Von Mises stresses on Mushroom-loop archwires for incisor retraction: a numerical study

ABSTRACT Objective: To perform a numerical simulation using FEM to study the von Mises stresses on Mushroom archwires. Methods: Mushroom archwires made of titanium-molybdenum alloy with 0.017 x 0.025-in cross-section were used in this study. A YS of 1240 MPa and a Young's modulus of 69 GPa were adopted. The archwire was modeled in Autodesk Inventor software and its behavior was simulated using the finite element code Ansys Workbench (Swanson Analysis Systems, Houston, Pennsylvania, USA). A large displacement simulation was used for non-linear analysis. The archwires were deformed in their extremities with 0° and 45°, and activated by their vertical extremities separated at 4.0 or 5.0 mm. Results: Tensions revealed a maximum of 1158 MPa at the whole part of the loop at 5.0mm of activation, except in a very small area situated at the top of the loop, in which a maximum of 1324 Mpa was found. Conclusions: Mushroom loops are capable to produce tension levels in an elastic range and could be safely activated up to 5.0mm.

RESUMO Objetivo: Realizar uma simulação numérica, por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF), para obter as tensões de von Mises em arcos Mushroom. Métodos: Foram usados arcos com geometria Mushroom de titânio-molibdênio, com secção transversal 0,017" x 0,025". Adotou-se valores de tensão de escoamento (σesc) de 1.240 MPa e módulo de elasticidade (E) de 69 GPa. O arco foi modelado por meio do software Autodesk Inventor, e seu desempenho foi simulado utilizando-se o software de elementos finitos Ansys Workbench (Swanson Analysis System, Houston, Pennsylvania, EUA). Para a simulação, foi considerada a análise para grandes deslocamentos. O arco foi conformado em suas extremidades considerando-se planos de 0° e 45°, pré-ativado em 2,5mm e ativado por meio de suas extremidades verticais, separadas 4,0 mm ou 5,0 mm. Resultados: As tensões revelaram um valor máximo de 1.158 MPa na maior parte da alça, aos 5,0 mm de ativação, com exceção de uma área muito pequena, com valor de 1.324 MPa, situada no topo da alça. Conclusões: Os arcos Mushroom são capazes de produzir níveis de tensão situados dentro da região elástica e poderiam ser ativados com segurança até os 5,0 mm de ativação.

Fixation of the Anterior Ligament Graft at the Tibial Pole: Biomechanical Analysis of Three Methods / Fixação do enxerto do ligamento cruzado anterior no polo tibial: Análise biomecânica de três métodos

Abstract Objective Comparative biomechanical analysis of tibial fixation strength for ligament reconstruction with interference screw compared with screw post and washer, and compared with the associated fixation of both methods (hybrid fixation). Method A total of 54 specimens were used (porcine tibias and bovine flexor digital tendons), which were divided into three groups with fixation types similar to those used in anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction: 1) fixation with interference screw; 2) fixation with screw post and toothed washer over knot and suture strand; and )- fixation with screw post and washer combined with interference screw (hybrid fixation). The analyses were performed through pull-out biomechanical tensile tests to determine the stiffness and load to system failure (yield load). Results The hybrid fixation group presented a significantly higher final stiffness (59.10 ± 3.45 N/mm) in comparison to the other groups (p < 0.05) and a higher yield load (581.34 ± 33.48 N) compared to the interference screw group (p < 0.05). Conclusion Hybrid fixation had biomechanical advantages over the bovine digital flexor graft fixation system in swine tibia during tensile tests.

Resumo Objetivo Análise biomecânica comparativa da resistência da fixação tibial para reconstrução ligamentar com parafuso de interferência, comparada com parafuso do tipo poste com arruela, e com fixação associada entre os métodos (fixação híbrida). Métodos Foram utilizados 54 corpos de prova (tíbia suína e tendão digital bovino), que foram divididos em 3 grupos com tipos de fixação semelhantes àqueles utilizados na reconstrução do ligamento cruzado anterior: 1) fixação com parafuso de interferência; 2) fixação com parafuso do tipo poste com arruela dentada sobre nó e fios de sutura; e 3) fixação com parafuso do tipo poste com arruela combinada com parafuso de interferência (fixação híbrida). Os testes foram realizados por meio de ensaios biomecânicos de tração tipo pull-out para determinação da rigidez e carga para falha (yield load) do sistema. Resultados O grupo com fixação híbrida apresentou maior rigidez final (59,10 ± 3,45 N/mm) do que os demais grupos (p < 0,05), e carga superior para falha (581,34 ± 33,48 N) em relação ao grupo com parafuso de interferência (p < 0,05). Conclusão A fixação híbrida apresentou vantagens biomecânicas com relação ao sistema de fixação do enxerto de flexor digital bovino em tíbia suína durante os ensaios de tração.

Biomechanical analysis on transverse tibial fixation in anterior cruciate ligament reconstructions / Análise biomecânica da fixação tibial transversa na reconstrução do ligamento cruzado anterior

OBJECTIVE: To verify whether the combination of tibial cross pin fixation and femoral screw fixation presents biomechanical advantages when compared to femoral cross pin fixation and tibial screw fixation for the reconstruction of the anterior cruciate ligament (ACL). METHODS: Thirty-eight porcine knees and bovine extensor digitorum tendons were used as the graft materials. The tests were performed in three groups: (1) standard, used fourteen knees, and the grafts were fixated with the combination of femoral cross pin and a tibial screw; (2) inverted, used fourteen knees with an inverted combination of tibial cross pin and a femoral screw; (3) control, ten control tests performed with intact ACL. After the grafts fixation, all the knees were subjected to tensile testing to determine yield strength and ultimate strength. RESULTS: There was no statistically significant difference in survival techniques in regard to strength, yield load and tension. There was a higher survival compared in the standard curves of yield stress (p < 0.05). CONCLUSION: There is no biomechanical advantage, observed in animal models testing, in the combination of tibial cross pin fixation and femoral screw when compared to femoral cross pin fixation and tibial screw.

OBJETIVO: investigar se a fixação transversa tibial com parafuso femoral apresenta vantagens biomecânicas sobre a fixação transversa femoral com parafuso tibial na reconstrução do ligamento cruzado anterior (LCA). MÉTODO: foram usados como modelos de testes joelhos suínos e tendões extensores digitais bovinos. Foram submetidos à reconstrução do LCA 28 joelhos: 14 foram fixados com parafuso na tíbia e implante transverso no fêmur (grupo padrão) e 14 com parafuso no fêmur e fixação transversa na tíbia (grupo invertido). Os modelos foram submetidos aos testes de tração. RESULTADOS: não houve diferença estatisticamente significante na sobrevivência das técnicas no que tange a força, força máxima sem falha e tensão. Houve uma sobrevivência maior no grupo padrão na comparação das curvas de tensão de limite elástico (p < 0,05). CONCLUSÃO: não há vantagem biomecânica da fixação transversa tibial com parafuso femoral em relação à fixação transversa femoral com parafuso tibial, observada em testes com modelos animais.

Three-dimensional analysis of an orthodontic delta spring

INTRODUCTION: The purpose of this study was to analyze the force system, moment-force ratios (M/F) and von Mises stresses in an orthodontic delta spring using a 3D finite element model. The M/F ratio produced by an orthodontic spring is related to the different types of tooth movement that are likely to occur in the sagittal and occlusal planes. METHODS: Analyses were performed using a 3D finite element model, and a data acquisition system was used to validate the numerical results. RESULTS: Reactive forces between 0.0 and 2.0 N were observed along the x-axis, while null values were observed along the y- and z-axes. The maximum activation that ensured geometric stability and mechanical stresses below the elastic limit of the material was 10.0 mm. CONCLUSION: The results indicate that a delta spring can provide (i) uncontrolled tipping for activation of less than 1.0 mm; (ii) controlled counterclockwise tipping for activation between 1.0 and 4.5 mm; (iii) translation for activation between 4.5 and 5.0 mm; and (iv) controlled clockwise tipping in the sagittal plane for activation between 5.0 and 10.0 mm. No tooth movement was observed in the occlusal plane for the M/F ratios observed.

Nickel-titanium alloys: a systematic review

OBJECTIVE: A systematic review on nickel-titanium wires was performed. The strategy was focused on Entrez-PubMed-OLDMEDLINE, Scopus and BioMed Central from 1963 to 2008. METHODS: Papers in English and French describing the behavior of these wires and laboratorial methods to identify crystalline transformation were considered. A total of 29 papers were selected. RESULTS: Nickel-titanium wires show exceptional features in terms of elasticity and shape memory effects. However, clinical applications request a deeper knowledge of these properties in order to allow the professional to use them in a rational manner. In addition, the necessary information regarding each alloy often does not correspond to the information given by the manufacturer. Many alloys called "superelastic" do not present this effect; they just behave as less stiff alloys, with a larger springback if compared to the stainless steel wires. CONCLUSIONS: Laboratory tests are the only means to observe the real behavior of these materials, including temperature transition range (TTR) and applied tensions. However, it is also possible to determine in which TTR these alloys change the crystalline structure.

Estudo biomecânico da fixação transcortical ou transesponjosa do enxerto de tendão patelar com pinos bioabsorvíveis na reconstrução do LCA em ovinos / Biomechanical study of transcortical or transtrabecular bone fixation of patellar tendon graft with bioabsorbable pins in ACL reconstruction in sheep

OBJETIVO: Determinar a resistência inicial de fixação do sistema RigidFix® e comparar com o método tradicional de fixação que utiliza parafusos de interferência metálicos. Avaliar a resistência da fixação com o sistema RigidFix® ao se modificar o posicionamento rotacional do bloco ósseo no interior do túnel femoral. MÉTODOS: 40 espécimes de joelhos (soldras) de ovinos, foram submetidos à reconstrução do ligamento cruzado anterior (LCA)utilizando enxerto osso-tendão-osso. Em 20 espécimes utilizou-se o método RigidFix®, este grupo foi subdividido em dois, 10 joelhos foram utilizados para fixação através da esponjosa e 10 para fixação cruzando a tábua óssea cortical. Nos 20 espécimes restantes fixou-se o enxerto com parafusos de interferência metálico de 9mm. RESULTADOS: A comparação do método RigidFix® com o método de fixação com parafuso de interferência metálico não mostrou diferenças estatisticamente significativas ao se considerar carga máxima e rigidez, também não houve diferenças estatisticamente significativas ao se modificar o posicionamento rotacional do bloco ósseo no interior do túnel femoral. Para estas avaliações considerou-se o p < 0,017. CONCLUSÃO: A fixação do enxerto osso-tendão-osso com dois pinos bioabsorvíveis, independente do posicionamento rotacional no túnel femoral, permite uma fixação comparável em termos de resistência inicial ao parafuso de interferência metálico neste modelo experimental.

OBJECTIVE: to determine the initial resistance of fixation using the Rigid Fix® system, and compare it with traditional fixation methods using metal interference screws; and to evaluate the resistance of the fixation with the rigid fix system when the rotational position of the bone block is altered in the interior of the femoral tunnel. METHODS: forty ovine knee specimens (stifle joints) were submitted to anterior cruciate ligament reconstruction (ACL) using a bone-tendon-bone graft. In twenty specimens, the RigidFix® method was used; this group was subdivided into two groups: ten knees used for fixation with trabecular bone screw, and ten for fixation passing through the layer of cortical bone. In the twenty remaining specimens, the graft was fixed with 9mm metal interference screws. RESULTS: comparison of the Rigidfix® method with the metal interference screw fixation method did not show any statistically significant differences in terms of maximum load and rigidity; also, there were no statistically significant differences when the rotational position of the bone block was altered inside the femoral tunnel. For these evaluations, a level of significance of p < 0.017 was considered. CONCLUSION: fixation of the bone-tendon-bone graft with 2 bioabsorbable pines, regardless of the rotational position inside the femoral tunnel, gave a comparable fixation in terms of initial resistance to the metal interference screw, in this experimental model.

Análise biomecânica da solidarização de tendões para reconstrução do ligamento cruzado anterior / Biomechanic analysis of the sewed tendons for the reconstruction of the anterior cruciate ligament

OBJETIVO: Avaliar a diferença do comportamento mecânico de tendões flexores solidarizados e não solidarizados para verificar se a solidarização tem função efetiva. MÉTODOS: Vinte e quatro tendões digitais bovinos frescos foram usados. Para determinar a área da secção transversal utilizou-se alginato. Dez tendões foram solidarizados seguindo as orientações do fabricante; outros 10 pares não. Foram desenvolvidas garras para fixação dos enxertos à máquina universal para simulação da fixação, sendo a superior bipartida e de passagem controlada dos pinos e a inferior com dentes alternados. RESULTADOS: A carga máxima dos corpos de prova não solidarizados foi de 849,4 N ± 386,8 a área 30,4 mm²± 7,7, tensão de 29 ± 17 Mpa. Os solidarizados obtiveram carga máxima de 871,8 N ± 484,9 área 35 mm²± 5,8, tensão de 24 ± 10 Mpa. Não houve diferença estatística entre os dois grupos (p>0,05). CONCLUSÃO: A distribuição de probabilidade mostra que para 400 N os tendões não solidarizados apresentam confiabilidade de 83,8 por cento e os solidarizados de 78,5 por cento por cento.

OBJECTIVE:To evaluate the difference of the mechanical behavior of bended tied (sewed) and not tied hamstring tendons in order to evaluate if it has any effective function. METHODS: Twenty-four fresh bovine digital tendons had been used. Alginate to determine the area of the tendon transversal section was used. Ten bovine tendons had been bended and tied following the manufacturer orientation, ten others pairs had not been tied. Claws had been developed for the grafts fixation to the universal machine, for the setting simulation. The superior one was characterized to be bipartite and to have controlled passage for the pins and the inferior claw is characterized to have alternating teeth. RESULTS: The maximum load of the not tied samples of the test was 849,4 N ± 386,8 the area was 30,4 mm² ± 7,7, and 29 ± 17 Mpa of tension. The tied ones had gotten maximum load of 871,8 N ± 484,9, area of 35 mm² ± 5,8, and 24 ± 10 Mpa of tension. It did not have statistical difference between the two groups (p>0,05). CONCLUSION: The probability distribution showed that with 400 N the not tied tendons represents 83,8 percent of trustworthiness and the tied ones represents 78,5 percent.

Alguns aspectos da mecânica das alças de retração ortodôntica / Some aspects of the mechanics of the orthodontic retraction springs

As alças de retração ortodôntica são comumente empregadas em sistema Edgewise por meio de uma abordagem seccional (ex.: retração de caninos) ou por meio de uma abordagem segmentada (ex.: retração dos dentes anteriores em conjunto). Estas alças podem modular a demanda de ancoragem, dependendo dos objetivos impostos pelo plano de tratamento. Neste trabalho são discutidas as propriedades mecânicas relacionadas ao projeto de alças de retração ortodôntica, o sistema de forças decorrente de sua conformação geométrica e ativação, e os métodos empregados para testá-las. Dentre as técnicas utilizadas na análise de uma alça, o Método dos Elementos Finitos (MEF) merece destaque. Embora seja baseado em modelos matemáticos, é uma ferramenta eficaz e não onerosa para a simulação computacional de um protótipo, podendo-se assim avaliá-lo antes de sua construção física. Já os métodos experimentais se aproximam mais da condição real, porém com custo mais elevado. A utilização em diferentes estágios de ambos os métodos é aconselhável para um melhor desenvolvimento e caracterização dos protótipos.

Retraction springs are commonly used in Edgewise mechanics in a sectional (e.g. canine retraction) or in a segmental approach (e.g. "en masse" anterior retraction). These springs can modulate the anchorage needs depending on the treatment plan objectives. In this work it is discussed the mechanical properties related to the spring's design, the force system originated by their geometric shape and activation, and the methods used to test them. Among the techniques used to analyze a retraction spring, it can be pointed out the Finite Element Method (FEM). Nevertheless the FEM is based on mathematical models, it is an efficient non-onerous way for computational simulation of a prototype, so it can be evaluated before its physical construction. On the other hand, the experimental methods are closer to real conditions, but they are more costly. The use of both methods in different stages is recommended for a better development and characterization of prototypes.

A biomecânica das alças de retração ortodôntica / The biomechanics of retraction springs

Neste artigo são discutidas as características biomecânicas relacionadas ao sistema de forças decorrentes da ativação de alças de retração ortodôntica, de sua geometria e do tipo de liga metálica utilizada. As alças são capazes de produzir movimento ortodôntico, controlado por meio de inclinações em suas extremidades, as quais geram momentos de força. Estes dispositivos devem apresentar constante elástica de baixa magnitude, relação momento-força (M/F) capaz de produzir movimentação dentária controlada relativamente constante ao longo do deslocamento e limite de escoamento suficientemente alto para evitar deformação plástica durante sua utilização em clínica.

Abandono do tratamento da hipertensão arterial sistêmica dos pacientes cadastrados no Hiperdia/MS em uma unidade de saúde do município de Florianópolis-SC / Abandonment of the treatment of systemic arterial hypertension of patients registered in the Hiperdia/MS in a health unit of Florianópolis city -SC

Contexto: A hipertensão arterial sistêmica constitui oprincipal fator de risco para doenças cardiovasculares.A assistência médica adequada e o controle rigoroso notratamento podem prevenir ou retardar o aparecimentodas suas complicações. Objetivos: Estimar a prevalência do abandono do tratamento dos pacientes hipertensos e relacionar como sexo, idade, tratamento e classificação da hipertensãoarterial. Métodos: A pesquisa foi realizada através de um estudo epidemiológico descritivo longitudinal, com os indivíduos acompanhados durante um ano, em consultastrimestrais. Os dados coletados pela equipe de saúde foram armazenados num banco de dados, empregandoseo Microsoft Excel, e analisados estatisticamente aprevalência do abandono do tratamento e a relação comas variáveis exploratórias. Resultados: A prevalência do abandono do tratamentofoi de 25,7%, sem diferença estatisticamente significativa entre os sexos. Foi, em geral, maior nas faixas etárias mais baixas, em pacientes sem tratamento e nos pacientes com pressão arterial normal e moderada. Conclusões: A taxa de cobertura da população adulta(12,5%) é muito baixa e a do abandono do tratamento(25,7%) é bastante alta. Mesmo considerando que uma parcela desta população tenha acesso a outros serviços de saúde e que 32% dos pacientes estejam com a pressão controlada (< 140/90 mmHg), o risco de eventos cardiovasculares é muito elevado. No Serviço de Atenção à Hipertensão Arterial Sistêmica do Centro de Saúde do Saco dos Limões é necessária uma equipe multiprofissional que estabeleça um vínculo com os pacientes e que tome medidas estratégicas, visando a redução da taxa de abandono do tratamento dos pacientes hipertensos cadastrados no Hiperdia/MS...

Alternative methodology for flexural strength testing in natural teeth

Tem-se observado na área odontológica a utilização de dentes naturais para a realização de pesquisas diversas (in vivo, in situ e/ou in vitro ). O comportamento mecânico de dentes, sujeitos aos esforços mastigatórios, geralmente é utilizado como variável de resposta. Durante uma condição de maloclusão, a componente mais relevante para a integridade da estrutura dental é a não-axial (de flexão). Esta, quando atua em um dente em função na cavidade bucal, gera uma situação semelhante à de uma viga em equilíbrio suportando uma carga concentrada na extremidade livre. Com base nessa configuração, foi desenvolvida uma metodologia para o estudo do comportamento de dentes sujeitos a esforços dessa natureza. A metodologia leva em consideração aspectos particulares do dente analisado, tais como área de secção transversal, momento de inércia, etc. Na determinação da área da secção transversal, descreveu-se a utilização de um analisador de imagens. Para a determinação das demais variáveis, implementou-se um programa em linguagem de programação C++ utilizando o compilador Borland C++ Builder, versão 1.0, para ambiente Windows (Borland International, EUA). Os resultados mostraram que, com o emprego da metodologia desenvolvida, alcançam-se resultados mais precisos, sendo sua utilização adequada a pesquisas que utilizam o comportamento à flexão de dentes extraídos como variável de resposta.

Enxaqueca oftalmoplégica: achados à ressonância magnética. Relato de caso / Ophthalmoplegic migraine: MRI fingings. Case report

A enxaqueca oftalmoplégica é síndrome rara em que a cefaléia se associa à oftalmoplegia por paralisia do terceiro, quarto ou sexto nervos cranianos. Ocorre mais freqüentemente em crianças e adolescentes. Ao exame de ressonância magnética (RM), com uso de gadolínio, é observado realce transitório do nervo afetado. Apresentamos o caso de um adolescente, 16 anos, masculino, com história típica e hipersinal nas seqüências ponderadas em T1 pós-infusão venosa do gadolínio na porção cisternal do nervo oculomotor esquerdo. No exame de controle, realizado 18 meses depois, houve remissão completa das alterações na RM. O hipersinal do oculomotor à RM é sempre patológico; entre os diagnósticos diferenciais devemos incluir neoplasias (linfoma, leucemia), infecções (SIDA, sífilis), doenças inflamatórias não-infecciosas (sarcoidose, síndrome de Tolosa-Hunt) e vasculares (aneurisma da artéria comunicante posterior).

Infecçäo tuberculosa e sensibilidade tuberculínica pós-vacinal do BCG em 717 escolares do município de Florianópolis, Santa Catarina / Tuberculosis infection and tuberculin sensivity, post BCG vaccination, in 717 school children of the municipality of Florianópolis, Santa Catarina

De Maio a Novembro de l985, foram realizados testes tuberculínicos em 812 escolares de 7 a 14 anos, de três estabelecimentos de ensino de Florianópolis, dos quais foram aproveitadas 717 crianças que cumpriram todas as etapas do trabalho. Os reatores fortes näo vacinados anteriormente foram considerados infectados pelo bacilo da tuberculose. Os näo reatores, näo vacinados anteriormente foram vacinados com vacina BCG intradérmico. Foi utilizada a própria vacina BCG no diagnóstico da infecçäo tuberculosa (BCG teste), sendo consideradas crianças infectadas as que apresentaram induraçäo vacinal acima de 5mm até 72 horas após a aplicaçäo da vacina. Dez semanas após a aplicaçäo da vacina foi realizado novo teste tuberculínico, quando foi avaliada a viragem tuberculínica pós facinal. Foi correlato também o grau nutricional, e o índice de infecçäo tuberculosa