Zorla dikey V-bükme sistemiyle: esnek ve sert dikdörtgen Archwires 3D Vitro değerlendirilmesi
24 Temmuz 2018
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.
Tarif edilen aparat, 12 braketten oluşan normal bir klinik seti sadece ikiye indirger. Şimdi bu, bir cihazın nasıl çalıştığına dair anlayışımızı büyük ölçüde basitleştiriyor. Ayrıca, benzer cihazlarda test etmek ve değişiklikler yapmak için bir plan sağlar.
Bu deney, V-bükümleri tarafından oluşturulan varyasyon ve kuvvet sistemi ile ilgili bazı önemli soruları yanıtlar. Bu bantları kesici molar ark açıklığı boyunca farklı yerlere yerleştirirken. Bu majör aparatın etkileri, klinik düzeyde daha öngörülebilir sonuçlar anlamına gelecek olan daha öngörülebilir bir kuvvet sistemine sahip ortodontik apareyler oluşturma eğilimindedir.
Bu prosedüre başlamak için, braket yuvalarına 0.021 x 0.025 inç SS oval maksiller ark teli yerleştirin. Ardından, test cihazını cam hazneye yerleştirin. İstenmeyen herhangi bir ark teli aktivasyonu olup olmadığını kontrol edin.
Ark telinin herhangi bir aktivasyonu, otomatik olarak bilgisayar ekranında görüntülenecek bir kuvvet sistemi oluşturacaktır. Herhangi bir ark teli aktivasyonu gözlenirse, braketleri yeniden konumlandırın ve tekrar kontrol edin. Bir şablon ark teli imal etmek için, test aparatına bir ark teli yerleştirin.
Ardından, orta çizgiyi belirtmek için kalıcı bir işaretleyici, kesici braketin hemen distalinde bir nokta ve molar tüpün hemen mesialinde bir nokta kullanın. Ark telinin karşı tarafı için de aynısını yapın. Ardından, işaretli noktalarla ark telini grafik kağıdına aktarın.
Numunenin tüm ark telleri için V-dirseğinin konumunu belirlemek için kullanılabilecek ark telinin hassas bir kopyasını yapın. Ardından, I'den M'ye kadar olan ark teli segmenti L'nin çevresini hesaplayın.Şimdi, I'den M'ye 11 nokta işaretleyin. Her noktayı a0'dan a10'a kadar etiketleyin.
Her bükülme konumunun diğerinden eşit miktarda ayrıldığından emin olun. Her konum için A/L'yi hesaplayarak her büküm konumu için benzersiz bir sayı elde edin. V dirseklerini yerleştirmek için, numuneden yeni bir ark teli alın ve şablon grafik kağıdına yerleştirin.
Ardından, 11 büküm konumundan birini iki taraflı olarak ark teline aktarın. Her iki tarafta simetrik V kıvrımları yapmak için dikdörtgen bir kemer teli pense veya hafif bir tel pense kullanın. Ark telini düz bir platform üzerine yerleştirin ve ark telinin iki ucunun yaptığı açıyı bir iletki ile kontrol edin.
Gerekirse uçları 150 derecelik bir açı oluşturulacak şekilde ayarlayın. Daha sonra, numunenin tüm ark telleri için prosedürleri tekrarlayın. Kuvvet sistemini ölçmek için, veri kaydı için yazılım programını açın.
Kaydedilecek veriler için yeni bir klasör oluşturun. Ardından, yazılımı başlatmak için Çalıştır'a tıklayın. Program, her sensördeki üç kuvvetin ve üç moment değerinin her birini gerçek zamanlı olarak gösterecektir.
Veri kayıt yazılımındaki dalgalanmaların durması için yaklaşık 10 ila 15 saniye bekleyin. Kuvvet sisteminin tüm bileşenleri için grafik çizgilerinin düz bir çizgi gösterdiğinden emin olun. Her sensördeki altı ölçümün tümünün ihmal edilebilir değerler göstereceğini unutmayın.
Test cihazını yavaşça platformdan çıkarın. Molar tüplere bir ark teli yerleştirmek için bir Weingart pensesi kullanın. Ardından, kesici braketin kapısını bir periodontal ölçekleyici ile açın.
Ark telinin ön kısmını kaldırın ve braket yuvalarına yerleştirin. Ark telinin orta hattının test aparatının orta hattı ile çakıştığından emin olun. Ark telini braket yuvalarına yerleştirdikten sonra, bazı ayarlamalar için ark telinin çıkarılması gerekiyorsa, aynı ark teli kullanılamaz ve yeni bir ark teli takılması gerekecektir.
Daha sonra test cihazını platforma geri koyun ve cam haznenin kapısını kapatın. Sıcaklığı otuz yedi santigrat dereceye ayarlayın ve cam haznenin sıcaklığının ayarlanması için bir dakika bekleyin. Tıkla Kaydetmeye başla düğmesine basın ve yazılımın verileri en az 10 saniye boyunca kaydetmesine ve aktarmasına izin verin.
Veri aktarımını sonlandırmak için Kaydetmeyi Başlat düğmesine tekrar tıklayın, ardından DURDUR'a tıklayın. Her ölçüm döngüsünün, her bileşen için 10 saniyelik süre boyunca 100 okuma ürettiğini unutmayın. Söz konusu bükülme konumunun 10 kemer teli için ve tüm bükülme konumları ve ark teli türleri için prosedürleri tekrarlayın.
Hatayı değerlendirmek için, veri kaydı için yazılım programını açın. Kaydedilecek veriler için yeni bir klasör oluşturun. Ardından, yazılımı başlatmak için Çalıştır'a tıklayın.
Program, üç kuvvetin her birini ve her sensördeki üç moment değerini gerçek zamanlı olarak gösterecektir. Veri kayıt yazılımındaki dalgalanmaların durması için yaklaşık 10-15 saniye bekleyiniz. Kuvvet sisteminin tüm bileşenleri için yazılımdaki grafik çizgilerinin düz bir çizgi gösterdiğinden emin olun.
Test cihazını platformdan çıkarın. Hafif bir tel pense kullanarak, SS telinde 0.021 x 0.025 düz uzunluğun bir ucunu küçük bir kancaya bükün. Ark telinin serbest ucunu distal taraftan molar tüpe yerleştirin.
Ardından, test cihazını tekrar platforma yerleştirin. Kancaya bilinen bir ağırlık takın ve her türlü paraziti ortadan kaldırarak dikey düzlemde serbestçe asılı kalmasına izin verin. Cam haznenin kapısını kapatın.
Tıkla Kaydetmeye başla düğmesine basın ve yazılımın verileri en az 10 saniye boyunca kaydetmesine ve aktarmasına izin verin. Veri aktarımını sonlandırmak için Kaydetmeyi Başlat düğmesine tekrar tıklayın, ardından DURDUR'a tıklayın. Kaydedilen verileri içeren belgeye gidin, veri kümesini özel olarak tasarlanmış bir veri analizi elektronik tablosuna aktarın ve kesici braket için hata değerlendirme prosedürlerini tekrarlayın.
Dikey kuvvetler, altı tel tipinin her biri için simetrik ve doğrusal model gösterir. V dirseği her iki brakete de yaklaştıkça dikey kuvvetler artar. Bükülme bu noktanın ötesine hareket ettikçe, dikey kuvvet giderek artar.
Bununla birlikte, bireysel dikey kuvvetlerin yönleri tersine çevrilir. Paslanmaz çelik ark telleri, beta titanyum ark tellerinden önemli ölçüde daha büyük bir kuvvet sistemi oluşturur. Şaşırtıcı bir şekilde, ark telleri tarafından iki brakette oluşturulan bağıl kuvvet sistemi, hem boyut hem de ark telinin türü açısından oldukça benzerdir.
Buna karşılık, momentler doğrusal olmayan ve asimetrik bir model gösterir. V-dirsekler molar tüpe yakın yerleştirildiğinde Mxi'nin düzleşmesi ve molar tüpteki moment yönünün ax/L'den 0.0'dan 0.2'ye tersine çevrilmesi tüm ark telleri için benzerdi ve belki de ark teli braket etkileşiminin ve braket oryantasyonunun daha temel bir doğasını temsil eder. İki braketin moment oranı, test edilen tüm ark tellerinde gözlemlenen bazı spesifik desenleri gösterir ve üç farklı desende gruplandırılabilir.
Bu yaklaşım, sadece V-bükümlerinin yanı sıra çok sayıda başka klinik senaryoda da kullanılabilir. Bunlardan bazılarını test etmeye başladık ve yakın gelecekte, benzer kurulumlar için bu verileri doğrudan FEM simülasyonlarıyla entegre etmeyi düşünüyoruz. Bu yaklaşım, hastalarda klinik sonuçların anlaşılmasına ve tahmin edilmesine yardımcı olacaktır.
Bu, tedavinin hasta ihtiyaçlarına göre özelleştirilmesinde büyük bir adım olacaktır.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu çalışma, iki braket arasında konumlandırılmış V-bükümlü çeşitli ark telleri tarafından oluşturulan kuvvet sistemini ölçmek için tasarlanmış yenilikçi bir in vitro 3D model sunmaktadır. Araştırma, ortodontik apareylerin anlaşılmasını basitleştirmeyi ve klinik sonuçlardaki öngörülebilirliği artırmayı amaçlamaktadır.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Ortodonti
- Biyomekanik
- In vitro modelleme
Arka Plan
- Geleneksel ortodontik düzenekler genellikle çok sayıda braket içerir ve bu durum kuvvet analizini karmaşıklaştırır.
- Kuvvet sistemlerini anlamak, etkili bir ortodontik tedavi için kritik öneme sahiptir.
- Ark tellerindeki V-bükümleri, kuvvet dağılımını önemli ölçüde etkileyebilir.
- Bu çalışma, önceki modellerin sınırlamalarını gidermeyi amaçlamaktadır.
Çalışmanın Amacı
- Ortodontik kuvvetleri analiz etmek için basitleştirilmiş bir model oluşturmak.
- Farklı ark tellerinin oluşturduğu kuvvet sistemlerini karşılaştırmak.
- Yeni modelin etkinliğini mevcut yöntemlerle karşılaştırarak doğrulamak.
Kullanılan Yöntemler
- Azaltılmış braketli 3B in vitro modelin geliştirilmesi.
- V-bükümlü ark telleri tarafından oluşturulan kuvvet sistemlerinin ölçümü.
- Farklı ark teli türlerinin karşılaştırmalı analizi.
- Modelin ortodontik aparey tasarımı üzerindeki etkilerinin test edilmesi.
Temel Sonuçlar
- Yeni model, ortodontik kuvvetlerin analizini kolaylaştırmaktadır.
- V-bükümlerinin farklı yerleşimleri, kuvvet dağılımını önemli ölçüde etkilemektedir.
- Sonuçlar, yeni aparat ile daha öngörülebilir bir kuvvet sistemi olduğunu göstermektedir.
- Bulgular, geliştirilmiş ortodontik apareylerin geliştirilmesini desteklemektedir.
Sonuçlar
- 3D model, ortodontik araştırmalar için değerli bir araç sunmaktadır.
- Kuvvet sistemlerinin anlaşılması, daha iyi klinik sonuçlar elde edilmesini sağlayabilir.
- Bu çalışma, ortodontik aygıt tasarımındaki gelecek inovasyonlar için temel oluşturmaktadır.
Sıkça Sorulan Sorular
Sektörel Uygulama ve Önemi
Ortodontik ark tellerindeki kuvvet sistemlerinin kantitatif 3D değerlendirmesi, cihaz tasarımı ve öngörücü modelleme için kritik olan biyomekanik değişkenlerin hassas bir şekilde değerlendirilmesine olanak tanır. Bu yaklaşım, erken cihaz geliştirmede mekanistik risk azaltmayı ve standardizasyonu destekleyerek, laboratuvardan klinik uygulamaya geçişte translasyonel sürekliliği kolaylaştırır. Metodoloji, ortodontik sistemlerdeki materyal ve geometrik değişkenlerin karşılaştırmalı analizi için yeniden kullanılabilir bir platform sağlar.
Biyofarma Ar-Ge'sinde Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Kilit mekanik değişkenleri izole ederek kuvvet ve moment üretiminin sistematik olarak incelenmesine olanak tanır.
- Biyomekanik çıktıların doğrudan ölçümü yoluyla cihaz bileşenlerinin fonksiyonel validasyonunu destekler.
- Farklı materyaller ve geometriler genelinde kuvvet sistemi değişkenliğini nicellendirerek cihaz performansı konusundaki öngörüsel güveni kolaylaştırır.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- Kuvvetlerin ve momentlerin gerçek zamanlı olarak tekrarlanabilir şekilde ölçümü için valide edilmiş bir 3D in vitro sistem sağlar.
- Farklı ark teli türlerinin ve konfigürasyonlarının karşılaştırmalı değerlendirmesi için assay koşullarını standardize eder.
- Alt aşama modelleme ve simülasyon iş akışlarına uygun kantitatif çıktılar üretir.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Translasyonel öngörülebilirlik için in vitro kuvvet sistemi verilerini hesaplamalı modelleme (örneğin, FEM simülasyonları) ile uyumlu hale getirir.
- Biyomekanik performans eşiklerini netleştirerek cihaz prototiplerinin riskle uyumlu şekilde geliştirilmesine olanak tanır.
- Kantitatif kuvvet haritalamasına dayanarak cihaz parametrelerinin hastaya özgü ihtiyaçlara göre özelleştirilmesini destekler.
Pipeline ve İş Akışı Entegrasyonu
Bu 3D kuvvet ölçüm platformu, erken hipotez testlerinden preklinik doğrulamaya ve simülasyon tabanlı optimizasyona kadar uzanan cihaz keşif sürecine entegre olur.
- Keşif Biyolojisi: Mekanistik risk azaltmayı destekleyerek, V-büküm konumunun ve ark teli materyalinin kuvvet sistemi oluşumu üzerindeki etkisini nicelleştirir.
- Tarama: Karşılaştırmalı cihaz değerlendirmesi için tekrarlanabilir, kantitatif kuvvet ve moment verileri sağlar.
- Analitik: Güçlü istatistiksel analiz ve koşullar arası karşılaştırmaya olanak tanıyan altı eksenli kuvvet ve moment okumaları sunar.
- Translasyonel Araştırma: Öngörücü cihaz tasarımı için in vitro ölçümleri hesaplamalı modelleme ile birleştirir.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Çeşitli ortodontik ve biyomekanik cihaz çalışmalarına uyarlanabilir modüler bir platform oluşturur.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Cihaz biyomekaniğinde öngörü güvenini artırır ve mekanistik belirsizliği azaltır.
- Operasyonel Değer: Kuvvet sistemi analizlerinde standardizasyonu, tekrarlanabilirliği ve ölçeklenebilirliği teşvik eder.
- Stratejik Değer: Cihaz geliştirme süreçlerinde karar verme (devam/durum) süreçlerini bilgilendirir ve kaynak tahsisini optimize eder.
- Portföy Etkisi: Kantitatif biyomekanik verilere dayalı olarak, cihaz adaylarının riskten arındırılmış önceliklendirmesini ve ilerlemesini destekler.
Uygulama Hususları
- Biyomekanik, kuvvet ölçümü ve veri analizi konularında uzmanlık gerektirir.
- Çok eksenli kuvvet transdüserlerine ve gerçek zamanlı veri toplama sistemlerine erişim gerektirir.
- Deney düzeneğinin ve veri işlemenin ekipler arasında titiz bir şekilde standartlaştırılmasını gerektirir.
- Protokol modifikasyonları ile çeşitli ark teli materyallerine ve geometrilerine uyarlanabilir.
- Protokolde belirtildiği üzere, pratik kısıtlamalar arasında braket konumlandırmasına ve ark teli kullanımına karşı hassasiyet yer almaktadır.
Biyofarma SSS
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
