Moment, Couple a střed odporu

Střed odporu je bod, kolem kterého se zub chová, jako by jeho podpora byla soustředěna; síla směřující skrz něj vyvolává čistý posun. Protože se ortodontické síly obvykle aplikují na zámek, mimo tento bod, generují moment – tendenci k otáčení – jehož poměr k aplikované síle určuje typ pohybu. Couple (dvojice sil), tvořená dvěma stejnými a opačnými silami, poskytuje čistý moment používaný ke kontrole polohy kořene.

Definition

Střed odporu zubu je bod, ve kterém aplikovaná síla vyvolává posun bez otáčení; moment je otáčivý účinek síly mimo tento bod a couple je dvojice stejných, opačných, nekolineárních sil, která vytváří čistý moment.

Scope

Téma pokrývá definici středu odporu, moment vytvořený, když je síla mimo něj, couple jako zdroj čistého momentu, poměr momentu k síle, který řídí sklápění oproti posunu oproti pohybu kořene, a související pojem středu otáčení. Tyto pojmy jsou zde rozebírány jako mechanické koncepty, včetně současného pohledu, že střed odporu je ve třech dimenzích složitější.

Core questions

• Co je střed odporu a co určuje jeho polohu?
• Jak vzniká moment, když je síla aplikována na zámek?
• Co je couple a proč je nutný ke kontrole kořene?
• Jak poměr momentu k síle určuje typ pohybu zubu?

Key concepts

• Střed odporu
• Střed otáčení
• Moment síly
• Couple (čistý moment)
• Poměr momentu k síle
• Řízené sklápění, posun a pohyb kořene
• Třírozměrné osy odporu

Mechanisms

Když je síla aplikována na zámek zubu, lze ji rozložit na stejnou sílu působící ve středu odporu plus moment rovný síle krát její kolmá vzdálenost od tohoto středu. Tento moment má tendenci zub otáčet a způsobuje sklápění. Přidáním couple na zámek se zavede druhý, protichůdný moment; změnou poměru výsledného momentu k výsledné síle se mění poloha středu otáčení, a tedy zda se zub sklápí, posouvá nebo dochází k pohybu kořene. Segmentovaný přístup podle Burstone využívá tuto kontrolu momentů a pozdější třírozměrné analýzy (Viecilli a kolektiv) ukazují, že při obecném zatížení je jednoduchý bodový střed odporu lépe popsán osami odporu.

Clinical relevance

Tyto koncepty vysvětlují, proč je kontrola momentů, nejen sil, klíčová pro dosažení zamýšlených poloh kořenů a korunek, a proč návrh aparátů specifikuje poměry momentu k síle. Vstup podává mechanické principy pro pochopení a hodnocení techniky, nikoli pokyny pro léčbu konkrétního pacienta.

Evidence & guidelines

Rámec vychází ze statiky tuhého tělesa aplikované na zub a jeho podporu, formalizované Burstonem a syntetizované Smithem a Burstonem. Studie konečných prvků a analytické studie, jako jsou Viecilli a kolektiv, zpřesnily klasický koncept bodu, což naznačuje, že při obecném třírozměrném zatížení je odezva lépe zachycena osami než jedním pevným středem odporu.

History

Střed odporu a poměr momentu k síle vstoupily do ortodoncie, když obor v polovině dvacátého století přijal inženýrskou statiku, přičemž Burstone učinil momenty a couples explicitními návrhovými proměnnými. Původní zpracování předpokládalo pevný bod odporu; analýza konečných prvků v jednadvacátém století tento idealizovaný model přezkoumala a navrhla osy odporu k popisu chování ve třech dimenzích.

Debates

Existuje ve třírozměrném prostoru jediný střed odporu?

Klasický model považuje střed odporu za pevný bod, ale třírozměrná analýza konečných prvků naznačuje, že při obecném zatížení je zub lépe popsán osami odporu, protože bod, který umožňuje čistý posun, závisí na směru zatížení.

Key figures

• Charles J. Burstone
• Robert J. Smith
• Rodrigo F. Viecilli

Seminal works

• smith-burstone-1984
• burstone-1962
• viecilli-2013

Frequently asked questions

K čemu se používá poměr momentu k síle?

Vyjádřuje rovnováhu mezi výsledným momentem a výslednou silou, které zub podléhá, a určuje polohu středu otáčení, což zase rozhoduje, zda se zub sklápí, posouvá tělem, nebo se pohybuje v kořeni.

Proč je couple nutný?

Jediná síla mimo střed odporu zub jednak tlačí a jednak sklápí. Couple přidává čistý moment bez výsledné síly, což umožňuje lékaři nezávisle upravit tendenci k otáčení a kontrolovat polohu kořene.