การเคลื่อนฟันสามมิติ

ฟันสามารถเคลื่อนที่ได้หลายลักษณะ ได้แก่ การเอียง (tipping), การเคลื่อนที่ทั้งซี่ (bodily translation), การหมุนรอบแกนยาว (rotation about its long axis), การบิด (torque) (การเคลื่อนที่ของรากฟันในแนวแก้ม-ลิ้น), การกดฟันจม (intrusion) และการดึงฟันขึ้น (extrusion) โดยการเคลื่อนที่ทางคลินิกใดๆ เป็นการผสมผสานของการเคลื่อนที่เหล่านี้ในระนาบสามมิติ การเคลื่อนที่แต่ละประเภทเกิดจากระบบแรงที่เฉพาะเจาะจง ดังนั้นการอธิบายการเคลื่อนที่แบบสามมิติจึงหมายถึงการเชื่อมโยงองค์ประกอบแต่ละส่วนเข้ากับแรงและโมเมนต์ที่ก่อให้เกิดการเคลื่อนที่นั้น

Definition

การเคลื่อนฟันสามมิติคือการอธิบายการเคลื่อนที่ของฟันในฐานะการผสมผสานขององค์ประกอบการเคลื่อนที่เชิงเส้นและการหมุน ได้แก่ การเอียง, การเคลื่อนที่ทั้งซี่, การหมุน, การบิด, การกดฟันจม และการดึงฟันขึ้น ซึ่งแต่ละประเภทเกิดจากระบบแรงและโมเมนต์ที่เฉพาะเจาะจงที่กระทำในระนาบสามมิติ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมประเภทของการเคลื่อนที่ของฟันที่เป็นที่รู้จัก วิธีการที่การเคลื่อนที่เหล่านี้สัมพันธ์กับระนาบสามมิติ ระบบแรงที่สร้างการเคลื่อนที่แต่ละประเภท และการปรับปรุงแนวคิดศูนย์กลางความต้านทาน (center-of-resistance) ให้เป็นแกนความต้านทาน (axes of resistance) ภายใต้การรับแรงแบบสามมิติโดยทั่วไป นอกจากนี้ยังพิจารณาการจำแนกประเภทการเคลื่อนที่ในฐานะกรอบกลไกมากกว่าเป็นขั้นตอนปฏิบัติ

Core questions

• การเคลื่อนที่ของฟันที่แตกต่างกันมีประเภทใดบ้างที่เป็นที่รู้จัก?
• ระบบแรงใดที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แต่ละประเภท?
• การเคลื่อนที่ต่างๆ รวมกันอย่างไรในระนาบสามมิติ?
• การรับแรงแบบสามมิติเปลี่ยนแปลงแนวคิดของศูนย์กลางความต้านทานอย่างไร?

Key concepts

• การเอียง (แบบไม่ควบคุมและแบบควบคุม)
• การเคลื่อนที่ทั้งซี่
• การหมุนรอบแกนยาว
• การบิด (การเคลื่อนที่ของรากฟันในแนวแก้ม-ลิ้น)
• การกดฟันจมและการดึงฟันขึ้น
• ระนาบของพื้นที่ (แนวหน้า-หลัง, แนวขวาง, แนวนอน)
• แกนความต้านทานในสามมิติ

Mechanisms

การเคลื่อนที่แต่ละประเภทสอดคล้องกับระบบแรง การออกแรงเดี่ยวที่ตัวฟันจะทำให้ฟันเอียง การเพิ่มคู่ควบที่เหมาะสมจะเพิ่มอัตราส่วนโมเมนต์ต่อแรงไปสู่การเคลื่อนที่ทั้งซี่หรือการเคลื่อนที่ของรากฟัน คู่ควบในระนาบของช่องแบร็กเก็ตจะทำให้เกิดการบิด แรงที่เท่ากันและตรงข้ามกันรอบแกนยาวจะทำให้เกิดการหมุน และแรงที่มุ่งไปในแนวตั้งจะทำให้เกิดการกดฟันจมหรือการดึงฟันขึ้น การเคลื่อนที่จริงเป็นการซ้อนทับขององค์ประกอบเหล่านี้ในระนาบสามมิติ เนื่องจากการรับแรงโดยทั่วไปเป็นแบบสามมิติ ศูนย์กลางความต้านทานแบบจุดเดียวที่เรียบง่ายจึงถูกแสดงได้ดีกว่าด้วยแกนความต้านทานที่ขึ้นอยู่กับทิศทางของระบบแรงที่กระทำ ดังที่ Viecilli และคณะได้แสดงให้เห็น

Clinical relevance

การจำแนกประเภทการเคลื่อนที่ตามระบบแรงช่วยให้เข้าใจว่าเหตุใดการกระตุ้นเครื่องมือจัดฟันบางอย่างจึงทำให้เกิดการเอียงเทียบกับการเคลื่อนที่ทั้งซี่เทียบกับการบิด และเป็นพื้นฐานของการให้เหตุผลเชิงกลในการเรียนการสอนทันตกรรมจัดฟัน ข้อมูลนี้อธิบายความสัมพันธ์เหล่านี้เพื่อความเข้าใจและการประเมิน ไม่ใช่แนวทางในการวางแผนการเคลื่อนที่สำหรับผู้ป่วยแต่ละราย

Evidence & guidelines

การจำแนกประเภทการเคลื่อนที่และระบบแรงของมันมีพื้นฐานมาจากกลศาสตร์วัตถุแข็งเกร็ง (rigid-body mechanics) ตามที่ Burstone และ Smith และ Burstone ได้กำหนดไว้ และถูกจัดระบบในตำราเรียน เช่น Contemporary Orthodontics งานวิจัยแบบไฟไนต์เอลิเมนต์ (finite-element work) (Viecilli และคณะ) ได้ขยายการวิเคราะห์ไปสู่การรับแรงแบบสามมิติอย่างแท้จริง ซึ่งเป็นการปรับปรุงความเข้าใจเกี่ยวกับศูนย์กลางหรือแกนความต้านทาน

History

ทันตกรรมจัดฟันได้อธิบายการเคลื่อนที่ในเชิงคุณภาพมานานแล้ว เช่น การเอียง, การเคลื่อนที่ทั้งซี่, การหมุน และการบิด การนำหลักสถิตยศาสตร์มาใช้ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ซึ่งพัฒนาโดย Burstone ได้เชื่อมโยงการเคลื่อนที่แต่ละประเภทเข้ากับระบบแรงที่กำหนด และการวิเคราะห์แบบไฟไนต์เอลิเมนต์ในศตวรรษที่ 21 ได้เพิ่มการวิเคราะห์แบบสามมิติที่เข้มงวด ซึ่งตั้งคำถามถึงความเพียงพอของศูนย์กลางความต้านทานเพียงจุดเดียว

Debates

ควรสร้างแบบจำลองความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ในสามมิติอย่างไร?

แม้ว่าศูนย์กลางความต้านทานแบบคลาสสิกจะเป็นจุดเดียวที่มีประโยชน์สำหรับการรับแรงในระนาบเดียว แต่การวิเคราะห์แบบสามมิติบ่งชี้ว่าภายใต้ระบบแรงทั่วไป ฟันจะถูกอธิบายได้ดีกว่าด้วยแกนความต้านทาน ซึ่งทำให้ภาพที่เรียบง่ายที่ใช้ในการเรียนการสอนมีความซับซ้อนมากขึ้น

Key figures

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

Seminal works

• smith-burstone-1984
• viecilli-2013

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างการเอียงและการเคลื่อนที่ทั้งซี่คืออะไร?

ในการเอียง ตัวฟันและรากฟันจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามรอบศูนย์กลางการหมุนภายในรากฟัน ในขณะที่การเคลื่อนที่ทั้งซี่ ฟันทั้งซี่จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกัน ซึ่งต้องใช้อัตราส่วนโมเมนต์ต่อแรงที่สูงขึ้นเพื่อรักษาสมดุลแนวโน้มการเอียง

การบิดในทันตกรรมจัดฟันคืออะไร?

การบิดคือการเคลื่อนที่ของรากฟันในแนวแก้ม-ลิ้นที่เกิดจากคู่ควบในช่องแบร็กเก็ต ซึ่งเปลี่ยนความเอียงของรากฟันในขณะที่ตำแหน่งของตัวฟันยังคงถูกควบคุมได้ค่อนข้างดี