RESUMO
OBJETIVO: analisar pelo método dos elementos finitos o deslocamento dos molares superiores frente a três diferentes inclinações do arco externo do aparelho extrabucal na tração do tipo cervical. MÉTODOS: maxila, dentes montados em má oclusão de Classe II e aparelho foram modelados através de formulação variacional e seus valores reproduzidos em coordenadas X, Y e Z. Foram realizadas simulações em microcomputador tipo PC, utilizando o programa ANSYS versão 8.1. Cada modelo de arco externo reproduziu linhas de força que passaram (1) acima (AcCR), (2) abaixo (AbCR) e (3) no centro de resistência (CR) do molar permanente superior de um mesmo modelo portador de má oclusão de Classe II. A avaliação restringiu-se ao movimento inicial dos molares frente à força extrabucal de 4 Newtons. RESULTADOS: o movimento distal inicial dos molares, tendo como ponto de referência a mesial do tubo, foi maior na coroa do modelo AbCR (0,47x10-6), e maior na raiz do modelo AcCR (0,32x10-6), provocando inclinações da coroa para distal e mesial, respectivamente. No modelo CR, os pontos na coroa (0,15x10-6) e raiz (0,12x10-6) deslocaram-se para distal equilibradamente, resultando em movimento de translação. Em todos os modelos, numa vista oclusal, houve tendência de rotação distal inicial da coroa, porém no modelo CR esse movimento foi muito pequeno. No sentido vertical (Z), todos os modelos revelaram movimento extrusivo (AbCR= 0,18x10-6; CR= 0,62x10-6; AcCR= 0,72x10-6). CONCLUSÃO: a simulação computacional do uso de aparelho extrabucal com tração cervical revelou a ocorrência de movimento extrusivo e distal, podendo ser por inclinação distal de coroa, de raiz ou movimento de translação.
OBJECTIVE: To analyze maxillary molar displacement by applying three different angulations to the outer bow of cervical-pull headgear, using the finite element method (FEM). METHODS: Maxilla, teeth set up in Class II malocclusion and equipment were modeled through variational formulation and their values represented in X, Y, Z coordinates. Simulations were performed using a PC computer and ANSYS software version 8.1. Each outer bow model reproduced force lines that ran above (ACR) (1), below (BCR) (2) and through the center of resistance (CR) (3) of the maxillary permanent molars of each Class II model. Evaluation was limited to the initial movement of molars submitted to an extraoral force of 4 Newtons. RESULTS: The initial distal movement of the molars, using as reference the mesial surface of the tube, was higher in the crown of the BCR model (0.47x10-6) as well as in the root of the ACR (0.32x10-6) model, causing the crown to tip distally and mesially, respectively. On the CR model, the points on the crown (0.15 x10-6) and root (0.12 x10-6) moved distally in a balanced manner, which resulted in bodily movement. In occlusal view, the crowns on all models showed a tendency towards initial distal rotation, but on the CR model this movement was very small. In the vertical direction (Z), all models displayed extrusive movement (BCR 0.18 x10-6; CR 0.62 x10-6; ACR 0.72x10-6). CONCLUSIONS: Computer simulations of cervical-pull headgear use disclosed the presence of extrusive and distal movement, distal crown and root tipping, or bodily movement.
Assuntos
Aparelhos de Tração Extrabucal , Dente Molar , Técnicas de Movimentação Dentária , Imageamento Tridimensional , Má Oclusão Classe II de Angle , MaxilaRESUMO
OBJETIVO: desenvolver e validar, através do Método dos Elementos Finitos (MEF), um modelo numérico tridimensional (3D) de um incisivo central superior para simular o movimento dentário. MÉTODOS: esse modelo contempla a unidade dentária, o osso alveolar e o ligamento periodontal. Permite a simulação dos diferentes movimentos dentários e a determinação dos centros de rotação e de resistência. Limita o movimento ao espaço periodontal, registrando a direção, quantificando o deslocamento dentário e as tensões iniciais no ligamento periodontal. RESULTADOS: a análise dos deslocamentos dentários e das áreas que recebem tensões iniciais possibilita determinar os tipos de movimentos dentários. Com base nas forças ortodônticas, é possível quantificar a intensidade das tensões em cada região do dente, do ligamento periodontal ou do osso alveolar. Com base nas tensões axiais ao longo do ligamento periodontal e da tensão capilar, é possível predizer, teoricamente, as regiões em que deve ocorrer a remodelação óssea. CONCLUSÃO: o modelo foi validado pela determinação do módulo de elasticidade do ligamento periodontal de forma compatível com dados experimentais existentes na literatura. Os métodos utilizados na construção do modelo permitiram a criação de um modelo completo para uma arcada dentária, o qual possibilita realizar variadas simulações que envolvem a mecânica ortodôntica.
OBJECTIVE: To develop and validate a three-dimensional (3D) numerical model of a maxillary central incisor to simulate tooth movement using the Finite Element Method (FEM). METHODS: This model encompasses the tooth, alveolar bone and periodontal ligament. It allows the simulation of different tooth movements and the establishment of centers of rotation and resistance. It limits the movement into the periodontal space, recording the direction, quantifying tooth displacement and initial stress in the periodontal ligament. RESULTS: By assessing tooth displacements and the areas that receive initial stress it is possible to determine the different types of tooth movement. Orthodontic forces make it possible to quantify stress magnitude in each tooth area, in the periodontal ligament and in the alveolar bone. Based on the axial stress along the periodontal ligament and the stress in the capillary blood vessel (capillary blood stress) it is theoretically possible to predict the areas where bone remodeling is likely to occur. CONCLUSIONS: The model was validated by determining the modulus of elasticity of the periodontal ligament in a manner consistent with experimental data in the literature. The methods used in building the model enabled the creation of a complete model for a dental arch, which allows a number of simulations involving orthodontic mechanics.
Assuntos
Análise de Elementos Finitos , Imageamento Tridimensional , Técnicas de Movimentação Dentária/classificação , Ligamento Periodontal , Tensão Superficial , Ossos Faciais , Incisivo , Braquetes Ortodônticos , Ortodontia , Alvéolo DentalRESUMO
INTRODUCTION: Understanding how teeth move in response to mechanical loads is an important aspect of orthodontic treatment. Treatment planning should include consideration of the appliances that will meet the desired loading of the teeth to result in optimized treatment outcomes. The purpose of this study was to evaluate the use of computer simulation to predict the force and the torsion obtained after the activation of tear drop loops of 3 heights. METHODS: Seventy-five retraction loops were divided into 3 groups according to height (6, 7, and 8 mm). The loops were subjected to tensile load through displacements of 0.5, 1.0, 1.5, and 2.0 mm, and the resulting forces and torques were recorded. The loops were designed in AutoCAD software(2005; Autodesk Systems, Alpharetta, GA), and finite element analysis was performed with Ansys software(version 7.0; Swanson Analysis System, Canonsburg, PA). Statistical analysis of the mechanical experiment results was obtained by ANOVA and the Tukey post-hoc test (P < .01). The correlation test and the paired t test (P < .05) were used to compare the computer simulation with the mechanical experiment. RESULTS AND CONCLUSIONS: The computer simulation accurately predicted the experimentally determined mechanical behavior of tear drop loops of different heights and should be considered an alternative for designing orthodontic appliances before treatment.
Assuntos
Simulação por Computador , Análise do Estresse Dentário/métodos , Desenho de Aparelho Ortodôntico , Fios Ortodônticos , Análise de Variância , Ligas Dentárias , Análise de Elementos Finitos , Aço Inoxidável , Estatísticas não Paramétricas , Resistência à Tração , Técnicas de Movimentação Dentária , Torção MecânicaRESUMO
Neste trabalho, foram criados modelos tridimensionais de maxila para quantificar os movimentos ortodônticos iniciais. Determinou-se a influência do uso dos amarilhos e dos segundos molares no sistema de ancoragem. Na retração dos incisivos, foi observado que com a inclusão dos segundos molares no sitema de ancoragem ocorre redução da perda de ancoragem em 8,5% com relação à falta desses dentes. A utilização dos amarrilhos e inclusão do segundo molar reduz a perda de ancoragem em 9,78% quando comparada à situação sem os amarrilhos. Conclui-se que a utilização de modelos numéricos computacionais permite quantificar a influência das técnicas utilizadas em Ortodontia.
Assuntos
Análise de Elementos Finitos , Fenômenos Biomecânicos , Simulação por Computador , Imageamento Tridimensional , Técnicas de Movimentação Dentária , Procedimentos de Ancoragem Ortodôntica , Dente MolarRESUMO
Os resultados das análise de tensões em implantes osseointegráveis auxiliam na mudança da forma dos implantes para minimizar a concentração de tensões no osso. No presente trabalho, foram modelados três implantes cilíndricos colocados em diferentes posições da maxila. Os resultados obtidos com o programa Ansys mostraram que: 1) a configuração dos implantes na posição dos dentes canino e primeiro e segundo pré-molar transmite maior esforço para o osso que as demais confugurações e 2) a configuração com os incisivos central e lateral e o canino apresenta melhor condição para transmissão dos esforços para o osso na região marginal ao implante e minimiza a reabsorção óssea.
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Análise de Elementos Finitos , Implantação Dentária Endóssea , Imageamento TridimensionalRESUMO
Nos últimos anos, o método de elementos finitos tem sido largamente utilizado para a predição dos efeitos das tensões em um sistema de implante e no osso da mandíbula ou maxila. Diversos modelos têm sido elaborados para analisar o comportamento dos sistemas de implantes e do osso, porém os modelos apresentam-se sempre com excesso de simplificações podendo comprometer os resultados. Com o aperfeiçoamento dos computadores, os modelos têm conseguido considerar fatores antes desprezados, como o osso neoformado existente na interface implante/osso e as próteses. O objetivo deste trabalho é de simular implantes dentários cônicos, utilizando a técnica de elementos finitos, em modelo tridimensional, levando-se em conta a camada de osso que se forma na interface entre implante e osso, além de comparar os resultados obtidos para cada um dos tipos de próteses da mandíbula. Os implantes foram modelados a partir de um sistema comercial. As próteses foram fielmente modeladas através da utilização de um scanner tridimensional e a mandíbula, de forma simplificada, a partir dos dados obtidos da literatura. As informações dos carregamentos adotados foram obtidas da literatura e a restrição de movimento foi na camada externa do osso cortical. Os resultados obtidos sugerem que o paciente que fizer uma reabilitação unitária, terá uma maior possibilidade de problemas relacionados a osseointegração na região do segundo pré-molar. Com relação aos componentes protéticos, dificilmente haveria riscos de falha devido a deformação plástica
In the last years, the method of finite elements has been used broadly for the prediction of the effects of the stress in dental implant systems and in the bone of the mandible or maxilla. Several models have been elaborated to analyze the behavior of implants systems and of the bone, however the models always come with excess of simplifications could commit the results. With the improvement of the computers, the models have been getting to consider factors before despised, as the neoformed bone existent in the interface implant/bone and the prostheses. The objective of this works is simulate conical dental implants, using the technique of finite elements, in three-dimensional model, being taken into account the bone layer formed in the interface between implants and bone, besides comparing the results obtained for each one of the prostheses types of the mandible. The implants were modeled starting from a commercial system. The prostheses were modeled through the use of a three-dimensional scanner and the mandible, in a simplified way, starting from obtained data of the literature. The loads were obtained of the literature and the restriction of movement was applied in external layer of the cortical bone. The results suggest that the patient that does a unitary rehabilitation will have a larger possibility of problems with osseointegration, to second pre-molar rehabilitation. In the prosthetic components, difficultly there be flaw risks due deformation
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Análise de Elementos Finitos , Prótese Dentária Fixada por Implante , Implantes Dentários , Fenômenos BiomecânicosRESUMO
No presente trabalho desenhou-se em CAD um sistema de implante cônico osseointegrável e com o emprego do método dos elementos finitos fez-se a simulação de diversos carregamentos. Nas análises considerou-se as forças de mastigação e o torque aplicado para se apertar os parafusos dos componentes. Nas simulações foram empregadas forças de mastigação verticais de 125N, 630N e 1350N deslocadas 1,5mm a partir do eixo de simetria do conjunto e no sentido de mesial para distal. Os resultados obtidos mostraram que a combinação dos esforços decorrentes da montagem com as forças de mastigação apresentam valores mais compatíveis em relação aos resultados obtidos em simulações em que se consideram apenas os esforços de mastigação. Os parafusos de fixação da superestrutura do implante são os componentes mais solicitados indicando a possibilidade de falha nesses componentes