Comportamiento biomecánico de la unidad dentoalveolar (UDA) de un incisivo central bajo un tratamiento de ortodóntico, utilizando arcos de NiTi y NiTiCu: simulación 3D mediante elementos finitos

Durante el tratamiento de ortodoncia se pueden encontrar diferentes patologías tanto a nivel periodontal como radicular, las cuales se pueden intensificar si no se utiliza la biomecánica adecuada. Los dispositivos ortodónticos pueden producir cargas de gran magnitud dentro de la UDA originando una o...

Full description

Autores:
Ortega Roncancio, Rafael Ricardo
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad Santo Tomás
Repositorio:
Repositorio Institucional USTA
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.usta.edu.co:11634/32101
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/11634/32101
Palabra clave:
Biomechanics
Finite elements
Orthodontic
Orthodontic braces
Orthodontics -- Equipment and accessories
Tratamientos ortodónticos
Soportes ortodóncicos
Ortodoncia -- Equipo y accesorios
Biomecánica
Elementos finitos
Ortodoncia
Disminución del riesgo durante la ortodoncia
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openAccess
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description Durante el tratamiento de ortodoncia se pueden encontrar diferentes patologías tanto a nivel periodontal como radicular, las cuales se pueden intensificar si no se utiliza la biomecánica adecuada. Los dispositivos ortodónticos pueden producir cargas de gran magnitud dentro de la UDA originando una oclusión vascular y un corte en el suministro de sangre al ligamento periodontal (LPD). En los tratamientos ortodónticos es común el uso de arcos manufacturados en Nitinol (NiTi) y NitiCopper (NiTiCu) como fuente de generación del estímulo mecánico para producir los movimientos ortodónticos. En esta investigación se determinó que tipo de material para el arco (NiTi o NiTiCu) proporciona una mejor relación entre el estímulo mecánico y la respuesta biológica de la UDA. Para esto, se desarrolló una experimentación in-silico mediante el uso de elementos finitos, modelando los arcos ortodónticos como un material con memoria de forma (SMA). El dominio de trabajo fue obtenido mediante tomografía computacional diferenciando cada uno de los tejidos presentes en la UDA; hueso trabecular y cortical, diente y LPD. Como resultado se obtuvo el comportamiento biomecánico de la UDA y el campo de esfuerzos producidos en el ligamento periodontal y el hueso alveolar, determinando que tipo de material para el arco de ortodoncia disminuye el riesgo de patologías o movimientos ortodónticos no deseados.
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En los tratamientos ortodónticos es común el uso de arcos manufacturados en Nitinol (NiTi) y NitiCopper (NiTiCu) como fuente de generación del estímulo mecánico para producir los movimientos ortodónticos. En esta investigación se determinó que tipo de material para el arco (NiTi o NiTiCu) proporciona una mejor relación entre el estímulo mecánico y la respuesta biológica de la UDA. Para esto, se desarrolló una experimentación in-silico mediante el uso de elementos finitos, modelando los arcos ortodónticos como un material con memoria de forma (SMA). El dominio de trabajo fue obtenido mediante tomografía computacional diferenciando cada uno de los tejidos presentes en la UDA; hueso trabecular y cortical, diente y LPD. Como resultado se obtuvo el comportamiento biomecánico de la UDA y el campo de esfuerzos producidos en el ligamento periodontal y el hueso alveolar, determinando que tipo de material para el arco de ortodoncia disminuye el riesgo de patologías o movimientos ortodónticos no deseados.In the orthodontics treatment is possible to find different pathologies at radicular and periodontal level, which can be intensified if no is used the adequate biomechanics. The orthodontics devices can produce large loads inside the UDA that cause a vascular occlusion and a cut in the blood supply to the periodontal ligament (PDL). In orthodontic treatments it is common the use of arches manufactured in Nitinol (NiTi) and NitiCopper (NiTiCu) as a source of generation of mechanical stimulus to produce orthodontic movements. In this investigation was determined what type of material for the arch (NiTi or NiTiCu) offers a better relationship between the mechanical stimulus and the biological response of the UDA. For this, an in-silico experiment can be done through the use of finite elements, modeling the orthodontic arches as a material with shape memory (SMA). The computational domain was obtained by computed tomography, differentiating each tissue present in the UDA; trabecular and cortical bone, tooth and PDL. As a result, was obtained the biomechanical behavior of the UDA and the stress field in the periodontal ligament and the alveolar bone, determining what type of material for the orthodontic arch decreased the risk of pathologies or incorrect orthodontic movements.Ingeniero Mecánicohttp://unidadinvestigacion.usta.edu.coPregradoapplication/pdfspaUniversidad Santo TomásPregrado Ingeniería MecánicaFacultad de Ingeniería MecánicaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Comportamiento biomecánico de la unidad dentoalveolar (UDA) de un incisivo central bajo un tratamiento de ortodóntico, utilizando arcos de NiTi y NiTiCu: simulación 3D mediante elementos finitosBiomechanicsFinite elementsOrthodonticOrthodontic bracesOrthodontics -- Equipment and accessoriesTratamientos ortodónticosSoportes ortodóncicosOrtodoncia -- Equipo y accesoriosBiomecánicaElementos finitosOrtodonciaDisminución del riesgo durante la ortodonciaTrabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionFormación de Recurso Humano para la Ctel: Trabajo de grado de Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCRAI-USTA BogotáSchemann-miguel F, Cotrim-ferreira F, Streva AM. (2012) “Comparative analysis of load / deflection ratios of conventional and heat-activated rectangular NiTi wires”. Dental Press J Orthod; Vol. 17, No.3Bhat FA, Shetty N, Ahmad F, Bhat M, Husain A. (2012)”Comparative Evaluation of Load ‐ deflection Property of Different Brands of Nickel ‐ titanium Archwires”. Dent Press J Orthod. Vol. 17, No.3Cossetin E, Hissae S, Nóbrega S, Goretti M, Carvalho F. (2012)”Study of tension in the periodontal ligament using the finite elements method”. Dent Press J Orthod. Vol. 17, No.1Baek S, Cha H MY. (2012) “Three- dimensional finite element analysis of the deformation of the human mandible : a preliminary study from the perspective of orthodontic mini- implant stability”. Korean J Orthod. Vol. 42, No.4Araújo TM, Fonseca LM, Caldas LD, Costa-Pinto RA. (2012) “Preparation and evaluation of orthodontic setup”. Dental Press J Orthod. Vol. 17, No.3Lecce L, Concilio A (2014), shape memory alloy engineering.Liang y cols (2009)” Torque control of the maxillary incisors in lingual and labial orthodontics: A 3-dimensional finite element analysis”. Am J Orthod Dentofacial Orthop Vol. 135, No.3Ryniewicz Wojciech y cols. (2016)” Three-dimensional finite element simulation of intrusion of the maxillary central incisor”. Biocybernetics and biomedical engineering. Vol. 36Toms S y Eberhardt A. (2003)A nonlinear finite element analysis of the periodontal ligament underorthodontic tooth loading. Am J Orthod Dentofacial Orthop Vol. 123Fer£eca y cols. (2012) “Determination of Stresses and Forces on the Orthodontic System by Using Numerical Simulation of the Finite Elements Method”. Acta physica polonica. Vol. 122Parisa S y cols.(2015) “Evaluating Stress Distribution Pattern in Periodontal Ligament of Maxillary Incisors during Intrusion Assessed by the Finite Element Method”. J Dent (Shiraz). 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Planell (1999) Effect of Copper Addition on the Superelastic Behavior of Ni-Ti Shape Memory Alloys for Orthodontic ApplicationsHussein H. Ammar, Peter Ngan, Richard J. Crout, Victor H. Mucino and Osama M. Mukdadi. (2010). Three-dimensional modeling and finite element analysis in treatment planning for orthodontic tooth movementP.M Cattaneo, M Dalstra and B. melsen (2005). The finite element method a tool to study orthodontic toot movement.K. Tanne, S Yoshida, T. kawata, A. Sasaki (1998). An evaluation of the biomechanical response of the tooth and periodontium to orthodontic foces in adolescent and aldult subjects.Jasna Leder Horina, Bert Van Rietbergen, Tanja Jurcevic Lulic (2018). Finete element model of load adaptive remodelling induced by orthodontic forcesZhipeng Liaoa, Junning Chena, Wei Lia, M. Ali Darendelilerb, Michael Swainb, Qing Li (2016) Biomechanical investigation into the role of the periodontal ligament in optimising orthodontic force: a finite element case study.Wojciech Ryniewicz a, Anna M. Ryniewicz b, Lukasz Bojko b, Piotr Pelka, Jolanta Filipek , Stephen Williams, Bartłomiej W. Loster. 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