24 luglio 2018
Il metodo qui presentato è progettato per costruire e validare un in vitro modello 3D in grado di misurare la forza del sistema generato da dispositivi diversi con V-curve tra due staffe. Ulteriori obiettivi sono per confrontare questo sistema di forza con diversi tipi di archi e ai modelli precedenti.
L'apparecchio descritto riduce un normale set clinico di 12 bracket a soli due. Ora questo semplifica notevolmente la nostra comprensione di come funziona un elettrodomestico. Fornisce inoltre un progetto per testare e apportare modifiche su apparecchi simili.
Questo esperimento risponde ad alcune domande chiave relative alla variazione e al sistema di forze creato dalle curve a V. Quando si posizionano queste bande in posizioni diverse lungo l'arco dell'arco molare incisivo. Le implicazioni di questo importante apparato tendono a creare apparecchi ortodontici con un sistema di forze più prevedibile, che, a livello clinico, implicherebbe risultati più prevedibili.
Per iniziare questa procedura, inserire un arco mascellare ovoidale SS da 0,021 x 0,025 pollici nelle fessure della staffa. Quindi, posizionare l'apparecchio di prova nella camera di vetro. Verificare la presenza di eventuali attivazioni involontarie dell'arco plantare.
Qualsiasi attivazione dell'arco creerà automaticamente un sistema di forza, che verrà visualizzato sullo schermo del computer. Se si osserva l'attivazione dell'arco, riposizionare le staffe e ricontrollare. Per fabbricare un arco di modello, posizionare un arco nell'apparecchio di prova.
Quindi, utilizzare un pennarello indelebile per indicare la linea mediana, un punto immediatamente distale al bracket incisivo e un punto immediatamente mesiale al tubo molare. Fai lo stesso per il lato controlaterale dell'arco. Quindi, trasferisci l'arco con i punti contrassegnati su carta millimetrata.
Crea una replica precisa dell'arco su di esso, che può essere utilizzata per determinare la posizione della curva a V per tutti gli archi del campione. Quindi, calcola il perimetro del segmento di filo dell'arco L da I a M.Ora, segna 11 punti da I a M.Ogni punto è una futura posizione di piegatura a V. Etichetta ogni punto da a0 a a10.
Assicurarsi che ogni posizione di piegatura sia separata dall'altra di una quantità uguale. Ottieni un numero univoco per ogni posizione di piegatura calcolando il valore d'aria per ogni posizione. Per posizionare le curve a V, prendi un nuovo arco dal campione e posizionalo sulla carta millimetrata modello.
Quindi, trasferire bilateralmente una delle 11 posizioni di piegatura sul filo dell'arco. Utilizzare una pinza rettangolare per archi o una pinza per fili leggeri per realizzare curve a V simmetriche su entrambi i lati. Posizionare l'arco su una piattaforma piana e controllare l'angolo formato dalle due estremità dell'arco con un goniometro.
Se necessario, regolare le estremità in modo da creare un angolo di 150 gradi. Successivamente, ripetere le procedure per tutti gli archi del campione. Per misurare il sistema di forza, aprire il programma software per la registrazione dei dati.
Creare una nuova cartella per i dati da salvare. Quindi, fare clic su Esegui per avviare il software. Il programma visualizzerà in tempo reale ciascuno dei tre valori delle forze e dei tre momenti su ciascun sensore.
Attendere circa 10-15 secondi affinché le fluttuazioni del software di registrazione dei dati si fermino. Assicurarsi che le linee del grafico per tutti i componenti del sistema di forza mostrino una linea piatta. Si noti che tutte e sei le misurazioni su ciascun sensore mostreranno valori trascurabili.
Rimuovere delicatamente l'apparecchiatura di prova dalla piattaforma. Utilizzare una pinza Weingart per inserire un filo d'arco nei tubi molari. Quindi, aprire la porta del bracket incisivo con un ablatore parodontale.
Sollevare la parte anteriore dell'arco e inserirla nelle fessure della staffa. Assicurarsi che la linea mediana dell'arco coincida con la linea mediana dell'apparato di prova. Dopo aver posizionato l'arco nelle fessure della staffa, se l'arco deve essere rimosso per alcune regolazioni, lo stesso arco non può essere utilizzato e sarà necessario inserire un nuovo arco.
Successivamente, riposizionare l'apparecchio di prova sulla piattaforma e chiudere lo sportello della camera di vetro. Impostare la temperatura a trentasette gradi Celsius e attendere un minuto affinché la temperatura della camera di vetro si regoli. Fare clic sul pulsante Inizia a salvare sul software e consentire al software di salvare e trasferire i dati per almeno 10 secondi.
Fare nuovamente clic sul pulsante Inizia salvataggio per terminare il trasferimento dei dati, quindi fare clic su INTERROMPI. Si noti che ogni ciclo di misurazione genera 100 letture nel periodo di 10 secondi per ciascun componente. Ripetere le procedure per i 10 archi di quella specifica posizione di piegatura e per tutte le posizioni di piegatura e i tipi di archi.
Per valutare l'errore, aprire il programma software per la registrazione dei dati. Creare una nuova cartella per i dati da salvare. Quindi, fare clic su Esegui per avviare il software.
Il programma visualizzerà ciascuna delle tre forze e i tre valori dei momenti su ciascun sensore, in tempo reale. Attendere circa 10-15 secondi affinché le fluttuazioni del software di registrazione dei dati si fermino. Assicurarsi che le linee del grafico sul software per tutti i componenti del sistema di forza mostrino una linea piatta.
Rimuovere l'apparecchiatura di prova dalla piattaforma. Usando una pinza per fili leggeri, piega un'estremità di una lunghezza diritta di un filo SS da 0,021 x 0,025 pollici in un piccolo gancio. Inserire l'estremità libera dell'arco nel tubo molare dal lato distale.
Quindi, riposizionare l'apparecchiatura di prova sulla piattaforma. Attacca un peso noto al gancio e lascialo pendere liberamente sul piano verticale rimuovendo qualsiasi tipo di interferenza. Chiudere lo sportello della camera di vetro.
Fare clic sul pulsante Inizia a salvare sul software e consentire al software di salvare e trasferire i dati per almeno 10 secondi. Fare nuovamente clic sul pulsante Inizia salvataggio per terminare il trasferimento dei dati, quindi fare clic su INTERROMPI. Vai al documento contenente i dati salvati, esporta il set di dati in un foglio di calcolo di analisi dei dati progettato su misura e ripeti le procedure di valutazione degli errori per la staffa incisiva.
Le forze verticali mostrano un modello simmetrico e lineare per ciascuno dei sei tipi di filo. Man mano che la curva a V si avvicina a una delle staffe, le forze verticali aumentano. Man mano che la curva viene spostata oltre questo punto, la forza verticale aumenta progressivamente.
Tuttavia, le direzioni delle singole forze verticali sono invertite. Gli archi in acciaio inossidabile creano un sistema di forza significativamente maggiore rispetto agli archi in titanio beta. Sorprendentemente, il sistema di forze relative creato alle due staffe dagli archi, sia in termini di dimensioni che di tipo di arco, è abbastanza simile.
Al contrario, i momenti mostrano un modello non lineare e asimmetrico. L'appiattimento di Mxi, quando le curve a V sono posizionate vicino al tubo molare, così come l'inversione della direzione del momento nel tubo molare da ax/L di 0,0 a 0,2 era simile per tutti gli archi e, forse, rappresenta una natura più fondamentale dell'interazione della staffa dell'arco e dell'orientamento della staffa. Il rapporto tra il momento delle due staffe mostra alcuni modelli specifici osservati in tutti gli archi testati e può essere raggruppato in tre modelli distinti.
Questo approccio può essere utilizzato in numerosi altri scenari clinici oltre alle semplici curve a V. Abbiamo già iniziato a testare alcuni di questi dati e, nel prossimo futuro, stiamo cercando di integrare questi dati direttamente con le simulazioni FEM per configurazioni simili. Questo approccio aiuterà a comprendere e prevedere gli esiti clinici nei pazienti.
Questo sarà un enorme passo avanti nella personalizzazione del trattamento in base alle esigenze del paziente.
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Questo studio presenta un innovativo modello tridimensionale in vitro progettato per misurare il sistema di forze generato da diversi fili ortodontici con curvature a V posizionati tra due attacchi. La ricerca ha come obiettivo semplificare la comprensione degli apparecchi ortodontici e migliorare la prevedibilità dei risultati clinici.
La valutazione quantitativa tridimensionale dei sistemi di forze negli archi ortodontici consente una valutazione precisa delle variabili biomeccaniche fondamentali per la progettazione dei dispositivi e la modellizzazione predittiva. Questo approccio supporta la riduzione del rischio meccanicistica e la standardizzazione nelle fasi iniziali dello sviluppo dei dispositivi, facilitando la continuità traslazionale dal banco al laboratorio all'applicazione clinica. La metodologia fornisce una piattaforma riutilizzabile per l'analisi comparativa delle variabili di materiale e geometriche nei sistemi ortodontici.
Questa piattaforma di misurazione delle forze 3D si integra nel percorso di scoperta dei dispositivi, dall'analisi iniziale delle ipotesi fino alla validazione preclinica e all'ottimizzazione basata su simulazione.