ABDULKERİM İLGÜN, Hasan Hüsnü KORKMAZ, Sıddık MALKOÇ, Faruk Ayhan BAŞÇİFTÇİ

İnsan mandibulasında sonlu elemanlar metodu kullanılarak gerilme analizi yapılması

Bu çalışmada, sonlu elemanlar metodunun biyomekanikte kullanıldığı bir durum için, modelin hazırlanmasının temel aşamaları ve elde edilen sonuçların geçerliliğinin tartışılması amaçlanmıştır. Bir insan mandibulasının sonlu elemanlar programında gerilme analizini yapmak için bilgisayar modeli hazırlanmıştır. Bu amaçla 22 yaşındaki bir erkek mandibulasının bilgisayarlı tomografisi (CT) alınmış, elde edilen görüntüler bilgisayar ortamına aktarılmış ve mandibulanın 3 boyutlu sonlu elemanlar modeli hazırlanmıştır. Çalışmada modelin hazırlanmasında izlenen adımlar detaylı olarak verilmiştir. Sonlu elemanlar metodu (FEM) ile analizde, mandibulanın kabuk ve tuğla-solid elemanlar kullanılarak elde edilen modelleri ile yapılan gerilme karşılaştırması da verilmiştir. Bu modeller değerlendirildiğinde solid ve kabuk elemanlarla yapılan modellerin yaklaşık aynı mekanik davranışı yansıttığı belirlenmiştir. Kabuk elemanlarla hazırlanan modelin kolay elde ediliyor olması nedeniyle daha kullanışlı olduğu görülmüştür.

Stress analysis of human mandible with the use of finite element method

In this study use of the finite element method in biomechanics, and an explanation of basic steps of preparing a FEM model of a mandible, a discussion of the validity of results is the objective. A computer FEM model of a mandible is prepared from a real human mandible and stress analysis was conducted. For this purpose CT sections of the mandible of a 22 year old male was obtained and the images were scanned and transferred to the computer. In the study the steps of preparing a FEM model of a human skeleton is explained in detail. By using them a 3 D model of the mandible prepared. One of the models is prepared with solid elements; the other is prepared with shell elements. The same loadings were applied to both of them. The results are compared and it is concluded that there is no important differences between them.

___

Baran İ., 1995, İki Tip Silindirik Endosteal İmpîant Alt Yapı Üzerine Hazırlanmış Üç Değişik Tüberkül Eğimli Kron Tasarımlarında Uygulanan Vertikal Kuvvetlerin Oluşturduğu Gerilmelerin FEM Yöntemi ile İncelenmesi; Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
Constanti, G, Guerrero, C., Rodriguez, A.M., Legan, H.L., 2001, Mandibular Widening by Distraction Osteogenesis; Jour. Clin. Ortho. 35:165-173,
Eskitaşcıoğlu, G., 1991, Doğal ve Protetik Restorasyonlu Dişlerde Farklı Sentrik Kontak Tiplerinde Oluşan Fonksiyonel Gerilmelerin Structural Analysis Program ile İncelenmesi; Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
Iseri, H. A., Tekkaya, E., Öztan, Ö., Bilgiç, S., 1998, Biomechanical Effects Of Rapid Maxillary Expansion On The Croniofacial Skeleton, Studied By The FEM; European Journal of Orthodonditcs, 347-356.
Küçükolbaşı, H., 2002, Farklı konumlarda yerleştirilen distraktörlerin aktive edildiklerinde oluşturdukları gerilmelerin sonlu elemanlar gerilme analizi yöntemi (FEM) ile değerlendirilmesi; Selçuk Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Ağız Diş Çene Hastalıkları ve Cerrahisi Anabilim Dalı, Doktora Tezi, Konya.
Samchukov, M.L., Cope, J.B., Harper, R.P., Ross, J.D., 1998, Biomechanical considerations of mandibular lengthening and widening by gradual distraction using a computer model; J Oral Maxillofac Surg. 56:51-59,.
Tanne, K., Hiraga, J., Kuniaki, K., Yoshiaki, Y., Sakudo, M. 1989, Biomechanical effect of anteriorly directed extraoral forces on the craniofacial complex. A study using the finite element method; Am. J. Orthop. and Dentofac. Orthop.; 95-200-7
Vollmer, D., Meyer, U., Ulrich, J., Vegh, A., Piffko, J., 2000, Experimental and Finite Element Study of a Human Mandibula; Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery ,91-96.
ANSYS, rev 5.5 program, Cybernet System, Tokyo, Japan