制造立体正力检测支架和初步临床试验,以模拟牙运动
Qianyang Xie1, Li Peilun1, Zhou Zhitao2
1Ninth People's Hospital, College of Stomatology, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai Key Laboratory of Stomatology and Shanghai Research Institute of Stomatology, No. 639, Zhizaoju Rd., Shanghai, 200011, China.
Heliyon
|October 9, 2023
概括
研究人员开发了一种超微小的三维 (3D) ортодонтика力传感器阵列. 该设备准确地测量了对牙的力,使牙在临床和研究环境中能够进行优化和安全的牙运动.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 矯正牙科 矯正牙科是一種矯正牙科.
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 精确测量正牙力对于有效和安全的牙移动至关重要.
- 目前用于体内正牙力测量的方法有限,阻碍了临床和基础研究.
研究的目的:
- 开发和验证一种超微小,三维 (3D) 压力传感器阵列,用于测量对牙施加的正力.
- 提供一种新的工具,用于实时监测正牙治疗期间的生物力学力量.
主要方法:
- 在一个单一芯片 (4.1 × 2.6 毫米) 上设计了一种3D正牙力检测系统,使用了压式绝对压力传感器.
- 开发了基于电压和压力的气压校准的转换公式.
- 建立了一个3D机械模拟模型,经过312次力测试验证.
- 通过体内测量和有限元素分析来验证传感器阵列的准确性.
主要成果:
- 传感器阵列实现了高精度,平均力误差为0.0025N (0.7169%) 和空间定位误差为0.058mm (X轴) 和0.050mm (Y轴).
- 模拟结果显示与施加力的高一致性 (ICC:0.997-1.000).
- 在体内测试证实了该设备能够准确测量正力,并模拟牙运动趋势的能力.
结论:
- 开发的超微小度传感器阵列在体内准确地测量了正力.
- 这代表了正义牙力监测系统的首次临床测试,为优化正义牙治疗提供了硬件基础.
- 该设备具有监测牙运动生物力学和推进临床研究的巨大潜力.
