Three-dimensional analysis of orthodontic tooth movement

Middleton, J.; Jones, M. L.; Wilson, Adrian N.

doi:10.1016/0141-5425(90)90007-a

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“…FEA is a methodology that relies on the "discretization" of large structures to smaller elements of known size, which are net-connected and capable of being mathematically interpreted [6][7][8] . The main advantage of using FEA to evaluate the biological performance of an OMI is that this methodology is based on a virtual environment, saves time, costs, and avoids the use of animals [6][7][8][9] . The literature has shown a positive correlation between the biomechanical characteristics of OMIs and their in vivo performance 10 .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Insertion angle of orthodontic mini-implants and their biomechanical performance: finite element analysis

Arantes

Correa

Lunardi

et al. 2015

Rev. odontol. UNESP

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ResumoObjetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar as tensões e deformações de duas marcas comerciais de mini-implantes ortodônticos geradas após a aplicação de dois tipos de forças (de tração de 200 gf e torção de 20 N.cm) inseridos em duas angulações (45° e 90° em relação ao osso cortical). Material e método: Modelos tridimensionais das duas marcas de mini-implantes (SIN -Sao Paulo, Brasil, e RMO -Coréia do Sul) foram construídos e analisados por análise de elementos finitos (FEA). As análises foram realizadas em simulações no osso cortical, osso esponjoso e no parafuso. Resultado: A análise FEA mostrou que os mini-implantes da marca RMO apresentaram maior deformação elástica quando submetidos à tração e as forças de torção quando comparado aos mini-implantes da marca SIN. Em ambas as marcas testadas, e para os diferentes ângulos de inserção, houve uma maior deformação do osso cortical, com maior tensão localizado no mini-implante. A tensão no mini-implante foi localizado na região do perfil transmucoso. Conclusão: Ao comparar as análises de elementos finitos das duas marcas comerciais de mini-implantes, concluiu-se que um maior número de roscas e maior inclinação resultam em menor resistência à deformação e induzem uma maior tensão no osso cortical quando submetidos à forças de torção e tração, especialmente quando inserido em um ângulo de 45º com o osso cortical.Descritores: Procedimentos de ancoragem ortodôntica; ortodontia; análise de elementos finitos. AbstractObjective: The aim of this study was to assess the stresses and strains generated after the application of two types of forces (traction of 200 gf and torsion of 20 N.cm) in two types of orthodontic mini-implants inserted at different (45° and 90° to the cortical bone) angles. Material and method: three-dimensional models of two brands of mini-implant (SIN -Sao Paulo, Brazil, and RMO -South Korea) were exported and analyzed by finite element analysis (FEA). Analyses were performed on simulations of cortical bone, cancellous bone and the screw. Result: FEA analysis showed that RMO mini-implants had greater elastic deformation when subjected to tensile and torsional forces when compared with SIN mini-implants. For both trademarks and insertion angles tested, there was greater cortical bone deformation, but with the greatest strain located on the mini-implant. Tension on the mini-implant was located in its transmucosal profile region. Conclusion: When comparing the two brands of mini-implants by FEA, it is fair to conclude that that the larger number of threads and their greater angle of inclination resulted in less resistance to deformation and induced a higher level of tension in the mini-implant and cortical bone when subjected to forces, especially when inserted at an angle of 45º to the cortical bone.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Insertion angle of orthodontic mini-implants and their biomechanical performance: finite element analysis

Arantes

Correa

Lunardi

et al. 2015

Rev. odontol. UNESP

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“…Esses elementos são descritos por equações diferenciais e resolvidos por modelos matemáticos para que sejam obtidos os resultados desejados. O MEF é utilizado há algum tempo em experimentos relacionados à Odontologia, em diversas especialidades, sendo a sua aplicação na Ortodontia de grande utilidade 8,9,10,12,14,15,16,18,19,20,21,22,23,24,25 . O estudo do efeito das cargas (forças) aplicadas aos dentes apresenta grande interesse científi-co e pode ser encontrado em diversos trabalhos, envolvendo metodologias variadas 2,3,5,7,9,14 .…”

Section: Introductionunclassified

“…Quanto maior o número de elementos mais preciso será o modelo 10 . Nas extremidades de cada elemento finito encontram-se pontos, ou nós, que conectam os elementos entre si, formando uma malha arranjada em camadas bi ou tridimensionais (Fig.…”

unclassified

Aplicabilidade científica do método dos elementos finitos

Lotti¹,

Machado²,

Mazzieiro³

et al. 2006

Rev. Dent. Press Ortodon. Ortop. Facial

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O Método dos Elementos Finitos (MEF) é uma análise matemática que consiste na discretização de um meio contínuo em pequenos elementos, mantendo as mesmas propriedades do meio original. Esses elementos são descritos por equações diferenciais e resolvidos por modelos matemáticos, para que sejam obtidos os resultados desejados. A origem do desenvolvimento deste recurso ocorreu no final do século XVIII, entretanto, a sua viabilização tornouse possível somente com o advento dos computadores, facilitando a resolução das enormes equações algébricas. O MEF pode ser utilizado em diversas áreas das ciências exatas e bioló-gicas e, devido à sua grande aplicabilidade e eficiência, existem trabalhos com esta metodologia nas diversas especialidades odontológicas, como na Ortodontia, quando se deseja analisar cargas, tensões ou deslocamentos. Com o contínuo uso desse método em pesquisas, com suas vantagens em relação a outros disponíveis, torna-se de suma importância o conhecimento da técnica, para que sua utilização possa proporcionar benefícios científicos à Ortodontia. Tornase primordial que os ortodontistas clínicos conheçam os conceitos básicos do MEF para que os resultados dos trabalhos sejam melhor interpretados. ResumoPalavras-chave: Método dos Elementos Finitos. Ortodontia. Pesquisa científica.

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“…For very small elongations it may alternatively be defined as the decrease in width of the specimen per unit width divided by the increase in length per umt length on the application of a tensile load [6]. Poisson's ratio for glass-ionomer cements has been shown in modelling studies to be a factor affecting the integrity of glass-ionomer cemented crowns [7] and orthodontic brackets [8]. This material property is also employed in calculating the in vitro biaxial flexural strength from the loads at failure for dental materials in the "shell test" [9].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…There are a number of static methods for determining this term. These include: first-principles calculations [10]; determination of the rigidity (K), shear (G) and Young's (E) moduli, using rectangular prisms [11], controlled stress rheometry [8] and three-point bend testing [9], respectively, from the expressions: The ultrasonic pulse determination of Poisson's ratio is based on the fact that an ultrasonic pulse passed through a material in the longitudinal and transverse directions will undergo different propagation paths [14]. In practical terms, this will affect the time taken for the pulse to travel through the specimen in each mode.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Poisson's ratio of glass-polyalkenoate (?glass-ionomer?) cements determined by an ultrasonic pulse method

Akinmade

Nicholson

1995

J Mater Sci: Mater Med

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Poisson's ratio has been determined for four glass-polyalkenoate cements; one experimental luting type, one experimental restorative type, one commercial restorative type (Chelon-Fil, ex. ESPE GmbH) and one cermet-reinforced cement EChelon-Silver, also ex. ESPE]. An ultrasonic pulse method was employed for the Poisson's ratio determinations. For the restorative materials, including the cermet-reinforced cement, the values obtained were all in the region of 0.3. For the luting cement, on the other hand, the values found were in the range of 0.35. This difference was consistent with the relatively increased water content and reduced glass content of the luting cement. The cements based on poly(acrylic acid) showed slight, but statistically significant, increases in Poisson's ratio up to 80 days, whereas the cements based on poly(maleic acid) showed no significant changes in Poisson's ratio with time.

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Three-dimensional analysis of orthodontic tooth movement

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Insertion angle of orthodontic mini-implants and their biomechanical performance: finite element analysis

Insertion angle of orthodontic mini-implants and their biomechanical performance: finite element analysis

Aplicabilidade científica do método dos elementos finitos

Poisson's ratio of glass-polyalkenoate (?glass-ionomer?) cements determined by an ultrasonic pulse method

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