Modelo de Análise por Elementos Finitos para Avaliação de Padrões de Expansão da Expansão Rápida do Palato Assistida Cirurgicamente

Summary

Um conjunto de novos modelos de elementos finitos de expansão palatal rápida cirurgicamente assistida (PEAR) que poderiam realizar uma quantidade clinicamente necessária de ativação do expansor com vários ângulos de osteotomia bucal foi criado para uma análise mais aprofundada dos padrões de expansão das hemimaxilas nas três dimensões.

Abstract

A expansão rápida do palato cirurgicamente assistida (PEAR) foi introduzida para liberar resistência óssea para facilitar a expansão esquelética em pacientes esqueleticamente maduros. Entretanto, expansão assimétrica entre os lados esquerdo e direito foi relatada em 7,52% de todos os pacientes com SRPE, dos quais 12,90% tiveram que ser submetidos a uma segunda cirurgia para correção. As etiologias que levam à expansão assimétrica permanecem obscuras. A análise por elementos finitos tem sido utilizada para avaliar o estresse associado ao PEAR nas estruturas maxilofaciais. No entanto, como a colisão do osso nos sítios de osteotomia LeFort I ocorre somente após certa expansão, a maioria dos modelos existentes não representa verdadeiramente a distribuição de força, uma vez que a quantidade de expansão desses modelos existentes raramente excede 1 mm. Portanto, há necessidade de criar um novo modelo de elementos finitos do SARPE que possa realizar uma quantidade clinicamente necessária de ativação do expansor para uma análise mais aprofundada dos padrões de expansão das hemimaxilas nas três dimensões. Um modelo tridimensional (3D) de crânio da tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) foi importado para o Mimics e convertido em entidades matemáticas para segmentar o complexo maxilar, os primeiros pré-molares superiores e os primeiros molares superiores. Essas estruturas foram transferidas para o Geomagic para alisamento da superfície e criação de osso esponjoso e ligamento periodontal. A metade direita do complexo maxilar foi então retida e espelhada para criar um modelo perfeitamente simétrico no SolidWorks. Um expansor Haas foi construído e colado aos primeiros pré-molares superiores e primeiros molares. A análise por elementos finitos de várias combinações de osteotomias bucais em diferentes ângulos com clearance de 1 mm foi realizada em Ansys. Um teste de convergência foi realizado até que a quantidade desejada de expansão em ambos os lados (pelo menos 6 mm no total) fosse alcançada. Este estudo estabelece as bases para avaliar como a angulação da osteotomia bucal influencia os padrões de expansão do SARPE.

Introduction

A expansão rápida do palato cirurgicamente assistida (PEAR) é uma técnica comumente utilizada para expansão transversal da estrutura óssea maxilar e da arcada dentária em pacientes esqueleticamente^maduros1. A cirurgia envolve osteotomia LeFort I, corticotomia palatina média e, opcionalmente, liberação da fissura pterigomaxilar². Entretanto, padrões de expansão indesejada do PEAR, como expansão desigual entre as hemimaxilas direita e esquerda³ e inclinação/rotação bucal do processo dentoalveolar⁴, têm sido relatados, o que pode levar à falha do PEAR e, às vezes, até mesmo ne....

Protocol

Este estudo utilizou uma imagem pré-existente, desidentificada, pré-tratamento de TCFC de um paciente que tinha SRAG como parte dos planos de tratamento. O estudo foi conduzido de acordo com a Declaração de Helsinque e aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa (protocolo #853608).

1. Aquisição da amostra e segmentação dentária

1. Adquirir uma imagem de TCFC humana da cabeça em uma posição natural da cabeça que inclua o complexo maxilar do paciente, inclui.......

Discussion

A direção da osteotomia bucal no PESAR pode ser um corte horizontal da abertura nasal antes de descer na área do contraforte maxilar ou um corte rampa da borda piriforme em direção ao contraforte correspondente ao primeiro molar superior, como descrito por Betts². De qualquer forma, a osteotomia se estende bem abaixo do processo zigomático da maxila. Entretanto, a maioria dos estudos atuais da FEA sobre PEAR utiliza um corte horizontal que se estende posteriormente no mesmo nível da borda

Materials

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.