Contraintes sur les condyles suite aux chirurgies orthognatiques pour différents cas de déformations squelettiques et changements du plan occlusal : analyse par la méthode des éléments finis

Stresses on condyles following orthognathic surgery in different skeletal deformities and changes in the occlusal plane:A comparative finite element analysis study

• Auteur / Autrice : Ramzi Haddad
• Direction : Yannick Tillier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique numérique et Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 17/10/2022
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de mise en forme des matériaux (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)

Mots clés

Mots clés libres

Chirurgie orthognathique

Plan occlusal

Articulation temporo-mandibulaire (ATM)

Contraintes

Analyse éléments finis

Orthognathic surgery

Occlusal plane

Temporomandibular joint

Stresses

Finite Element Analysis

Résumé

Introduction : La réalisation de chirurgies orthognathiques dans des déformations squelettiques peut induire une contrainte ou une torsion inattendus dans l'articulation temporo-mandibulaire (ATM). La comparaison des contraintes sur les condyles dans différents types de divergences occlusales squelettiques n'a pas été étudiée en profondeur. Objectifs : 1. Evaluer la distribution des contraintes sur les condyles suite à une chirurgie orthognathique et aux changements du plan occlusal 2. Évaluer s'il existe une différence dans la répartition des contraintes sur les condyles après correction chirurgicale de différents types de déformations occlusales squelettiques 3. Évaluer les schémas de distribution initiaux et l'ampleur de la contrainte de compression sur les différentes structures condyliennes et comparer le CBCT (Cone Beam) avant et après le traitement pour confirmer tout changement de surface. Matériel et Méthodes : Le CBCT de patients avant et après traitement ayant subi une chirurgie orthognathique pour la correction des malocclusions squelettiques suivantes : 1- Classe II div 1 ; 2- Classe III ; 3- Les images CBCT seront importées dans un logiciel de segmentation d'images (Mimics™ - Materialise, Louvain, Belgique) pour être segmentées puis exportées pour être maillées dans des modèles d'éléments finis. Des modèles de simulation 2D et 3D contenant les différents composants des os trabéculaire et cortical, de la fosse glénoïdienne et de ses différents composants (attaches osseuses, musculaires et ligamentaires) seront créés. Différents gestes chirurgicaux seront modélisés à l'aide du modèle éléments finis (logiciel ''Forge''), et les différents résultats seront analysés, notamment la répartition des contraintes sur les condyles dans les différents mouvements chirurgicaux. Les méthodes statistiques comprendront des t-tests et des analyses de variance pour la comparaison de groupe, et des tests de corrélation pour les associations entre les variables. Les implications cliniques potentielles sont la détermination de la chirurgie causant le minimum de contraintes au niveau des condyles.

Introduction: Performing orthognathic surgeries in skeletal deformities can induce unexpected stress or torsion in the temporomandibular joint (TMJ). The comparison of stresses on the condyles in different types of skeletal occlusal divergences has not been studied in depth. Objectives: 1. Evaluate the distribution of stresses on the condyles following orthognathic surgery and changes in the occlusal plane 2. To assess whether there is a difference in the stress distribution on the condyles after surgical correction of different types of skeletal occlusal deformities 3. Assess the initial distribution patterns and magnitude of compressive stress on the different condylar structures and compare CBCT (Cone Beam) before and after treatment to confirm any surface changes. Material and Methods: CBCT of patients before and after treatment who underwent orthognathic surgery for the correction of the following skeletal malocclusions: 1- Class II div 1; 2- Class III; 3- CBCT images will be imported into an image segmentation software (Mimics™ - Materialise, Louvain, Belgium) to be segmented and then exported to be meshed in finite element models. 2D and 3D simulation models containing the different components of trabecular and cortical bone, the glenoid fossa and its different components (bone, muscle and ligament attachments) will be created. Different surgical gestures will be modeled using the finite element model (''Forge'' software), and the different results will be analyzed, in particular the distribution of stresses on the condyles in the different surgical movements. Statistical methods will include t-tests and analyzes of variance for group comparison, and correlation tests for associations between variables. The potential clinical implications are the determination of the surgery causing the least stress at the level of the condyles.