Análise das tensões actuantes nas estruturas ósseas bucais provocadas por aparelho com parafuso expansor

Problemas de maloclusão decorrentes de alterações no desenvolvimento das arcadas sãonormalmente encontrados na população. Levam a disfunções na articulação têmporo-mandibular ealterações na mastigação, fala e respiração. Os pacientes necessitam ser tratados precocemente paraque os tratamentos resultem em melhorias funcionais e de estética. Esses distúrbios de crescimentoocasionam uma estética desfavorável que pode afetar a auto-estima dos pacientes. Portadores demaloclusão, nomeadamente crianças e adolescentes, bem como adultos jovens, necessitam detécnicas de tratamento ortodônticas e ortopédicas que permitam a remodelação do contorno ósseo euma melhor arquitetura das arcadas dentais. As técnicas usuais para correções desses distúrbiosrequerem a instalação de aparelhos expansores que impõem deslocamentos graduais peloaccionamento de um parafuso provocando a remodelação óssea conduzindo a uma nova posição deequilíbrio das arcadas. Neste trabalho foram realizadas medições in vivo das forças geradas por umdesses aparelhos para validar simulações computacionais posteriores. Com essas simulações,pretende-se tornar possível uma aplicação de forças menos traumáticas, atenuando sintomasdolorosos como cefaleias, necrose parcial do palato e até a perda de elementos dentais. A primeiraetapa do trabalho envolveu a quantificação de forças provocadas por esses dispositivos e acaracterização do tecido da mucosa da mandíbula com base em ensaios de tração. Posteriormente,utilizando o método de elementos finitos, foram realizadas análises preliminares para obtenção dastensões actuantes nas estruturas ósseas da mandíbula provocadas pelo aparelho expansor, sendo osresultados comparados com os medidos em laboratório e os disponíveis na literatura

Modelamento biomecânico da atuação de aparelhos com parafuso expansor sobre estruturas mandibulares assimétricas através do método de elementos finitos

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-14T05:30:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_de_doutorado_iracema_dez11.pdf: 8197200 bytes, checksum: a71356f82645ec93b4d847ed56528a3d (MD5) Previous issue date: 14Problemas de oclusão decorrentes de alterações no desenvolvimento das arcadas são comumente encontrados na população. Levam a disfunções e alterações na mastigação, fala e respiração. Técnicas usuais para tratamento destes distúrbios requerem o emprego deaparelhos ortodônticos/ortopédicos que utilizam parafusos expansores. Os deslocamentos graduais impostos por sua ativação levam à remodelação óssea e a uma nova posição de equilíbrio das arcadas. É necessária a utilização de uma metodologia que relacione odeslocamento provocado pelo parafuso com a deformação na estrutura óssea, quantificando os níveis de força alcançados e a distribuição das tensões nas estruturas bucais. Este trabalho objetiva desenvolver um modelamento biomecânico da atuação de aparelhos com parafuso expansor sobre estruturas mandibulares assimétricas através do método de elementos finitos. Construiu-se um modelo biomecânico do conjunto completo mandíbulamucosa- aparelho expansor utilizando imagens de tomografia computadorizada da mandíbula humana e software computacional de construção de sólidos geométricos. Umprocedimento iterativo foi desenvolvido para lidar com uma condição de contorno que leva em conta as assimetrias mandibulares. Os resultados obtidos pela simulação mostraram assimetrias na distribuição das pressões de contato e indicaram com precisão o diagnóstico de maloclusão do paciente. Foi mostrado que as extremidades esquerda e direita do parafuso de expansão movem de forma diferente em relação à mandíbula estudada. As pressões de contato entre o aparelho e a mucosa variaram linearmente com a força aplicada. Foi desenvolvida uma bancada para medir in vivo as pressões de contato usando sensores piezoelétricos. As medições in vivo concordaram com os resultados computacionais, validando o modelo. O modelo biomecânico proposto no trabalho mostrou ser uma ferramenta eficiente para controle e otimização do tratamento de maloclusões, evitando com segurança o emprego de forças atuando em estruturas vivas além da tolerância biológica, que poderiam resultar em efeitos traumáticos.Occlusion disorders, resulting from changes in the development of the arches are commonly found in the population. Lead to dysfunctions and changes in mastication, speech and breathing. Usual techniques for treating these disorders require the use of orthodontic/orthopedic apparatus that use expansion screws. The gradual displacementimposed by their activation leads to bone remodeling and a new equilibrium position of the arches. It is necessary to use a methodology that relates the displacement caused by the screw with the deformation in the bone structure, quantifying the strength levels achieved and the stress distribution in the buccal structures. This work aims to develop abiomechanical model of the acting of expansion screw appliance on asymmetric mandibular structures by finite element method. A biomechanical model of the complete jaw-mucosa-expander was built using CT images of the human jaw and computer software for the construction of geometric solids. An iterative procedure was developed to deal with a boundary condition that takes into account the mandibular asymmetries. The results obtained by simulation showed asymmetries in the distribution of contact pressures and indicated with precision the diagnosis of the patient's malocclusion. It was shown that theleft and right ends of the expansion screws move differently in relation to the mandible studied. The contact pressure between the apparatus and the mucosa varied linearly with the applied force. A bench was developed to measure in vivo contact pressures using piezoelectric sensors. The in vivo measurements agreed with the computational results, validating the model. The biomechanical modeling proposed in this work proved to be a useful tool to control and optimize malocclusion treatments, safely avoiding the use of forces acting in live structures beyond the biological tolerance, which could result in traumatic effects