principios de fisica en ortodoncia
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PRINCIPIOS DE LA FISICA QUE SE APLICAN EN ORTODONCIA
Belén Pérez Y.
UNIVERSIDAD ESTATAL DE
CUENCA
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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
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• 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.
Ravindra Nanda. Principios de Biomecánica. Editorial Panamericana
Fotografia Paciente Universidad de Cuenca
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CONCEPTOS
BIOMECÁNICOS EN
ORTODONCIA
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• 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
Gonzalo Alonso Uribe. Ortodoncia teoria y clinica. 2da edición
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• 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.
Gonzalo Alonso Uribe. Ortodoncia teoria y clinica. 2da edición
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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.
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SEGUNDA LEY: MOVIMIENTO Y ACELERACIÓN
F = m x a
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TERCERA LEY: ACCIÓN Y REACCIÓN
Toda acción o fuerza tiene unareacción de igual
magnitud pero con dirección opuesta
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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.
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Ravindra Nanda. Principios de Biomecánica. Editorial Panamericana
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
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Cuenca
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FUERZAS
POSITIVAS
Anteriores, laterales, vest
ibulares
FUERZAS
NEGATIVAS
Posteriores, mediales, lingua
les
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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
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MOMENTO
M = F X DMomentos Positivos: movimiento mesial o vestibular de la corona
Momentos Negativos: movimiento distal o lingual de la corona
70 gf
+-
Gonzalo Alonso Uribe. Ortodoncia teoria y clinica. 2da edición
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
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FUERZA Y MOMENTO
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FUERZA + OBJETO = MOMENTO
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CUPLA
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CUPLA (TORQUE)
• Fuerzas paralelas de igual magnitud, pero que actuan en
direccion opuesta no colineal y separadas por una distancia.
Gonzalo Alonso Uribe. Ortodoncia teoria y clinica. 2da edición
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
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EL MOMENTO DE UNA CUPLA (Mc)
• Se producen con alambres cuadrados o rectangulares.
• Tiende a producir rotación pura
Gonzalo Alonso Uribe. Ortodoncia teoria y clinica. 2da edición
Silvana Allegrini Kairalla, Luiz Renato, Vittorio Cacciafesta. Consideraçôes biomecânicas da
Ortodontia Convencional, Lingual. Rev Clin Ortod Dental Press 2012 jun-jul; 11 (3)
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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.
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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.
Ravindra Nanda. Principios de Biomecánica. Editorial Panamericana
Henn Dathe, Hans Nägerl and Dietmar Kubein – Meesenburg. A caveat concerning center of resistance. Journal of Dental
Biomechanics. 2013
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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
Ravindra Nanda. Principios de Biomecánica. Editorial Panamericana
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CENTRO DE
RESISTENCIA
Incisivo de forma parabólica: 33% de la distancia de la cresta
alveolar al ápice.
Teuscher: Arco Maxilarentre los premolares
Gonzalo Alonso Uribe. Ortodoncia teoria y clinica. 2da edición
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
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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
Gonzalo Alonso Uribe. Ortodoncia teoria y clinica. 2da edición
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
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RELACIÓN MOMENTO Y FUERZA
(R=MC/F)
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TIPOS DE
MOVIMIENTOS
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• 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
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Ravindra Nanda. Principios de Biomecánica. Editorial Panamericana
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
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• 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
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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
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Cuenca
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• 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
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Ravindra Nanda. Principios de Biomecánica. Editorial Panamericana
Hisham M. Badawi, Roger W. Toogood, Jason P. R. Carey, Giseon Heo, and Paul W. Major. Three-dimensional orthodontic
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• 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
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• 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
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• 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
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• 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
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• 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
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• 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
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• F. perpendicular a las
superficies deslizantes
• Ligaduras metálicas
LA FUERZA NORMAL
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MODELO TEÓRICO DE
BURSTONE
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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:
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• 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?
Gonzalo Alonso Uribe. Ortodoncia teoria y clinica. 2da edición
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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:
Gonzalo Alonso Uribe. Ortodoncia teoria y clinica. 2da edición
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THREE DIMENSIONAL ORTHODONTIC
FORCE MEASUREMENTS
• Hisham M. Badawi, Roger W. Toogood, Jason P. R. Carey, GiseonHeo, and Paul W. Major.
![Page 46: Principios de fisica en ortodoncia](https://reader034.vdocuments.co/reader034/viewer/2022050613/559af0461a28ab83218b4861/html5/thumbnails/46.jpg)
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.
![Page 47: Principios de fisica en ortodoncia](https://reader034.vdocuments.co/reader034/viewer/2022050613/559af0461a28ab83218b4861/html5/thumbnails/47.jpg)
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
![Page 48: Principios de fisica en ortodoncia](https://reader034.vdocuments.co/reader034/viewer/2022050613/559af0461a28ab83218b4861/html5/thumbnails/48.jpg)
CONCLUSIONES
• El método de autoligado pasivo produce una fuerza mas
presisa y menos movimientos no deseados en comparacion
con el sistema convencional.
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ANALYSIS OF MOMENT / FORCE RATIOS IN
THE MECHANICS OF TOOTH MOVEMENT
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• 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.
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GRACIAS