Biomecánica I: principios fundamentales aplicados a la ortodoncia

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NTONIO ANO MCMXCY Biomecánica I Ortodoncia I Grado en Odontología Dr. Juan Gallego Martínez Universidad Católica San Antonio de Murcia - Tlf: (+34) 968 27 88 00 info@ucam.edu - www.ucam.eduBiomecánica I UCAM | UNIVERSIDAD CATÓLICA DE MURCIA

Tema 23 - Biomecánica I

3 1. Introducción 3 2. Sistemas de fuerzas 3 3. Tipos de movimiento dentario 7 3.1. El movimiento en masa 10 3.2. Los movimientos de inclinación 11 4. Esquema resumen 14 tras establecer el plan tto V colocar los dientes en posiciion planificada mover los dientes que necesitiamo mover de la forma mas directa y eficaz posible V no mover los dientes que no queremos mover > para mover dientes habra que aplicar fuerzas fuerzas provoquen en el medio periodontal unos cambios que permitan movimiento V conoscer fisiologia movimiento V conocimiento de biomecanica contolar movimeinto dentario 2 Dr. Juan Gallego Martínez - jgmartinez@ucam.eduBiomecánica I UCAM | UNIVERSIDAD CATÓLICA DE MURCIA

Introducción a la Biomecánica Dental

Control del Movimiento Dentario

Una vez establecido el plan de tratamiento, nuestro objetivo será colocar los dientes en la posición planificada. Lo ideal sería mover los dientes que necesitamos mover de la forma más directa y eficaz posible; mientras que aquellos dientes que no queremos mover, no lo hiciesen. Para mover dientes, habrá que aplicar fuerzas y que estas fuerzas provoquen en el medio periodontal una serie de cambios que permitan ese movimiento. Además de conocer la fisiología del movimiento dentario, necesitaremos una serie de conocimientos de biomecánica que nos permitan controlar los sistemas de fuerzas que generamos, para poder predecir y controlar el movimiento dentario. En este tema nos ocuparemos del control del movimiento.

Sistemas de Fuerzas en Ortodoncia

Vectores y Línea de Acción

Las fuerzas son un tipo de vectores con una dirección y una magnitud y que se producen a lo largo de una línea llamada "línea de acción". Obtenemos el mismo efecto, si el punto de aplicación de la fuerza se sitúa en cualquier punto de la línea de acción (podemos empujar o traccionar según apliquemos la fuerza en diferentes puntos de la línea de acción) (figura 23.1). Figura 23.1. Aplicación de una fuerza de empuje y otra de tracción sobre un cuerpo. Ambas aplicadas sobre la misma línea de acción. Lo que determinará el efecto de la fuerza aplicada sobre un cuerpo, será la relación entre la línea de acción de la fuerza y el centro de gravedad del cuerpo.

Centro de Gravedad y Movimiento

El centro de gravedad es el punto de equilibrio de un cuerpo, que coincide en el centro geométrico en aquellos cuerpos homogéneos y de forma simple y simétrica. En éstos, podemos encontrarnos con que la fuerza pase por el centro de gravedad o que no. En caso de que la fuerza aplicada pase por el centro de gravedad, se producirá un movimiento en masa o de translación pura (figura 23.2): . O Figura 23.2. Una fuerza que pase por el centro de gravedad produce movimiento en masa o de translación pura. Si la fuerza no pasa por el centro de gravedad del cuerpo, el movimiento de translación se acompañará de un componente de rotación (figura 23.3): Figura 23.3. Una fuerza excéntrica al centro de gravedad produce movimiento de translación con rotación. El potencial de producir rotación que tiene una fuerza excéntrica al centro de gravedad, se denomina (momento de una fuerza". Es también un vector con una dirección y una magnitud, y se mide como el producto de la fuerza por la distancia perpendicular de la línea de acción al centro de gravedad. Por tanto, a mayor distancia de la línea de acción de la fuerza al centro de gravedad, mayor será la rotación del cuerpo. Momento=magnitud de la fuerza x distancia perpendicular de la linea de accion al centro de gravedad

Rotación Pura y Par de Fuerzas

La rotación pura se producirá cuando sobre el cuerpo actúe un par de fuerzas, constituido por dos fuerzas con líneas de acción paralelas, de magnitud igual y direcciones opuestas (figura 23.4): par de fuerzas son 2 fuerzas que actuan sobre un cuerpo que tienen lineas de fuerzas paralelas, magniud igual y direccion opuestas .... .... ......... Figura 23.4. Un par de fuerzas produce un momento que origina rotación pura. Cuando sobre un cuerpo actúan varias fuerzas y tenemos varios momentos consecuencia de alguna o todas las fuerzas, es posible determinar una fuerza resultante de todas las fuerzas y un momento resultante de todos los momentos (figura 23.5). Así el cuerpo podrá experimentar un movimiento en masa, un movimiento de rotación puro, o una combinación de ambos; dependiendo de esas resultantes. Dependendo de esas resultante el cuerpo experimenta: movimiento en masa movimiento d erotacion pura combinacion de ambos Figura 23.5. Las fuerzas aplicadas determinan una fuerza resultante, que es la que actúa.

Centro de Resistencia Dental

Hay que tener en cuenta que los dientes tienen unas estructuras de soporte (tejidos periodontales) que restringen su movimiento. Por ello no hablamos de centro de gravedad, sino de centro de resistencia; ya que además de la masa del diente, se considera la resistencia al movimiento de los elementos de soporte. En las piezas unirradiculares, se considera que el centro de resistencia estaría situado en el eje longitudinal del diente, entre 1/3 y la mitad de la longitud de la raíz a partir de la cresta alveolar. Por ello, tanto la longitud de la raíz como la altura del hueso alveolar, determinarán la localización del centro de resistencia del diente (figuras 23.6 y 23.7): Figura 23.6. Localización del centro de resistencia según en dos premolares con diferente longitud radicular. va a tener u > momento porque tenemos > distancia Figura 23.7. Localización del centro de resistencia en dos premolares con diferentes niveles de cresta alveolar. En dientes multirradiculares, suele localizarse entre 1 y 2 mm en sentido apical a la furca radicular. En Ortodoncia, las fuerzas se aplican sobre la corona de los dientes; ya sea de forma directa o mediante algún aditamento unido a la corona. Habrá que considerar la relación entre la línea de acción de la fuerza aplicada (o de la fuerza resultante, en caso de aplicar varias fuerzas) y el centro de resistencia del diente. Si aplicamos una fuerza sobre la corona, el potencial de rotación de esa fuerza (momento de la fuerza) recordemos que dependía tanto de la magnitud de la fuerza, como de la distancia de la línea acción de la fuerza al centro de resistencia. En la anterior figura (figura 23.7) en caso de fuerzas idénticas, tendremos un mayor potencial de rotación (mayor momento) en el premolar de la derecha, ya que la distancia de la línea de acción de la fuerza al centro de resistencia será mayor que en el premolar de la izquierda. En caso de un par de fuerzas, el momento será el resultado de multiplicar una de las fuerzas por la distancia entre ellas; y no dependerá de la relación que el par de fuerzas tenga con el centro de resistencia. Dicho de otro modo, el potencial de rotación de un par de fuerzas no depende de su punto de aplicación, sino de la magnitud de las fuerzas y de la distancia entre dichas fuerzas.

Tipos de Movimiento Dentario

Centro de Rotación

Si sobre un diente actúa una fuerza o varias, cuya resultante es excéntrica al centro de resistencia, y observamos un punto determinado del diente; dicho punto durante su movimiento describirá un arco de circunferencia cuyo centro podríamos localizar. Éste sería su centro de rotación, que se define como el punto alrededor del cual se ha producido el movimiento de giro, considerando dos momentos puntuales de observación en el tiempo (figura 23.8). Moviemnto de rotacion pura: centro de rotacion COINCIDE con centro de resistencia Figura 23.8. Arco de circunferencia descrito por el borde incisal de un incisivo en un movimiento de rotación pura, en el que coinciden centro de rotación y centro de resistencia. En Ortodoncia, como comentamos con anterioridad, podemos encontrarnos con tres tipos de movimiento: de rotación pura, en el que el centro de rotación coincide con el centro de resistencia; de translación pura (o movimiento en masa), en el que el centro de rotación se situará en el infinito; y de inclinación (o de translación con rotación), en el que el centro de rotación estaría situado en algún punto intermedio. en el concepto de infinito

Clasificación de Burstone

Burstone propone una clasificación del movimiento dentario en cuatro tipos:

1. Inclinación incontrolada. El centro de rotación estaría situado en algún punto entre el ápice y el borde incisal. El ápice se mueve en dirección contraria a la corona (figura 23.9). Tendriamos una fuerza lineal y un momento de la fuerza en sentido de las agujas del relojo coloco arco rectangular momento Figura 23.9. Inclinación incontrolada. Tendríamos una fuerza lineal (en verde) y un momento de la fuerza (en rojo) en el sentido de las agujas del reloj. La rotación pura sería una variedad de inclinación incontrolada en la que el centro de rotación estaría situado en el centro de resistencia del diente (ver figura 23.19).
2. Inclinación controlada. El centro de rotación estaría situado en el ápice del diente o más apical todavía. Todos los puntos del diente se mueven en la misma dirección, aunque la magnitud del desplazamiento sea diferente en distintos puntos, con mayor desplazamiento a nivel de la corona (figura 23.10). arco rectangular genera par de fuerzas lineal y un momento v otras fuerzas lienaes y otor momento por arco rectangular voy a generar un par de fuerzas Figura 23.10. Inclinación controlada. Tendríamos una fuerza lineal (en verde) y un par de fuerzas (en azul), cuyo momento de sentido contrario (en naranja), neutralizaría en parte el momento de la fuerza (en rojo).