Biomehanika na xvakalniot sistem

Prof. d-r Q. Guguv~evski

Principi na biomehanikata i modelira~ki strategii

Solidnite poznavawa na temporomandibularnite nepravilnosti gi stimuliraat postignuvawata {to se odnesuvaat na kompleksnata funkcija i disfunkcija na vili~niot zglob. Od osoben interes se vili~no zglobnite poremetuvawa {to mo`e da se definiraat kako degenerativen odgovor na zglobnite tkiva vo vili~nite zglobovi kon prekumerno nadminatiot adaptiven kapacitet.

Prifa}awe na biomehani~kite principi

Eden po{irok opis na biomehanikata mo`e da se odnesuva na matemati~kite i fizi~kite poznavawa, oblikot i konstrukcijata na sistemot. Vo ovoj kontekst biomehanikata mo`e da ja obezbedi alatkata za podobro razbirawe na fizi~kite procesi na rabota na ~ove~kiot okluzalen sistem. Vo ovoj del }e se pozanimavame so matematikata, in`enerskite principi i modelira~kite strategii.

Masa

Predmet so masa od 1 kg izmeren na zemjata i na mese~inata so pomo{ na ramnote`na vaga i so kru`na vaga. Vo ovoj slu~aj kru`nata vaga na mese~inata }e poka`e gre{ka vo masata na predmetot i toj }e ima masa od 0,2 kg.

Sila

Primeri za dva tipa na sila. Strelkite gi prika`uvaat silite {to deluvaat vo sekoj slu~aj

Sila

Dijagram na silite {to deluvaat vrz predmetot {to miruva na masataKoga multipli sili deluvaat vrz eden predmet (na primer, nekolku muskuli ja turkaat mandibulata) nivnoto dejstvo rezultira vo edna mre`na sila {to e ednakvo na ekvivalentot so zemawe na vektorskiot zbir na site sili.

Sila

Individualnite muskulni sili {to deluvaat vrz mandibulata mo`e da se prika`at kako mre`a od sili i se obele`uvaat so kratenkata Fnet

Koristewe na modeli

Za da se prou~i mehani~kata funkcija na xvakalniot sistem neophodno e da se kreira eden prikaz na sistemot ili eden model. Taka modelot se definira kako “sistem na postulati, podatoci i vlijanija prika`ani kako matemati~ki opis na entitetot ili sostojba na rabotite”. Fizi~koto modelirawe mo`e da se definira kako „opis ili analogija {to se koristi da pomogne vo vizualizacijata na ne{to {to nemo`e da se opservira direktno”.

Modelira~ki strategii

Biomehani~kite principi opi{ani porano ja formiraa modelira~kata platforma na biomehani~kite strukturi. Ovie principi se isti za site biomehani~ki modeli, i po~ivaat vrz zakoni {to se nepromeneti i nemenlivi. Subjektivnite fiziolo{ki konstatacii do koi do{le odredeni istra`uva~i i nivnite metodi na istra`uvawe i iznao|awe na re{enie se menlivi. Osnovata na sekoja modelira~ka strategija e direkten rezultat na ovie zaklu~oci. Nekolku fizi~ki i matemati~ki modelira~ki strategii }e bidat opi{ani vo prodol`enie preku opis na terminite na fiziolo{koto razmisluvawe, metodite na re{enie, i verodostojnosta na dobienite rezultati.

Fizi~ko modelirawe

Vakvite alatki za istra`uvawe ne im bile dostapni na prvite istra`uva~i na vili~niot zglob kako, na primer, Alfred Gizi. Negovite istra`uvawa se bazirale na ednostavni biomehani~ki modeli. Toj koristel ednostavna mandibula izrabotena od drvo za da gi simulira mehani~kite opteretuvawa na vilicata. Pozna~ajni fiziolo{ki karakteristiki vo istra`uvawata, Gizi vnel koga po~nal da gi koristi simulaciite na muskulite i silite. Ovie muskulni zoni se proporcionalni so totalnata muskulna sila koja koristi presmetano opteretuvawe od 50 do 100 kg sila/sm2.

Sila

Silata od predmetot so te`ina od 10 kg mo`e da se prika`e ili kako rasporeden ili kako to~kest tovar

Sila

Opis na razli~nite kraci, iskoristeni od razli~ni delovi na slepoo~niot muskul (zaden del d1, preden del d2) i ramnote`nata sila na okluzalnoto opteretuvawe (d3)

Stres

Presmetka na stresot {to postoi na bazata (osnovata) na blokot so te`ina od 10 kg.

Deformacija

Deformacijata e biomehani~ki termin {to se koristi za opis na fizi~kata deformacija na objektot {to se dol`i na dejstvoto na apliciranite sili. Toa e nedimenzionalen deskriptor {to mo`e da se opi{e kako:Deformacija = promena vo dol`inata/ originalnata dol`ina

Deformacija

Prakti~en opis na deformacijata na eden predmet kako posledica na dejstvoto na kompresivni i pritiso~ni sili

Matemati~ki modeli

Matemati~koto modelirawe na sistemot na mandibularnoto opteretuvawe vklu~uva nekolku objasnuvawa od slednive individualni potsistemi:

1. Fizi~kite strukturi {to ja formiraat dolnata vilica, zglobniot tuberkulum i potencijalno site strukturi na ~erepot;

2. Opteretuvawata na vili~niot zglob, vklu~itelno i nivnata lokacija, pravecot, magnitudata, frekvencijata i vremetraeweto;

3. Muskulnite sili, vklu~itelno nivnata lokacija, pravec, magnituda, frekvencija i vremetraewe;

4. Okluzalnite povr{ini na zabite kade se apliciraat i kade deluvaat okluzalnite sili.

Matemati~ki modeli

Test sproveden in vitro. Frontalen pogled na ~erepot postaven vo uslovi na test kade se prika`ani okluzalnite sili {to deluvaat vo zonata na desniot molar i prenesuva~ite na silite priklu~eni kon ve{ta~kite muskuli

Matemati~ki modeli

Dvodimenzionalen fotoelasti~en model na optereten zab.

Modelirawe na zavr{ni elementi

Pseudo-oboeni traektorii na stresot na tridimenzionalen FEM (model na zavr{ni elementi MZE) na ozabena vilica za vreme na interkuspisko stiskawe