Topolojik optimizasyon yöntemiyle tasarlanan yeni bir mandibular distraktörün teorik ve deneysel olarak değerlendirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ABDULLAH TAHİR ŞENSOY
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): İrfan Kaymaz
Eş Danışman: Ümit Ertaş
Özet:Mandibular Distraksiyon Osteogenezisi (MDO), mandibula (alt çene) gelişim yetersizliği tedavisinde sıklıkla uygulanan klinik bir yöntemdir. Ancak, mevcut MDO protokollerinde osteotomi (kemik kesisi) hattının eğiminin belirlenmesi konusunda standartlaşmış bir yaklaşım olmadığından tedavi sürecinde distraksiyon doğrultusunda sapmalar ve diş kapanış bozuklukları artmakta, bu durum kallus (yeni kemik dokusu) oluşumunu olumsuz etkileyecek ek operasyonları zorunlu kılmaktadır. Diğer yandan, çok sayıda vida yuvası içeren mandibular distraktörlerde, vida konfigürasyonunun tecrübeye dayalı olarak belirlenmesi, kallusun stabilizasyonunu azaltabilmektedir. Bu durumlar relaps (nüks) ihtimalini artırmakta ve remodeling (yeniden şekillenme) periyodunun uzamasına sebep olmaktadır. Bu tez çalışmasında, söz konusu problemler için çözüm içeren yeni bir MDO protokolü önerilmiştir. Bu protokolün aşamaları; Bilgisayarlı Tomografi (BT) verileri kullanılarak modellenen mandibulada Optimum Osteotomi Hattının (OOL) hastaya özel olarak belirlenmesi, OOL yaklaşımının operasyon ortamına aktarılmasını sağlayacak osteotomi kılavuzunun modellenerek üretilmesi, Optimum Vida Konfigürasyonunun (OSC) MATLAB-PYTHON-ANSYS programları arasında kurulan Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) döngüsü ile elde edilmesi ve son olarak distraktör plak geometrisinin Topoloji Optimizasyonu yöntemiyle tasarlanması olarak belirlenmiştir. Önerilen MDO protokolünün test edilmesi amacıyla 3 farklı Sonlu Elemanlar (SE) modeli kurulmuştur. Bunlardan ilki Konvansiyonel Osteotomi Hattına (COL) ve Konvansiyonel Vida Konfigürasyonuna (CSC) göre oluşturulan model, ikincisi OOL ve CSC'ye göre oluşturulan model ve sonuncusu ise OOL ve OSC'ye göre oluşturulan modeldir. Deneysel aşamada ise, kurulan SE modellerine uygun numuneler üretilmiş ve SEA sınır şartlarını simüle eden sistem yardımıyla testler gerçekleştirilmiştir. SE analizi sonuçlarına göre 100 N yük altında; numuneler, sadece osteotomi hattı optimize edildiğinde %28,5 oranında, osteotomi hattı ile vida konfigürasyonu birlikte optimize edildiğinde ise %64,2 oranında daha az deplasman değeri göstermişlerdir. Aynı yükleme koşulundaki deneysel sonuçlarda ise, numuneler sırasıyla %62 ve %84,5 oranında daha az deplasman değeri göstermiştir. Sonuç olarak, hem nümerik hem de deneysel çalışmalarla geliştirilen kişiye özel MDO protokolü, kallus dokusunun çok daha stabil olmasını sağlamaktadır. Önerilen protokolün etkinliği, bir hastaya uygulanarak klinik gözlemlerle de doğrulanmıştır. Dolayısıyla bu protokolün klinikte kullanımının, iyileşme periyodunu kısaltarak operasyon başarısını artırması beklenmektedir.