Zorla dikey V-bükme sistemiyle: esnek ve sert dikdörtgen Archwires 3D Vitro değerlendirilmesi
Summary
Burada sunulan yöntem oluşturmak ve bir vitro 3D modeli V-vurgun iki köşeli ayraçlar arasında yer ile farklı archwires tarafından oluşturulan kuvvet sistemi ölçme yeteneğine sahip doğrulamak için tasarlanmıştır. Bu kuvvet sistemi archwires ve önceki modellerde farklı türleriyle karşılaştırmak için ek hedefleri bulunmaktadır.
Abstract
Uygun bir anlayış çeşitli ortodontik aletleri tarafından oluşturulan güç sisteminin hastaların tedavisi verimli ve tahmin edilebilir hale getirebilirsiniz. Güç sistemi değerlendirme amacıyla basit bir iki anten sistemi için karmaşık çoklu anten aletleri azaltarak bu yönde ilk adım olacaktır. Ancak, ortodontik biyomekanik çoğunu bu konuda 2D deneysel çalışmalar, bilgisayar modelleme/analiz veya varolan modellerin teorik ekstrapolasyon sınırlı olduğunu. Bu iletişim kuralının amacı tasarım, inşa ve güçleri ölçme yeteneğine sahip bir vitro 3D modeli doğrulama etmektir ve V-viraj ile bir archwire tarafından oluşturulan anlar iki köşeli ayraçlar arasında yerleştirilir. Archwires kendi aralarında ve önceki modelleri farklı türde tarafından oluşturulan kuvvet sistemi karşılaştırmak için ek hedefleri bulunmaktadır. Bu amaçla, azı ve bir kesici diş temsil eden bir 2 x 4 cihaz simüle. Bir ortodontik tel Sınayıcısı (şey) iki çok eksenli kuvvet transdüserleri oluşan oluşturulur veya ortodontik parantez bağlı (nanosensors) yük hücreleri. Yük hücreleri alanı üç uçak güç sisteminde ölçme yeteneğine sahip. Archwires, paslanmaz çelik ve beta-titanyum (0.016 x 0.022 inç, 0.017 x 0,025 inç ve 0.019 x 0,025 inç), üç farklı boyutlardaki iki tür test. Her tel tek dikey V-sistematik olarak, önceden tanımlanmış bir açı ile belirli bir konuma yerleştirilen viraj alır. Benzer V-virajlı azı ve kesici ekleri arasında 11 farklı konumlardaki farklı archwires üzerinde çoğaltılır. Bu bir girişim vitro V-virajlı üzerinde farklı archwires kullanan bir ortodontik cihaz benzetimini yapmak için yapılmış ilk seferim.
Introduction
Önemli bir unsuru, klinik ortodontik tedavi multibracket aletleri tarafından üretilen güç sistem bilgisidir. Temel biyomekanik ilkeleri net bir anlayış öngörülebilir sonuçlar ve olası yan etkileri1en aza indirmek yardımcı olabilir. Son yıllarda köşeli ayraç konumu ve tasarım ile daha fazla harekete geçirmek kurarak archwires içinde kıvıran yerleştirerek uzak bir eğilim gördük; Ancak, kapsamlı ortodontik tedavi hala archwires kıvıran yerleşimini gerektirir. Farklı tip ve boyutlarda archwires, yerleştirildiğinde virajlı, çok çeşitli kuvvet sistemleri diş hareketi farklı türleri için uygun oluşturabilirsiniz. Birden fazla diş düşünüldüğünde kuvvet sistemleri oldukça karmaşık hale gelebilir rağmen yararlı bir başlangıç noktası basit bir iki anten sistemi içerebilir.
Bugüne kadar V-bend mekaniği öncelikle ikinci sırada yalnızca, matematiksel modeller1,2,3,4,5 ve/veya bilgisayar tabanlı analiz/simülasyonları kullanarak analiz edilmiştir 6. bu kuvvet sistemi kemer teller ikinci sipariş etkileşim bitişik destekleri (Şekil 1) ile ilgili temel bir anlayış vermiştir. Ancak, bu yöntemlerin gerçek klinik durumlarda doğru tutmayın simülasyonları çalıştırmak için belirli sınır koşullar empoze ve sapmalar oluşabilir. Son zamanlarda, kuvvet transdüserleri içeren yeni bir vitro modeli üç boyutlu (3D) kuvveti ölçmek için önerilmiş ve anlar sadece değerlendirerek oluşturulan ikinci archwire-dirsek etkileşimleri sipariş ama aynı zamanda üçüncü sipariş7‘. Ancak, farklı archwires etkisi kuvvet sistemi kesici molar archwire süresi boyunca çeşitli bend pozisyonlarda değerlendirilmiştir değil. Ayrıca, çalışma sadece hangi diş üzerinde hareket oluşur birincil archwires olmayan elastik ortodontik archwires değerlendirilmesi dahil. Bu nedenle, bu çalışmada V-viraj farklı konumlardaki yerleşimini tarafından oluşturulan dikdörtgen Paslanmaz çelik ve beta-titanyum archwires azı ve kesici parantez içeren küme bir 3D kuvvet sistemi değerlendirmek için oldu. Klinisyenler archwire dirsek kombinasyonu belirli bir arada zaman diş üzerinde uygulanan kuvvet sistemi bir maloklüzyon düzeltmek için kullanılan bilmem gerek.
Açıklanan teknik klinik gerçek taklit eden alan, üç uçak ortodontik kuvvet sisteminde eğitim için geliştirilmiştir. Bu kuvvet sistemi klinik olarak ölçmek son derece zor olduğunu anladım. Bu nedenle, böyle ölçümleri içinde vitrogerçekleştirilmesi gerekir. Bu bir V-bend Laboratuvarı tarafından oluşturulan güç sistemi hastanın ağzına yinelenmiş benzer olacaktır varsayılır. Bir iş akışı oluşturuldu değerlendirmek için nasıl deneysel kurmak olması gerekir (Şekil 2) yapılandırılmış.
Ortodontik tel Sınayıcısı (şey) Biyomühendislik & Biyodinamik laboratuvar, UConn sağlık, Farmington, CT, ABD (Şekil 3) ile işbirliği içinde Ortodonti bölümü tarafından geliştirilen yenilikçi bir üründür. Bu doğru bir şekilde süre alan tüm üç uçak içinde oluşturulan kuvvet sistemi ölçümleri sağlayan üst dişler ağız ve ağız içi bazı koşullar içinde düzenlenmesi taklit etmek için tasarlanmıştır. ŞEY büyük mekanik bileşenleri bir veri alma aygıt (DAQ), nano kuvvet/tork sensörleri, nem sensörleri, sıcaklık sensörleri ve kişisel bilgisayar vardır. Test cihazları sıcaklık/nem denetimleri olan bir cam kasa içine yerleştirilir. Bu intraoral çevre kısmi simülasyonu sağlar. DAQ üç sensörler için arayüz olarak hizmet vermektedir: Nem sensörü, kuvvet/an sensör, termistör ve bir platformda (Şekil 3) yer alan sensörleri ile test cihazları. Bunlar bir yazılım programına bağlıdır. Yazılım bir platform ve görsel programlama için geliştirme ortamı ve farklı donanım türlerini denetlemek için kullanılır. Ortodontik tel test otomatikleştirmek için seçildi.
Alüminyum mandal bir dizi üst diş Arch diş temsil etmek için test cihazları üzerinde düzenlenir. İki tam orta kesici ve doğru ilk azı temsil eden mandal sensörler/yük hücreleri (S1 ve S2) bağlanır. Yük hücresi kuvvetler ve tüm üç uçak (x-y-z) içinde uygulanmış anlar ölçen mekanik bir aygıttır: Fx, Fyve Fz; ve Mx, Myve Mz. Mandal sistematik bir diş kemer form oluşturmak için konumlandırılmış. Her peg diğerinden Ortodonti tedavisi gören hastalarda gözlenen gibi ortalama diş genişlikleri kullanılarak hesaplanır tam olarak kaydedilmiş bir ölçüm ayrılır. Deneme için seçilen şekli, standart bir şablondan oluşturulan ‘oval’ bir kemer şeklidir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ortodontik archwires çeşitli şekillerde8,9,10,11inceledik. Onlar da için çeşitli mekanik özellikleri değerlendirilir varsa, ama onlar nadiren onlar12,13,14,15oluşturacağız kuvvet sistemi belirlemek için analiz edilmiştir. Üç nokta bükme testleri ortodo…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar bu eser mümkün kılan tüm iş arkadaşları özellikle Drs. Aditya Chhibber ve dar ve derin koyak Nanda kabul etmek istiyorum. Yazarlar Biyodinamik & Biyomühendislik laboratuvar UCONN sağlık bu projenin geliştirilmesi sırasında sağlanan imkanlar için teşekkür etmek istiyorum.
Materials
| Force/Torque Sensors/Transducers | Nano17 F/T Sensors, ATI Industrial Automation, Apex, NC, USA | Part of the OWT | |
| CHS Series Humidity Sensor Units | TDK Corporation | Part of the OWT | |
| Temperature sensors | (Murata NTSDXH103FPB30 thermistor) Murata Manufacturing Co., Ltd | Part of the OWT | |
| LabVIEW 7.1. | Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench, Version 7.1 | Software Program | |
| Self-Ligating brackets | Empower Series, American Orthodontics. | Orthodontic Brackets | |
| Stainless steel archwires | Ultimate Wireforms, Inc. in Bristol, CT | Archwires | |
| Beta-Titanium Archwires | Ultimate Wireforms, Inc. in Bristol, CT | Archwires | |
| Data acquisition device (DAQ) | National Instruments (NI) USB 6210 | Part of the OWT | |
| Ortho Form III (Archform template) | 3M Oral Care, St. Paul, MN, USA | Ovoid arch form | |
| Weingart Plier | Hu-Friedy Mfg. Co., LLC Chicago, IL | Orthodontic Plier | |
| Light wire Plier | Hu-Friedy Mfg. Co., LLC Chicago, IL | Orthodontic Plier |
Riferimenti
- Burstone, C. J., Koenig, H. A. Force systems from an ideal arch. Am J Orthod. 65 (3), 270-289 (1974).
- Koenig, H. A., Burstone, C. J. Force systems from an ideal arch: Large deflection considerations. Angle Orthod. 59 (1), 11-16 (1989).
- Burstone, C. J., Koenig, H. A. Creative wire bending: The force system from step and V bends. Am J Orthod and Dentofac Orthop. 93 (1), 59-67 (1988).
- Ronay, F., Kleinert, W., Melsen, B., Burstone, C. J. Force system developed by V bends in an elastic orthodontic wire. Am J Orthod and Dentofac Orthop. 96 (4), 295-301 (1989).
- Demange, C. Equilibrium situations in bend force systems. Am J Orthod and Dentofac Orthop. 98 (4), 333-339 (1990).
- Isaacson, R. J., Lindauer, S. J., Conley, P. Responses of 3-dimensional arch wires to vertical V bends: Comparisons with existing 2-dimensional data in the lateral view. Semin Orthod. 1 (1), 57-63 (1995).
- Upadhyay, M., Shah, R., Peterson, D., Takafumi, A., Yadav, S., Agarwal, S. Force system generated by elastic archwires with vertical V bends: A three-dimensional analysis. Eur J Orthod. 39 (2), 202-208 (2017).
- Gurgel, J. A., Kerr, S., Powers, J. M., LeCrone, V. Force-deflection properties of superelastic nickel-titanium archwires. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 120 (4), 378-382 (2001).
- Gurgel, J. A., Kerr, S., Powers, J. M., Pinzan, A. Torsional properties of commercial nickel-titanium wires during activation and deactivation. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 120 (1), 76-79 (2001).
- Hazel, R. J., Rohan, G. J., West, V. C. Force relaxation in orthodontic arch wires. Am J Orthod. 86 (5), 396-402 (1984).
- Lundgren, D., Owman-Moll, P., Kurol, J., Martensson, B. Accuracy of orthodontic force and tooth movement measurements. Br J Orthod. 23 (3), 241-248 (1996).
- Goldberg, A. J., Burstone, C. J. An evaluation of beta titanium alloys for use in orthodontic appliances. J Dent Res. 58 (2), 593-600 (1979).
- Kusy, R. P., Whitley, J. Q. Thermal and mechanical characteristics of stainless steel, titanium-molybdenum, and nickel titanium archwires. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 131 (2), 229-237 (2007).
- Kapila, S., Sachdeva, R. Mechanical properties and clinical applications of orthodontic wires. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 96 (2), 100-109 (1989).
- Verstrynge, A., Humbeeck, J. V., Willems, G. In-vitro evaluation of the material characteristics of stainless steel and beta-titanium orthodontic wires. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 130 (4), 460-470 (2006).
- Tominaga, J. Y., Tanaka, M., Koga, Y., Gonzales, C., Kobayashi, M., Yoshida, N. Optimal loading conditions for controlled movement of anterior teeth in sliding mechanics. Angle. 79 (6), 1102-1107 (2009).
- Cattaneo, P. M., Dalstra, M., Melsen, B. The finite element method: A tool to study orthodontic tooth movement. J Dent Res. 84 (5), 428-433 (2005).
- Fotos, P. G., Spyrakos, C. C., Bernard, D. O. Orthodontic forces generated by a simulated archwire appliance evaluated by the finite element method. Angle Orthod. 60 (4), 277-282 (1990).
- Geramy, A. Alveolar bone resorption and the center of resistance modification (3-D analysis by means of the finite element method. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 117 (4), 399-405 (2000).
