Sagittal split ramus osteotomisinde farklı kortikal kemik kalınlıklarında farklı çap ve boydaki vidaların fiksasyon etkisinin sonlu eleman analizi ile incelenmesi

Abstract

Çalışmamızın amacı sagittal split osteotomisinde kullanılan farklı uzunluk ve çaplardaki vidaların stabilitelerini kortikal kemik kalınlığı ile ilişkilendirerek karşılaştırmaktır. Sonlu elemanlar analizinin kullanıldığı bu çalışmada, farklı kortikal kemik kalınlığına sahip üç mandibulada sagittal split ramus osteotomisi sonrası kullanılan farklı boyutlarda vidaların stabilitesi araştırıldı. Bir hastanın kafatasısının ameliyat öncesi bilgisayarlı tomografi taraması kullanılarak, tamamen dişli yarım mandibula bilgisayar modeli oluşturuldu. Üç farklı kortikal kemik kalınlığına sahip üç mandibula kopyalandı. Kortikal kemik kalınlıkları 1, 2, 3 mm olarak simüle edildi. Tüm sanal mandibula modelleri için bilgisayarda sagital split ramus osteotomi yapıldı ve 5 mm mandibular ilerletme uygulandı. Mandibulanın biyomekanik hattına (Champy çizgilerine) yerleştirilmiş bir adet 4 delikli titanyum plak ile farklı uzunluklarda (3mm, 5mm, 7mm) ve farklı çaplarda (1.5mm, 2mm, 2.3mm) vidalar kullanılarak fiksasyon sağlandı. Toplam 27 model oluşturuldu ve molar dişlere 250 N'ye kadar okluzal kuvvet uygulandığında kemikteki stres dağılımları (MPa) ve mandibular deplasman (mm) miktarları incelendi. Sonuç olarak, vida boyutları (uzunluk ve çap) ile kemik üzerindeki stresin azalması ve mandibuladaki toplam deformasyon arasında anlamlı bir ilişki gözlemlenmedi. Toplam mandibular deformasyon, mandibulanın kortikal kemik kalınlığı ile büyük ölçüde ilişkili bulundu. Fiksasyonun başarısızlığının fiksasyon sisteminden ziyade kemik kalitesi ile ilişki olduğu görüldü. Klinisyenler, SSRO'i uygularken (özellikle normal ve high-angle hastalarda) ince kortikal kemik olasılığının ve fiksasyon başarısızlığı riskinin yükseldiğinin farkında olmalıdır. Küçük vidalar tarafından sağlanan stabilite, anatomik komplikasyonları önlemek için klinisyenleri vida uzunluğunu ve çapını azaltmaya teşvik edebilir.

Aims of the study: to compare the stability of mandibular sagittal split osteotomy fixation system using different screw lengths and diameters in correlation to cortical bone thickness. This study used Finite Element Analysis to investigate stability of sagittal split ramus osteotomy fixation system using different screw dimensions for three mandibles with different cortical bone thickness. A pre-operative CT scan of a patient's skull was used to develop a half fully dentate mandible computer model. Three mandibles with three cortical bone thickness were duplicated. The cortical bone thickness was simulated as 1, 2, 3mm. A sagittal split ramus osteotomy was performed on the computer model for all mandibles and 5 mm mandibular advancement were applied. Fixation was achieved by applying using one 4 holes titanium plate placed at biomechanical line of the mandible (Champys line) with different screw lengths (3mm, 5mm, 7mm) and different screw diameters (1.5mm, 2mm, 2.3mm). A total of 27 models were resulted. Finite element analysis was used to study the amount of bone stress distribution (MPa) and mandibular fixation displacement(mm) when occlusal forces were applied up to 250 N on the posterior molar teeth. As a result, no significant relation between screw dimensions (length and diameter) and tension reduction on the bone and total deformation of the mandible was observed. Total mandibular deformation was highly related to cortical bone thickness of the mandible. The failure of fixation was related to bone quality rather than the fixation system. Clinician should be aware of the probability of thin cortical plate mandible and high risk of fixture failure when SSRO is done (especially in normal and high angle patients). Stability provided by small screws might encourage the operator to reduce their screws length and diameter to avoid anatomical complications.