüle edilmiştir. Bu çalışmada bahsedilen standart yaklaşımların aksine hastanın bilgisayarlı tomografi verilerinden yola çıkılarak birebir modeli elde edilmiştir ve değişen kemik kalınlıklarına bağlı olarak 3 farklı bölgeye mini vida yerleştirilerek en iyi konum için de bir değerlendirme yapılmıştır. Ayrıca, seçilen implantın ve kemiğin etki edecek kuvvetler altında davranışı sonlu elemanlar programı yardımıyla belirlenmiştir. Böylece ameliyat sonrası implantın davranışı ile ilgili bilgiler de ameliyat öncesi elde edilmiştir. Vücutta kullanılan implantların özelliği, implantın maruz kaldığı yükler ve kemiğin özelliği gibi parametreler doğaları gereği belirli bir istatistiksel dağılıma sahip rastgele değişkenlerdir. Bu çalışma kapsamında, kemik malzeme özelliği ve yüklemelerdeki varyasyonlar dikkate alınarak gerilme, şekil değiştirme gibi implantın davranışını gösteren sonuçlar rastgele değişkenler olarak elde edilerek değerlendirilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

-

Implants, which are used to heal any part of a body incurring loses, in recent days is often used as a method of a medical treatment. However, treatments and methods are frequently being developed based on the evaluation of postoperative cases and experience of doctors. Nowadays, in order to assist doctors and to eliminate postoperative adverse effects, preoperative and postoperative effects of implant and implant placed region can be simulated by computer based programs. In many studies, bone layer thickness and mechanical properties of bone are not taken into consideration but in this study these parameters are taken into account for simulating the effects on implant behavior. On the contrary to standard approaches, in this study, identical model is obtained on basis of patients computed tomography data and an assessment was made for best location depending on changing bone thicknesses by inserting mini screw to three different regions. Also the selected implant and behavior of bone under forces was determined using finite element method. So that information concerning behavior of implant after surgery was obtained before surgery. The parameters such as the properties of the implants used in the body, the forces acting on the implants and bone properties do not take a single value, rather they are random variables having a statistical distribution. Therefore, within the scope of this study, the results such as stresses and displacements that indicate the performance of the implant were obtained as random variables by considering the variations of the bone material properties as well as the load acting on the implant

Keywords:

Patient-Specific Implant Biomechanics,

PDF

___

Ammar, H.H., Ngan, P., Crout, R.J., Mucino, V.H. and Mukdadi, O.M., 2011. Three-dimensional modeling and finite element analysis in treatment planning for orthodontic tooth movement. American Journal of
Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 139 (1), e59-e Chong, W., 2002. Immediate loading. Implant Dentistry, 11 (4), 315-316.
Ditlevsen, O. and Madsen, H.O., 1996. Structural reliability methods, 178. Citeseer.
Easley, S.K., Pal, S., Tomaszewski, P.R., Petrella, A.J., Rullkoetter, P.J. and Laz, P.J., 2007. Finite element- based probabilistic analysis tool for orthopaedic applications. Computer methods and programs in biomedicine, 85 (1), 32-40.
Gracco, A., Cirignaco, A., Cozzani, M., Boccaccio, A., Pappalettere, Numerical/experimental analysis of the stress field around miniscrews for orthodontic anchorage. The European Journal of Orthodontics, 31 (1), 12-20. Kaymaz, I. and Sadeler, R., 2002. Mühendislik tasarımında olasılığa dayalı tasarım yöntemlerinin kullanımı. Makine Tasarım ve İmalat Dergisi, 4 (4), 248-2
Lin, C.-L., Yu, J.-H., Liu, H.-L., Lin, C.-H. and Lin, Y.-S., 20 Evaluation of contributions of orthodontic mini- screw design factors based on FE analysis and the Taguchi method. Journal of biomechanics, 43 (11), 2174-2181.
Lin, T.-S., Tsai, F.-D., Chen, C.-Y. and Lin, L.-W., 2013.
Factorial analysis of variables affecting bone stress adjacent to the orthodontic anchorage mini-implant with finite element analysis. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 143 (2), 182-1
Motoyoshi, M., Inaba, M., Ono, A., Ueno, S. and Shimizu, N., 2009a. The effect of cortical bone thickness on the stability of orthodontic mini-implants and on the stress distribution in surrounding bone. International journal of oral and maxillofacial surgery, 38 (1), 13-18.
Motoyoshi, M., Ueno, S., Okazaki, K. and Shimizu, N., 2009b. Bone stress for a mini-implant close to the roots of adjacent teeth-3D finite element analysis.
International journal of oral and maxillofacial surgery, 38 (4), 363-368. Önçağ, Uygulamalarında Temel Kavramlar. Ege Üni. Diş Hek. Fak. Derg, 31 (2), 61-68. Ortodontide Mini Vida Paik, C.-H., 2009. Orthodontic miniscrew implant: clinical applications. Elsevier Health Sciences.
Petrie, C.S. and Williams, J.L., 2007. Probabilistic analysis of peri‐implant strain predictions as influenced by uncertainties in bone properties and occlusal forces. Clinical Oral Implants Research, 18 (5), 611-6