Especialización en Ortodoncia y Ortopedia Dentofacial

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Análisis de elementos finitos de los efectos biomecánicos de la micro-perforación del hueso cortical vestibular durante la aplicación de fuerza ortodóntica expansiva
(Universidad Autónoma de Manizales, 2020) Gómez García, Luis Felipe; Vega Arias, David Alejandro; Gómez Arango, Juan Pablo; Peña Bustos, Fabio Marcelo
Determinar los efectos biomecánicos de la MOP (micro-osteoperforaciones) del hueso cortical vestibular al aplicar una fuerza ortodóntica expansiva en un modelo de elementos finitos. Metodología: Se construyeron 9 modelos 3D de un premolar superior derecho (1 modelo de control, 4 modelos para evaluar el efecto del número de perforaciones (4 y 9 perforaciones con profundidades de 0,5mm y 1mm y diámetros de 0,5mm y 1mm), 2 modelos para evaluar el efecto de la profundidad de la perforación (4 y 9 perforaciones con profundidad de 1mm y diámetro de 0,5mm) y 2 modelos para evaluar el efecto del diametro de la perforación (4 y 9 perforaciones con profundidad de 0,5mm y diámetro de 1mm ). A estos modelos se les aplicó una carga simulada de 2.6 Newton para imponerle un movimiento expansivo (0,20mm) hacia vestibular para establecer una comparación entre los modelos, teniendo en cuenta los patrones de esfuerzo y deformación unitaria en el hueso alveolar, determinando los cambios en el entorno del hueso alveolar. Resultados: El modelo de elementos finitos evidenció que al realizar las simulaciones con 4 y 9 MOPs se observó una tendencia creciente en el aumento de las micro-deformaciones al aumentar el diámetro y la profundidad de las MOPs a 1mm en 7 de los 8 modelos, solo en el modelo de 4MOPs con un diámetro de 0,5mm y una profundidad de 1mm se observó una disminución de las micro-deformaciones. Conclusiones: A través de la construcción de un modelo básico de elementos finitos de un segundo premolar superior, incluyendo todos sus tejidos (hueso trabeculado, ligamento periodontal) se evidenció que la utilización de las MOPs produce un aumento de las micro deformaciones óseas que promueven un proceso de remodelación ósea en las zonas de microtrauma.
Caracterización de los sistemas de fuerzas iniciales generados al realizar movimientos rotacionales con alineadores plásticos y aditamentos de resina: un análisis tridimensional de elementos finitos
(Universidad Autónoma de Manizales, 2016) Valencia Arroyave, Esteban; Mesa Benitez, Carlos Eduardo; Gómez Arango, Juan Pablo; Peña Bustos, Fabio Marcelo
Introducción: El propósito de esta investigación es describir el efecto biomecánico generado al aplicar un movimiento rotacional en un canino superior derecho con un alineador plástico CON y SIN aditamentos en resina por medio de un análisis tridimensional en elementos finitos. Metodología: A partir del CAD del canino superior derecho, ligamento periodontal y el alineador plástico termoformado se desarrollaron 4 modelos de elementos finitos (M.E.F.) para simular la mecánica de desrotación en casos de apiñamiento dental, CON y SIN aditamentos de complementación biomecánica en resina. En el modelo 1 se pretendió determinar la rigidez a la rotación del LPD, simultáneamente se realizó otra simulación con el objetivo de determinar la rigidez del LPD a las cargas intrusivas. En el modelo 2 Se pretendió evaluar la tendencia intrusiva del canino ante la rotación SIN aditamentos y sin LPD. La simulacion final (modelo 3 y 4) pretendió ver el resultado agregado de los anteriores, simulando el verdadero escenario clínico y determinar el desplazamiento del canino tomando en cuenta tanto la tendencia intrusiva que genera la placa como la rigidez del LPD. Resultados: Gracias a los modelos desagregados, se realizó la simulación del modelo completo CON y SIN aditamentos (modelo 3 y 4) lanzando los siguientes resultados: 1) la carga intrusiva que se ejerce sobre el LPD CON y SIN aditamentos en resina evidencio que la relación o cociente de la carga intrusiva SIN aditamentos es 3,71 veces mayor que CON aditamentos. 2) El desplazamiento del canino en el eje Y, CON y SIN aditamentos en resina evidencio que la relación o cociente es 2,5 veces mayor SIN aditamentos que CON aditamentos en resina y finalmente 3) el “rezago” que presenta la rotación del canino sobre la placa, al realizar una rotación de 4o SIN aditamentos el canino se “retrasa” con respecto a la placa un 28% al finalizar el movimiento, lo que corresponde a 1,12o. Y CON aditamentos el canino solo se “retrasa” 5% al finalizar el movimiento. Conclusiones: Durante la rotación del canino con alineador plástico termoformado, se generan vectores intrusivos sobre el diente.
Criterios de selección de material base para el diseño por termoformado de alineadores poliméricos dentales
(Universidad Autónoma de Manizales, 2019) De la Rosa Marrugo, Eola Judith; Montoya González, Estefanía; Gómez Arango, Juan Pablo; Orozco Ocampo, Yenny Marcela; Álvarez Vargas, César Augusto
Objetivo: Realizar una descripción comparativa de los polímeros comercialmente más utilizados en la fabricación de alineadores plásticos termoformados con el fin de proporcionar directrices de selección. Metodología: Se seleccionaron 13 polimeros termoplásticos comercialmente disponibes, con los cuales se realizaron 14 mapas de Ashby conforme a sus propiedades mecánicas. Las propiedades seleccionadas fueron: Capacidad de absorción de agua, espesor inicial, módulo elástico, esfuerzo de fluencia a la tensión, dureza, y cambio de espesor durante el proceso de termoformado. Resultados: Smart Track, es el material que presenta mayor porcentaje de capacidad de absorcion de agua, Copyplast es el que menor porcentaje presenta. Copyplast, Invisacril A y Essix A+, presentaron el mayor cambio en su espesor después del proceso de termoformado, Hardcast fue el que menor cambio sufrió. Bioplast tiene el menor módulo elástico de los polimeros analizados. Biolon y Track A tienen la mayor resistencia a la tensión y son los materiales con menor dureza. Conclusiones: Los polímeros termoplásticos comercialmente disponibles para fabricar alineadores dentales, presentan gran variabilidad en su comportamiento mecánico el cual es determinante en el desempeño clínico de los mismos, es necesario que el ortodoncista reconozca las diferencias que existen entre las opciones que existen en el mercado y pueda elegir el más adecuado de acuerdo las necesidades biomecánicas requeridas en su plan de tratamiento
Efecto que ejercen el polímero, el espesor y la geometría en la magnitud y la distribución de las fuerzas transversales ejercidas por los alineadores plásticos termoformados durante la expansión del arco maxilar
(Universidad Autónoma de Manizales, 2022) Cuervo Escobar, Camila; Gómez Arango, Juan Pablo; Álvarez, Cesar Augusto
Determinar el efecto que ejercen el polímero, el espesor y la geometría en la magnitud y la distribución de las fuerzas transversales ejercidas por los alineadores plásticos termoformados, durante la expansion del arco maxilar Se realizó un experimento aleatorizado, en un único bloque. Las pruebas fueron realizadas en un único equipo y por un mismo experimentador. Los factores de control fueron establecidos como tres tipos de polímero: PET-G (1) en esperor 0,030 pul y 0,040 pulg, Poliuretano Zendura FLX (2) en espesor 0,030 pul y Polipropileno C+ (3) en espesor 0,040 pulg. Tres tipos de geometrías categorizadas G1: 5 mm de recorte; G2: 10 mm en la parte anterior y decreciente hacia la zona posterior llegando a cero; G3:convencional. Las variables de respuesta fueron establecidas como las fuerzas de respuesta transversal en el canino (C), el primer premolar (PP), el segundo premolar (SP), el primer molar (PM), el segundo molar (SM) y el tercer molar (TM). Todas las fuerzas fueron registradas en newton (N). Se realizó un diseño experimental factorial con tres repeticiones (dato original + 2 réplicas) con fines de generar grados de liberta suficiente para la suma de cuadrados del error. Inicialmente se mezclaron los datos de los tres polimeros, y posteriormente se realizo la comparación entre PET-G/polipropileno C+ y PET-G/Zendura FLX, posteirormente se realiza la comparacion entre PET-G en espesor 0,030 pulg y 0,040 pulg. PET-G/polipropileno C+ : G1 y G2 no tienen diferencia significativa en la fuerza para cada polímero, mientras que G3 presenta los menores valores de fuerza de oposición. La mayor fuerza transversal es ejercida por el PET-G mientras que la menor fuerza transversal es ejercida por el Polipropileno C+. La fuerza transversal más alta ejercida se realiza por el PET-G indiferentemente de G1y G2. PET-G/Zendura FLX: G1 y G2 no tienen diferencia significativa en la fuerza para cada polímero, mientras que G3 presenta los menores valores de fuerza de oposición. La mayor fuerza transversal es ejercida por el PET-G mientras que la menor fuerza transversal es ejercida por el Poliuretano Zendura FLX. La fuerza transversal más alta ejercida se realiza por el PET-G indiferentemente de G1 y G2 . Se observa que la magnitud de la fuerza media va disminuyendo de acuerdo a la posición dental, siendo la más alta la más cercana (posición del canino) del punto de empotramiento del sistema. Las fuerzas más altas sobre cada posición dental del arco maxilar son generadas por el material PET-G con el espesor más alto (0,04 pulg.) y en las geometrías G1 y G2 de recorte del paladar. También se puede evidenciar que el Poliuretano Zendura genera las fuerzas transversales más bajas y que a menor espesor del material antes del termoformado se evidencia menor fuerza.La geometría G3, corte corte convencional, genera las menores fuerzas en los tres tipos de polímeros y en todas las posiciones dentales. Existe un degradiente en sentido antero posterior de las fuerzas transversales producidas por los alineadores dental.
Efectos inmediatos de la micro-osteoperforación en el entorno mecánico local al aplicar una carga externa sobre el hueso alveolar: un estudio preliminar tridimensional de elementos finitos
(Universidad Autónoma de Manizales, 2018) Ríos, Juliana Victoria; Gómez Arango, Juan Pablo; Peña Bustos, Fabio Marcelo
Objetivo: Determinar, utilizando un modelo de elementos finitos 3D, cuál es el efecto inmediato de la micro-osteoperforación (M.O.P) alveolar en el entorno mecánico local al aplicar una carga externa sobre el hueso trabeculado. Metodología: Se generó un modelo FEM del hueso trabecular a partir de una Microtomografía (MC-T) de hueso porcino a partir del cual se construyeron dos modelos 3D, uno sin micro-osteoperforaciones y un segundo modelo con una micro-osteoperforacion. A ambos se les aplicó una presión uniforme de 5 MPa y se estableció una comparación entre los dos modelos, teniendo en cuenta la magnitud de los patrones de esfuerzo y deformación unitaria en el hueso alveolar, determinando los cambios en el entorno mecánico del hueso alveolar al hacer micro-osteoperforaciones. Resultados: Se evaluó la deformación unitaria promedio al aplicar una presión uniforme en el hueso trabecular, y se comparó con la máxima deformación unitaria equivalente que se genera al realizar micro-osteoperforaciones. Mediante el modelo se encontró que las micro-osteoperforaciones aumentan la intensidad de las máximas deformaciones unitarias. Conclusiones: En un modelo F.E.M. 3D de hueso trabeculado, para todo nivel de carga, la M.O.P genera una amplificación de la deformación unitaria al menos 2 veces mayor que la producida por la arquitectura natural de la trabécula, sugiriendo que la modificación estructural (en su geometría) causada, actúa como amplificador y localizador de deformaciones, durante la respuesta a cargas externas, lo cual a su vez acelera el proceso de remodelación ósea.
Efectos sobre el ligamento periodontal durante la expansión maxilar, mediante el uso de alineadores termoformados con y sin la utilización de aditamentos en resina evaluado en un modelo de elementos finitos
(Universidad Autónoma de Manizales, 2020) Guzmán Martinez, Laura Marcela; Aristizabal Mulett, Aristizabal Mulett; Gómez Arango, Juan Pablo; Peña Bustos, Fabio Marcelo; Aristizabal Mulett, Juan Sebastian
Determinar por medio de la simulación en un modelo de elementos finitos la respuesta biomecánica sobre el ligamento periodontal ante la aplicación de una fuerza ortodóntica expansivas generada con alineadores termoformados, sin aditamentos biomecánicos complementarios y con aditamentos biomecánicos complementarios, ubicados en diferentes posiciones. Metodología: Para llevar a cabo esta investigación se identificó mediante una búsqueda bibliográfica las propiedades físicas y mecánicas de los elementos a ser usados y se realizó un modelado CAD de los diferentes dientes involucrados. Posterior a esto se realizó un modelado de elementos finitos y se contrastaron estos resultados con un estudio clínico y referencias bibliográficas y se obtuvieron los resultados. A partir de los resultados se interpretaron las implicaciones clínicas de estos. Resultados: Se identificó el efecto del uso de los aditamentos biomecánicos complementarios en las deformaciones del ligamento periodontal y como estos afectan en mayor o menor medida el movimiento dental y los cambios generados en el ligamento periodontal. Conclusiones: El modelo de elementos finitos evidenció que el uso de aditamentos biomecánicos complementarios reducía la inclinación de los dientes cuando se hacían los movimientos de expansión maxilar y al momento de realizar estos movimientos no se excedía el límite del ligamento periodontal.
Identificación de la variación de parámetros mecánicos de sustratos con dientes por medio de correlaciones obtenidas desde la impedancia electromecánica de un piezo-dispositivo
(Universidad Autónoma de Manizales, 2019) Velasco Mejía, Maria Andrea; Gómez Arango, Juan Pablo; Tinoco Navarro, Héctor Andrés
Esta tesis desarrolla un método para identificar cambios en sustratos de dientes que emulan cambios estructurales que imitan el soporte óseo. El método está basado en una prueba diagnóstica realizada desde estructuras dentales con un dispositivo electromecánico vibratorio de alta frecuencia. El dispositivo propuesto está compuesto de una estructura de flexión (vigas empotradas) que permite acoplarse a los dientes para generar en alta frecuencia micro-movimientos. Estos a su vez son transmitidos a través de las estructuras dentales, con el fin de conseguir una respuesta dinámica desde el soporte, la respuesta es detectada por un material piezoeléctrico adherido al dispositivo.
Piezo-punción cortical como método mínimamente invasivo para facilitar la inserción de dispositivos de anclaje temporal: un estudio preliminar In-vitro
(Universidad Autónoma de Manizales, 2016) Giraldo Prada, Lisbetd; Montoya Giraldo, Daniela; Gómez Arango, Juan Pablo
Objetivo: Determinar el efecto de la piezo-punción cortical (PPC) sobre la carga axial máxima de inserción, el torque máximo de inserción y el torque máximo de remoción de mini implantes auto-perforantes en un modelo experimental con epífisis proximales de tibias bovinas. Materiales y Métodos: Se realizó un estudio comparativo entre dos grupos de 20 mini implantes auto-perforantes insertados en hueso intacto (grupo control) y en hueso con piezo-punción cortical previa (grupo experimental). Se midió la carga axial máxima de inserción (CMI), el torque máximo de inserción (TI) y el torque máximo de remoción (TR) de los 20 mini implantes de cada grupo. Utilizando el sistema SPSS, se aplicó la prueba t-student para comparar TI y TR y la U de Mann Withney para comparar CMI en ambos grupos, además de la correlación de Pearson y la correlación de Spearman. Resultados: Se encontraron valores promedio de 12,85 (±4,32) Nw/cm, 13,7 (±4,54) Nw/cm y 2247,4 (±895,95) grF para el TI, TR y CMI del grupo experimental, respectivamente. En el grupo control se encontraron valores promedio de 20,2 (±4,7) Nw/cm, 22,3 (±5,17) Nw/cm y 4688,7 (±320,18) grF, respectivamente. Hubo diferencias estadísticamente significativas entre CMI, TI y TR entre grupos control y experimental (p<0,001). Conclusiones: La PPC previa a la inserción de mini implantes ortodónticos en tibia bovina reduce su CMI, TI y TR. Sin embargo, a pesar de de su reducción; TR continua siendo mayor que TI, lo que posiblemente favorece la estabilidad primaria del mini implante.
Relación entre la asimetría mandibular y la función muscular de los maseteros en pacientes con fisura palatina unilateral
(Universidad Autónoma de Manizales, 2015) Duque Osorio, Claudia Patricia; Pinto, Alvaro Andrés; Gómez Arango, Juan Pablo
Objetivo: Relacionar la asimetría mandibular y la función muscular de los maseteros en pacientes con fisura palatina unilateral Materiales y método: Este estudio descriptivo observacional, tomó 28 niños entre 7 y 14 años de edad, con fisura palatina unilateral, radiografías panorámicas, electromiografias y mioescanografías. Se estableció la normalidad de la distribución de las variables mediante la prueba de Shapiro-Wilk. Se aplicaron pruebas T de Student, Wilcoxon y Levene. Se obtuvo el coeficiente de correlación de Pearson. Resultados: Se encontró asimetría mandibular en la dimensión mayor del plano horizontal de la rama mandibular, y en la perpendicular del plano mandibular hasta la furca del primer molar inferior. El promedio de la fuerza contráctil de ambos maseteros se encontró disminuido en todos los pacientes. La contracción voluntaria máxima y la actividad durante la masticación fueron menores para el músculo izquierdo. La actividad muscular durante la masticación fué asimétrica en los pacientes con fisura izquierda, en máxima intercuspidación fué simétrica para todos los pacientes (P <0,05). Se encontró correlación negativa y no fue significativa (P >0,05). Conclusiones: Se encontró asimetría mandibular. En general, la fuerza muscular se observó disminuida respecto a los valores de referencia. La actividad muscular en máxima intercuspidación fué simétrica. Se encontró correlación inversa entre la asimetría mandibular y la asimetría de la contracción voluntaria máxima.

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Examinando Especialización en Ortodoncia y Ortopedia Dentofacial por Autor "Gómez Arango, Juan Pablo"