Moment, Koppel en Weerstandscentrum

Het weerstandscentrum is het punt waaromheen een tand zich gedraagt alsof de ondersteuning ervan geconcentreerd is; een kracht die erdoorheen gericht is, veroorzaakt pure translatie. Omdat orthodontische krachten meestal op de bracket worden aangebracht, weg van dit punt, genereren ze een moment – een draaiende tendens – waarvan de verhouding tot de aangelegde kracht het type beweging bepaalt. Een koppel, gevormd door twee gelijke en tegengestelde krachten, levert een puur moment dat wordt gebruikt om de wortelpositie te beheersen.

Definition

Het weerstandscentrum van een tand is het punt waarop een aangelegde kracht translatie zonder rotatie veroorzaakt; een moment is het draaiende effect van een kracht die afwijkt van dat punt, en een koppel is een paar van gelijke, tegengestelde, niet-collineaire krachten die een puur moment veroorzaken.

Scope

Het onderwerp omvat de definitie van het weerstandscentrum, het moment dat ontstaat wanneer een kracht ervan afwijkt, het koppel als bron van een puur moment, de moment-krachtverhouding die tipping versus translatie versus wortelbeweging regelt, en het gerelateerde begrip van het rotatiecentrum. Deze worden behandeld als mechanische concepten, inclusief de hedendaagse opvatting dat het weerstandscentrum in drie dimensies complexer is.

Core questions

• Wat is het weerstandscentrum en wat bepaalt de locatie ervan?
• Hoe ontstaat een moment wanneer een kracht op de bracket wordt aangelegd?
• Wat is een koppel en waarom is het nodig om de wortel te beheersen?
• Hoe bepaalt de moment-krachtverhouding het type tandbeweging?

Key concepts

• Weerstandscentrum
• Rotatiecentrum
• Moment van een kracht
• Koppel (puur moment)
• Moment-krachtverhouding
• Gecontroleerde tipping, translatie en wortelbeweging
• Drie-dimensionale weerstandsass

Mechanisms

Wanneer een kracht wordt aangelegd op de bracket van een tand, kan deze worden ontbonden in een gelijke kracht die werkt op het weerstandscentrum plus een moment gelijk aan de kracht maal de loodrechte afstand ervan tot dat centrum. Dit moment neigt de tand te roteren, wat tipping veroorzaakt. Het toevoegen van een koppel op de bracket introduceert een tweede, tegengesteld moment; het variëren van de verhouding van het netto moment tot de netto kracht verandert waar het rotatiecentrum ligt en dus of de tand tipt, transleert of wortelbeweging ondergaat. Burstone's segmented-arch benadering benut deze controle van momenten, en latere drie-dimensionale analyses (Viecilli en collega's) tonen aan dat bij algemene belasting het eenvoudige enkelvoudige weerstandscentrum beter wordt beschreven door weerstandsass.

Clinical relevance

Deze concepten verklaren waarom het beheersen van momenten, niet alleen krachten, centraal staat bij het produceren van beoogde wortel- en kroonposities, en waarom het ontwerp van apparaten moment-krachtverhoudingen specificeert. De bijdrage geeft mechanische principes voor het begrijpen en beoordelen van techniek, geen instructies voor de behandeling van een specifieke patiënt.

Evidence & guidelines

Het raamwerk is afgeleid van de statica van starre lichamen toegepast op de tand en zijn ondersteuning, geformaliseerd door Burstone en gesynthetiseerd door Smith en Burstone. Eindige-elementen- en analytische studies, zoals die van Viecilli en collega's, hebben het klassieke enkelvoudige concept verfijnd, wat aangeeft dat onder algemene drie-dimensionale belasting de respons beter wordt beschreven door assen dan door één vast weerstandscentrum.

History

Het weerstandscentrum en de moment-krachtverhouding kwamen in de orthodontie toen het veld halverwege de twintigste eeuw de technische statica adopteerde, waarbij Burstone momenten en koppels expliciete ontwerpvariabelen maakte. De oorspronkelijke behandeling ging uit van een vast weerstandspunt; eindige-elementenanalyse in de eenentwintigste eeuw onderzocht deze idealisatie opnieuw en stelde weerstandsass voor om gedrag in drie dimensies te beschrijven.

Debates

Bestaat er een enkel weerstandscentrum in de driedimensionale ruimte?

Het klassieke model behandelt het weerstandscentrum als een vast punt, maar driedimensionale eindige-elementenanalyse suggereert dat onder algemene belasting een tand beter wordt beschreven door weerstandsass, aangezien het punt dat pure translatie oplevert afhankelijk is van de richting van de belasting.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Waarvoor wordt de moment-krachtverhouding gebruikt?

Het drukt de balans uit tussen het netto moment en de netto kracht die een tand ervaart en bepaalt de locatie van het rotatiecentrum, wat op zijn beurt beslist of de tand tipt, lichaamsbreed transleert of aan de wortel beweegt.

Waarom is een koppel nodig?

Een enkele kracht die afwijkt van het weerstandscentrum duwt en kantelt de tand. Een koppel voegt een puur moment toe zonder netto kracht, waardoor de clinicus de draaiende tendens onafhankelijk kan aanpassen en de wortelpositie kan beheersen.