BIOMECBIOMECÁÁNICANICA

BiomecánicaDefinición:

�Es un conjunto de conocimientos y herramientas de análisis, que se ocupa del estudio de los efectos de las fuerzas mecánicas en los organismos vivos.

La Biomecánica es una rama de la ingeniería que estudia los organismos biológicos con la finalidad de desarrollar conocimientos para que las personas puedan desarrollar actividades de mejor forma y saludablemente.

Tiene aplicación potencial en las industrias

● Estudios antropométricos● Estudios de insumos para confort, salud, seguridad.● Diseño de equipo de medición

●●●● Biomecánica Institucional●●●● Puesto de trabajo●●●● Biomecánica Deportiva●●●● Descanso y diversión●●●● Biomecánica M édica

En odontología:

� La biomecánica representa las reacciones de las estructuras dentales y faciales a la acción de las fuerzas ortodóncicas.

Función normal

• Periodonto de 0,5 mm

• Células mesenquimatosasdiferenciadas.

• Elementos vasculares y neurales.

• Líquidos hísticos.

Respuesta del ligamento periodontal y el hueso a las fuerzas ortodóncicasmantenidas.

Factores que intervienen en el Factores que intervienen en el proceso de remodelaciproceso de remodelacióón n óóseasea

Aumento de los niveles de monofosfato cíclico de adenosina.

Aumento de niveles de prostaglandina E. (Mediador de la respuesta celular).

Es un estimulante de la actividad osteoclástica y osteoblástica.

Movimiento dentarioMovimiento dentario

Cumple con los principios de Newton,

Leyes de la dinámica

• Ley de la inercia.

Todo cuerpo permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme si no se ejerce ninguna fuerza sobre él.

Principio fundamental de la dinámica

Las fuerzas son proporcionales a las aceleraciones que producen en los cuerpos.

Acción y reacción

Si sobre un cuerpo se ejerce una fuerza (acción), éste reacciona produciendo una fuerza igual y de sentido contrario a la anterior (reacción).

Factores que intervienen en Factores que intervienen en los Movimientoslos Movimientos

� Fuerza (F)

� Centro de Resistencia (CR)

� Momento (M)

� Inclinación

� Cupla

FuerzaFuerza

Con frecuencia, sobre un cuerpo actCon frecuencia, sobre un cuerpo actCon frecuencia, sobre un cuerpo actCon frecuencia, sobre un cuerpo actúúúúan simultan simultan simultan simultááááneamente varias neamente varias neamente varias neamente varias fuerzas. Puede resultar muy complejo calcular por separado el fuerzas. Puede resultar muy complejo calcular por separado el fuerzas. Puede resultar muy complejo calcular por separado el fuerzas. Puede resultar muy complejo calcular por separado el efecto de cada una; sin embargo, las fuerzas son vectores y se efecto de cada una; sin embargo, las fuerzas son vectores y se efecto de cada una; sin embargo, las fuerzas son vectores y se efecto de cada una; sin embargo, las fuerzas son vectores y se pueden sumar para formar una pueden sumar para formar una pueden sumar para formar una pueden sumar para formar una úúúúnica fuerza neta o resultante (nica fuerza neta o resultante (nica fuerza neta o resultante (nica fuerza neta o resultante (RRRR) ) ) ) que permite determinar el comportamiento del cuerpo. que permite determinar el comportamiento del cuerpo. que permite determinar el comportamiento del cuerpo. que permite determinar el comportamiento del cuerpo.

Fuerza y presiFuerza y presióónnLos ortodoncistas medimos las fuerzas en grs.

r = x

F

Superficie

r = 2x

Presión =

Concepto de alambre.

Es un metal en forma de hilo que ha sufrido estiramientos por fuerzas traccionales. Lo podemos utilizar como

•Elementos activos: aquel que va a liberar una serie de fuerzas controladas y fisiológicas para mover dientes. Por ejemplo: arcos y resortes.

•Elementos pasivos: como retenedores, ligaduras y elementos de estabilización.

Propiedades físicas de los alambres.

Ley de Hooke: las tensiones inducidas son proporcionales a las deformaciones producidas hasta un determinado momento (LP) en cada material. Cuando aplicamos una carga a un alambre se produce una deformación proporcional a la fuerza aplicada.

LP: es el límite proporcional. Es aquel límite por el cual ante una determinada tensión hay una determinada deformación.

LE: es el límite elástico. Aquí es donde finaliza la elasticidad. Entre LE y RF existe una pequeña elasticidad pero a nivel molecular pero no hay recuperación.

RF: es la resistencia a la fluencia. Es la auténtica deformación física.

Elasticidad: capacidad de recuperar la dimensión original después de que haya cesado la fuerza sin que quede ninguna deformación.

Rigidez: resistencia que posee un alambre a ser deformado.

Que un alambre sea más elástico o más rígido viene determinado por el módulo de Young. El módulo de Young es un valor constante para cada material y se obtiene de dividir el valor dela tensión por el valor de la deformación.

Resiliencia: capacidad que tiene un material de almacenar energía cuando este se deforma, para luego liberarla. Recuperación elástica de un material.

Moldeabilidad o Formabilidad: capacidad que tiene un alambre antes de llegar a su punto de fractura.

Deflexión: distancia a la que se desplaza cualquier punto del alambre al aplicarle una fuerza.

Rango o Amplitud de Trabajo: distancia en línea recta a la que puede ser deformado un alambre sin que esta deformación sea permanente.

Efectos del diámetro y la longitud del alambre sobre sus propiedades físicas.

La fuerza necesaria para deformar elásticamente un alambre es directamente proporcional a la 4ª potencia de su diámetro e inversamente proporcional al cubo de su longitud.

Propiedades del alambre ideal:

•Gran resistencia a la fractura.

•Gran elasticidad (poca rigidez).

•Gran moldeabilidad o formabilidad.

•Gran deflexión.

•Permitir ser soldado.

•Económico.

•Resistencia a la corrosión.

•Estético.

•Ser bioinerte y no permitir la adhesión de la placa bacteriana.

Efecto de la distribuciEfecto de la distribucióón de las n de las fuerzas y tipo de movimiento dentalfuerzas y tipo de movimiento dental

Centro de Centro de resistenciaresistenciaEl centro de resistencia (CR) de los dientes es el punto donde se concentra la resistencia al movimiento.

En espacio libre el CR coincide con el centro degravedad del diente.

Cuando el diente está en la boca, se encuentra fijado en el hueso. El CR cambia hacia el centro de la porción que se encuentra dentro del hueso.

Hueso

En cavidad oral

Hueso

Momento de una fuerzaMomento de una fuerzaM = Fuerza x Distancia de CR en sentido rotacional.

CuplaCupla

Momento de una Momento de una cuplacuplaM = Magnitud de una fuerza x la distancia entre ambas fuerzas.

Corono radicularCorono radicular

MMááquinas simplesquinas simples

�Polea�Torno�Palanca

PalancaPalanca

� Pieza rígida que puede moverse en torno a un eje fijo.

Palancas de primer género

Son aquellas en las que la resistencia estásituada en un extremo, el fulcro en el centro y la potencia en el otro extremo.

Las palancas de segundo género

Son aquellas en las que el fulcro está situado en un extremo, la resistencia en el centro y la potencia en el otro extremo; como en el cascanueces.

Palancas de tercer género

Son aquellas en las que el fulcro está situado en un extremo, la potencia en el centro y la resistencia en el otro extremo; p. ej., en las pinzas de algodón.

5 Tipos b5 Tipos báásicos de sicos de movimientosmovimientos

•Rotación

•Traslación

•Intrusión

•Extrusión

•Inclinación (Tipping )

RotaciRotacióónnRotación es el movimiento del diente alrededor de su centro deresistencia. Tanto en espacio libre como en el hueso, larotación siempre ocurre al rededor del CR.

Rotación en el hueso

Rotación en espacio libre

RotaciRotacióónn

TraslaciTraslacióónn

El hecho de que los diente estén empotrados en el hueso, hace que las traslaciones laterales sean difíciles. Aplicar una fuerza directamente a través del CR es imposible.

Los ortodoncistas han evitado este problema utilizando una cupla de contrapesos, con un momento igual pero de dirección opuesta al momento creado por una fuerza única. Esto permite anular el componente rotacional de inclinación y produce traslación. Recordar que es un método de lateralización controlada.

TraslaciónLa traslación ocurre cuando una fuerza es aplicada a través del centro de resistencia (CR) de un diente. La traslación es un movimiento corporal sin un componente rotacional.

Extrusión:Traslación hacia fuera del hueso.

Intrusión:Traslación hacia el hueso.

ExtrusiExtrusióónn

IntrusiIntrusióónn

InclinaciInclinacióónn

Fuerzas Fuerzas óóptimas para la ptimas para la movilizacimovilizacióón de los dientesn de los dientes

Movimiento descontroladoMovimiento descontrolado

Suturas palatinas en distintas edades

ArticulaciArticulacióónn

Efectos perjudiciales de las Efectos perjudiciales de las fuerzas fuerzas ortodortodóóncicasncicas

� Movilidad y dolor como consecuencia del tratamiento ortodóncico.

� Reabsorciones apicales.

� Efectos del tratamiento sobre la altura del

hueso alveolar.

Reabsorciones apicalesReabsorciones apicales