ชีวกลศาสตร์จัดฟันและระบบแรง
ชีวกลศาสตร์จัดฟันคือการศึกษาว่าแรงและโมเมนต์ที่เกิดจากเครื่องมือจัดฟันทำให้ฟันเคลื่อนที่และปรับรูปร่างโครงสร้างรองรับได้อย่างไร โดยถือว่าฟันแต่ละซี่เป็นวัตถุแข็งเกร็งที่แขวนอยู่ในเอ็นยึดปริทันต์ ดังนั้น วิธีการออกแรง — ขนาด ทิศทาง และจุดที่ออกแรงสัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางความต้านทานของฟัน — จะเป็นตัวกำหนดว่าฟันจะเอียง เคลื่อนที่ขนาน หมุน หรือตั้งตรง สาขาวิชานี้รวบรวมหลักการทางกลศาสตร์ที่เป็นพื้นฐานของการเคลื่อนที่ของฟันที่ควบคุมได้
Definition
ชีวกลศาสตร์จัดฟันคือการประยุกต์ใช้หลักการของสถิตยศาสตร์และกลศาสตร์ของวัตถุแข็งเกร็งกับการเคลื่อนที่ของฟันที่ควบคุมได้ โดยอธิบายว่าระบบแรง (แรงและโมเมนต์) ที่ใช้โดยเครื่องมือจัดฟันทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของฟันในรูปแบบที่กำหนดภายในโครงสร้างรองรับปริทันต์และโครงกระดูกได้อย่างไร
Scope
สาขาวิชานี้ครอบคลุมฟิสิกส์ของการออกแรงต่อฟัน แนวคิดของโมเมนต์ แรงคู่ควบ และจุดศูนย์กลางความต้านทาน คำถามเกี่ยวกับขนาดและระยะเวลาของแรงที่เหมาะสมที่สุด การเคลื่อนที่ในระนาบทั้งสาม และการควบคุมหลักยึดเพื่อให้การเคลื่อนที่ที่ตั้งใจไว้สำเร็จลุล่วงในขณะที่การเคลื่อนที่ที่ไม่ตั้งใจถูกต้านทาน โดยกำหนดสิ่งเหล่านี้เป็นหลักการทางกลศาสตร์และชีววิทยามากกว่าขั้นตอนการปฏิบัติทางคลินิกทีละขั้น
Sub-topics
Core questions
- วิธีการออกแรงกำหนดประเภทของการเคลื่อนที่ของฟันที่เกิดขึ้นได้อย่างไร?
- จุดศูนย์กลางความต้านทานของฟันคืออะไร และเหตุใดจึงควบคุมการเอียงเทียบกับการเคลื่อนที่ขนาน?
- มีขนาดของแรงที่ทำให้ฟันเคลื่อนที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่รักษาเนื้อเยื่อปริทันต์หรือไม่?
- หลักยึดถูกคิดค้นและควบคุมอย่างไรเพื่อไม่ให้แรงปฏิกิริยาบ่อนทำลายเป้าหมายการรักษา?
Key concepts
- แรงและโมเมนต์เป็นระบบแรง
- จุดศูนย์กลางความต้านทานและจุดศูนย์กลางการหมุน
- อัตราส่วนโมเมนต์ต่อแรงที่ควบคุมประเภทการเคลื่อนที่
- แรงคู่ควบและการควบคุมตำแหน่งรากฟัน
- แรงที่เหมาะสมที่สุด (เบาและต่อเนื่อง)
- หลักยึดและปฏิกิริยาตามกฎข้อที่สามของนิวตัน
- เครื่องมือจัดฟันแบบสถิตยศาสตร์กำหนดได้เทียบกับกำหนดไม่ได้
Mechanisms
ฟันมีพฤติกรรมทางกลศาสตร์เหมือนวัตถุแข็งเกร็งที่ถูกยึดไว้ด้วยเอ็นยึดปริทันต์และกระดูกเบ้าฟัน แรงเดี่ยวที่กระทำที่แบร็คเก็ตไม่ได้ผ่านจุดศูนย์กลางความต้านทานของฟัน ดังนั้นจึงทำให้เกิดทั้งแนวโน้มการเคลื่อนที่ขนานและโมเมนต์ ทำให้ส่วนครอบฟันและรากฟันเคลื่อนที่แตกต่างกัน (การเอียง) การเพิ่มแรงคู่ควบที่สมดุลจะเปลี่ยนอัตราส่วนโมเมนต์ต่อแรงและเลื่อนจุดศูนย์กลางการหมุน ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ขนานหรือการเคลื่อนที่ของรากฟัน การตอบสนองทางชีววิทยา — การปรับโครงสร้างกระดูกและเอ็นยึดภายใต้แรงกดดันและความตึง — เปลี่ยนการรับน้ำหนักอย่างต่อเนื่องนี้เป็นการเคลื่อนที่ของฟันเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งเชื่อมโยงระบบแรงทางกลศาสตร์กับการตอบสนองของเซลล์ที่อธิบายไว้ในวรรณกรรมเกี่ยวกับส่วนโค้งแบบแบ่งส่วนและขนาดของแรง
Clinical relevance
หลักการทางชีวกลศาสตร์อธิบายว่าทำไมเครื่องมือจัดฟันจึงถูกออกแบบและปรับแต่งในลักษณะที่เป็นอยู่ และทำไมลวดเส้นเดียวกันจึงสามารถทำให้เกิดการเคลื่อนที่ที่แตกต่างกันได้ขึ้นอยู่กับวิธีการยึด การทำความเข้าใจระบบแรงเป็นส่วนหนึ่งของการประเมินเทคนิคและหลักฐานทางทันตกรรมจัดฟัน รายการนี้อธิบายหลักการทางกลศาสตร์และชีววิทยา และไม่ใช่แหล่งที่มาของคำแนะนำการรักษาเฉพาะบุคคล
Evidence & guidelines
ความรู้พื้นฐานส่วนใหญ่มาจากการวิเคราะห์และกลศาสตร์ในห้องปฏิบัติการ (เช่น คำอธิบายของ Smith และ Burstone เกี่ยวกับกลไกการเคลื่อนที่ของฟัน และเหตุผลของส่วนโค้งแบบแบ่งส่วนของ Burstone) เสริมด้วยการศึกษาในสัตว์และทางคลินิกเกี่ยวกับแรงและการตอบสนองของเนื้อเยื่อ คำถามเชิงปริมาณ เช่น ขนาดของแรงที่เหมาะสมที่สุด ได้รับการตรวจสอบด้วยการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และการทบทวนอย่างเป็นระบบ ซึ่งมักจะระบุว่าฐานข้อมูลหลักฐานมีจำกัดและหลากหลาย
History
กลศาสตร์จัดฟันอาศัยสถิตยศาสตร์ของวัตถุแข็งเกร็งแบบคลาสสิกตลอดศตวรรษที่ยี่สิบ การศึกษาทางจุลพยาธิวิทยาของ Kaare Reitan ในช่วงกลางศตวรรษเชื่อมโยงแรงที่ใช้กับการตอบสนองของเนื้อเยื่อ และงานของ Charles Burstone ตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เป็นต้นมาได้กำหนดแนวทางระบบแรงอย่างเป็นทางการ โดยนำเสนอแนวคิดส่วนโค้งแบบแบ่งส่วนและการใช้โมเมนต์และแรงคู่ควบอย่างเป็นระบบเพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของฟัน การสังเคราะห์ของ Smith และ Burstone ในปี 1984 ได้รวบรวมหลักการเหล่านี้เข้าเป็นกรอบการทำงานที่ใช้ในการสอนร่วมสมัย
Key figures
- Charles J. Burstone
- Robert J. Smith
- Kaare Reitan
Related topics
Seminal works
- smith-burstone-1984
- burstone-1962
- ren-2004
Frequently asked questions
- ระบบแรงในการจัดฟันคืออะไร?
- คือการรวมกันของแรงและโมเมนต์ที่กระทำต่อฟัน เนื่องจากประเภทของการเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับระบบทั้งหมดมากกว่าแรงเพียงอย่างเดียว กลศาสตร์จัดฟันจึงวิเคราะห์แรงสุทธิและโมเมนต์สุทธิที่ฟันได้รับ
- ทำไมแรงเดียวกันจึงทำให้ฟันต่างกันเคลื่อนที่ต่างกัน?
- การเคลื่อนที่ที่เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับว่าแรงกระทำที่ใดสัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางความต้านทานของฟันแต่ละซี่ และอัตราส่วนโมเมนต์ต่อแรง ซึ่งแตกต่างกันไปตามความยาวรากฟัน การรองรับของกระดูก และวิธีการที่เครื่องมือจัดฟันยึดกับฟัน