Mandibular subkondil kırıklarının farklı tiplerdeki titanyum plak ve karbon fiberle güçlendirilmiş polietereterketon plak sistemleriyle fiksasyonunda plaklar ve çevre dokularda oluşan streslerin ve fiksasyon stabilitesinin üç boyutlu sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi
Three-dimensional finite element analysis of plate and adjacent bone stresses and fixation stability in the fixation of mandibular subcondylar fractures using titanium and carbon fiber–reinforced peek plate systems
- Tez No: 1024056
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YELİZ KILINÇ
- Tez Türü: Diş Hekimliği Uzmanlık
- Konular: Diş Hekimliği, Dentistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Diş Hekimliği Fakültesi
- Ana Bilim Dalı: Ağız, Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın amacı, mandibular subkondil kırıklarının fiksasyonunda karbon fiberle güçlendirilmiş PEEK'in (KFG-PEEK) etkinliğinin, titanyum ile karşılaştırılması ile elde edilen çıkarımların klinik çalışmalara yol gösterici olması ve ideal plak malzemesinin bulunması hakkında yardımcı olabilmektir. Çalışmamızda, mandibular subkondil kırıklarının internal fiksasyonunda kullanılan üç farklı üç boyutlu plak geometrisinin (lambda, rombik ve trapezoid) ve iki farklı materyalin (titanyum ve KGF-PEEK) biyomekanik performansı, üç boyutlu sonlu elemanlar analizi ile karşılaştırılmıştır. Erişkin bir mandibulaya ait KIBT verileri 3DSlicer ve SpaceClaim kullanılarak segmentlenip modellenmiş, Workbench'te ağ yapıları oluşturularak LS-DYNA ile lineer statik çözümler elde edilmiştir. Kortikal (2 mm) ve trabeküler kemik bileşenleri ile KLS Martin kataloğuna göre modellenen lambda, rombik ve trapezoid plaklar (1 mm) ve vidalar (Ø 2 mm; 6 mm) kullanılmış; malzemeler homojen, izotropik ve lineer elastik olarak tanımlanmıştır. Kondil bölgesi üç eksende kısıtlanmış; kontralateral birinci molara 250 N ve insizal bölgeye toplam 120 N statik dikey yük uygulanmıştır. Sonuç değişkenleri, plâk ve vidalarda von Mises gerilmeleri; vida çevresi kortikal/spongiyoz kemikte Pmax–Pmin; kırık hattı süperior-inferior uçlar arası yer değiştirme olarak değerlendirilmiştir. KFG-PEEK, plak-vida ve çevre kortikal/spongiyöz kemikte genel olarak daha düşük gerilme stresleri oluşturmuştur. Buna karşılık interfragmenter stabilite açısından titanyum, özellikle lambda geometride, daha düşük yer değiştirme ile üstünlük göstermiştir. Plak ve vidalarda en düşük von Mises gerilme değerleri lambda plakta gözlemlenirken, en yüksek değerler rombik plakta kaydedilmiştir. von Mises streslerinin tüm modellerde kırık hattına yakın proksimal ve süperior bölgelerde yoğunlaştığı saptanmıştır. Kortikal ve spongiyoz kemikteki Pmax ve Pmin değerleri, KGF-PEEK ve titanyum için her iki yükleme koşulları altında en düşükten yükseğe rombik, lambda ve trapezoid plak olarak sıralanmıştır. Pmax stresleri kortikal ve spongiyoz kemikte kırık hattının süperiorunda sigmoid çentiğe komşu alanda, Pmin ise posterior ramusa komşu alanda yoğunlaşmıştır. Mevcut çalışmanın sonuçlarına göre titanyum ve KFG-PEEK plak/vida sistemleri subkondiler mandibula kırıklarında yeterli stabilite sağlamakla birlikte, KFG-PEEK'in kemiğe yakın elastisite modülü sayesinde yükü daha fizyolojik biçimde kemiğe aktardığı, implant üzerinde daha düşük von Mises gerilmeleri oluşturduğu ve kemikte daha homojen stres dağılımı sağladığı görülmüştür. Bu durum, titanyum sistemlerde saptanan daha yüksek stres değerlerine bağlı olarak ortaya çıkabilecek plak/vida kırığı, deformasyon, gevşeme, lokal kemik rezorpsiyonu ve mikroyapısal hasar risklerinin KFG-PEEK ile daha düşük olabileceğini düşündürmektedir. Gelecekteki çalışmalar, biyomekanik testler ve prospektif klinik sonuçlarla doğrulanan; hastaya özgü değişkenleri (örneğin kemik kalitesi ve kırık desenleri), dinamik yüklemeyi ve vida gevşemesi gibi uzun dönem fiksasyon komplikasyonlarını da kapsayan daha kapsamlı yaklaşımlara odaklanarak materyal-geometri seçimini geliştirmelidir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study was to evaluate the effectiveness of carbon fibre–reinforced PEEK (CFR-PEEK) in the fixation of mandibular subcondylar fractures by comparing it with titanium, thereby providing insights that may guide future clinical studies and contribute to identifying the ideal plate material. In this study, the biomechanical performance of three different plate geometries (lambda, rhomboid, trapezoidal) and two materials—titanium and CFR-PEEK—used for internal fixation of mandibular subcondylar fractures was compared using three-dimensional finite element analysis. Cone-beam computed tomography (CBCT) data from an adult mandible were segmented and modelled using 3D Slicer and SpaceClaim; meshing was performed in Workbench, and linear static solutions were obtained in LS-DYNA. Cortical (2 mm) and trabecular bone components were modelled, and lambda, rhomboid and trapezoidal plates (1 mm) and screws (Ø 2 mm; 6 mm) were designed in accordance with the KLS Martin catalogue; all materials were defined as homogeneous, isotropic and linearly elastic. The condylar region was constrained along three axes; static vertical loads of 250 N were applied to the contralateral first molar and a total of 120 N to the incisal region. Outcome variables included von Mises stresses in the plates and screws, Pmax–Pmin values in the peri-screw cortical and cancellous bone, and displacement between the superior and inferior endpoints of the fracture line. Overall, CFR-PEEK generated lower stress levels in the plate–screw system and the surrounding cortical and cancellous bone. However, in terms of interfragmentary stability, titanium—particularly with the lambda geometry—demonstrated superiority through reduced displacement. The lowest von Mises stress values in the plates and screws were observed with the lambda plate, whereas the highest values were recorded with the rhomboid plate. In all models, von Mises stresses were found to concentrate in proximal and superior regions close to the fracture line. In both cortical and cancellous bone, Pmax and Pmin values under both loading conditions were ranked from lowest to highest as rhomboid, lambda and trapezoidal plates for both CFR-PEEK and titanium. Pmax stress concentrated in the area superior to the fracture line adjacent to the sigmoid notch, whereas Pmin values concentrated adjacent to the posterior ramus. Based on the findings of the present study, both titanium and CFR-PEEK plate–screw systems provide adequate stability for subcondylar mandibular fractures; however, owing to its elastic modulus being closer to that of bone, CFR-PEEK appears to transfer loads to bone in a more physiological manner, generate lower von Mises stresses within the implant, and provide a more homogeneous stress distribution within bone. This suggests that the risks of plate/screw fracture, deformation, loosening, local bone resorption and microstructural damage—which may arise secondary to the higher stress values observed in titanium systems—could be lower with CFR-PEEK. Future studies should further refine material–geometry selection by focusing on more comprehensive approaches validated through biomechanical testing and prospective clinical outcomes, incorporating patient-specific variables (e.g., bone quality and fracture patterns), dynamic loading, and long-term fixation-related complications such as screw loosening.
Benzer Tezler
- Farklı yüz-iskelet yapısına sahip bireylerde mandibuler simfizin alan ve boyutlarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
BESTE BERKSÜ
- Edgewise ve Begg teknik yöntemleri ile tedavi edilen vakalarda yüzün dik yön boyutlarında görülen değişiklikler
Başlık çevirisi yok
HAKAN GÖGEN
- Naproksenin postoperatif dentoolveoler ağrıya olan analjezik etkisinin klinik olarak araştırılması
Başlık çevirisi yok
FATMA BULAT
Doktora
Türkçe
1987
Diş HekimliğiAnkara ÜniversitesiAğız, Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELAHATTİN OR
- Foramen mandibulae ve foramen metale'nin ortopantomografide lokalizasyonlarının tesbiti ve farklı yaş gruplarına göre incelenmesi
Başlık çevirisi yok
SAMİH DİYARBAKIR
- Palatal mukoza ve deri greftlerinde xenon (133xe) klirens yöntemi ile kan akımının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
US HAKAN
Doktora
Türkçe
1989
Diş HekimliğiHacettepe ÜniversitesiAğız, Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARAZ KENAN