Systeem met verticale V-bochten dwingen: een 3D In Vitro beoordeling van elastisch en strakke rechthoekige Archwires
24 juli 2018
De methode die hier gepresenteerd is ontworpen te construeren en valideren van een in vitro 3D-model staat voor het meten van de kracht-systeem gegenereerd door verschillende archwires met V-bochten tussen twee haakjes geplaatst. Bijkomende doelstellingen zijn te vergelijken deze kracht systeem met verschillende types van archwires en aan de voorgaande modellen.
Het beschreven apparaat reduceert een normale klinische set van 12 brackets tot slechts twee. Dit vereenvoudigt aanzienlijk ons begrip van hoe een apparaat werkt. Het biedt ook een blauwdruk voor het testen en aanbrengen van wijzigingen op vergelijkbare apparaten.
Dit experiment beantwoordt enkele belangrijke vragen met betrekking tot de variatie en krachtsysteem gecreëerd door V-bends. Bij het plaatsen van die banden op verschillende locaties langs de incisie-molarenboogspanwijdte. De implicaties van dit belangrijke apparaat zijn gericht op het creëren van orthodontische apparaten met een voorspelbaarder krachtsysteem, wat op klinisch niveau zou leiden tot voorspelbaardere resultaten.
Om deze procedure te starten, plaats een 0,021 bij 0,025 inch SS ovaal maxillaire bogendraad in de bracketslots. Plaats vervolgens het testapparaat in de glazen kamer. Controleer op onbedoelde activering van de bogendraad.
Elke activering van de bogendraad creëert automatisch een krachtsysteem, dat op het computerscherm zal worden weergegeven. Als er enige activering van de bogendraad wordt waargenomen, herpositioneer de brackets en controleer opnieuw. Om een sjabloonbogendraad te fabriceren, plaats een bogendraad in het testapparaat.
Gebruik vervolgens een permanente marker om de middenlijn aan te geven, een punt direct distaal aan de incisiebracket en een punt direct mesial aan de molarenbuis. Doe hetzelfde voor de contralaterale zijde van de bogendraad. Breng vervolgens de bogendraad met de gemarkeerde punten over naar millimeterpapier.
Maak een nauwkeurige replica van de bogendraad erop, die kan worden gebruikt om de positie van de V-bocht voor alle bogendraden van het monster te bepalen. Bereken vervolgens de omtrek van het bogendraadsegment L van I naar M. Markeer nu 11 punten van I naar M. Elke punt is een toekomstige V-bochtpositie. Label elk punt van a0 tot a10.
Zorg ervoor dat elke bochtpositie gelijkmatig van elkaar gescheiden is. Verkrijg een uniek nummer voor elke bochtpositie door de a/L voor elke positie te berekenen. Om de V-bochtjes te plaatsen, neem een nieuwe bogendraad uit het monster en plaats deze op het sjabloon millimeterpapier.
Breng vervolgens een van de 11 buigposities bilateraan over naar de bogendraad. Gebruik een rechthoekige bogendraadklem of een lichte draadklem om symmetrische V-bochtjes aan beide kanten te maken. Plaats de bogendraad op een vlak platform en controleer de hoek gemaakt door de twee uiteinden van de bogendraad met een hoekmeter.
Pas de uiteinden indien nodig aan, zodat een hoek van 150 graden wordt gecreëerd. Herhaal vervolgens de procedures voor alle bogendraden van het monster. Om het krachtsysteem te meten, opent u het softwareprogramma voor gegevensregistratie.
Maak een nieuwe map voor de gegevens die moeten worden opgeslagen. Klik vervolgens op Run om de software te starten. Het programma geeft in realtime elk van de drie krachten en drie momentwaarden bij elke sensor weer.
Wacht ongeveer 10 tot 15 seconden totdat de fluctuaties in de gegevensregistratiesoftware stoppen. Zorg ervoor dat de grafieklijnen voor alle componenten van het krachtsysteem een platte lijn vertonen. Merk op dat alle zes metingen bij elke sensor verwaarloosbare waarden zullen vertonen.
Verwijder voorzichtig het testapparaat van het platform. Gebruik een Weingart-klem om een bogendraad in de molarenbuizen in te brengen. Open vervolgens de deur van de incisiebracket met een parodontale scaler.
Til het voorste deel van de bogendraad op en breng het in de bracketslots. Zorg ervoor dat de middenlijn van de bogendraad samenvalt met de middenlijn van het testapparaat. Als de bogendraad na het plaatsen in de bracketslots moet worden verwijderd voor enkele aanpassingen, kan dezelfde bogendraad niet worden gebruikt en moet een nieuwe bogendraad worden ingevoegd.
Keer vervolgens het testapparaat terug naar het platform en sluit de deur van de glazen kamer. Stel de temperatuur in op zevenendertig graden Celsius en wacht een minuut tot de temperatuur van de glazen kamer zich heeft aangepast. Klik op de knop Start Saving in de software en laat de software gegevens opslaan en overbrengen gedurende minimaal 10 seconden.
Klik opnieuw op de knop Start Saving om de gegevensoverdracht te beëindigen, klik vervolgens op STOP. Merk op dat elke meetcyclus 100 metingen genereert over de periode van 10 seconden voor elke component. Herhaal de procedures voor de 10 bogendraden van die specifieke buigpositie en voor alle buigposities en soorten bogendraden.
Om de fout te evalueren, opent u het softwareprogramma voor gegevensregistratie. Maak een nieuwe map voor de gegevens die moeten worden opgeslagen. Klik vervolgens op Run om de software te starten.
Het programma geeft in realtime elk van de drie krachten en drie momentwaarden bij elke sensor weer. Wacht ongeveer 10-15 seconden totdat de fluctuaties in de gegevensregistratiesoftware stoppen. Zorg ervoor dat de grafieklijnen op de software voor alle componenten van het krachtsysteem een platte lijn vertonen.
Verwijder het testapparaat van het platform. Buig met behulp van een lichte draadklem een uiteinde van een rechte lengte van een 0,021 x 0,025 inch SS draad in een kleine haak. Breng het vrije uiteinde van de bogendraad vanaf de distale zijde in de molarenbuis in.
Plaats vervolgens het testapparaat terug op het platform. Bevestig een bekend gewicht aan de haak en laat het vrij hangen in het verticale vlak door elk type interferentie te verwijderen. Sluit de deur van de glazen kamer.
Klik op de knop Start Saving in de software en laat de software gegevens opslaan en overbrengen gedurende minimaal 10 seconden. Klik opnieuw op de knop Start Saving om de gegevensoverdracht te beëindigen, klik vervolgens op STOP. Ga naar het document met de opgeslagen gegevens, exporteer de gegevensset naar een op maat gemaakte gegevensanalysespreadsheet en herhaal de foutbeoordelingsprocedures voor de incisiebracket.
De verticale krachten vertonen een symmetrisch en lineair patroon voor elk van de zes dra
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie presenteert een innovatief in vitro 3D-model dat is ontworpen om het krachtensysteem te meten dat wordt gegenereerd door diverse boogdraden met V-bogen die tussen twee brackets zijn geplaatst. Het onderzoek heeft als doel het begrip van orthodontische apparatuur te vereenvoudigen en de voorspelbaarheid van klinische resultaten te verbeteren.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Orthodontie
- Biomechanica
- In vitro modellering
Achtergrond
- Traditionele orthodontische opstellingen maken vaak gebruik van meerdere brackets, wat de krachtanalyse bemoeilijkt.
- Inzicht in krachtsystemen is essentieel voor een effectieve orthodontische behandeling.
- V-buigingen in boogdraden kunnen de krachtverdeling aanzienlijk beïnvloeden.
- Deze studie probeert de beperkingen van eerdere modellen aan te pakken.
Doel van de studie
- Om een vereenvoudigd model te construeren voor het analyseren van orthodontische krachten.
- Om de krachtsystemen te vergelijken die door verschillende boogdraden worden gegenereerd.
- Om de effectiviteit van het nieuwe model te valideren ten opzichte van bestaande methoden.
Gebruikte methoden
- Ontwikkeling van een 3D in vitro-model met een gereduceerd aantal brackets.
- Meting van de krachtsystemen die worden gegenereerd door boogdraden met V-buigingen.
- Vergelijkende analyse van verschillende typen boogdraden.
- Testen van de implicaties van het model voor het ontwerp van orthodontische apparatuur.
Belangrijkste resultaten
- Het nieuwe model vereenvoudigt de analyse van orthodontische krachten.
- Verschillende plaatsingen van V-buigingen hebben een significante invloed op de krachtverdeling.
- De resultaten duiden op een voorspelbaarder krachtensysteem met het nieuwe apparaat.
- De bevindingen ondersteunen de ontwikkeling van verbeterde orthodontische apparatuur.
Conclusies
- Het 3D-model biedt een waardevol instrument voor orthodontisch onderzoek.
- Inzicht in krachtsystemen kan leiden tot betere klinische resultaten.
- Deze studie legt de basis voor toekomstige innovaties in het ontwerp van orthodontische apparatuur.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor directieleden
Kwantitatieve 3D-beoordeling van krachtsystemen in orthodontische boogdraden maakt een precieze evaluatie mogelijk van biomechanische variabelen die cruciaal zijn voor het ontwerp van hulpmiddelen en voorspellende modellering. Deze benadering ondersteunt mechanische risicoreductie en standaardisatie in de vroege fase van productontwikkeling, wat de translationele continuïteit van laboratorium naar klinische toepassing vergemakkelijkt. De methodologie biedt een herbruikbaar platform voor de vergelijkende analyse van materiaalkundige en geometrische variabelen in orthodontische systemen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt systematische analyse van kracht- en momentgeneratie mogelijk door belangrijke mechanische variabelen te isoleren.
- Ondersteunt de functionele validatie van apparaatcomponenten door middel van directe meting van biomechanische outputs.
- Verhoogt het voorspellende vertrouwen in de prestaties van het apparaat door de variabiliteit van het krachtensysteem over verschillende materialen en geometrieën te kwantificeren.
Screening & assayontwikkeling
- Biedt een gevalideerd 3D in vitro-systeem voor reproduceerbare meting van krachten en momenten in real-time.
- Standaardiseert assay-condities voor comparatieve evaluatie van verschillende types en configuraties van boogdraden.
- Genereert kwantitatieve output die geschikt is voor downstream modellerings- en simulatieworkflows.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt in vitro krachtsystemagegevens uit met computationele modellering (bijv. FEM-simulaties) voor translationele voorspellendheid.
- Maakt risicogestuurde ontwikkeling van apparaatprototypes mogelijk door biomechanische prestatiedrempels te verduidelijken.
- Ondersteunt de aanpassing van apparaatparameters aan patiëntspecifieke behoeften op basis van kwantitatieve krachtmapping.
Integratie van pipeline en workflow
Dit 3D-krachtmeetplatform is geïntegreerd in het continuüm van apparaatontwikkeling, van vroege hypothesetests tot preklinische validatie en simulatiegebaseerde optimalisatie.
- Discovery Biology: Kwantificeert de impact van de V-buigpositie en het materiaal van de boogdraad op de generering van het krachtensysteem, wat bijdraagt aan mechanische risicoreductie.
- Screening: Levert reproduceerbare, kwantitatieve kracht- en momentgegevens voor de vergelijkende evaluatie van apparaten.
- Analytics: Biedt zes-assige kracht- en momentuitlezingen die robuuste statistische analyse en vergelijking tussen verschillende condities mogelijk maken.
- Translational Research: Slaat een brug tussen in vitro-metingen en computationele modellering voor predictief ontwerp van apparaten.
- Enterprise Reuse: Vestigt een modulair platform dat aanpasbaar is voor diverse orthodontische en biomechanische apparaatstudies.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanische ambiguïteit in de biomechanica van apparaten.
- Operationele waarde: Bevordert standaardisatie, reproduceerbaarheid en schaalbaarheid in krachtsysteemassays.
- Strategische waarde: Informeert go/no-go-beslissingen en optimaliseert de toewijzing van middelen in pipelines voor apparaatontwikkeling.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering en de verdere ontwikkeling van apparaatkandidaten op basis van kwantitatieve biomechanische gegevens.
Overwegingen bij implementatie
- Vereist expertise in biomechanica, krachtmeting en data-analyse.
- Vereist toegang tot multi-as krachttransducers en systemen voor real-time data-acquisitie.
- Necessiteert strikte standaardisatie van de assay-opzet en dataverwerking tussen teams.
- Aanpasbaar aan diverse boogdraadmaterialen en -geometrieën door middel van protocolwijzigingen.
- Praktische beperkingen omvatten gevoeligheid voor de positionering van brackets en de hantering van de boogdraad, zoals ondersteund door het protocol.
Veelgestelde vragen over Biopharma
Chapters in this video
0:04
Title
0:56
Experimental Set Up
1:31
Fabrication of a Template Archwire and Placement of V-bends
3:14
Measuring the Force System
5:15
Error Evaluation
6:51
Results: Graphical Representation of the Vertical Force and the Moment in the Transverse Plane at Two Brackets
8:08
Conclusion
