Sistema Vertical V-se dobla la fuerza: una evaluación 3D In Vitro de arcos rectangulares rígidos y elásticos

Bioengineering

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Summary

El método presentado aquí está diseñado para construir y validar un en vitro modelo 3D capaz de medir el sistema de fuerza generado por diferentes arcos con curvas en V colocado entre dos soportes. Objetivos adicionales son comparar este sistema de fuerza con diferentes tipos de arcos y a los modelos anteriores.

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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

Una comprensión adecuada del sistema de fuerza creado por varios aparatos de ortodoncia puede hacer el tratamiento de los pacientes eficaz y predecible. Reducción de los aparatos de multi-soporte complicados a un simple sistema de soporte de dos con el propósito de la evaluación del sistema de fuerza será el primer paso en esta dirección. Sin embargo, gran parte de la biomecánica ortodóncica en este sentido se limita a estudios experimentales 2D, modelado y análisis de la computadora o extrapolación teórica de los modelos existentes. El objetivo de este protocolo es diseñar, construir y validar un en vitro modelo 3D capaz de medir las fuerzas y momentos generados por un arco con una doblez en V colocaron entre dos soportes. Objetivos adicionales son comparar el sistema de fuerza generado por diferentes tipos de arcos entre sí mismos y a los modelos anteriores. Para ello, se ha simulado un aparato de 2 x 4 representación de una muela y un incisivo. Un probador de alambre ortodóntico (OWT) está construido que consta de dos transductores de fuerza de varios ejes o carga de las células (nanosensores) al que se unen los brackets de ortodoncia. Las células de carga son capaces de medir el sistema de fuerza en los tres planos del espacio. Se analizan dos tipos de arcos de alambre, acero inoxidable y titanio beta de tres tamaños diferentes (0.016 x 0.022 pulgadas, 0.017 x 0.025 pulgadas y 0.019 x 0.025 pulgadas). Cada conductor recibe una sola vertical V-bend sistemáticamente colocado en una posición específica con un ángulo predefinido. V-curvas similares se replican en diferentes arcos en 11 lugares diferentes entre el molar y el incisivo adjuntos. Esta es la primera vez que se ha intentado en vitro para simular una aplicación ortodóntica utilizando curvas en V de diversos arcos.

Introduction

Un aspecto importante del tratamiento ortodóncico es el conocimiento del sistema de fuerza producido por aparatos multibracket. Una comprensión clara de los principios biomecánicos subyacentes puede ayudar a obtener resultados predecibles y minimizar los posibles efectos secundarios1. Últimos años han visto una tendencia de colocar curvas en arcos con la construcción de mayor activación con la posición de soporte y diseño; sin embargo, el tratamiento ortodóncico todavía requiere colocación de curvas en arcos. Curvas, cuando se coloca en diversos tipos y tamaños de arcos, pueden crear una amplia variedad de sistemas de fuerza adecuada para diferentes tipos de movimiento dentario. Aunque los sistemas de fuerza pueden llegar a ser bastante complejos cuando se consideran múltiples dientes, un útil punto de partida puede implicar un sistema de soporte de dos simple.

Hasta la fecha, V-bend mecánica principalmente ha sido analizada en la segunda orden, utilizando modelos matemáticos1,2,3,4,5 o análisis de simulaciones basadas en computadora 6. esto ha producido una comprensión básica del sistema de fuerza en la segunda interacción del orden de los alambres del arco con los soportes adyacentes (figura 1). Sin embargo, estos métodos imponen ciertas condiciones de límite para ejecutar las simulaciones que no pueden ser verdaderas en situaciones clínicas reales y podrían ocurrir desviaciones. Recientemente, un en vitro modelo nuevo con transductores de fuerza fue propuesto para la medición de tres dimensiones (3D) fuerzas y momentos creados por evaluar no sólo segunda orden interacciones arco soporte sino también en el tercer orden7. Sin embargo, no se evaluó el efecto de diferentes tipos de arcos en el sistema de fuerza en varias posiciones de la curva a lo largo de la duración del arco molar incisivo. Además, el estudio sólo incluyó evaluación de arcos ortodoncia elástica, que no son los arcos primarios en que diente se produce movimiento. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar el sistema de fuerza creado por la colocación de un V-bend en diversas localizaciones en rectangular de acero inoxidable y arcos de titanio beta en un 3D configurar que implican los soportes molar e incisivo. Los clínicos necesitan conocer el sistema de fuerza aplicado en la dentición, cuando una combinación específica de la combinación de soporte de arco se utiliza para corregir una maloclusión.

La técnica descrita se ha desarrollado para estudiar el sistema de la fuerza ortodóncica en los tres planos del espacio, imitando la realidad clínica. Debe entenderse que es extremadamente difícil de medir el sistema de fuerza clínicamente; por lo tanto, tales medidas tienen que llevarse a cabo in vitro. Se supone que el sistema de fuerza creado por una curva en forma de V en el laboratorio sería similar si replicado en la boca del paciente. Se creó un flujo de trabajo para evaluar cómo la configuración experimental tiene que estar configurado (figura 2).

El probador de alambre ortodóntico (OWT) es un producto innovador desarrollado por la división de Ortodoncia en colaboración con la bioingeniería y laboratorio de biodinámica, salud de Connecticut, Farmington, CT, Estados Unidos (figura 3). Está diseñado para imitar con precisión la disposición de los dientes maxilares dentro de la boca y algunas condiciones intraorales mientras que proporciona mediciones del sistema de fuerza en los tres planos del espacio. Los principales componentes mecánicos de la OTT están un dispositivo de adquisición de datos (DAQ), nano sensores de fuerza/torsión, sensores de humedad, sensores de temperatura y un ordenador personal. El aparato de ensayo se coloca en una caja de vidrio con controles de temperatura y humedad. Esto permite una simulación parcial del ambiente intraoral. El DAQ sirve como interfaz para los tres sensores: sensor de humedad, sensor de fuerza/momento, termistor y el aparato de pruebas con los sensores situados sobre una plataforma (figura 3). Estos están vinculados a un programa de software. El software es una plataforma y un entorno de desarrollo para programación visual y se utiliza para controlar diferentes tipos de hardware. Se optó por automatizar el probador de alambre ortodóntico.

Una serie de clavijas de aluminio se disponen en el aparato de prueba para representar los dientes de la arcada maxilar. Dos de las espigas que representa la incisivo central derecha y derecha primer molar están conectadas a las células de carga de sensores (S1 y S2). Una célula de carga es un dispositivo mecánico que puede medir las fuerzas y momentos aplicadas a él en los tres planos (x-y-z): Fx, Fyy Fz; y Mx, Myy Mz. Las clavijas se colocan sistemáticamente para crear una forma de arco dental. Cada clavija se separa de otro por una medida precisamente grabada que se calcula mediante promedio dientes anchos como se observa en pacientes sometidos a tratamiento de ortodoncia. La forma elegida para el experimento es una forma de arco 'ovoide' creada a partir de una plantilla estandarizada.

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Protocol

1. experimental configuración

  1. Marque la posición exacta para la colocación de los tubos molares y brackets de incisivos en las clavijas de aluminio de la OTT usando una 'plantilla' modificado para requisitos particulares.
  2. Adherir brackets autoligables estándar con material compuesto. Fotopolimerizar por 40 segundos.
  3. Inserte un arco maxilar 'ovoide' 0.021 x 0.025 pulgadas de acero inoxidable (SS) en las ranuras del soporte.
  4. Coloque el aparato de prueba en la cámara de vidrio.
  5. Busque cualquier activación accidental del arco. Cualquier activación del arco de alambre creará automáticamente un sistema de fuerza, que se mostrará en la pantalla del ordenador.
  6. Vuelva a colocar los soportes si se observa cualquier activación de arco. Repita los pasos 1.2-1.5.

2. fabricación de un arco de la plantilla (figura 4)

  1. Coloque un arco de alambre (0.021 x 0.025 SS) en el aparato de prueba.
  2. Utilice un marcador permanente para indicar lo siguiente: 1) la línea media, 2) un punto inmediatamente distal al soporte de incisivos (I) y 3) un punto inmediatamente mesial al tubo del molar (M). Hacer lo mismo con el lado contralateral del arco de alambre. Este es el alambre del arco de plantilla.
  3. Transferir el arco con los puntos marcados a un papel gráfico.
  4. Hacer una réplica exacta del arco de alambre en el papel de gráfico.
    Nota: Este documento gráfico puede utilizarse para determinar la posición de la curva de V para los arcos de la muestra.
  5. Calcular el perímetro del segmento de arco (L) de I a M.
  6. Ahora, marca 11 puntos de I a M. Cada punto es un futuro V-bend.
    1. Etiqueta de cada punto de0 a10.
    2. Asegúrese de que cada posición de la curva se separa de otro por una cantidad igual.
  7. Obtener una relación número única para cada posición de la curva calculando un / L para cada posición.

3. colocación de curvas en V

  1. Tome un arco nuevo de la muestra.
  2. Coloque en el papel de arco/gráfico de la plantilla y una de las posiciones de la once curva transferir bilateralmente en el arco.
  3. Utilizar una pinza de alambre rectangular o una pinza de alambre ligero para hacer curvas en V simétrica en las posiciones de ambos.
  4. Colocar el arco en una plataforma de losa plana de vidrio y comprobar la medida del ángulo hecho por los dos extremos del arco de alambre con un transportador.
  5. Ajustar los extremos si es necesario para que se crea un ángulo de 150°.
  6. Repita los pasos 3.1 a 3.5 en todos los arcos de la muestra.

4. medición del sistema de fuerza (figuras 5 y 6)

  1. Abrir el programa de software para la grabación de datos (véase Tabla de materiales).
  2. Crear una nueva carpeta para los datos a guardar en.
  3. Haga clic en 'ejecutar' para iniciar el software. El programa mostrará cada una de las tres fuerzas y momento de tres valores en cada sensor en tiempo real.
  4. Espere aproximadamente 10-15 segundos para que las fluctuaciones en software para detener la grabación de datos. Asegúrese de que las líneas de gráfico en el software para todos los componentes de la demostración de sistema de fuerza una línea 'plana'.
    Nota: todas las seis medidas a cada sensor mostrará valores insignificantes (fuerzas < 1 g y momentos < 10 g mm).
  5. Retire con cuidado el aparato de' prueba' de la plataforma. Utilizar una pinza de Weingart para insertar un arco en los tubos molares.
  6. Abrir la puerta del soporte de la incisivo con un escalador periodontal.
  7. Levante la porción anterior del arco de alambre e inserte en la ranura del soporte. Asegúrese de que la línea media del arco de alambre coincide con la línea media del aparato de prueba.
  8. Devuelva el aparato de prueba a la plataforma y cierre la puerta de la cámara de vidrio.
  9. Ajustar la temperatura a 37 ° C. Espere un minuto para que la temperatura de la cámara de vidrio para ajustar.
  10. Haga clic en el botón 'comenzar a ahorrar' en el software y permitir que el software guardar o transferir datos durante al menos 10 segundos. Haga clic en el botón 'comenzar a ahorrar' otra vez para terminar la transferencia de datos, a continuación, haga clic en 'stop'.
    Nota: Cada ciclo de medición genera 100 lecturas durante el período de 10 segundos para cada componente (Fx, Fy, Fz, Mx, Myy Mz).
  11. Ir al documento que contiene los datos guardados y copia/exportación del conjunto de datos a una hoja de cálculo de análisis de datos diseño personalizado (ver Tabla suplementaria). Elija el número correcto de la posición de V-bend y la muestra de alambre específico para insertar los datos.
  12. Repita los pasos 4.3 a 4.11 para las 10 arcos de esa posición específica de la curva.
  13. Ahora, copie los medios calculados y desviaciones estándar para los arcos en una hoja de cálculo independiente para crear una representación gráfica de los datos.
  14. Repita los pasos del 4.2 al 4.13 para todas las posiciones de plegado y tipos de arcos.
    Nota: Los arcos incluyen, acero inoxidable (SS) y Titanio Beta (ß-Ti), con los siguientes tamaños: 0.016 x 0.022 pulgadas y pulgadas de 0.017 x 0.025 0.019 x 0.025 pulgadas.

5. error evaluación

  1. Funcionamiento del computadora y software como se describe en los pasos 4.1-4.4
  2. Quitar el aparato de' prueba' de la plataforma.
  3. Obtener un alambre de los SS 0.021 x 0.025 pulgadas longitud recta. Con una pinza de alambre ligero, doble un extremo del hilo en un pequeño gancho. Inserte el extremo libre del arco de alambre en el tubo del molar del lado distal.
  4. Coloque el aparato de prueba en la plataforma.
  5. Coloque un peso conocido (50 g) en el gancho. Dejarlo suelto en el plano vertical mediante la eliminación de cualquier tipo de interferencia. Cierre la puerta de la cámara de vidrio.
  6. Siga los pasos 4.10-4.11.
  7. Repita los pasos 5.1-5.6 para el soporte de la incisivo.
  8. Introduzca los valores de Fz para los soportes y los Mx para el tubo del molar como 'medida'.
  9. Ahora se aplican las ecuaciones de equilibrio (véase Texto suplementario) para calcular el 'valor esperado'.

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Representative Results

La fuerza total y el momento total experimentado por cada sensor en el centro de la placa del sensor están representados por sus tres componentes ortogonales: Fx, Fyy Fz que representa las fuerzas a lo largo del eje x, eje y y z, respectivamente; y Mx, Myy Mz que representan los momentos alrededor de los mismos ejes. Las mediciones iniciales en los sensores se convierten matemáticamente los valores de fuerza y momento experimentados por el soporte (figura 7).

Una serie de gráficas mostrando la fuerza vertical en el molar (Fzm) y los soportes de la incisivo (Fz), momento (inclinación mesio-distal) en el soporte molar (Mxm) y momento torsión (inflexión del labio-lingual) en el soporte de la incisivo (Mxi ) versus la una / cociente L en relación con el sistema de coordenadas de diente individual se han creado de los datos en bruto. La una relación L representa la posición mesio-distal de cada curva de V, donde 'a' es la distancia entre el borde distal del soporte del incisivo y el ápice de la curva de V, y 'L' la distancia entre el borde mesial del tubo del molar y el borde distal del incisivo soporte m media a lo largo del arco (37 mm). Un una relación L de 0,0 (0 mm/37 mm) representa una curva adyacente al soporte de incisivo y cada curva sucesiva (una / L = 0.1, 0.2, etc.) es espaciada de 3,7 mm de la curva anterior, terminando con una / L = 1.0 (37 mm/37 mm), que representa una curva adyacente al soporte molar. La dirección del sistema de fuerza se indica con un signo positivo/negativo. Los gráficos se agrupan por el tipo de alambre y el tamaño (figura 9 y 10). Cada punto en los gráficos, representan el valor medio de diez arcos similares, y las barras de error representan una desviación estándar por encima y por debajo de esta media. Un punto cerca del eje horizontal (arriba o abajo) significa una fuerza o momento de baja magnitud, y un punto más lejos del eje horizontal (arriba o abajo) significa una fuerza o momento de mayor magnitud.

Las fuerzas verticales (FZ) muestran patrón simétrico y lineal para cada uno de los tipos de seis cables (figura 8). Más cerca de la curva de V a cualquier soporte, mayor son las fuerzas verticales. Cuando la curva se mueve lejos de los soportes, hacia el centro, la magnitud de FZ disminuye hasta un cierto punto donde ambas fuerzas son aproximadamente cero (zona neutral). Como la curva se mueve más lejos más allá de este punto, FZ aumenta progresivamente. Sin embargo, se invierten las direcciones de las fuerzas individuales (FZm y FZi). Cuantitativamente, SS arcos crean un sistema de fuerza significativamente mayor que el ß-Ti arcos. También, mayor dimensión arcos crean sistemas más grandes de la fuerza. Sorprendentemente, el sistema fuerza relativa en los dos soportes de los arcos tanto en términos de tamaño y tipo de arco es bastante similar.

En contraste, los momentos (MX) muestran un patrón asimétrico y no lineales (figura 9). El aplanamiento de MXi cuando V-se dobla se coloca cerca del tubo molar (unax/l relación > 0,6), así como la revocación de la dirección de momento en el tubo molar (rojo) de unx/l de 0.0 a 0.2, fue similar para todos los arcos y tal vez representa un carácter más fundamental de orientación de interacción y soporte soporte en arco (segundo orden vs tercera orden). La relación entre el momento en los dos soportes muestran algunos patrones específicos que se observan a través de arcos todos probados (figura 10). Curvas que se colocan cerca de la incisivo (una / L 0.0-0.3 para ß-Ti y 0.0-0.2 para SS) tuvo dos momentos en la misma dirección (Mxi/Mxm > 0). De una / L de 0.3-0.6 para ß-Ti y una L de 0.3-0.4 para los SS, los momentos eran opuestos en dirección (Mxi/Mxm < 0) (zona neutral). Dobla en una L de 0,6 o mayor no creó un momento significativo en la incisivo (≈0 g mm), pero un gran momento fue generado en el tubo molar (Mx/Mxm≈0).

Cuantitativamente, otra vez como con las fuerzas verticales, la magnitud del momento generado por el arco de la SS fue clínicamente y estadísticamente superior a las generadas por ß-Ti arcos, tanto con respetan a la una / cables de cocientes de L y el tamaño del arco.

El error porcentual se calculó mediante la siguiente ecuación:

Figure 1

Se calculó el error % para pesos menores de 50 g se encontró que 5% y para pesos de 50 a 500 g en 0,5%.

La zona neutral (igual y frente a momentos de flexión) fue encontrada en una / proporciones de L de 0.3-0.4 para ß-Ti y 0.4-0.5 para SS arcos. En estos lugares específicos de la curva, las fuerzas verticales son mínimas con los momentos que actúan sobre los incisivos y molares soportes enfrente en dirección. Basado en el un / ratios de L el sistema de fuerza creado por una curva en forma de V entre un soporte molar y el incisivo pueden clasificarse en tres categorías diferentes (figura 11).

Figure 1
Figura 1 : Sistema creado por dos soportes de colineales en la segunda orden. L es la distancia entre los dos soportes; una es la posición de la curva V de soporte A; FA y FB son las fuerzas verticales creadas en el soporte A y B, respectivamente; MA es el momento en A; MB es el momento en soporte B. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2 : Flujo de trabajo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3 : El probador de alambre ortodóntico (OWT). A: aparato, B: medición de plataforma, C: monitor de temperatura. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4 : Representación esquemática de las posiciones de la curva entre los dos accesorios. Cada punto azul es un lugar de la curva y representa la distancia 'a' medida desde el soporte de incisivo en el arco. Habrá 11 diferentes valores para 'a' en incrementos de 3,7 mm. (es decir, punto azul se separa el punto azul adyacente por 3,7 mm). L es la longitud de perímetro medida desde la superficie distal incisivo del soporte de la a la superficie distal del tubo molar a lo largo del arco. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 5
Figura 5 : Arco insertado y sostenido por los soportes de las clavijas de aluminio conectados a los sensores. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 6
Figura 6 : El programa muestra los datos en bruto (en cuadros azul y rojo) de los dos sensores (S1 y S2) conectados a los soportes molares y el incisivo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 7
Figura 7 : Coordenadas X-Y-Z y su orientación en relación con el OWT. X: plano transversal de; Y: plano horizontal de; Z: plano vertical. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 8
Figura 8 : Representación gráfica de la fuerza vertical (Fz) en los dos soportes de. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 9
Figura 9 : Representación gráfica del momento en el plano transversal (Mx) en los dos soportes de. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 10
Figura 10 : Pariente forzar el sistema a través de arco diferentes tipos y tamaños de muestra a través de la relación de los momentos [Mx(i)/Mx(m)]. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 11
Figura 11 : Tres distintas fuerza sistemas de una curva de V. Cada zona representa un único sistema de F/M. El 'azul' región sombreada representa la una / ratios L con relativa similar fuerza sistemas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Sistema de fuerza Molar(m) Incisor(i)
FZ (+) Intrusivo Intrusivo
FZ (-) Extrusivas Extrusivas
Mx (+) * Punta mesial Labial facial punta
Mx (-) * Punta distal Palatina/lingual punta
* Todas las mediciones fueron hechas en el soporte

Tabla 1: Firmar convenios y dirección del sistema de fuerza.

Figure 1
Suplementario figura 1: gráficas de equilibrio para el momento alrededor de eje x (Mx). Nota: Los gráficos sólo están comparando la magnitud de los momentos. La dirección de Mx(m) + Mx(i) y Fz(m) o Fz(i) x voluntad D siempre estar frente a la unos a otros. Por lo tanto, ΣMx= 0 (ver texto complementario). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Texto suplementario. Haga clic aquí para la descarga de este archivo. 

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Discussion

Arcos ortodoncicos han sido estudiados en diversas maneras8,9,10,11. También han sido evaluados para diferentes propiedades mecánicas, pero rara vez han sido analizadas para determinar el sistema de fuerza que van a crear12,13,14,15. Pruebas de flexión de tres puntos son populares para la evaluación de arcos ortodoncia; sin embargo, generalmente se realizan en los alambres rectos desprovisto de cualquier curvas. Evaluaciones in vitro se optimizan generalmente para ver sólo 1 o 2 variables a la vez que no permite los resultados ser fácilmente adaptable a una situación clínica. El enfoque de esta investigación fue determinar experimentalmente el 3D fuerza sistemas producidos por V-curvas verticales colocados en diferentes lugares a lo largo de la distancia interbracket en arcos rectangulares como un aparato de 2 x 4. Este protocolo se diferencia considerablemente de los anteriores métodos de analizar la mecánica V-bend. Es la primera vez que un real en vitro creado ha sido creado utilizando nanosensores imitando el funcionamiento de una geometría de dos soporte de arco en lugar de basarse en modelos o métodos de elementos finitos. Este modelo mecánico mide no sólo los momentos de flexión (segunda interacciones de orden cables soporte) pero también torsión momentos (tercer alambre orden soporte de interacciones). No hay condiciones de límite se imponen. En otras palabras, los estudios anteriores nunca representaron la curvatura del arco de alambre que va del molar a los brackets incisivos. Debido a esta curva, el incisivo y el molares soportes no están situados en el mismo plano, ni son ellos orientado paralelo a uno otro. Este arreglo puede Agregar complejidad a los análisis de los sistemas de fuerza, que los hace clínicamente más relevantes que las que implican a dos soportes idénticos dispuestos en línea recta y paralelo3,4.

El funcionamiento de los sensores y los datos de salida pueden ser fácilmente afectados por factores como errores del dispositivo, sensibilidad del sensor, sobrecalentamiento de la OTT, error humano en la activación de alambre, doblado, ligadura, forma, alambre inadecuado posicionamiento, desactivación de la alambre antes de la inserción final, deformación del arco de alambre, etc. por lo tanto, es importante tomar medidas repetidas con nuevos arcos y validar los datos mediante la aplicación de las leyes del equilibrio. Además, sólo unos pocos arcos deben insertarse para que la medición con el fin de evitar el sobrecalentamiento de la OTT.

Cada posición de la curva se separa de la otra sólo 3,7 mm. Por lo tanto, la colocación exacta de las curvas V en el arco también es importante. Pequeñas desviaciones de la posición deseada podrían alterar radicalmente el sistema de fuerza registrado. Un diseño gráfico de papel que contiene la plantilla de arco con curva V posiciones ayuda a lograr la exactitud deseada. Soporte inadecuado posicionamiento en las clavijas de aluminio podría también hacer lo mismo. Por lo tanto, se utilizan plantillas de precisión a medida para obtener la posición del soporte, si hay una falla de enlace.

En el caso de un soporte que retiró durante la experimentación, un nuevo soporte debe colocarse precisamente en el mismo lugar. Plantillas de diseño personalizadas pueden ayudar a localizar el punto deseado. Arcos pasivos sin cualquier curvas debe utilizarse para garantizar que la colocación del bracket es correcta. Si no, tendrá que ser rebracketed. Es fundamental no reutilizar el soporte debonded ya que hay un aumento de la probabilidad de deformación del soporte.

Una desventaja del enfoque actual es que sólo dos sensores se han utilizado. La adición de más sensores permitirá el estudio de sistemas más complejos de la fuerza, como los que incluyen tres o más soportes dispuestos en un arco. Otro posible inconveniente es la incapacidad para simular el medio oral. Factores como temperatura, saliva, oclusión y varios otros podrían afectar los sistemas de fuerza producidos. Sin embargo, en este momento no es posible medir simultáneamente el sistema de fuerza y el movimiento observado diente a nivel clínico.

Equipo modelado y simulaciones que implican el uso de análisis de elementos finitos (FEM) es un área emergente en descifrar la biomecánica de los diferentes aparatos de ortodoncia16,17,18, 19. sin embargo, un requisito previo a la validación de estos métodos es una incorporación precisa de interacciones complejas de soporte de arco y supuestos de mantenimiento al mínimo. La interacción de soporte de arco en el segundo orden y tercer orden son en gran parte desconocido, potencialmente limitar la precisión de estos programas. Para mejorar las simulaciones de computadora, es importante a primera figura el sistema de fuerza que está presente en varias situaciones clínicas, generar una base de datos biomecánico importante y luego realizar un modelo de ordenador basado en este conjunto de datos. En otras palabras, mejor modelado y predicción requiere experimentación real conforme a lo dispuesto por el presente Protocolo.

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Disclosures

Los autores no tienen nada que revelar.

Acknowledgments

Los autores desean reconocer a todos los colegas que hicieron este trabajo posible, especialmente los doctores Aditya Chhibber y Ravindra Nanda. Los autores desean agradecer a la biodinámica y laboratorio de Bioingeniería en UCONN Health de las instalaciones durante el desarrollo de este proyecto.

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

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References

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