Modèle d’analyse par éléments finis pour l’évaluation des modèles d’expansion à partir d’une expansion palatine rapide assistée chirurgicalement

Résumé

Un ensemble de nouveaux modèles d’éléments finis d’expansion palatine rapide assistée chirurgicalement (SARPE) qui pourraient effectuer une quantité cliniquement requise d’activation de l’expanseur avec différents angles d’ostéotomie buccale a été créé pour une analyse plus approfondie des modèles d’expansion des hémimaxillaires dans les trois dimensions.

Résumé

L’expansion palatine rapide assistée chirurgicalement (SARPE) a été introduite pour libérer la résistance osseuse afin de faciliter l’expansion squelettique chez les patients squelettiquement matures. Cependant, une expansion asymétrique entre les côtés gauche et droit a été rapportée chez 7,52 % de tous les patients atteints de SARPE, dont 12,90 % ont dû subir une deuxième intervention chirurgicale pour la correction. Les étiologies conduisant à l’expansion asymétrique restent floues. L’analyse par éléments finis a été utilisée pour évaluer la contrainte associée à la SARPE dans les structures maxillo-faciales. Cependant, comme une collision de l’os au niveau des sites d’ostéotomie LeFort I ne se produit qu’après un certain degré d’expansion, la plupart des modèles existants ne représentent pas vraiment la distribution de la force, étant donné que la quantité d’expansion de ces modèles existants dépasse rarement 1 mm. Par conséquent, il est nécessaire de créer un nouveau modèle d’éléments finis de SARPE qui pourrait effectuer une quantité cliniquement requise d’activation de l’expanseur pour une analyse plus approfondie des modèles d’expansion des hémimaxillaires dans les trois dimensions. Un modèle de crâne tridimensionnel (3D) issu de la tomodensitométrie à faisceau conique (CBCT) a été importé dans Mimics et converti en entités mathématiques pour segmenter le complexe maxillaire, les premières prémolaires maxillaires et les premières molaires maxillaires. Ces structures ont été transférées dans Geomagic pour le lissage de surface et la création d’os spongieux et de ligaments parodontaux. La moitié droite du complexe maxillaire a ensuite été conservée et mise en miroir pour créer un modèle parfaitement symétrique dans SolidWorks. Un expanseur Haas a été construit et bagué aux premières prémolaires maxillaires et aux premières molaires. Une analyse par éléments finis de diverses combinaisons d’ostéotomies buccales à différents angles avec un dégagement de 1 mm a été réalisée dans Ansys. Un essai de convergence a été effectué jusqu’à ce que la quantité souhaitée de dilatation des deux côtés (au moins 6 mm au total) soit atteinte. Cette étude jette les bases de l’évaluation de l’influence de l’angulation de l’ostéotomie buccale sur les modèles d’expansion de la SARPE.

Introduction

L’expansion palatine rapide assistée chirurgicalement (SARPE) est une technique couramment utilisée pour l’expansion transversale de la structure osseuse maxillaire et de l’arcade dentaire chez les patients squelettiquement matures¹. La chirurgie implique une ostéotomie LeFort I, une corticotomie mi-palatine et, éventuellement, la libération de la fissure ptérygoïde-maxillaire². Cependant, des schémas d’expansion indésirables de SARPE, tels qu’une expansion inégale entre les hémimaxillaires gauche et droit³ et un basculement/rotation buccale de l’apophyse dento-alvéolaire⁴,....

Protocole

Cette étude a utilisé une image CBCT préexistante, anonymisée et pré-traitement d’un patient atteint de SARPE dans le cadre des plans de traitement. L’étude a été menée conformément à la Déclaration d’Helsinki et approuvée par l’Institutional Review Board (protocole #853608).

1. Acquisition d’échantillons et segmentation des dents

1. Acquérir une image CBCT humaine de la tête dans une position naturelle de la tête qui comprend le complexe maxillaire du patient, y compris l’os basal maxillaire, l’os alvéolaire maxillaire et la dentition maxillaire.
2. Importez les fichiers CBCT Digital Imaging and Communication....

Discussion

La direction de l’ostéotomie buccale dans SARPE peut être soit une coupe horizontale à partir de l’ouverture nasale avant de descendre dans la zone du contrefort maxillaire, soit une coupe en rampe du bord piriforme vers le contrefort correspondant à la première molaire maxillaire, comme décrit par Betts². Quoi qu’il en soit, l’ostéotomie s’étend bien en dessous de l’apophyse zygomatique du maxillaire. Cependant, la plupart des études FEA actuelles sur SARPE utilisent une coup.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
Ansys	Ansys	Version 2019	Ansys is a software for finite element analysis that can solve complicated models based on differential equations. The expansion results of different buccal osteotomy angles were analyzed through this software.
Geomagic Studio	3D Systems	Version 10	Geomagic Studio is a software for reverse engineering that can generate digital models based on physical scanning points. This study built cancellous bone and periodontal ligaments through this software.
Mimics	Materialise	Version 16	Mimics is a medical 3D image-based engineering software that efficiently converts CT images to a 3D model. This study reconstructed a maxilla complex through the patient's DICOM images.
SolidWorks	Dassault Systèmes	Version 2018	SolidWorks is a computer-aided design software for designers and engineers to create 3D models. A Haas expander was designed and drawn through this software in this study.