Forcer le système V-coude Vertical : une évaluation 3D In Vitro des arcs rectangulaire élastiques et rigides

Bioengineering

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Summary

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.

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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).

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Abstract

Une bonne compréhension du système force créée par divers appareils orthodontiques peut faire le traitement des patients efficace et prévisible. Réduction des appareils multi support compliqués pour un système simple de deux-support aux fins de l’évaluation du système force sera la première étape dans cette direction. Cependant, une grande partie de la biomécanique orthodontique à cet égard est limitée à des études expérimentales 2D, modélisation/analyse par ordinateur ou extrapolation théorique des modèles existants. Ce protocole vise à concevoir, construire et valider un in vitro modèle 3D capable de mesurer les forces et moments générés par un arc métallique avec un coude en V placés entre crochets. Les objectifs additionnels sont à comparer le système de force générée par différents types d’arcs entre eux et aux modèles précédents. À cet effet, un appareil de 2 x 4 représentant une molaire et une incisive a été simulé. Un testeur de fil orthodontique (OWT) est construit, composé de deux capteurs de force de multi-axes ou load cells (nano-capteurs) à laquelle sont attachés les brackets orthodontiques. Les cellules de charge sont capables de mesurer le système de force dans les trois plans de l’espace. Deux types d’arcs, en acier inoxydable et bêta-titane de trois tailles différentes (0,016 x 0,022 pouce, 0,017 x 0,025 pouce et 0,019 x 0,025 pouces), sont mis à l’essai. Chaque fil reçoit une V-courbure verticale unique systématiquement placée à une position spécifique avec un angle prédéfini. V-coudes similaires sont répliquées sur différents arcs sur 11 sites différents entre les attaches de la molaire et incisive. C’est la première fois on a essayé en vitro pour simuler un appareil orthodontique utilisant V-coudes sur différents arcs.

Introduction

Un aspect important du traitement orthodontique clinique est la connaissance du système force produite par les appareils multibracket. Une compréhension claire des principes biomécaniques sous-jacents peut aider à livrer des résultats prévisibles et minimiser les éventuels effets secondaires1. Ces dernières années ont vu une tendance loin de placer des coudes en arcs en construisant plus d’activation avec la position du support et de la conception ; Toutefois, un traitement orthodontique complet nécessite encore de placement des coudes en arcs. Coudes, lorsqu’il est placé dans différents types et tailles d’arcs, peut créer une grande variété de systèmes de force approprié pour différents types de mouvement de la dent. Bien que les systèmes de la force peuvent devenir assez complexes lorsque plusieurs dents sont considérés, un bon point de départ peut impliquer un simple système de support en deux.

A ce jour, V-pliage mécanique ont principalement été analysée dans le deuxième ordre seulement, utilisant des modèles mathématiques1,2,3,4,5 et/ou analyse/simulations sur ordinateur 6. cela a donné une compréhension de base du système force impliqué dans l’interaction d’ordre seconde des fils arch avec supports adjacents (Figure 1). Cependant, ces méthodes imposent certaines conditions aux limites afin d’effectuer des simulations qui ne pourraient pas vrai dans les situations cliniques réelles et les écarts peuvent se produire. Récemment, un nouveau modèle in vitro impliquant des capteurs de force a été proposé pour la mesure des trois dimensions (3D) forces et moments créés en évaluant non seulement second ordre mais aussi des interactions arc-support du troisième ordre7. Cependant, l’effet de différents types d’arcs sur le système de force à diverses positions de courbure le long de la durée d’arc molaires incisives n’a pas été évaluée. En outre, l’étude a porté seulement évaluation des arcs orthodontiques élastique, qui ne sont pas les arcs primaire sur lequel dent mouvement se produit. Par conséquent, le but de cette étude était d’évaluer le système de force créé par la mise en place d’un V-virage à différents endroits en inox rectangulaire et arcs de bêta-titane dans un 3D mis en place concernant les supports molaire et incisive. Les cliniciens doivent connaître le système de la force appliqué sur la dentition lorsqu’une combinaison spécifique de combinaison de support arc métallique est utilisé pour corriger une malocclusion.

La technique décrite a été développée pour étudier le système de force orthodontique à tous les trois plans de l’espace, imitant la réalité clinique. Il est entendu qu’il est extrêmement difficile de mesurer la force système cliniquement ; donc, ces mesures doivent être effectués in vitro. On suppose que le système de force créé par un coude en V en laboratoire seraient similaire si elles sont répliquées dans la bouche du patient. Un flux de travail a été créé afin d’évaluer comment le montage expérimental doit être configuré (Figure 2).

Le testeur de fil orthodontique (OWT) est un produit innovant développé par la Division d’orthodontie en collaboration avec le génie biologique & la biodynamie Laboratory, UConn santé, Farmington, CT, USA (Figure 3). Il est conçu pour reproduire fidèlement l’arrangement des dents maxillaires au sein de la bouche et quelques conditions intra-buccaux tout en offrant des mesures du système force créé dans toutes les trois plans de l’espace. Les principaux composants mécaniques de la OWT sont un matériel d’acquisition de données (DAQ), capteurs de Force/couple de nano, capteurs d’humidité, capteurs de température et un ordinateur personnel. L’appareil d’essai est placé dans une enceinte de verre ayant des contrôles de température/humidité. Cela permet pour la simulation partielle de l’environnement intra-buccale. L’acquisition de données sert d’interface pour les trois capteurs : capteur d’humidité, capteurs de force/moment, thermistance et l’appareil d’essai avec les capteurs situés sur une plate-forme (Figure 3). Elles sont liées à un logiciel. Le logiciel est une plate-forme et un environnement de développement pour la programmation visuelle et est utilisé pour contrôler les différents types de matériels. Il a été choisi pour automatiser le testeur de fil orthodontique.

Une série de piquets en aluminium sont disposées sur l’appareil d’essai pour représenter les dents de l’arcade maxillaire. Deux des chevilles représentant l’incisive centrale droite et droite première molaire sont reliés à des capteurs/pesons (S1 et S2). Un capteur est un dispositif mécanique qui permet de mesurer les forces et moments appliqués dans les trois plans (x-y-z) : Fx, Fyetzde F ; Mx, M,yet Mz. Les chevilles sont systématiquement placés pour créer une forme d’arche dentaire. Chaque cheville est séparé de l’autre par une mesure précisément enregistrée qui est calculée à l’aide de dents moyennes largeurs, tel qu’observé chez les patients subissant un traitement orthodontique. La forme choisie pour l’expérience est une forme d’arche « ovoïde » créée à partir d’un modèle normalisé.

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Protocol

1. expérimental

  1. Marquer la position exacte pour le placement des tubes molaires et supports incisive sur les supports en aluminium de la OWT en utilisant un « jig » sur mesure.
  2. Norme de liaison auto ligaturant entre parenthèses avec un matériau composite. Photopolymériser pendant 40 secondes.
  3. Insérez un arc métallique maxillaire « ovoïde » 0,021 x 0,025 pouces en acier inoxydable (SS) dans les fentes du support.
  4. Placer l’appareil d’essai dans la chambre de verre.
  5. Vérifier pour toute activation involontaire d’arc. Toute mise en fonction de l’arc créera automatiquement un système de force, qui sera affiché sur l’écran de l’ordinateur.
  6. Repositionner les supports si toute activation de l’arc est observée. Répétez les étapes 1,2 à 1,5.

2. fabrication d’un arc de modèle (Figure 4)

  1. Placer un arc (0,021 x 0,025 SS) dans l’appareil d’essai.
  2. Utilisez un marqueur permanent pour indiquer ce qui suit : 1) la ligne médiane, 2) un point immédiatement distal au support incisive (I) et 3) un point immédiatement mésial au tube molaire (M). Faites de même pour le côté controlatéral de l’arc. Il s’agit de fil du modèle.
  3. Transférer l’arc avec les points marqués sur un papier millimétré.
  4. Faire une réplique exacte de l’arc sur le papier millimétré.
    Remarque : Ce papier de graphique peut être utilisé pour déterminer la position du V-coude pour tous les arcs de l’échantillon.
  5. Calculer le périmètre du segment arc (L) d’I à M.
  6. Maintenant, marquer 11 points d’I à M. Chaque point est une future position V-bend.
    1. Étiquetez chaque point de0 à10.
    2. Assurez-vous que chaque position de pliage est séparée de l’autre, d’un montant égal.
  7. Obtenir un nombre/pourcentage unique pour chaque position de pliage en calculant un / L pour chaque poste.

3. mise en place de V-coudes

  1. Prendre un nouvel arc de l’échantillon.
  2. Placez-la sur le papier modèle arc/et une des positions onze pliage transfert bilatéral à l’arc.
  3. Utilisez une pince arc métallique rectangulaire ou une pince à fil de la lampe pour faire des virages V symétrique aux deux positions.
  4. Placer l’arc sur une plate-forme de dalle/plat de verre et vérifier la mesure de l’angle fait par les deux extrémités de l’arc avec un rapporteur d’angles.
  5. Ajuster les extrémités si nécessaire pour que soit créé un angle de 150°.
  6. Répétez les étapes 3.1 à 3.5 pour tous les arcs de l’échantillon.

4. mesure le système de Force (Figures 5 et 6)

  1. Ouvrez le logiciel pour l’enregistrement de données (voir la Table des matières).
  2. Créez un nouveau dossier pour les données à enregistrer dans.
  3. Cliquez sur « Exécuter » pour démarrer le logiciel. Le programme affiche chacune des valeurs de trois moments et trois forces à chaque capteur en temps réel.
  4. Attendez environ 10-15 secondes pour les fluctuations dans le logiciel d’enregistrement de données. S’assurer que les lignes du graphique sur le logiciel pour tous les composants de l’émission de système de force une ligne « à plat ».
    Remarque : tous les six mesures à chaque capteur indique des valeurs négligeables (forces < 1 g et moments < g 10 mm).
  5. Retirer doucement le « appareil d’essai » de la plate-forme. Utilisez une pince de Weingart pour insérer un arc dans les tubes molaires.
  6. Ouvrir la porte du support incisive avec un mesureur parodontal.
  7. Soulever la partie antérieure de l’arc et l’insérer dans la fente du support. Assurez-vous que la ligne médiane de l’arc coïncide avec la ligne médiane de l’appareil d’essai.
  8. Retourner l’appareil d’essai à la plate-forme et fermer la porte de la chambre de verre.
  9. Réglez la température à 37 ° C. Attendez une minute pour que la température de la chambre de verre pour ajuster.
  10. Cliquez sur le bouton « Démarrer la sauvegarde » sur le logiciel et permet au logiciel de sauvegarde/transfert de données pendant au moins 10 secondes. Cliquez sur le bouton « commencer à épargner » à nouveau pour terminer le transfert de données, puis cliquez sur « arrêter ».
    Remarque : Chaque cycle de mesure génère 100 lectures au cours de la période de 10 secondes pour chaque composant (Fx, Fy, Fz, M,x, Myet Mz).
  11. Allez dans le document contenant les données sauvegardées et copie/exporter l’ensemble de données dans un tableur de l’analyse des données personnalisées conçues (voir Tableau supplémentaire). Choisir le bon numéro de position V-coude et l’échantillon de fil spécifique pour insérer les données.
  12. Répétez les étapes 4.3 à 4.11 pour les 10 arcs de cette position de pliage spécifique.
  13. Maintenant, copiez les moyens calculés et les écarts-types pour les arcs d’une feuille de calcul distincte pour créer une représentation graphique des données.
  14. Répétez les étapes 4.2 à 4,13 pour tous les types d’arcs et positions de pliage.
    Remarque : Les arcs comprennent, en acier inoxydable (SS) et bêta-titane (ß-Ti), avec les dimensions suivantes : 0,016 x 0,022 pouce 0,017 x 0,025 pouce et 0,019 x 0,025 pouces.

5. évaluation de l’erreur

  1. Lancez l’ordinateur/logiciel comme décrit aux points 4.1 à 4.4
  2. Retirer les « appareils de tests » de la plate-forme.
  3. Obtenir un fil de SS de 0,021 x 0,025 pouces de longueur droite. À l’aide d’une pince de fil de la lampe, pliez une extrémité du fil dans un petit crochet. Insérez l’extrémité libre de l’arc dans le tube molaire du côté distal.
  4. Remettez l’appareil d’essai sur la plate-forme.
  5. Attacher un poids connu (50 g) au crochet. Laissez-les pendre librement dans le plan vertical, en supprimant tout type d’ingérence. Fermer la porte de la chambre de verre.
  6. Suivez les étapes 4.10-4.11.
  7. Répétez les étapes 5.1 à 5.6 pour le support de l’incisive.
  8. Entrez les valeurs de Fz pour les supports et Mx pour le tube molaire comme « valeur mesurée ».
  9. Maintenant, appliquez les équations d’équilibre (voir Texte complémentaire) pour calculer la « valeur attendue ».

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Representative Results

La force totale et le moment total vécue par chaque capteur au centre de la plaque du capteur sont représentés par leurs trois composantes orthogonales : Fx, Fyet Fz représentant les forces le long de l’axe x, axe y et z, respectivement ; Mx, M,yet Mz représentant les moments autour des mêmes axes. Les mesures initiales à des capteurs sont converties mathématiquement les valeurs de force et moment expérimentés par la bride (Figure 7).

Une série de graphiques affichant la force verticale au molaire (Fzm) et supports incisive (Fzj’ai), moment (mesiodistal basculement) au support molaire (Mxm) et moment/couple (basculement labio-linguale) à la patte incisive (Mxj’ai ) par rapport à l’une / ratio L en ce qui concerne le système de coordonnées de dents individuelles ont été créées à partir des données brutes. L’une / ratio L représente la position de mesiodistal de chaque V-bend, où « a » est la distance entre le bord distal de la patte incisive et le sommet du V-coude, et « L » la distance entre le bord mésial du tube molaire et le bord distal de l’incisive support m easured le long de l’arc (37 mm). Un un / ratio L 0.0 (0 mm/37 mm) représente un virage adjacent au support incisive et chaque virage successifs (un / L = 0,1, 0,2, etc.) est espacé 3,7 mm loin de la courbe précédente se terminant par un / L = 1,0 (37 mm/37 mm), ce qui représente une courbe adjacente au support de molaire. Le sens du système force est indiqué par un signe négatif/positif. Les graphiques sont regroupés selon le type de fil et la taille (Figure 9 et 10). Chaque point sur les graphiques, représentent la valeur moyenne de dix arcs semblables, et les barres d’erreur représentent un écart-type au-dessus et au-dessous de cette moyenne. Un point à proximité de l’axe horizontal (au-dessus ou en dessous) signifie une force ou du moment avec une magnitude faible et un point plus éloigné de l’axe horizontal (au-dessus ou en dessous) signifie une force ou du moment avec une magnitude plus élevée.

Les efforts verticaux (FZ) montrent un motif symétrique et linéaire pour chacun des types de six fils (Figure 8). Rapprocher le coude V sur chaque support, plus élevés sont les efforts verticaux. Le coude est éloigné des supports, vers le centre, l’ampleur de FZ diminue jusqu'à un certain point où les deux forces sont environ zéro (zone neutre). Que le virage est déplacé plus loin au-delà de ce point, FZ augmente progressivement. Cependant, les directions des forces individuelles (FZm et FZi) sont inversées. Quantitativement, les arcs de SS a créé un système de force significativement plus élevé que les arcs de la ß-Ti. Arcs de dimension supérieures créent aussi des systèmes de force plus grandes. Étonnamment, le système de force relative créé à deux tranches par les arcs tant en termes de taille et le type d’arc est assez similaire.

En revanche, les moments (MX) montrent une tendance non linéaire et asymétrique (Figure 9). L’aplatissement de MXi lorsque V-coudes sont placés à proximité du tube molaire (unx/l rapport > 0,6), ainsi que le renversement de la direction du moment dans le tube molaire (rouge) d’unx/l de 0,0 à 0,2, était semblable pour tous les arcs et représente peut-être une nature plus fondamentale d’arc-support interaction et support d’orientation (second ordre vs troisième ordre). Le ratio du moment sur les deux supports montrent certains modèles spécifiques observés dans l’ensemble de tous les arcs sont mis à l’essai (Figure 10). Coudes qui sont placés à proximité de l’incisive (a / L de 0,0 et 0,3 pour les ß-Ti et de 0,0 à 0,2 pour SS) eu deux moments dans le même sens (Mxj’ai/Mxm > 0). D’un / L de 0,3 à 0,6 pour ß-Ti et un / L 0,3-0,4 pour les SS, les moments étaient opposées dans la direction (Mxj’ai/Mxm < 0) (zone neutre). Se plie à un / L égal ou supérieur à 0,6 n’a pas créé un moment significatif à l’incisive (≈0 g mm), mais un moment énorme provenait du tube molaire (Mxj’ai/Mxm≈0).

Quantitativement, encore une fois comme avec les efforts verticaux, la magnitude du moment générée par l’arc SS était statistiquement et cliniquement supérieure à ceux générés par les arcs de la ß-Ti, tous deux avec respectent à l’une / fils de ratios de L et de la taille de l’arc.

L’erreur a été calculée par l’équation suivante :

Figure 1

L’erreur % pour les masses inférieures à 50 g s’est avéré pour être de 5 % et pour des poids allant de 50 à 500 g a été évaluée à 0,5 %.

La zone neutre (égale et en face de moments fléchissants) a été retrouvée à une / ratios de L de 0,3 à 0,4 pour la ß-Ti et 0,4-0,5 pour les arcs de la SS. À ces endroits de pliage spécifique, les efforts verticaux sont minimes avec les moments agissant sur l’incisive et des supports molaires en face dans la direction. Basé sur l’un / ratios L le système de force créé par un coude en V entre un support molaire et incisive peuvent être classés en trois catégories différentes (Figure 11).

Figure 1
Figure 1 : Forcer le système créé par deux supports colinéaires au second ordre. L est la distance entre les deux supports ; une est la position de la V-courbe du support A ; FA et FB sont les efforts verticaux créés à la tranche A et B, respectivement ; MA est le Moment en A ; MB est le moment de support B. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : Workflow. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 : Le testeur de fil orthodontique (OWT). A: appareillage, Bd’essai : mesure de la plate-forme, C: surveiller la température. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : Représentation schématique des positions entre les deux fixations bend. Chaque point bleu est un endroit de la courbure et représente la distance « a » mesurée à partir du support de l’incisive le long de l’arc. Il y aura 11 différentes valeurs pour « a » en incréments de 3,7 mm. (c'est-à-dire les point bleu est séparée de la pastille bleue adjacente par 3,7 mm). L est la longueur du périmètre mesurée de la surface distale de la patte incisive à la surface distale du tube molaire le long de l’arc. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 5
Figure 5 : Arc métallique inséré et détenues par les supports de piquets en aluminium attachés aux capteurs. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 6
Figure 6 : Le logiciel affiche les données brutes (dans des boîtes bleues et rouges) provenant de deux capteurs (S1 et S2) connecté pour les incisives et les molaires supports. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 7
Figure 7 : Coordonnées X-Y-Z et leur orientation en ce qui concerne le OWT. X : plan transversal ; Y: horizontale ; Z: plan vertical. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 8
Figure 8 : Représentation graphique de la force verticale (Fz) à deux tranches de. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 9
Figure 9 : Représentation graphique du moment dans le plan transversal (Mx) à deux tranches de. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 10
Figure 10 : Parent forcer le système à travers l’arc différents types et tailles, représentés par le rapport entre les moments [Mx(i)/Mx(m)]. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 11
Figure 11 : Trois différents systèmes de forces d’un coude en V. Chaque zone représente un système unique de F/M. La région ombrée « bleue » représente l’un / ratios L avec semblable relative force systèmes. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Système de force Molar(m) Incisor(i)
FZ (+) Intrusives Intrusives
FZ (-) Extrusive Extrusive
MX (+) * Astuce mésiale Soin du visage/labiale Astuce
MX (-) * Extrémité distale Astuce de palatale/linguale
* Toutes les mesures ont été effectuées à la tranche

Tableau 1 : Conventions de signe et l’orientation du système force.

Figure 1
La Figure 1: graphes d’équilibre pour l’instant autour d’axe des abscisses (Mx). Remarque : Les graphiques sont seulement comparer l’ampleur des moments. La direction de Mx(m) + Mx(i) et Fz(m) ou Fz(i) secteur x D toujours être en face de l’autre. Par conséquent, ΣMx= 0 (voir texte complémentaire). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Texte complémentaire. S’il vous plaît cliquez ici pour regarder l’intégralité de cet fichier. 

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Discussion

Les arcs orthodontiques ont été étudiés dans diverses manières8,9,10,11. Ils ont également été évalués pour des propriétés mécaniques différentes, mais elles ont rarement été analysés pour déterminer le système de force, qu'ils vont créer12,13,14,15. Essais de flexion trois points sont très populaires pour l’évaluation des arcs orthodontiques ; Cependant, ils sont généralement exécutés sur fils droits dépourvu des coudes. In vitro les évaluations sont généralement optimisées pour regarder seulement 1 ou 2 variables en un temps qui ne permet pas les résultats à demeurer aisément adaptable à la situation clinique. L’objectif de cette recherche était de déterminer expérimentalement la 3D force systèmes produits par V-bandes verticales placées à différents endroits le long de la distance interbracket en arcs rectangulaire engagé comme un appareil de 2 x 4. Ce protocole diffère considérablement les méthodes précédentes de l’analyse mécanique V-bend. C’est la première fois qu’un réel en vitro mis en place a été créé utilisant nanodétecteurs imitant le fonctionnement d’une géométrie de deux-support-arc plutôt que de compter sur des modèles informatiques ou des méthodes d’éléments finis. Ce modèle mécanique mesure non seulement les moments fléchissants (second ordre fil support des interactions) mais aussi les moments de torsion (le troisième fil de commande Support interactions). Aucune des conditions aux limites ne sont imposées. En d’autres termes, des études antérieures ont jamais représentés la courbure de l’arc qu’elle va de la molaire sur les supports de l’incisive. En raison de cette courbe, les incisives et les molaires supports ne sont pas placés dans le même plan, ni sont ils orientés parallèlement à un autre. Cet arrangement peut ajouter complexité aux analyses des systèmes de force, ce qui les rend cliniquement plus pertinents que ceux impliquant seulement deux supports identiques disposés en ligne droite et parallèle3,4.

Le fonctionnement des capteurs et les données de sortie peut être facilement affectée par des facteurs comme les erreurs de l’appareil, sensibilité du capteur, de surchauffer le OWT, l’erreur humaine dans l’activation de fil, de flexion, ligature, forme, fil mauvais positionnement, désactivation de la fil avant insertion définitive, déformation de l’arc, etc. donc, il est important de prendre des mesures répétées avec les nouveaux arcs et valider les données en appliquant les lois de l’équilibre. En outre, seulement quelques arcs doivent être insérés pour mesure afin d’éviter une surchauffe de la OWT.

Chaque position de pliage est séparée de l’autre par seulement 3,7 mm. Par conséquent, un positionnement précis des V-coudes le long de l’arc est également important. Déviations mineures de la position souhaitée pourraient modifier radicalement le système de force enregistré. Une conception graphique papier contenant le modèle de l’arc métallique avec V-coude postes contribue à atteindre la précision désirée. Support mauvais positionnement sur les supports en aluminium pourrait également faire la même chose. Par conséquent, gabarits de précision sur mesure sont utilisées pour obtenir la position du support s’il y a une rupture d’adhérence.

Dans le cas d’un support se dépose au cours de l’expérimentation, une nouvelle tranche doit être précisément placée dos au même endroit. Gabarits conçus personnalisés peuvent aider à localiser l’endroit désiré. Arcs passive sans n’importe quel courbes devront servir à s’assurer que la mise en place du support est correcte. Si ce n’est pas le cas, elle devra être rebracketed. On critique ne pas de réutiliser le support décollé comme il y a une probabilité accrue de la déformation du support.

Un inconvénient de l’approche actuelle est que seulement deux capteurs ont été utilisés. L’ajout de plusieurs capteurs permettront l’étude des systèmes de force plus complexes, tels que ceux qui comprennent trois ou plusieurs crochets disposés dans une arche. Un autre inconvénient potentiel est l’incapacité pour simuler l’environnement buccal. Des facteurs comme la température, la salive, occlusion et plusieurs autres pourraient affecter les systèmes de force produites. Toutefois, à ce stade n’est pas possible de mesurer simultanément le système de la force et le mouvement dent observées au niveau clinique.

Modélisations et simulations impliquant l’utilisation de l’analyse des éléments finis (FEM) est une zone d’émergence rapide utilisée dans le décodage de la biomécanique des divers appareils orthodontiques16,17,18, 19. Cependant, une condition préalable à la validation de ces méthodes est une incorporation précise des interactions complexes arc-support et maintien des hypothèses au minimum. L’interaction de l’arc-support tant dans les ordres de deuxième et troisième sont largement méconnus, potentiellement limitant l’exactitude de ces programmes. Afin d’améliorer les simulations par ordinateur, il est important de la première figure le système de force qui est présente dans différentes situations cliniques, générer une importante base de données biomécanique et faire ensuite un modèle d’ordinateur basé sur cet ensemble de données. En d’autres termes, prévision et modélisation mieux exigera une expérimentation réelle tel que prévu par le présent protocole.

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Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Les auteurs tiennent à remercier tous les collègues qui ont rendu ce travail possible, en particulier les Drs Aditya Chhibber et Ravindra Nanda. Les auteurs tiennent à remercier la biodynamie & laboratoire de bio-ingénierie à UCONN santé pour les installations fournies lors de l’élaboration de ce projet.

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

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