Farklı dizaynlara sahip total alloplastik temporomandibular eklem protezlerinin fossa ve kondil/ramus komponentlerine gelen stres dağılımlarının sonlu elemanlar analizi ile incelemesi
Finite element analysis of stress distributions on the fossa and condyle/ramus components of total alloplastic temporomandibular joint prostheses with different designs
- Tez No: 983547
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERTAN YALÇIN
- Tez Türü: Diş Hekimliği Uzmanlık
- Konular: Diş Hekimliği, Dentistry
- Anahtar Kelimeler: temporomandibular eklem (tme), total eklem replasmanı (ter), sonlu elemanlar analizi (sea), alloplastik tme protezi, von mises gerilmesi, temporomandibular joint (TMJ), total joint replacement (TJR), finite element analysis (FEA), alloplastic TMJ prosthesis, von Mises stress
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Diş Hekimliği Fakültesi
- Ana Bilim Dalı: Ağız, Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Bu çalışmanın amacı, farklı dizaynlara sahip dört total alloplastik temporomandibular eklem (TME) protez modelinin fossa ve kondil/ramus komponentlerindeki stres dağılımlarını sonlu elemanlar analizi (SEA) kullanarak karşılaştırmak ve biyomekanik açıdan en uygun konfigürasyonu belirlemektir. Materyal ve Metot: Atatürk Üniversitesi Araştırma Hastanesi'ne ait bilgisayarlı tomografi (BT) verileri 3D Slicer yazılımında segment edilerek kortikal ve trabeküler kemik katmanları oluşturulmuştur. SolidWorks'te dört farklı TME protez senaryosu tasarlanmıştır: Model 1: Küresel plak + UHMWPE fossa Model 2: Küresel plak + UHMWPE + Ti6Al4V destekli fossa Model 3: Küt plak + UHMWPE fossa Model 4: Küt plak + UHMWPE + Ti6Al4V destekli fossa ANSYS Workbench'te yapılan SEA'da masseter ve medial pterygoid kas kuvvetlerinden oluşan yaklaşık 300 N çiğneme yükü uygulanmış; Ti6Al4V malzeme özellikleri (E=110 GPa, ν=0.33) literatürden alınmıştır. Fossa için 5, plak için 9 vida kullanılmış; von Mises gerilmesi, principal strain (με) ve vida stresleri değerlendirilmiştir. Bulgular: Tüm modellerde implant bileşenlerindeki von Mises gerilmesi, Ti6Al4V'nin 800 MPa akma dayanımının altında kalmıştır.Fossa bileşeninde en düşük stres Model 3'te (19.9 MPa), en yüksek ise Model 1 ve 2'de vida bölgelerinde görülmüştür (61 MPa ve 55.2 MPa). Kemik strain analizinde Model 4, kortikal ve trabeküler bölgelerde Frost'un fizyolojik remodeling aralığına en yakın değerleri göstermiştir (≈1200–2700 με). Vida yüklenme paterninde ilk üç vida ana taşıyıcı olarak belirgin yük almış; Model 3 ve 4'te yük daha homojen dağılmıştır. Model 1, Vida 2–5–7 çevresinde belirgin stres pikleri göstermiş ve en dengesiz yük dağılımına sahip model olmuştur. Sonuç: Model 3, hem fossa bileşeninde düşük gerilme üretmesi hem de plakta dengeli stres dağılımı sağlaması nedeniyle biyomekanik olarak en avantajlı konfigürasyon olarak öne çıkmıştır. Model 4, Ti6Al4V destekli fossa yapısıyla osteointegrasyonu desteklese de Model 3'e göre daha sınırlı stres azaltımı sunmuştur. Model 1 yüksek stres konsantrasyonları nedeniyle en riskli tasarımdır. Hasta-özgü protezlerin stok sistemlere göre daha düşük komplikasyon oranları sunduğu görülmüştür. Vida yerleşimi, plak geometrisi ve fossa malzemesi, TME protez stabilitesinin belirlenmesinde kritiktir. Gelecek çalışmalar için dinamik yüklemeler, hibrit malzeme kombinasyonları ve cerrahi şablonlarla vida optimizasyonu önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
Aim: The aim of this study was to compare the stress distributions in the fossa and condyle/ramus components of four total alloplastic temporomandibular joint (TMJ) prosthesis models with different designs using finite element analysis (FEA), and to identify the biomechanically optimal configuration. Materials and Methods: Computed tomography (CT) data obtained from Atatürk University Research Hospital were segmented in 3D Slicer to reconstruct cortical and trabecular bone layers. Four different TMJ prosthesis scenarios were designed in SolidWorks: Model 1: Spherical ramus plate + UHMWPE fossa Model 2: Spherical ramus plate + UHMWPE fossa with Ti6Al4V support Model 3: Blunt-ended ramus plate + UHMWPE fossa Model 4: Blunt-ended ramus plate + UHMWPE fossa with Ti6Al4V support In FEA performed in ANSYS Workbench, approximately 300 N of masticatory loading (masseter and medial pterygoid forces) was applied, and material properties of Ti6Al4V (E = 110 GPa, ν = 0.33) were assigned based on literature. Five screws were used for the fossa component and nine for the ramus plate. Von Mises stress, principal strain (με), and screw stress distributions were evaluated. Results: In all models, von Mises stresses in the implant components remained below the 800 MPa yield strength of Ti6Al4V. The lowest fossa stress occurred in Model 3 (19.9 MPa), whereas the highest stresses were observed around the screw regions in Models 1 and 2 (61 MPa and 55.2 MPa). Bone strain analysis showed that Model 4 demonstrated principal strain values closest to Frost's physiological remodeling window (≈1200–2700 με) in both cortical and trabecular regions. The screw-loading pattern indicated that the first three screws acted as primary load-bearing elements, with Models 3 and 4 displaying a more homogeneous stress distribution. Model 1 exhibited pronounced stress peaks around screws 2, 5, and 7, representing the most unbalanced loading profile. Conclusion: Model 3 emerged as the most biomechanically favorable configuration, producing low fossa stresses and demonstrating a more uniform stress distribution in the ramus plate. Model 4 supported osteointegration through its Ti6Al4V-reinforced fossa design, but showed a more limited reduction in stress compared with Model 3. Model 1 displayed significant stress concentrations and represented the highest-risk design. Patient-specific prostheses demonstrated lower complication rates than stock systems. Screw positioning, plate geometry, and fossa material selection were identified as key determinants of TMJ prosthesis stability. Future studies should incorporate dynamic loading, hybrid material combinations, and screw-placement optimization using surgical guides.
Benzer Tezler
- Maksilla anterior bölge tek diş eksikliğinde dar çaplı implant ile rehabilite edilen vakalarda implant geometrisi ve yüzey tasarımının stres dağılımına etkisinin sonlu elemanlar analizi ile incelenmesi
Investigation of the effect of implant geometry and surface design on stress distribution with finite element analysis in cases rehabilitated with narrow-diameter implants a single missing tooth in the maxillary anterior region
AYŞEGÜL TEKELİ YAVUZ
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2022
Diş HekimliğiSelçuk ÜniversitesiAğız, Diş ve Çene Cerrahisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN DURMUŞ
- Diş destekli, diş doku destekli ve kemik destekli hızlı üst çene genişletme yöntemlerinin havayolu üzerine etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of the effect of tooth borne, tooth tissue borne and bone borne rapid maxillary expansion methods on airway
GÖKÇENUR GÖKÇE
Doktora
Türkçe
2018
Diş Hekimliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiOrtodonti Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKNUR VELİ
- Total diz artroplastisi uygulanan hastalarda operasyon öncesi diz varus derecesinin tibial kesi morfolojisine etkisi
The effect of preoperative varus on tibial cut morphology after total knee arthroplasty
AYBERK ÖNAL
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2014
Ortopedi ve TravmatolojiYeditepe ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAİK ALTINTAŞ
- Use of spectrogram analysis as a tool to identify formal elements in selected works from before and after the common practice period
Klasik dönem öncesi ve sonrasından seçilen eserlerde formal yapıların belirlenmesinde bir araç olarak spektrogram analizi kullanımı
DENİZ KIRAN
- Digital Background Calibration for Capacitor Mismatch and Gain Errors in Pipeline ADCs
Kapasitör Uyumsuzluğu ve Kazanç Hataları İçin Arka Plan Sayısal Kalibrasyonu
ENVER DERUN KARABEYOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUFAN COŞKUN KARALAR