수직 V-밴드와 시스템: 탄력 있고 단단한 직사각형 Archwires의 3 차원 생체 외에서 평가

Bioengineering

Your institution must subscribe to JoVE's Bioengineering section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

여기에 제시 된 방법은 생성 하 고 유효성을 검사 한 생체 외에서 3D 모델 V-밴드 두 부류 사이 배치와 다른 archwires에 의해 생성 된 힘 시스템 측정 설계 되었습니다. 추가 목표가 포스 시스템 이전 모델을 archwires의 다른 종류를 비교 하는.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Upadhyay, M., Shah, R., Agarwal, S., Vishwanath, M., Chen, P. J., Asaki, T., Peterson, D. Force System with Vertical V-Bends: A 3D In Vitro Assessment of Elastic and Rigid Rectangular Archwires. J. Vis. Exp. (137), e57339, doi:10.3791/57339 (2018).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

다양 한 교정 기구에 의해 만들어진 포스 시스템의 적절 한 이해는 효율적이 고 예측 가능한 환자의 치료를 만들 수 있습니다. 포스 시스템 평가 목적으로 간단한 2 브래킷을 시스템에 복잡 한 멀티 브라켓 기기를 줄이는 첫 번째 단계는이 방향으로 될 것입니다. 그러나, 많은 교정 역학 이와입니다 국한 2D 실험 연구, 컴퓨터 모델링/분석 또는 기존 모델의 이론적인 추정. 이 프로토콜의 목적은 디자인, 생성 및 유효성 검사는 생체 외에서 3D 모델 힘을 측정 하 고 V 자형으로 archwire에 의해 생성 된 순간 두 대괄호 사이 위치. 추가 목표 archwires 이전 모델을 자신 들의 종류에 의해 생성 된 힘 시스템을 비교 하는. 이 목적을 위해 대표 하는 어 금 니는 니 2 x 4 기기 시뮬레이션 되어 있다. 교정 와이어 테스터 (OWT)는 두 개의 다중 축 힘 변환기의 구성 된 건설 또는 부하는 교정 브라켓 연결을 (nanosensors) 세포. 로드 셀 공간의 모든 3 개의 평면에 포스 시스템을 측정 할 수 있다. Archwires, 스테인리스 스틸 및 베타-티타늄 (0.016 x 0.022 인치, 0.017 x 0.025 인치와 0.019 x 0.025 인치), 세 가지 다른 크기의 두 가지 유형의 테스트입니다. 각 와이어는 단일 수직 V-벤드 체계적으로 미리 정의 된 각 특정 위치에 배치를 받습니다. 유사한 V-밴드 모 랄와 니 첨부 파일 사이의 11 다른 위치에 다른 archwires에 복제 됩니다. 이것은 처음으로 시도 했다 생체 외에서 다른 archwires에 V-밴드를 활용 하 여 교정 기기 시뮬레이션.

Introduction

임상 교정 치료의 중요 한 측면은 multibracket 제품을 제작한 포스 시스템의 지식. 기본 biomechanical 원리의 명확한 이해는 예측 가능한 결과 제공 하 고 잠재적인 부작용1을 최소화 도울 수 있다. 최근 몇 년 동안 본 브라켓 위치와 디자인; 더 많은 활성화를 구축 하 여 archwires에 벤드를 배치에서 추세 그러나, 포괄적인 교정 치료는 여전히 archwires에 굴절의 배치를 요구 한다. 벤드, 종류 및 archwires의 크기에 배치 될 경우 다양 한 포스 시스템 치아 이동의 다른 종류를 위해 적당 한 만들 수 있습니다. 포스 시스템 여러 치아 고려 될 때 꽤 복잡 한 될 수 있습니다, 비록 유용한 출발점 간단한 2 브래킷을 시스템을 포함할 수 있다.

날짜 하려면, V 자형 역학 주로 분석 된 두 번째 순서, 수학적 모델,12,3,,45 또는 컴퓨터 기반 분석/시뮬레이션을 활용 하 여 6.이 두 번째 순서와의 상호 작용 아치 와이어 인접 괄호 (그림 1)에 관련 된 포스 시스템에 대 한 기본적인 이해를 굴복 했다. 그러나, 이러한 방법은 실제 임상 상황에서 견딜 수 있는 시뮬레이션을 실행 하려면 특정 경계 조건 부과 및 편차는 발생할 수 있습니다. 최근 3 차원 (3D) 힘을 측정 하기 위한 새로운 생체 외에서 모델 포스 변환기와 관련 된 제안 그리고 순간 뿐만 아니라 평가 하 여 만든 두 번째 주문 archwire 브래킷 상호 작용 뿐만 아니라 세 번째 순서7에서. 그러나, 니 어 금 니 archwire 범위 따라 다양 한 벤드 위치에 포스 시스템에 archwires의 다른 종류의 효과 평가 하지. 또한, 연구는 단지 기본 archwires는 치아 운동 발생 되지 않은 탄성 교정 archwires의 평가 참여. 따라서,이 연구의 목표는 직사각형 스테인레스 스틸 및 베타-티타늄 archwires 3D 모 랄와 니 괄호와 관련 된 설정에 서로 다른 위치에 V 자형의 배치에 의해 만들어진 포스 시스템을 평가 했다. 임상 포스 시스템 치열 때 archwire 브래킷 조합의 특정 조합에 적용 되는 malocclusion를 해결 하기 위해 사용 해야 합니다.

설명 된 기술은 흉내 낸 임상 현실 공간의 모든 3 개의 평면에 교정 힘 시스템 연구 개발 되었습니다. 매우 어려운 임상; 포스 시스템을 측정 하는 것을 이해 될 것 이다 따라서, 이러한 측정에 체 외실시 해야 합니다. 실험실에서 V 자형으로 만든 포스 시스템 환자의 입에서 복제 하는 경우 비슷한 것을 가정 합니다. 워크플로 생성 평가 실험 설정 수는 어떻게 구성 (그림 2).

교정 와이어 테스터 (OWT) 사단의 교정에 의해 바이오 & 해 실험실, UConn 건강, 파 밍 턴, 코네티컷, 미국 (그림 3)와 함께 공동 개발 하는 혁신적인 제품 이다. 그것은 정확 하 게 공간의 모든 3 개의 비행기에서 만든 포스 시스템의 측정을 제공 하는 입과 일부 구강 내 조건 내에서 상 악 치아의 배열을 모방 하도록 설계 되었습니다. OWT의 주요 기계적 구성 요소는 데이터 수집 디바이스 (DAQ), 나노 힘/토크 센서, 습도 센서, 온도 센서, 그리고 개인용 컴퓨터. 테스트 장치는 온도/습도 제어 하는 데 유리에에서 배치 됩니다. 이로써 intraoral 환경의 부분 시뮬레이션. 3 센서에 대 한 인터페이스는 DAQ 역할: 습도 센서, 힘/순간 센서, 서미스터 및 플랫폼 (그림 3)에 위치한 센서 테스트 장치. 이러한 소프트웨어 프로그램에 연결 됩니다. 소프트웨어는 플랫폼 및 비주얼 프로그래밍을 위한 개발 환경 이며 다른 종류의 하드웨어를 제어 하는 데 사용 됩니다. 그것은 교정 와이어 테스터를 자동화 하도록 선택 했습니다.

알루미늄 나무 못의 시리즈는 상 악 치과 아치의 이빨을 표현 하기 위해 테스트 기구에 정렬 됩니다. 바로 중앙 니 오른쪽 첫 어 금 니를 대표 하는 구슬 2 센서/로드 셀 (S1 및 S2)에 연결 됩니다. 로드 셀은 세력 및 그것에 모든 3 개의 평면 (x-y-z)에 적용 하는 순간을 측정할 수 있는 기계 장치: Fx, Fy및 Fz; Mx, My, 고 Mz. 못은 체계적으로 치과 아치 양식을 만들 위치 합니다. 각 말뚝은 교정 치료를 받은 환자에서 관찰 된 평균 치아 폭을 사용 하 여 계산 되는 정확 하 게 기록된 측정에 의해 다른에서 분리 된다. 실험을 위해 선택한 셰이프 표준화 된 서식 파일에서 만든 '난 형' 아치 양식입니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. 실험 설치

  1. 사용자 지정된 '지 그'를 사용 하 여 어 금 니 튜브와는 OWT의 알루미늄 나무 못에 니 괄호의 위치에 대 한 정확한 위치를 표시 합니다.
  2. 복합 재료와 표준 자체 ligating 괄호 본드. 40 초에 대 한 가벼운 치료입니다.
  3. 0.021 x 0.025 인치 스테인레스 스틸 (SS) '난 형' 상 악 archwire 브래킷 슬롯에 삽입 합니다.
  4. 유리 챔버에 테스트 기구를 배치 합니다.
  5. 어떤 의도 하지 않은 archwire 활성화를 확인 합니다. archwire의 어떤 활성화 자동으로 컴퓨터 화면에 표시 될 것입니다 강제로 시스템을 만들어집니다.
  6. 어떤 archwire 활성화 관찰 되는 경우 대괄호를 재조 정할. 1.2-1.5 단계를 반복 합니다.

2. 템플릿 Archwire (그림 4)의 제조

  1. 장소는 archwire (0.021 x 0.025 SS) 테스트 장치에.
  2. 영구 마커를 사용 하 여 다음 표시: 1) 중간, 2)는 (I), 니 브래킷에 즉시 원심 점과 3) 어 금 니 튜브 (M)를 즉시 중앙 지점. archwire의 contralateral 측면에 대 한 같은 마십시오. 이것은 템플릿 아치 철사 이다.
  3. 그래프 용지에 표시 된 포인트 archwire 전송.
  4. 그래프 용지에는 archwire의 정확한 복제를 확인 합니다.
    참고:이 그래프 용지 샘플의 모든 archwires에 대 한 V 자형의 위치를 결정 하기 위해 사용할 수 있습니다.
  5. M에서 아치 와이어 세그먼트 (L)의 둘레를 계산 합니다.
  6. 이제, m에서 11 포인트를 표시 합니다. 각 포인트는 미래 V 벤드 위치입니다.
    1. 0 에서10에 각 점을 레이블.
    2. 동일한 금액에 의해 각 벤드 위치 다른에서 분리 되 다는 것을 확인 하십시오.
  7. 계산 하 여 각 벤드 위치에 대 한 고유 번호/비율을 얻기는 / L 각 위치에 대 한.

3입니다. V-밴드의 배치

  1. 샘플에서 새로운 archwire 가져가 라.
  2. 서식 파일 archwire/그래프 종이에 그것을 배치 하 고 양자는 archwire 11 벤드 위치 중 하나를 전송.
  3. 직사각형 archwire 플라이어 또는 가벼운 와이어 플라이어를 사용 하 여 두 위치에서 대칭 V-밴드를 만들기 위해.
  4. 유리 슬 래 브/플랫 플랫폼에는 archwire을 놓고 오래 끄는 archwire의 두 끝에 의해 만들어진 각도의 측정을 확인 합니다.
  5. 150 °의 각도 만들 수 있도록 필요한 경우 끝 조정 합니다.
  6. 이 샘플의 모든 archwires를 위한 3.1 3.5 단계를 반복 합니다.

4. 포스 시스템 (그림 5 및 6) 측정

  1. 데이터 기록 ( 재료의 표참조)에 대 한 소프트웨어 프로그램을 엽니다.
  2. 데이터 저장에 대 한 새 폴더를 만듭니다.
  3. 소프트웨어를 시작 하려면 ' 실행'을 클릭 합니다. 프로그램은 실시간으로 각 센서에 각 3 세력과 3 순간 값을 표시 됩니다.
  4. 데이터 레코딩 소프트웨어 중지 수 변동에 대 한 약 10-15 초 동안 기다립니다. 포스 시스템 쇼 '플랫' 라인의 모든 구성 요소에 대 한 소프트웨어에 그래프 라인 확인 합니다.
    참고: 각 센서에 모든 6 개의 측정 무시할 값 (힘 < 1 g 및 순간 < 10 g m m) 표시 됩니다.
  5. 부드럽게 플랫폼에서 '테스트 장치'를 제거 합니다. Weingart 플라이어를 사용 하 여 어 금 니 튜브는 archwire 삽입 하.
  6. 치 주 계량 인 니의 문을 엽니다.
  7. archwire의 앞쪽 부분을 들어올리고 브래킷 슬롯에 삽입 합니다. archwire 중간 테스트 기구의 중간과 일치 다는 것을 확인 하십시오.
  8. 플랫폼 테스트 장치를 반환 하 고 유리 챔버의 문을 닫습니다.
  9. 37 ° c.에 온도 설정 조정 유리 챔버의 온도 대 일 분 기다립니다.
  10. 소프트웨어에 있는 '저장 ' 시작 버튼을 클릭 하 고 10 초 이상에 대 한 데이터를 저장/전송 소프트웨어를 허용. 데이터 전송, 종료 누른 다음 '중지'를 다시 '저장 시작' 버튼을 클릭 합니다.
    참고: 각 측정 주기 (Fx, Fy, Fz, Mx, MyzM) 각 구성 요소에 대 한 10 초 동안 100 읽기를 생성합니다.
  11. 저장 된 데이터를 포함 하는 문서를 이동 및 복사/내보내기 사용자 정의 설계 된 데이터 분석 스프레드시트 데이터 집합 ( 보충 표참조). 올바른 V 벤드 위치 번호와 특정 와이어 샘플 데이터를 삽입 하려면 선택 합니다.
  12. 그 특정 벤드 위치 10 archwires 단계 4.3 4.11 반복 합니다.
  13. 지금, 계산된 방법 및 표준 편차는 archwires에 대 한 데이터의 그래픽 표현을 생성 하는 별도 스프레드시트에 복사 합니다.
  14. 모든 벤드 위치 및 archwires의 대 한 4.2 4.13 단계를 반복 합니다.
    참고:는 archwires 포함, 스테인레스 스틸 (ss 친위대)와 베타-티타늄 (ß-Ti), 다음 크기: 0.016 x 0.022 인치, 0.017 x 0.025 인치, 및 0.019 x 0.025 인치.

5. 오류 평가

  1. 컴퓨터/소프트웨어 단계 4.1-4.4에에서 설명 된 대로 실행
  2. 플랫폼에서 '테스트 장치'를 제거 합니다.
  3. 직선 길이 0.021 x 0.025 인치 SS 와이어를 얻을. 가벼운 와이어 플라이어를 사용 하 여 작은 훅으로 철사의 한쪽 끝을 구 부. 원심 측에서 어 금 니 튜브에는 archwire 무료 끝을 삽입 합니다.
  4. 플랫폼에 다시 테스트 장치를 놓습니다.
  5. 후크를 알려진된 무게 (50g)를 연결 합니다. 방해의 모든 종류를 제거 하 여 수직 평면에서 자유롭게 걸어 보자. 유리 챔버의 문을 닫습니다.
  6. 4.10-4.11 단계.
  7. 니 브라켓 5.1-5.6 단계를 반복 합니다.
  8. '측정된 값'으로 어 금 니 튜브에 대 한 괄호 및 Mx Fz 값을 입력
  9. 지금의 평형 방정식을 적용 ( 보조 텍스트참조) ' 예상 값입니다.'를 계산 하

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

총 힘 및 센서 플레이트의 센터에 각 센서에 의해 경험 총 순간 그들의 3 개의 직교 구성 요소에 의해 표시 됩니다: Fx, Fy, x 축, y 축 및 z 축을 따라 힘을 나타내는 Fz 각각; 그리고 Mx, Myz M 나타내는 동일한 축을 순간. 초기 측정 센서에 브라켓 (그림 7)에 의해 경험된 힘 및 순간 값을 수학적으로 변환 됩니다.

어 금 니 (Fzm)와 니 괄호 (Fz), 어 금 니 브라켓 (Mxm), 및 순간/토크 (양순 언어 팁) 니 브라켓 (mesiodistal 팁) 하는 순간에 수직 힘을 표시 하는 그래프의 시리즈 (Mx) 대에 원시 데이터에서 생성 된 개별 치아 좌표계에 관하여 L 비율 /. a / L 비율 각 V-벤드, 어디 니 브라켓의 원심 가장자리와 V 자형의 정점 사이의 거리 '는'은 'L' 어 금 니 튜브의 중앙 가장자리와 고 니의 원심 지 사이의 거리 브래킷 m의 mesiodistal 위치를 나타냅니다 따라 archwire (37 m m) easured입니다. 0.0 (0/37 mm) L 비율 나타냅니다 벤드 니 부류에 인접 한 그리고 각 연속 벤드 / (는 / L = 0.1, 0.2, ) 이전 벤드로 끝나는에서 간격 3.7 m m는 / L = 1.0 (37/37 mm), 어 금 니 브라켓에 인접 한 벤드를 나타내는. 포스 시스템의 방향 부정/긍정적인 기호로 표시 됩니다. 그래프는 와이어 유형 및 크기 (그림 9 , 10)로 그룹화 됩니다. 그래프에 각 지점 10 비슷한 archwires의 평균 값 나타내고 오차 막대 위와 아래이 의미 한 표준 편차를 나타냅니다. 힘 또는 순간 낮은 크기와 가로 축 (위 또는 아래)에 가까운 점을 의미 하 고 힘 또는 더 높은 크기와 함께 순간을 의미 하는 가로 축 (위 또는 아래)에서 포인트.

수직 힘 (FZ) 각 6 와이어 형식 (그림 8)에 대 한 대칭 및 선형 패턴을 표시합니다. 가까이 높은 어느 부류에 V 자형 수직 힘은. 벤드 센터로, 괄호에서 이동은 두 세력 약 0 (중립 지역)에 있는 특정 지점에 도달할 때까지 FZ 의 크기 감소. 벤드가이 지점을 넘어 멀리 이동, FZ 점차적으로 증가 한다. 그러나, (FZm 과 FZi) 개별 세력의 방향 반전 한다. 양적, SS archwires ß-Ti archwires 보다 상당히 큰 힘 시스템을 만들었습니다. 또한, 더 높은 차원 archwires 큰 포스 시스템을 만듭니다. 놀랍게도, archwires 크기와 유형의 archwire 두 괄호에 만든 상대 포스 시스템은 매우 비슷하다.

반대로, 순간 (MX) 비 선형 및 비대칭 패턴 (그림 9)를 표시합니다. 병합 MXi 의 V-굴절 어 금 니 튜브 (ax/L 비율 > 0.6), 가까이 놓으면x(빨간색) 어 금 니 튜브에 순간 방향 반전 뿐만 아니라 0.0 0.2, /L 모든 archwires에 대 한 유사 했다와 아마도 나타냅니다. archwire 브래킷 상호 작용 및 브래킷 오리엔테이션의 기본적인 자연 (두 번째 세 번째 순서 대 순서). 두 괄호에 순간의 비율 모든 archwires 테스트 (그림 10)에 걸쳐 관찰 하는 몇 가지 특정 패턴을 표시 합니다. 벤드는 니 가까이 배치 하는 (한 / 0.0-0.3 ß-Ti에 대 한 및 ss 0.0-0.2 L) 동일한 방향에서 모두 순간을 했다 (Mx/Mxm > 0). / 0.3-0.6 ß-Ti에 대 한 L와 / L 0.3-0.4 ss의 순간 반대 방향으로 (Mx/Mxm < 0) (중립 지역). 굴절 한 / 0.6 이상인 패 니 (≈0 g m m)에서 중요 한 순간을 생성 하지 않았다 하지만 거 대 한 순간 어 금 니 튜브 (Mx/Mxm≈0)에서 생성 된.

양적, 다시 수직 군대와 SS archwire에 의해 생성 된 순간의 크기는 통계적으로 그리고 임상 보다 ß-Ti archwires에 의해 생성 된, 둘 다 존중 하는 L 비율 및 아치 크기 전선 /.

% 오류는 다음 방정식에 의해 계산 되었다:

Figure 1

% 오류 50 g 5% 이기 위하여 찾아냈다 보다 낮은 무게 및 500 g 50에서 무게를 0.5%로 계산 되었다.

중립 지역 (평등 하 고 구 부리는 순간 반대)에서 발견 한 / 0.3-0.4 ß-Ti에 대 한 및 SS archwires 0.4-0.5 L 비율. 이 특정 벤드 위치에서 수직 힘 니와 반대 방향으로 어 금 니 괄호에 순간으로 최소화 됩니다. 에 따라는 a / L 비율 포스 시스템 만든 모 랄와 니 브라켓 사이 V 자형으로 세 가지 다른 범주 (그림 11)으로 분류 될 수 있다.

Figure 1
그림 1 : 두 번째 순서로 두 일 직선상 괄호에 의해 만들어진 시스템. L 두 대괄호; 사이의 거리는 V 자형 브라켓 A;에서 위치 FA 와 FB 는 브라켓 A와 B에 각각; 만든 수직 힘 MA 는 순간에; MB 는 브라켓 b.에서 순간 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2 : 워크플로. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3 : 교정 와이어 테스터 (OWT). A: 테스트 장치, B: 플랫폼, C를 측정: 온도 모니터. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 4
그림 4 : 도식으로 표시 두 첨부 파일 사이의 벤드 위치. 모든 블루 도트 벤드 위치 이며 'a'는 archwire 따라 니 브라켓에서 측정 한 거리를 나타냅니다. 'A' 증가의 3.7 m m.에 11 다른 값이 될 것입니다 (즉, 블루 도트는 구분 인접 한 블루 도트에서 3.7 m m). L은 둘레 길이 archwire 따라 몰 관의 원심 표면에 니의 원심 표면에서 측정 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 5
그림 5 : Archwire 삽입 하 고 괄호는 센서에 부착 된 알루미늄 나무 못에 의해 개최. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 6
그림 6 : 니와 어 금 니 괄호에 연결 된 두 개의 센서 (S1 및 S2)에서 얻은 (파란색과 빨간색 상자)에 원시 데이터를 표시 하는 소프트웨어 프로그램. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 7
그림 7 : X Y Z 좌표와는 OWT에 관하여 그들의 방향. X: 가로 비행기; Y: 수평 비행기; Z: 수직 비행기입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 8
그림 8 : 두 부류에서 수직 힘 (Fz)의 그래픽 표현. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 9
그림 9 : 두 부류에서 가로 평면 (Mx)에서 순간의 그래픽 표현. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 10
그림 10 : 상대 다른 archwire 유형과 크기 [Mx(i)/Mx(m)] 순간의 비율을 통해 묘사에서 시스템을 강제로. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 11
그림 11 : 3 가지 V 자형에서 시스템을 강제로. 각 영역은 고유한 F/M 시스템을 나타냅니다. '블루' 음영된 지역 묘사는 a / L 비율 비슷한 상대와 강제로 시스템. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

포스 시스템 Molar(m) Incisor(i)
Fz (+) 관입 관입
Fz (-) 밀어내 밀어내
Mx (+) * 중앙 팁 얼굴/양순 팁
Mx (-) * 원심 끝 경구개/언어 팁
* 모든 측정 브라켓에서 만들어진

표 1: 서명 규칙 및 포스 시스템의 방향.

Figure 1
추가 그림 1: x 축 주위 순간에 대 한 균형 그래프 (Mx). 참고: 그래프 들은 순간의 크기 비교. 항상 Mx(m) + Mx(i) 와 Fz(m) 또는 Fz(i) D는 x에 대 한 방향을 서로 반대 될. 따라서, ΣMx= 0 ( 보조 텍스트참조). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

보조 텍스트. 여기이 파일의 다운로드를 클릭 하십시오. 

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

교정 archwires는 다양 한 방법으로8,9,,1011에서 연구 되었습니다. 그들은 또한 다양 한 기계적 성질에 대 한 평가 하지만 그들은 거의 그들이12,13,,1415만들려고 포스 시스템을 결정 하기 위한 분석 되었습니다. 3-포인트 벤딩 테스트는 교정 archwires; 평가 대 한 인기가 그러나, 그들은 일반적으로 어떤 굴곡 없는 직선 전선에서 수행 됩니다. 생체 외에서 평가 일반적으로 임상 상황에 쉽게 적응 될 결과 허용 하지 않는 한 번에만 1 또는 2 변수 보고 최적화 됩니다. 이 연구의 초점은 실험적으로 3D 수직 V-밴드 사각형 archwires는 2 x 4 기기 종사에 interbracket 거리에 따라 서로 다른 위치에 배치 하 여 생산 하는 시스템을 강제로 확인 했다. 이 프로토콜은 V 자형 역학 분석의 이전 방법에서 상당히 다릅니다. 그것은 실제 생체 외에서 설정 만들어진 컴퓨터 모델 또는 유한 요소 방법에 의존 하는 것 보다 2-브래킷-archwire 형상의 작업을 흉내 낸 nanosensors를 활용 하 여 처음으로. 이 기계적 모델 뿐만 아니라 측정 벤딩 순간 (순서 와이어 브래킷 상호 작용 두 번째) 또한 비틀림 순간 (세 번째 순서 와이어 브래킷 상호 작용) 하지만. 경계 조건이 부과 된다. 즉, 이전의 연구 적으로 archwire의 곡률에 대 한 차지 했다 니 괄호는 모 랄에서 갑니다. 이 곡선으로 인해 니와 어 금 니 괄호 하지 위치 같은 비행기도 있다 그들은 서로 평행을 지향 합니다. 이 배열에 추가할 수 복잡성 포스 시스템의 분석 게 임상으로 더 관련 보다 두 동일한 괄호와 관련 된 그 직선으로 배열 되며 병렬3,4.

센서 및 데이터의 기능 출력 장치, 센서 감도, OWT, 와이어 활성화에 인간의 실수의 과열, 벤딩, 결 찰, 모양, 위치, 비활성화의 부적 절 한 와이어 오류 같은 요인에 의해 쉽게 영향을 받을 수는 와이어 마지막 삽입, archwire 의 변형 하기 전에 따라서, 그것이 새로운 archwires로 반복 측정 평형의 법률을 적용 하 여 데이터의 유효성을 검사 하는 것이 중요. 또한, 몇 가지 archwires는 OWT의 과열 방지를 위하여 측정에 대 한 삽입 한다.

각 벤드 위치는 다른만 3.7 m m로 구분 됩니다. 따라서, V-는 archwire 따라 밴드의 정확한 배치도 중요 하다. 원하는 위치에서 작은 탈 선은 근본적으로 기록 힘 시스템을 변경할 수 있습니다. 사용자 정의 설계 원하는 정확도 달성에 V 자형 위치 도움이 됩니다 archwire 서식 파일을 포함 하는 그래프 용지. 부적 절 한 브래킷 알루미늄 나무 못에 위치 또한 동일을 할 수 있습니다. 따라서, 주문 품 정밀 지 그 본드 오류가 발생 하는 경우의 위치를 구하는 데 사용 됩니다.

실험 하는 동안 debonded 지 고 브라켓, 경우 새로운 브라켓 정확 하 게 다시 같은 자리에에서 배치 되어야 합니다. 사용자 지정 설계 된 지 그는 원하는 자리를 찾는데 도울 수 있다. 어떤 굴절 없이 수동 archwires의 배치 올바른지 확인 하는 데 사용 될 수 있을 것 이다. 그렇지 않으면, 그것은 rebracketed 될 해야 합니다. Debonded 브라켓 브라켓 변형 증가 가능성으로 재사용을 하지 중요 하다.

현재 접근의 1 개의 결점은 두 개의 센서 이용 되었습니다. 더 많은 센서의 추가의 아치에 배열 하는 3 개 이상의 괄호를 포함 하는 더 복잡 한 포스 시스템, 연구를 수 있습니다. 또 다른 잠재적인 단점은 구강 환경을 시뮬레이션 하는 무 능력입니다. 같은 온도, 타 액, 폐색, 그리고 여러 다른 요인 수 생산 포스 시스템에 영향을. 그러나,이 시점에서 불가능 포스 시스템 및 임상 수준에서 관찰 된 치아 움직임을 동시에 측정을 합니다.

컴퓨터 모델링 및 유한 요소 해석 (FEM)의 사용을 포함 하는 시뮬레이션은 다양 한 교정 기기16,,1718, 의 역학을 디코딩에 급속 하 게 신흥 지역 그러나 19., 이러한 방법의 유효성을 검사 한 전제는 archwire 브래킷 복잡 한 상호 작용 및 최소한 유지 가정 정확한 설립. Archwire 브라켓의 상호 작용 두 번째 순서와 세 번째 순서에서 모두 크게 알려진, 잠재적으로이 프로그램의 정확도 제한 하지 않습니다. 컴퓨터 시뮬레이션을 더 나은 만들기 위하여 다양 한 임상 상황에 강제로 시스템을 첫 번째 그림에 중요 하다, 상당한 biomechanical 데이터베이스를 생성 한 다음이 데이터 집합에 따라 컴퓨터 모델. 즉, 더 나은 모델링 및 예측 필요 합니다 실제 실험이이 프로토콜에 의해 제공.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

저자는 공개 없다.

Acknowledgments

저자 모든 가능 하 게 만든이 작품, 특히 박사 Aditya Chhibber과 동료 Ravindra 난다를 인정 하 고 싶습니다. 저자가이 프로젝트의 개발 하는 동안 제공 하는 기능에 대 한 해 연구실 바이오 UCONN 건강에 감사 하 고 싶습니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Burstone, C. J., Koenig, H. A. Force systems from an ideal arch. Am J Orthod. 65, (3), 270-289 (1974).
  2. Koenig, H. A., Burstone, C. J. Force systems from an ideal arch: Large deflection considerations. Angle Orthod. 59, (1), 11-16 (1989).
  3. 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).
  4. 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).
  5. Demange, C. Equilibrium situations in bend force systems. Am J Orthod and Dentofac Orthop. 98, (4), 333-339 (1990).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Hazel, R. J., Rohan, G. J., West, V. C. Force relaxation in orthodontic arch wires. Am J Orthod. 86, (5), 396-402 (1984).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Kapila, S., Sachdeva, R. Mechanical properties and clinical applications of orthodontic wires. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 96, (2), 100-109 (1989).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics