Moment, Vridmoment och motståndscentrum

Motståndscentrum är den punkt kring vilken en tand beter sig som om dess stöd vore koncentrerat; en kraft riktad genom denna punkt ger en ren translation. Eftersom ortodontiska krafter vanligtvis appliceras vid bracketen, bort från denna punkt, genererar de ett moment — en vridande tendens — vars förhållande till den applicerade kraften bestämmer typen av rörelse. Ett vridmoment, bildat av två lika och motsatta krafter, ger ett rent moment som används för att kontrollera rotpositionen.

Definition

En tands motståndscentrum är den punkt där en applicerad kraft ger translation utan rotation; ett moment är den vridande effekten av en kraft som är förskjuten från den punkten, och ett vridmoment är ett par lika, motsatta, icke-kolinjära krafter som ger ett rent moment.

Scope

Ämnet täcker definitionen av motståndscentrum, momentet som skapas när en kraft är förskjuten från det, vridmomentet som en källa till rent moment, moment-kraftförhållandet som styr tippning kontra translation kontra rotförflyttning, och den relaterade föreställningen om rotationscentrum. Det behandlar dessa som mekaniska koncept, inklusive den samtida synen att motståndscentrum är mer komplext i tre dimensioner.

Core questions

• Vad är motståndscentrum och vad bestämmer dess läge?
• Hur uppstår ett moment när en kraft appliceras vid bracketen?
• Vad är ett vridmoment och varför behövs det för att kontrollera roten?
• Hur bestämmer moment-kraftförhållandet typen av tandrörelse?

Key concepts

• Motståndscentrum
• Rotationscentrum
• Kraftmoment
• Vridmoment (rent moment)
• Moment-kraftförhållande
• Kontrollerad tippning, translation och rotförflyttning
• Tredimensionella motståndsaxlar

Mechanisms

När en kraft appliceras vid en tands bracket kan den delas upp i en lika stor kraft som verkar vid motståndscentrum plus ett moment lika med kraften gånger dess vinkelräta avstånd från det centrumet. Detta moment tenderar att vrida tanden, vilket ger tippning. Att lägga till ett vridmoment vid bracketen introducerar ett andra, motverkande moment; att variera förhållandet mellan nettomomentet och nettokraften ändrar var rotationscentrum ligger och därmed om tanden tippar, translaterar eller genomgår rotförflyttning. Burstones segmenterade bågmetod utnyttjar denna kontroll av moment, och senare tredimensionella analyser (Viecilli och kollegor) visar att vid generell belastning är det enkla enpunktsmotståndscentrum bättre beskrivet av motståndsaxlar.

Clinical relevance

Dessa koncept förklarar varför kontroll av moment, inte bara krafter, är centralt för att åstadkomma avsedda rot- och kronpositioner, och varför apparatdesign specificerar moment-kraftförhållanden. Artikeln förmedlar mekaniska principer för förståelse och bedömning av teknik, inte instruktioner för behandling av en specifik patient.

Evidence & guidelines

Ramverket härrör från stel-kroppsstatik tillämpad på tanden och dess stöd, formaliserat av Burstone och syntetiserat av Smith och Burstone. Finita element- och analytiska studier, såsom Viecilli och kollegor, har förfinat det klassiska enpunktskonceptet, vilket indikerar att vid generell tredimensionell belastning bättre fångas svaret av axlar än av ett fast motståndscentrum.

History

Motståndscentrum och moment-kraftförhållande kom in i ortodontin när fältet antog ingenjörsstatik i mitten av 1900-talet, där Burstone gjorde moment och vridmoment till explicita designvariabler. Den ursprungliga behandlingen antog en fast motståndspunkt; finita element-analys under 2000-talet omprövade denna idealisering och föreslog motståndsaxlar för att beskriva beteende i tre dimensioner.

Debates

Existerar ett enda motståndscentrum i tredimensionellt rum?

Den klassiska modellen behandlar motståndscentrum som en fast punkt, men tredimensionell finita element-analys antyder att vid generell belastning bättre beskrivs en tand av motståndsaxlar, eftersom punkten som ger ren translation beror på belastningens riktning.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Vad används moment-kraftförhållandet till?

Det uttrycker balansen mellan nettomomentet och nettokraften som en tand upplever och bestämmer rotationscentrumets läge, vilket i sin tur avgör om tanden tippar, translaterar kroppsligt eller rör sig vid roten.

Varför behövs ett vridmoment?

En enskild kraft som är förskjuten från motståndscentrum både trycker och tippar tanden. Ett vridmoment lägger till ett rent moment utan nettokraft, vilket låter klinikern justera den vridande tendensen oberoende och kontrollera rotpositionen.