Farklı Çiğneme Durumlarında Mandibula Kemiğinin Gerilme Analizi

Abstract

Bu çalışmada dişsiz mandibula kemiğine dört farklı yerden çiğneme-ısırma kuvveti uygulanması durumundaki gerilme ve deformasyon analiz değerleri incelenmiştir. Uygulanan kuvvetlerin üç tanesi farklı yerlerden uygulanan çiğneme-ısırma kuvvetleri iken, bir tanesi mandibulaya yatay olarak uygulanan bir kuvvettir. Mandibula kemiğinde dört farklı kas vardır. Bunlar; masseter, temporalis, medial pterygoid ve lateral pterygoid kaslarıdır. Bu kas kuvvetleri denge denklemleri kullanılarak hesap edilmiştir. Farklı çiğneme-ısrma durumlarında farklı kas değerleri tespit edilmiştir. Mandibula kemiğine yatay bir kuvvet uygulanması durumunda kas kuvvetleri sıfır olarak kabul edilmiştir. Çünkü, denge denklemleri kullanıldığında yatay kuvvet uygulanması durumunda kas kuvvetleri sıfır olarak hesap edilmiştir. Sınır şartları temporomandibular eklemlerden uygulanmıştır. Temporomandibular eklemlerin x, y, z eksenlerinde hareketleri sınırlanmıştır. Bu çalışmada bilgisayarlı tomografi görüntüleri kullanılmıştır. Bu tomografi görüntüleri kullanılarak mandibula kemiğinin katı modeli CATIA programında oluşturulmuştur. Mandibula kemiğinin mekanik ve malzeme özellikleri ANSYS programı içerisinde verilmiştir. Mandibula kemiği iki farklı kemik dokusuna sahiptir. Bu dokular sert doku ve süngerimsi doku olarak adlandırılır. Bunun için, mandibula kemiğine iki farklı malzeme özelliği ANSYS programı içerisinde tanımlanmaktadır. Böylece analiz sonuçları daha gerçekçi hale getirilmiştir. Sonuçta, mandibula kemiğinin farklı yükleme durumlarında, maksimum gerilme, birim uzama, deformasyon ve tepki kuvvetleri değerleri bulunmuştur. Farklı kas kuvvetleri ve çiğneme durumlarında mandibula kemiğinin gerilme analizi sonuçları değişiklik göstermektedir.

In this study, stres-strain distributions of edentulous mandible have been investigated at four different biting condition and loading. Three of the applied forces are biting/chewing force and the other one is lateral force applied to mandible. There are four diffirent muscles in mandible. These are masseter, temporalis, medial pterygoid and lateral pterygoid. These muscle forces have been calculated with equilibrium equations. Different muscle forces have found at different chewing/biting conditons. When the lateral force was applied, values of muscle forces were accepted to be zero. Since, muscle forces were found to be zero under action of lateral foces at mandible after equilibrium equations were calculated. Displacements were applied to temporomandibular joints. Movements at x, y, z axis of temporomandibular joints of mandible are restrained. In this study, computerized tomography datas were used. Solid model of mandible was formed at CATIA from computerized tomography data. Mechanical and materials properties were given at ANSYS. Mandible have two bone structures. This structures are called Cortical Bone and Spongious Bone. Therefore, two different material properties have been provided for mandible with ANSYS to have more accurate results. In conclusion, the maximum stress, strain, deformation and reaction forces were found at different loading conditions of mandible. Different muscular loading and biting/chewing conditions can change the stress distribution of the mandible.