Evaluation of Carbon Fiber Reinforced Polyetheretherketone Polymer in Favorable Mandibular Angulus Fractures with Finite Element Analysis Method: Experimental Study

Abstract

Bu çalışmanın amacı, favorable mandibula angulus kırıklarının, karbon fiberle güçlendirilmiş polietereterketon [carbon fiber reinforced polyetheretherketone (CFR-PEEK)] ve titanyumdan yapılmış fiksasyon sistemlerinin sonlu elemanlar analiz yöntemi ile karşılaştırılmasıdır. Gereç ve Yöntemler: Mandibula modellerinde, dijital ortamda favorable bir kırık hattı oluşturulmuştur. Bu modellerdeki kırık hatlarının fiksasyonunda 4 delikli, 1,0 mm profil kalınlığında barlı mini plaklar ve 5 mm uzunluğunda titanyum vidalar kullanılmıştır. İncelenen mini plaklar, titanyum ve CFR-PEEK materyalinden üretilmiştir. Plaklar 3 farklı pozisyona yerleştirilmiştir (Pozisyon X: inferiordan tek mini plak, Pozisyon Y: çift mini plak, Pozisyon Z: superiordan tek mini plak). Kesici diş ve molar diş bölgelerinden dikey yönde ayrı ayrı 200 N ısırma kuvvetleri uygulanmıştır. Titanyum ve CFR-PEEK mini plaklarından oluşan fiksasyon sistemleri karşılaştırılmıştır. Bulgular: Titanyum ve CFR-PEEK mini plak sistemlerinin tamamı 200N kesici ve molar bölge yüklemelerine karşı dayanım sağlayabildikleri görülmüştür. Her 3 pozisyonda da (pozisyon X: inferiordan tek mini plak, pozisyon Y: çift mini plak, pozisyon Z: superiordan tek mini plak), CFR-PEEK mini plak sistemlerinde plağa iletilen von Misses streslerinin daha az olduğu görülürken, titanyumdan yapılan mini plaklarda total deformasyon miktarı ve çeneye iletilen stresin daha düşük olduğu ölçülmüştür. Sonuç: Favorable mandibula angulus kırıklarında, plak sistemlerine iletilen von Misses stresleri azaldığı için CFR-PEEK plakların titanyum mini plaklara göre avantajlı olduğu görülmüştür. Total deformasyon miktarı ve kemiğe iletilen streslerde ise titanyum daha düşük değerler göstermiştir. Bu da titanyumun daha rijit bir fiksasyon materyali olduğunu göstermektedir. Anah tar Ke li me ler: Fiksasyon; karbon fiberle güçlendirilmiş polietereterketon; titanyum; sonlu elemanlar analizi ABS TRACT Objective: The aim of this study is to compare favorable mandibular angulus fractures with carbon fiber reinforced polyetheretherketone (CFR-PEEK) and titanium fixation systems by finite element analysis method. Material and Methods: In the mandible models, a favorable fracture line has been created in the digital environment. In the fixation of fracture lines in these models, 4hole, 1.0 mm profile thickness bar miniplates and 5 mm long titanium screws were used. The examined miniplates are made of titanium and CFR-PEEK material. The plaques are placed in three different positions (position X: single miniplate from inferior, position Y: double miniplate, position Z: single miniplate from superior). 200 N biting forces were applied separately in vertical direction from the incisor and molar tooth regions. Fixation systems consisting of titanium and CFR-PEEK miniplates have been compared. Results: It has been found that titanium and CFR-PEEK miniplate systems can provide resistance against all 200 N incisor and molar zone loads. In all 3 positions (position X: single miniplate from inferior, position Y: double minipl...