نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده مهندسی، گروه مکانیک

2 دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان، دانشکده دندانپزشکی، بخش ارتودنسی

10.22041/ijbme.2005.13526

چکیده

هدف از این مطالعه، دستیابی به یک مدل ریاضی برای محاسبه نیروی بین سیم و لیگاچور الاستومری در حرکت لغزشی دندان است. با استفاده از این مدل ریاضی می توان اصطکاک را از زوایای مختلف، از نقطه نظر کیفی و کمی تحلیل نمود. در اثر کشش لیگاچور، نیروی فشاری بین سطوح تماس لیگاچور و سیم ارتودنسی ایجاد می شود، از این رو، هنگام حرکت دندان، نیروی اصطکاک بین این سطوح ایجاد می گردد. در این بررسی، آن قسمت از نیروی اصطکاک که در سطوح تماس سیم و لیگاچور ایجاد می شود مورد توجه قرار گرفته است. مابین نیروی کششی لیگاچور و نیروی اصطکاک بین لیگاچور و سیم و هم چنین سیم و براکت، رابطه مستقیم وجود دارد. از این مدل می توان رابطه بین نیروی اصطکاک با جنس، ضریب کشسانی، ابعاد و تغییر طول لیگاچور و نیز ابعاد براکت، قطر و جنس سیم ارتودنسی را مشخص نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Mathematical Modeling Of Frictional Force Between Ligature And Orthodontic Wire

نویسندگان [English]

  • Jalil Rezaei Pajand 1
  • Seyed Mohammad Chavoshi 2

1 Department of Mechanical Engineering, Ferdowsi University of Mashhad

2 Department of Orthodontics, Rafsenjan University of Medical Sciences

چکیده [English]

The main objective of this study is to present a mathematical model for frictional forces in orthodontic tooth movements. In order to produce lighter and more efficient sliding movement, good estimation of frictional forces must be determined. For the purpose of analysis, a typical bracket with a circular cross section arch wire is considered with a view to examine the effect of ligation technique (shape), geometry and properties of ligature, and arch wire on the friction forces between ligature and arch wire. Both uniform and non-uniform distributions of contact forces are considered. The result presented herein indicated that, for circular orthodontic arch wires, friction force between ligature and wire is proportional to tensile force in elastomeric ligature. This force is depended on the shape of ligation, material properties and geometries of wire, bracket and ligature.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ligature
  • Friction Force
  • Mathematical models
  • Circular Orthodoutic Wire
  • Tooth Movement

[1]     Riley JL, Garrett SG, Moon PC; Frictional forces of ligated plastic and metal edgewise brackets; Journal of dental research 1975; 58: A21.

[2]     Tidy DC; Frictional forces in fixed appliances; Am J Orthod Dentofacial Orthop 1989; 96: 249-54.

[3]     Berger JL; The influence of the SPEED brackets selfligating design on force levels in tooth movement: A comparative invitor study; Am J Orthod Dentofacial Orthop 1990; 97: 219-228.

[4]     Bender JR, Gruendeman GW, Sandrik JL; A comparative study of frictional forces between orthodontic brackets and arch wires; Am J orthod Dentofacial Orthop 1991; 100: 513-522.

[5]     Sims AP, Waters NE; A comparison of the forces required to produce tooth movement. In vitro using two types of ligation; Eurp J Orthod 1991; 15(5): 337- 385.

[6]     Edwards GD, Davies EH, Jones SP; The ex vivo effect of ligation technique on the static frictional resistance of stainless steel brackets and arch wires, Br J Orthod 1996; 22(2): 145-153.

[7]     Meling TR; The effect of friction on the bending stiffness of orthodontic Beams: A theoretical and in vitro study; Am J Orthod 1997; 112: 41-49.

[8]     Kuroe K, Tajiri T, Nakayama T, Nagakubo G; Frictional Forces with Friction-Free Edgewise Bracket; JCO 1994; 28 (6): 347 351.

[9]     چاووشی سیدمحمد؛ ارزیابی نیروی اصطکاک در حرکت های ارتودنتیک دارای اصطکاک؛ پایان نامه دکترای تخصصی ارتودنسی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، 1377.

[10] Sandors B; Engineering Mechanics, Statics and Dynamics. 2nd Edition, Prentice Hall Inc 1987.

[11] Nielsen LE, Landel RF; Mechanical Properties of polymers and Composites, Marcel Dekker Inc 1994.