Loading rate, geometry, and damage state influence vertical extraction biomechanics in an ex vivo swine dental model
Notice bibliographique
Résumé
Introduction Validated models describing the biomechanics of tooth extraction are scarce. This study seeks to perform experimental and numerical characterization of vertical tooth extraction biomechanics in swine incisors with imposed vertical extraction loads. Imaging analysis related mechanical outcomes to tooth geometry and applied loading rate. Then, the predictive capabilities of the developed finite element analysis (FEA) models were demonstrated by testing different loading scenarios and validating the results against experimental equivalents. Methods Simulated vertical extractions were performed on partial swine central incisors (n = 49) and studied for peak extraction force and dental complex stiffness. Post-extraction µCT images were obtained to measure root surface attachment area (RSAA) and observe patterns of periodontal ligament (PDL) rupture. Crosshead force-displacement data was used in an inverse finite element analysis (IFEA) to verify parameters for the PDL in an axisymmetric model of tooth extraction. New force-hold loading protocols were devised in silico and validated in a series of tests on swine incisors to demonstrate the predictive efficacy of the finite element model. Force-hold loading on an initially-damaged PDL was also simulated. Results Reductions in loading rate and RSAA were found to significantly reduce peak extraction forces by 98N–120 N. Increases in instantaneous stiffness during loading were associated with increases in loading rate. Inverse finite element solutions demonstrated consistent PDL parameters across loading cases. Force-hold loading predicted extraction behaviour with large variance in extraction time. Damage imposed in the FEA model was able to predict experimental results from experiments on similarly-damaged dental complexes. Conclusion This study presents a comprehensive experimental and numerical characterization of vertical tooth extraction biomechanics employing an ex vivo swine model. The results of these experiments suggest that the axisymmetric FEA model is a powerful tool for predicting a range of conditions and dental complex geometries. The predictive power of the FEA model demonstrated in this study encourages its use in pre-clinical testing and development of new vertical extraction loading schemes for improving clinical outcomes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».