Στιγμή, Ροπή και Κέντρο Αντίστασης

Το κέντρο αντίστασης είναι το σημείο γύρω από το οποίο ένα δόντι συμπεριφέρεται σαν η στήριξή του να είναι συγκεντρωμένη· μια δύναμη που κατευθύνεται μέσω αυτού προκαλεί καθαρή μετατόπιση. Επειδή οι ορθοδοντικές δυνάμεις συνήθως εφαρμόζονται στο άγκιστρο, μακριά από αυτό το σημείο, δημιουργούν μια ροπή — μια τάση περιστροφής — της οποίας ο λόγος προς την εφαρμοζόμενη δύναμη καθορίζει τον τύπο της κίνησης. Μια ροπή, που σχηματίζεται από δύο ίσες και αντίθετες δυνάμεις, παρέχει μια καθαρή ροπή που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της θέσης της ρίζας.

Definition

Το κέντρο αντίστασης ενός δοντιού είναι το σημείο στο οποίο μια εφαρμοζόμενη δύναμη προκαλεί μετατόπιση χωρίς περιστροφή· η ροπή είναι το περιστροφικό αποτέλεσμα μιας δύναμης εκτός αυτού του σημείου, και η ροπή είναι ένα ζεύγος ίσων, αντίθετων, μη συνευθειακών δυνάμεων που παράγει μια καθαρή ροπή.

Scope

Το θέμα καλύπτει τον ορισμό του κέντρου αντίστασης, τη ροπή που δημιουργείται όταν μια δύναμη είναι εκτός αυτού, τη ροπή ως πηγή καθαρής ροπής, τον λόγο ροπής προς δύναμη που διέπει την κλίση έναντι της μετατόπισης έναντι της κίνησης της ρίζας, και τη σχετική έννοια του κέντρου περιστροφής. Τα αντιμετωπίζει ως μηχανικές έννοιες, συμπεριλαμβανομένης της σύγχρονης άποψης ότι το κέντρο αντίστασης είναι πιο σύνθετο σε τρεις διαστάσεις.

Core questions

• Τι είναι το κέντρο αντίστασης και τι καθορίζει τη θέση του;
• Πώς προκύπτει μια ροπή όταν μια δύναμη εφαρμόζεται στο άγκιστρο;
• Τι είναι η ροπή και γιατί χρειάζεται για τον έλεγχο της ρίζας;
• Πώς ο λόγος ροπής προς δύναμη καθορίζει τον τύπο της κίνησης του δοντιού;

Key concepts

• Κέντρο αντίστασης
• Κέντρο περιστροφής
• Ροπή δύναμης
• Ροπή (καθαρή ροπή)
• Λόγος ροπής προς δύναμη
• Ελεγχόμενη κλίση, μετατόπιση και κίνηση ρίζας
• Τρισδιάστατοι άξονες αντίστασης

Mechanisms

Όταν μια δύναμη εφαρμόζεται στο άγκιστρο ενός δοντιού, μπορεί να αναλυθεί σε μια ίση δύναμη που ενεργεί στο κέντρο αντίστασης συν μια ροπή ίση με τη δύναμη επί την κάθετη απόστασή της από αυτό το κέντρο. Αυτή η ροπή τείνει να περιστρέψει το δόντι, προκαλώντας κλίση. Η προσθήκη μιας ροπής στο άγκιστρο εισάγει μια δεύτερη, αντίθετη ροπή· η μεταβολή του λόγου της καθαρής ροπής προς την καθαρή δύναμη αλλάζει πού βρίσκεται το κέντρο περιστροφής και, επομένως, εάν το δόντι κλίνει, μετατοπίζεται ή υφίσταται κίνηση της ρίζας. Η προσέγγιση διακριτών τόξων του Burstone εκμεταλλεύεται αυτόν τον έλεγχο των ροπών, και μεταγενέστερες τρισδιάστατες αναλύσεις (Viecilli και συνεργάτες) δείχνουν ότι υπό γενική φόρτιση το απλό μονοσημειακό κέντρο αντίστασης περιγράφεται καλύτερα από άξονες αντίστασης.

Clinical relevance

Αυτές οι έννοιες εξηγούν γιατί ο έλεγχος των ροπών, όχι απλώς των δυνάμεων, είναι κεντρικός στην παραγωγή των επιδιωκόμενων θέσεων ρίζας και μύλης, και γιατί ο σχεδιασμός συσκευών καθορίζει λόγους ροπής προς δύναμη. Η καταχώρηση μεταφέρει μηχανικές αρχές για την κατανόηση και την αξιολόγηση της τεχνικής, όχι οδηγίες για τη θεραπεία ενός συγκεκριμένου ασθενούς.

Evidence & guidelines

Το πλαίσιο προκύπτει από τη στατική άκαμπτου σώματος που εφαρμόζεται στο δόντι και τη στήριξή του, τυποποιημένο από τον Burstone και συντιθέμενο από τους Smith και Burstone. Μελέτες πεπερασμένων στοιχείων και αναλυτικές μελέτες, όπως των Viecilli και συνεργατών, έχουν βελτιώσει την κλασική μονοσημειακή έννοια, υποδεικνύοντας ότι υπό γενική τρισδιάστατη φόρτιση η απόκριση αποτυπώνεται καλύτερα από άξονες παρά από ένα σταθερό κέντρο αντίστασης.

History

Το κέντρο αντίστασης και ο λόγος ροπής προς δύναμη εισήλθαν στην ορθοδοντική καθώς ο τομέας υιοθέτησε τη μηχανική στατική στα μέσα του εικοστού αιώνα, με τον Burstone να καθιστά τις ροπές και τις ροπές ρητές μεταβλητές σχεδιασμού. Η αρχική επεξεργασία προέβλεπε ένα σταθερό σημείο αντίστασης· η ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων στον εικοστό πρώτο αιώνα επανεξέτασε αυτή την εξιδανίκευση και πρότεινε άξονες αντίστασης για την περιγραφή της συμπεριφοράς σε τρεις διαστάσεις.

Debates

Υπάρχει ένα μοναδικό κέντρο αντίστασης στον τρισδιάστατο χώρο;

Το κλασικό μοντέλο αντιμετωπίζει το κέντρο αντίστασης ως σταθερό σημείο, αλλά η τρισδιάστατη ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων υποδηλώνει ότι υπό γενική φόρτιση ένα δόντι περιγράφεται καλύτερα από άξονες αντίστασης, καθώς το σημείο που παράγει καθαρή μετατόπιση εξαρτάται από την κατεύθυνση της φόρτισης.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Για τι χρησιμοποιείται ο λόγος ροπής προς δύναμη;

Εκφράζει την ισορροπία μεταξύ της καθαρής ροπής και της καθαρής δύναμης που βιώνει ένα δόντι και καθορίζει τη θέση του κέντρου περιστροφής, το οποίο με τη σειρά του αποφασίζει εάν το δόντι κλίνει, μετατοπίζεται σωματικά ή κινείται στη ρίζα.

Γιατί χρειάζεται μια ροπή;

Μια μεμονωμένη δύναμη εκτός του κέντρου αντίστασης τόσο ωθεί όσο και κλίνει το δόντι. Μια ροπή προσθέτει μια καθαρή ροπή χωρίς καθαρή δύναμη, επιτρέποντας στον κλινικό να προσαρμόζει ανεξάρτητα την τάση περιστροφής και να ελέγχει τη θέση της ρίζας.