口蓋衝撃を受けた犬歯の牽引時の力の方向と歯の角度の影響．有限要素法による解析

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Am J Orthod Dentofacial Orthop.2020 Mar;157(3):377-384. S0889-5406(19)30906-0. doi: 10.1016/j.ajodo.2019.04.035.

口蓋衝撃を受けた犬歯の牽引時の力の方向と歯の角度の影響．有限要素法による解析

Effect of force direction and tooth angulation during traction of palatally impacted canines: A finite element analysis.

Kinan G Zeno
Samir Mustapha
Georges Ayoub
Joseph G Ghafari

PMID: 32115116 DOI: 10.1016/j.ajodo.2019.04.035.

抄録

序論:

口蓋衝撃を受けたイヌ（PIC）の治療は、アンカレッジコントロールが難しく、治療期間が長くなり、望ましくない副作用が生じることがあります。PICの正確な位置と力のかけ方は、治療の成功に影響を与えます。本研究の目的は、様々な方向（頬側、垂直方向、遠位方向）の初期力の発動を受けた場合のPICへの応力と、インパクションの重症度との相対的な関係を明らかにすることでした。

INTRODUCTION: Treatment of a palatally impacted canine (PIC) is associated with demanding anchorage control, increased treatment duration, and undesirable side effects. Accurate PIC localization and force application impact treatment success. The objective of this research was to determine the stresses on the PIC when subjected to initial force activation in various directions (buccal, vertical, and distal) and relative to impaction severity.

方法:

21回のスキャンで得られた30個のPICを有限要素モデル化しました。プロトタイプの3Dモデルを再構築し、解剖学的構成要素に分割した。各PICは、インパクションの位置に応じてプロトタイプモデル内に正確に配置された。遠位方向、垂直方向、および頬側方向の力（1.0N）に対する応力を、根の異なるレベル（先端、中間、および頸部）で評価しました。

METHODS: Thirty PICs from 21 scans underwent finite element modeling. A prototype 3D model was reconstructed and segmented into its anatomic components. Each PIC was precisely positioned in the prototype model according to impaction position. Stresses in response to a (1.0 N) force in the distal, vertical, and buccal directions were evaluated at different levels of the root (apical, middle, and cervical).

結果:

また，遠位力と頬側力は，垂直力（5.97kPa）よりも高い応力（それぞれ6.64kPaと6.41kPa）をPIC根全体と先端・頸部根レベルで発生させたが，中根では発生しなかった。重症度群間で統計的に有意な差が認められたのは、重症度の高い群では遠位力と頬側力の差を除いて、すべての力の方向のうち、ほとんどが先端レベルであった。このグループでは、遠位力と垂直力のいずれかで発生した応力とは有意に異なるブッカル力で、頸部レベルでの応力が最大であった。

RESULTS: Distal and buccal forces yielded higher stress (6.64 and 6.41 kPa, respectively) than the vertical force (5.97 kPa) on the total PIC root and the apical and cervical root levels, but not at midroot. Statistically significant differences between severity groups were found mostly at the apical level among all force directions, except between distal and buccal forces in the higher severity group. In this group, stress was greatest at the cervical level with the buccal force significantly different from the stresses generated by either the distal or the vertical force.

結論:

垂直方向の力が最も低い応力を発生させた。根にかかる応力の分布が異なることは、初期の転倒運動を反映していることを示している。頬側の力による頸部応力が大きい場合は、運動に対する抵抗を示しており、特に犬歯が著しく傾斜している場合には、頬側の力よりも垂直方向および遠位方向の力で治療を開始することを示唆しています。

CONCLUSIONS: Vertical forces generated the lowest stresses. Differentially distributed stresses over the root reflected an initial tipping movement. Greater cervical stresses from the buccal force indicate resistance to movement, suggesting treatment initiation with vertical and distal forces over buccal forces, particularly with severely inclined canines.