24 juillet 2018
La méthode présentée ici est conçue pour construire et valider un in vitro modèle 3D capable de mesurer le système de force généré par différents arcs avec V-coudes entre deux parenthèses. Les objectifs additionnels sont à comparer ce système force avec différents types d’arcs et aux modèles précédents.
L’appareil décrit réduit un ensemble clinique normal de 12 brackets à seulement deux. Cela simplifie considérablement notre compréhension du fonctionnement d’un appareil. Il fournit également un plan pour tester et apporter des modifications à des appareils similaires.
Cette expérience répond à certaines questions clés liées à la variation et au système de force créés par les courbures en V. Lorsque vous placez ces bandes à différents endroits le long de la portée de l’arc molaire de l’incisive. Les implications de cet appareil majeur tendent à créer des appareils orthodontiques avec un système de force plus prévisible, ce qui, au niveau clinique, impliquerait des résultats plus prévisibles.
Pour commencer cette procédure, insérez un arc maxillaire ovoïde en acier inoxydable de 0,021 x 0,025 pouce dans les fentes du support. Ensuite, placez l’appareil de test dans la chambre en verre. Vérifiez qu’il n’y a pas d’activation involontaire d’archwire.
Toute activation de l’archwire créera automatiquement un système de force, qui sera affiché sur l’écran de l’ordinateur. Si une activation d’arc est observée, repositionnez les supports et vérifiez à nouveau. Pour fabriquer un arc de modèle, placez un arc dans l’appareil d’essai.
Ensuite, utilisez un marqueur permanent pour indiquer la ligne médiane, un point immédiatement distal par rapport au support de l’incisive et un point immédiatement mésial par rapport au tube molaire. Faites de même pour le côté controlatéral de l’arc. Ensuite, transférez le fil de l’arc avec les points marqués sur du papier millimétré.
Faites une réplique précise de l’arc qui s’y trouve, qui peut être utilisée pour déterminer la position de la courbure en V pour tous les arcs de l’échantillon. Ensuite, calculez le périmètre du segment d’arc L de I à M.Maintenant, marquez 11 points de I à M.Chaque point est une position future de courbure en V. Étiquetez chaque point de a0 à a10.
Assurez-vous que chaque position de pliage est séparée de l’autre de la même quantité. Obtenez un numéro unique pour chaque position de pliage en calculant l’A/L pour chaque position. Pour placer les coudes en V, prenez un nouvel arc de l’échantillon et placez-le sur le papier millimétré modèle.
Ensuite, transférez l’une des 11 positions de pliage bilatéralement sur l’arc. Utilisez une pince à arc rectangulaire ou une pince à fil léger pour faire des coudes en V symétriques des deux côtés. Placez l’arc sur une plate-forme plate et vérifiez l’angle formé par les deux extrémités de l’arc avec un rapporteur.
Ajustez les extrémités si nécessaire, de sorte qu’un angle de 150 degrés soit créé. Par la suite, répétez les procédures pour tous les arcs de l’échantillon. Pour mesurer le système de force, ouvrez le logiciel d’enregistrement des données.
Créez un nouveau dossier pour les données à sauvegarder. Ensuite, cliquez sur Exécuter pour démarrer le logiciel. Le programme affichera chacune des trois forces et des trois valeurs de moment au niveau de chaque capteur en temps réel.
Attendez environ 10 à 15 secondes pour que les fluctuations du logiciel d’enregistrement des données cessent. Assurez-vous que les lignes graphiques de tous les composants du système de force montrent une ligne plate. Notez que les six mesures de chaque capteur afficheront des valeurs négligeables.
Retirez délicatement l’appareil de test de la plate-forme. À l’aide d’une pince Weingart, insérez un arc dans les tubes molaires. Ensuite, ouvrez la porte du support d’incisive avec un détartreur parodontal.
Soulevez la partie antérieure de l’arc et insérez-la dans les fentes du support. Assurez-vous que la ligne médiane de l’arc coïncide avec la ligne médiane de l’appareil de test. Après avoir placé l’arc dans les fentes du support, si l’arc doit être retiré pour certains ajustements, le même arc ne peut pas être utilisé et un nouvel arc devra être inséré.
Ensuite, remettez l’appareil de test sur la plate-forme et fermez la porte de la chambre vitrée. Réglez la température à trente-sept degrés Celsius et attendez une minute que la température de la chambre en verre s’ajuste. Cliquez sur le bouton Démarrer l’enregistrement du logiciel et autorisez-le à enregistrer et à transférer des données pendant au moins 10 secondes.
Cliquez à nouveau sur le bouton Démarrer l’enregistrement pour terminer le transfert de données, puis cliquez sur ARRÊTER. Notez que chaque cycle de mesure génère 100 lectures sur une période de 10 secondes pour chaque composant. Répétez les procédures pour les 10 arcs de cette position de pliage spécifique, et pour toutes les positions de pliage et tous les types de fils d’arc.
Pour évaluer l’erreur, ouvrez le logiciel d’enregistrement des données. Créez un nouveau dossier pour les données à sauvegarder. Ensuite, cliquez sur Exécuter pour démarrer le logiciel.
Le programme affichera chacune des trois forces et les trois valeurs de moment au niveau de chaque capteur, en temps réel. Attendez environ 10 à 15 secondes pour que les fluctuations du logiciel d’enregistrement de données cessent. Assurez-vous que les lignes graphiques du logiciel pour tous les composants du système de force montrent une ligne plate.
Retirez l’appareil de test de la plate-forme. À l’aide d’une pince à fil léger, pliez une extrémité d’une longueur droite d’un fil en acier inoxydable de 0,021 x 0,025 po en un petit crochet. Insérez l’extrémité libre de l’arc dans le tube molaire par le côté distal.
Ensuite, replacez l’appareil de test sur la plate-forme. Attachez un poids connu au crochet et laissez-le pendre librement dans le plan vertical en éliminant tout type d’interférence. Fermez la porte de la chambre vitrée.
Cliquez sur le bouton Démarrer l’enregistrement du logiciel et autorisez-le à enregistrer et à transférer des données pendant au moins 10 secondes. Cliquez à nouveau sur le bouton Démarrer l’enregistrement pour terminer le transfert de données, puis cliquez sur ARRÊTER. Accédez au document contenant les données enregistrées, exportez l’ensemble de données vers une feuille de calcul d’analyse de données conçue sur mesure et répétez les procédures d’évaluation des erreurs pour le support d’incisive.
Les forces verticales présentent un motif symétrique et linéaire pour chacun des six types de fils. Au fur et à mesure que le coude en V se rapproche de l’un ou l’autre support, les forces verticales augmentent. Au fur et à mesure que le pli est déplacé au-delà de ce point, la force verticale augmente progressivement.
Cependant, les directions des forces verticales individuelles sont inversées. Les arcs en acier inoxydable créent un système de force nettement supérieur à celui des arcs en titane bêta. Étonnamment, le système de force relative créé aux deux supports par les arcs, à la fois en termes de taille et de type d’arc, est assez similaire.
En revanche, les moments montrent un motif non linéaire et asymétrique. L’aplatissement de Mxi, lorsque les courbures en V sont placées près du tube molaire, ainsi que l’inversion de la direction du moment dans le tube molaire de ax/L de 0,0 à 0,2 étaient similaires pour tous les arcs, et peut-être, représentent une nature plus fondamentale de l’interaction et de l’orientation du support d’arc. Le rapport du moment des deux supports montre certains motifs spécifiques observés sur tous les arcs testés et peut être regroupé en trois motifs distincts.
Cette approche peut être utilisée dans de nombreux autres scénarios cliniques en plus des courbures en V. Nous avons déjà commencé à tester certains d’entre eux et, dans un avenir proche, nous envisageons d’intégrer ces données directement aux simulations FEM pour des configurations similaires. Cette approche aidera à comprendre et à prédire les résultats cliniques chez les patients.
Il s’agira d’une étape importante dans la personnalisation du traitement en fonction des besoins du patient.
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Cette étude présente un modèle innovant in vitro en 3D conçu pour mesurer le système de forces généré par divers fils d'arc avec des coudes en V positionnés entre deux attaches. La recherche vise à simplifier la compréhension des appareils orthodontiques et à améliorer la prévisibilité des résultats cliniques.
L'évaluation quantitative en 3D des systèmes de forces dans les arcs orthodontiques permet une analyse précise des variables biomécaniques essentielles à la conception des dispositifs et à la modélisation prédictive. Cette approche favorise la réduction des risques mécanistiques et la standardisation en phase précoce de développement des dispositifs, facilitant une continuité translationnelle du laboratoire à l'application clinique. La méthodologie fournit une plateforme réutilisable pour l'analyse comparative des variables de matériau et de géométrie dans les systèmes orthodontiques.
Cette plateforme de mesure des forces en 3D s'intègre dans le continuum de découverte de dispositifs, depuis les premiers tests d'hypothèses jusqu'à la validation préclinique et l'optimisation basée sur la simulation.