Principios de fisica en ortodoncia

PRINCIPIOS DE LA FISICA QUE SE APLICAN EN ORTODONCIA

Belén Pérez Y.

UNIVERSIDAD ESTATAL DE

CUENCA

INTRODUCCION

El Movimiento ortodóntico esel resultado de la aplicaciónde fuerzas en los dientes.

Biomecánica: La acciónmecánica de los aparatos de ortodoncia en un entornobiológico.

Gonzalo Alonso Uribe. Ortodoncia teoria y clinica. 2da edición

Ravindra Nanda. Principios de Biomecánica. Editorial Panamericana

• Si se aplican los principios biomecánicos, no solo puede reducirse la

duración del tratamiento sino que tambien se pueden desarrollar planes

terapéuticos mas individualizados para lograra resultados mas

predecibles.

• La aplicacion correcta de los principios biomecánicos aumenta la eficacia

del tratamiento ya que mejora la planificación.


Fotografia Paciente Universidad de Cuenca

CONCEPTOS

BIOMECÁNICOS EN

ORTODONCIA

• Longitud: distancia a lo largo de una

trayectoria.

• Tiempo: Medida de un transcurso y duración

de acontecimientos.

• Masa: Cantidad de materia

• Fuerza: Acción física capaz de modificar el

estado de movimiento o de reposo de un

cuerpo

MAGNITUDES BÁSICAS DE LA

MECÁNICA


• Momento de una fuerza: Magnitud de una fuerza

multiplicada por la distancia entre la aplicación de la

fuerza y el eje de rotación

• Fuerza par, cupla (torque) o momento de rotación:

Acción simultanea de dos momentos iguales

producidos por fuerzas paralelas que tienen la misma

magnitud pero sentido contrario.


LEYES DE NEWTON

PRIMERA LEY: INERCIA

Cuando la Fuerza netaresultante y el momentoresultante sobre el cuerpo son nulos, el cuerpo permanecerá en reposo o se movera con la misma velocidad sin desviarse de la trayectoria.




SEGUNDA LEY: MOVIMIENTO Y ACELERACIÓN

F = m x a



TERCERA LEY: ACCIÓN Y REACCIÓN

Toda acción o fuerza tiene unareacción de igual

magnitud pero con dirección opuesta



FUERZA

• Una fuerza es un vector en un sistema de

coordenadas con magnitud, dirección y sentido.

• Acción de un cuerpo sobre otro para deformarlo o

moverlo.



Robert P. Kusy. Influence of force systems on archwire - bracket combinations. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2005;

127: 333-42

Fotografia Paciente Universidad de

Cuenca


Cuenca

FUERZAS

POSITIVAS

Anteriores, laterales, vest

ibulares

FUERZAS

NEGATIVAS

Posteriores, mediales, lingua

les


Deformación del cuerpo(tracción o compresión)

Traslación o desplazamiento

Rotación (M)

Pueden presentar en cuplas (pares)

Se produce unareacción (anclaje)

ELEMENTOS DE UNA FUERZAMagnitud

Dirección

Sentido

Punto de aplicación

CARACTERISTICAS DE

UNA FUERZA


MOMENTO

M = F X DMomentos Positivos: movimiento mesial o vestibular de la corona

Momentos Negativos: movimiento distal o lingual de la corona

70 gf

+-


Hisham M. Badawi, Roger W. Toogood, Jason P. R. Carey, Giseon Heo, and Paul W. Major. Three-dimensional orthodontic

force measurements. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2009; 136: 518 -28


FUERZA Y MOMENTO

FUERZA + OBJETO = MOMENTO

CUPLA (TORQUE)

• Fuerzas paralelas de igual magnitud, pero que actuan en

direccion opuesta no colineal y separadas por una distancia.


Robert P. Kusy, J. F. Camilla Tulloch. Analysis of moment/force ratios in the mechanics of tooth movement. Am J Orthod

Dentofacial Orthop. 90: 127-131,1986

MOMENTO DE

UNA CUPLA


EL MOMENTO DE UNA CUPLA (Mc)

• Se producen con alambres cuadrados o rectangulares.

• Tiende a producir rotación pura


Silvana Allegrini Kairalla, Luiz Renato, Vittorio Cacciafesta. Consideraçôes biomecânicas da

Ortodontia Convencional, Lingual. Rev Clin Ortod Dental Press 2012 jun-jul; 11 (3)

PRPOPORCIÓN ENTRE LA CUPLA Y LA

FUERZA

• Se representa mediante una F horizontal y debe haber una cupla que

produzca un Mc en dirección opuesta al Mc que produzca la Fuerza.


CENTRO DE RESISTENCIA

Todos los objetos tienen un centro de masa. Este es el

punto a traves del cualdebe pasar una fuerzapara mover un objeto.

‘’PUNTO DE EQUILIBRIO’’

Butstone (1962) 68% de la longitud de la raiz

Nargerl : Centro de resistenia varia con la dirección en la que el

diente se mueve.


Henn Dathe, Hans Nägerl and Dietmar Kubein – Meesenburg. A caveat concerning center of resistance. Journal of Dental

Biomechanics. 2013

CENTRO DE

RESISTENCIA

La localizacion depende de la longitud, morfologia

radicular, cantidad de raices, nivel de soporte

oseo.

Entre un cuarto y un tercio de la distancia

desde la unionamelocementaria hasta

el ápice radicular

Maxilar superior: debajodel punto orbitario

Movimientos intrusivosde dientes

anterosuperiores: distal de las raíces de los incisivos laterales

superiores


CENTRO DE

RESISTENCIA

Incisivo de forma parabólica: 33% de la distancia de la cresta

alveolar al ápice.

Teuscher: Arco Maxilarentre los premolares


Sheau Soon Sia, Yoshiyuki Koga, Noriaki Yoshida. Determining the center of resistance of maxillary anterior teeth subjected to

retraction forces in sliding mechanics. Angle Orthodontics, Vol 77, No. 6, 2007

CENTRO DE ROTACIÓN (Crot)

Punto alrededordel cual rota un

objeto.

Rotación pura se produce cuando el centro de rotación

coincide con el centro de

resistencia


Robert P. Kusy, J. F. Camilla Tulloch. Analysis of moment/force ratios in the mechanics of tooth movement. Am J Orthod

Dentofacial Orthop. 90: 127-131,1986

RELACIÓN MOMENTO Y FUERZA

(R=MC/F)


TIPOS DE

MOVIMIENTOS

• F. a través de la ranura del

bracket; lejos del CR del

diente

• No se produce una cupla o

torque

• Alambres redondos

• Cadenas elásticaselasticos

intermaxilares

• Resortes de metal

MOVIMIENTO DENTAL DE INCLINACIÓN

NO CONTROLADO



Hisham M. Badawi, Roger W. Toogood, Jason P. R. Carey, Giseon Heo, and Paul W. Major. Three-dimensional

orthodontic force measurements. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2009; 136: 518 -28


• El Crot esta cerca o coincide

con el CR

• Estrés en el ligamento

periodontal grande en el apice y

en la cresta alveolar

• Movimiento en dirección

contraria del ápice y la corona

• No se produce estres en el CR





Cuenca

• F. horizontal a través de la

ranura del bracket, lejos del CR

del diente.

• Se produce una cupla, torque.

• Crot se ubica en el ápice

• Apice estacionario mientras la

corona se mueve en la

dirección de la F.

• Alambre rectangular

0.016x0.022 o 0.017x0.025

MOVIMIENTO DE INCLINACIÓN

CONTROLADO






• Estrés no uniforme en LP

• Estrés en la zona apical mínimo

y en la cresta alveolar máximo

• No se produce estress en el

centro de resistencia

• Crot cerca del ápice

• 8° – 12° de torque; alambre

0.017x0.025



Hisham M. Badawi, Roger W. Toogood, Jason P. R. Carey, Giseon Heo, and Paul W. Major. Three-dimensional

orthodontic force measurements. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2009; 136: 518 -28


• F. pasa a través del CR de

un diente o grupo de dientes.

• Movimiento de Intrusion=

Traslación en sentido vertical

• Se produce un movimiento

en la misma dirección

• Producido por ansas o un

sistema de elásticos

• Produce torque

MOVIMIENTO EN CUERPO O DE

TRASLACION


• Al colocar alambre

rectangular 0.016x0.022

o 0.017x0.025

• Esfuerzo LP uniforme

• Igual movimiento en

apice y la corona

• El Crot se ubica en el

infinito

• 12° – 16° de torque


• Crot en las ranuras de

los brackets

• Restringe la F. Horizontal

• Alambre rectangular

mueve solo las raices

• Torque de gran magnitud

16° - 22°

MOVIMIENTO RADICULAR



• Estres uniforma en todo el

ligamento periodontal

• Estres maximo en la zona

apical en el lado de presión

• Estres en la cresta alveolar

mínimo

• Crot en la ranura de los

brackets


• FRICCIÓN ESTÁTICA

F. De fricción necesaria para mover

un cuerpo respecto a otro cuando

ambos están en reposo

• FRICCION DINAMICA

F. De fricción necesaria para

mantener en movimiento relativo

los dos cuerpos en contacto .

LA FUERZA DE FRICCIÓN

• Ansas

SISTEMAS MECANICOS SIN

FRICCION

• Resortesmetálicos

• Cadenas Elásticas

SISTEMAS MECANICOS CON

FRICCION


• F. perpendicular a las

superficies deslizantes

• Ligaduras metálicas

LA FUERZA NORMAL


MODELO TEÓRICO DE

BURSTONE

Primer modelo matemáticoteórico, hecho con base en la física Newtoniana de como los dientes se muevenpor la acción de los sistemasde F y la representacionesquemática del área de esfuerzo/deformación queproducen en el ligamentoperiodontal

1962 BURSTONE:


• Qué tipo de F es necesaria

para producir un Crot

específico?

• Cuál es la F ideal para mover

un diente o un grupo de

dientes?



1. NIVEL CLINICO: cantidad de

movimiento, dolor,perdidade hueso

alveolar, reabsorciónradicular

2. NIVEL CELULAR: cambios

histológicos, dinánimaósea, cambios en tejidos

conectivos y LP

3. NIVEL DE ESFUERZO / DEFORMACIÓN EN EL LP:

cambios en el periodonto

BUSOTONE PROPONE:


THREE DIMENSIONAL ORTHODONTIC

FORCE MEASUREMENTS

• Hisham M. Badawi, Roger W. Toogood, Jason P. R. Carey, GiseonHeo, and Paul W. Major.

Forces Fx, Fy, and Fz on the canine, lateral incisor, and premolar with passive and elastic

ligation, with 0.018-in NiTi wire in a high canine malocclusion.

Moments Mx, My and Mz on the canine, lateral incisor, and premolar with passive and elastic

ligation, with 0.018-in NiTi wire in a high canine malocclusion

CONCLUSIONES

• El método de autoligado pasivo produce una fuerza mas

presisa y menos movimientos no deseados en comparacion

con el sistema convencional.

ANALYSIS OF MOMENT / FORCE RATIOS IN

THE MECHANICS OF TOOTH MOVEMENT

• La relacion del momento/ fuerza en un diente ante la

aplicación de una fuerza se evalúa alrededor del

centro de resistencia.

• Aunque la fuerza que resulta del bracket y el centro

de resistencia son equivalentes solo pueden ser

consideradas de acuerdo a la proporción del

momento / fuerza neta en el centro de resistencia.

• Son los dientes sobre el bracket que deben ser

movimdos sobre el centro de resistencia.

GRACIAS

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