Một bác sĩ lâm sàng cũng là một kỹ sư. Bất cứ ai muốn di chuyển răng cũng cần dùng lực, và “cơ học là sự nghiên cứu về ảnh hưởng của lực lên một vật thể”. Do đó, kiến thức về cơ học cần được mọi sinh viên học về chỉnh nha thấm nhuần. Do đa số sinh viên không có kiến thức về kỹ thuật, do đó mục tiêu của chường này là đơn giản hóa những khái niệm và ứng dụng của chúng trên lâm sàng.
LỰC – VECTOR
Lựcđược định nghĩa là một tác động đặt lên vật thể và thay đổi hoặc có khuynh hướng làm thay đổi tình trạng nghĩ hoặc động của vật thể đó.
Lực có thể biểu diễn bằng vector. Chúng có độ lớn và hướng. Ngoài ra, điểm đặt lực cũng rất quan trọng trong chỉnh nha. Độ lớn và hướng của lực có thể biểu diễn bằng vector. Điểm đặt lực là nơi xuất phát của mũi tên, chẳng hạn như ở mắc cài, đây đơn giản là điểm tiếp xúc giữa vật thể bị di chuyển và lực tác động. Hướng của lực được biểu diễn bằng mũi tên và đầu của mũi tên, nếu như không có mũi tên, thì đường thẳng biểu diễn đường tác động. Chiều của lực được xác định ở vị trí cuối của mũi tên.
Hầu hết mỗi lực ứng dụng trên các tình huống lâm sàng sẽ tác động trên ba mặt phẳng không gian. Sẽ dễ dàng hơn nếu hiểu được những nguyên tắc cơ bản này chỉ trên hai mặt phẳng, nhưng trong tình huống lâm sàng, tác động của lực lên được phân tích theo ba chiều không gian.
Để hiểu được một vật thể phản ứng như thế nào khi có hơn một lực tác động thì cần tạo một biểu đồ vector. Đơn giản nhất, trường hợp hai lực có chung một điểm đặt lực, lực tổng hợp là đường chéo của hình bình hành tạo bởi hai vector lực.
Lực tổng hợp bởi hai lực được xác định bằng quy tắc hình bình hành
Khi hai lực đặt tại hai điểm khác nhau trên cùng một vật thể, hình bình thành được vẽ bằng cách chọn một điểm dọc theo đường tác động của một lực. Đường tác động có thể kéo dài bất cứ đâu ngoài răng để tạo một điểm đặt lực nhân tạo trong không gian.
Lực tổng hợp bởi hai lực có hai điểm đặt lực khác nhau
Đôi khi một lực có thể được tạo bởi hai thành phần nhằm đơn giản hóa hoặc để nghiên cứu tác động của nó lên một vật thể nào đó. Thường điều này được thực hiện bằng cách chia vector lực thành hai thành phần vuông góc với nhau, trong đó một thành phần theo chiều ngang và một thành phần theo chiều dọc.
Hình bình hành biểu diễn một lực thành hai thành phần theo chiều ngang và chiều dọc
LỰC VÀ CHUYỂN ĐỘNG
TÂM CẢN
Một vật thể tự do có một điểm mà tại đó nó cân bằng một cách tuyệt đối. Điểm này được gọi là trọng tâm. Khi nói về răng, chúng ta nói về một vật thể bị bao bọc bởi những cấu trúc xung quanh chẳng hạn như dây chằng nha chu v.v… Với những vật thể bị hạn chế như vậy, một điểm tương tự với trọng tâm được gọi là tâm cản. Theo định nghĩa này, một lực có đường tác động đi qua tâm cản thì tạo một chuyển động tịnh tiến. Tâm cản của răng một chân nằm trên trục dọc của răng, có thể giữa một phần ba chóp đến một phần ba giữa của chân răng từ chóp đến mào xương ổ răng. Với răng nhiều chân, tâm cản có thể nằm giữa các chân răng, khoảng 1 đến 2 mm từ vùng chẽ đi về phía chóp.
Tâm cản của răng một chân và nhiều chân
Tâm cản khác nhau tùy thuộc vào:
Chiều dài chân răngChiều cao xương ổ răngHình thái chân răng – một chân hay nhiều chân
Răng di chuyển do một lực đặt lên mắc cài tùy thuộc vào khoảng cách giữa đường lực tác động từ tâm cản. Lực giống nhau đặt lên các răng có chiều dài chân răng khác nhau hoặc các mắc cài gắn ở những chiều cao khác nhau thì có những tác động khác nhau. Ngoài ra, chuyển động của răng ở người trưởng thành có tiêu xương ổ răng sẽ khác với ở thanh thiếu thiên.
Thay đổi tâm cản của răng do tiêu xương ổ răng
CÁC KIỂU DI CHUYỂN RĂNG
Một răng có thể di chuyển theo một trong ba cách sau đây:
Tịnh tiếnXoay đơn thuầnKết hợp giữa xoay và tịnh tiến
Di chuyển tịnh tiến xảy ra khi tất cả các điểm trên răng đều di chuyển một khoảng cách như nhau theo cùng một hướng. Di chuyển tịnh tiến diễn ra khi đường lực tác động đi qua tâm cản của một răng, răng đáp ứng lại bằng cách di chuyển tịnh tiến theo hướng của đường lực tác động. Di chuyển tịnh tiến đơn thuần được thấy khi muốn làm lún hoặc trồi hoặc kéo lùi hoặc đẩy răng tịnh tiến ra trước trong chỉnh nha. Di chuyển tịnh tiến thật sự khó đạt được trong điều kiện lâm sàng mặc dù đó là mục tiêu cuối cùng của mỗi bác sĩ.
Tịnh tiến đơn thuần
Xoay diễn ra khi có chuyển động của những điểm trên một răng dọc theo vòng cung của một hình tròn, với tâm cản là tâm của vòng tròn đó.
Chuyển động xoay của răng trong chỉnh nha có thể chia làm hai loại:
Xoay ngang: chuyển động xoay trong đó góc trục răng thay đổi, chẳng hạn thân răng nghiêng gần xa hoặc chân răng nghiêng ngoài trong.
Xoay theo trục dọc: chuyển động xoay xảy ra theo trục dọc của răng (góc trục dọc của răng duy trì không thay đổi).
Bất kỳ di chuyển nào không phải là tịnh tiến hoặc xoay đơn thuần đều được mô tả như là kết hợp giữa hai hình thức di chuyển này.
Moment lực
Khi đường tác động của một lực không đi qua tâm cản, lực sẽ tạo chuyển động xoay. Khả năng xoay được đo bằng một moment. Độ lớn của moment bằng với độ lớn của lực nhân với khoảng cách vuông góc từ đường tác động của lực đến tâm cản.
M = F × d
Trong đó:
M là momentF là độ lớn của lựcd là khoảng cách vuông góc từ tâm cản đến đường lực tác động
Moment được đo bằng đơn vị như gram-millimeter. Do đó, moment lực có thể được thay đổi bằng cách thay đổi độ lớn của lực hoặc thay đổi khoảng cách vuông góc giữa đường tác động của lực đến tâm cản. Nếu cần giảm độ lớn của moment, có thể đặt lực gần với tâm cản của răng hơn. Nếu đường tác động của lực không đi qua tâm cản của răng thì cần thiết tạo ra một moment lực.
Kết hợp giữa chuyển động tịnh tiến và xoay:
Bất cứ khi nào một lực được đặt vào răng không đi qua tâm cản thì sẽ tạo một moment lên răng, tâm cản sẽ di chuyển tịnh tiến nếu lực đi qua nó, nhưng răng cũng sẽ xoay do lực tạo một moment cách tâm cản. Kết quả này bao gồm sự kết hợp giữa chuyển động tịnh tiến và chuyển động xoay
Cặp lực
Một cặp lực gồm hai lực có độ lớn bằng nhau nhưng hướng ngược nhau, song song nhưng không cùng đường tác động. Khi hai lực được đặt theo cách này thì lực tổng hợp là một moment thuần túy (hiệu ứng dịch chuyển tịnh tiến của các lực đơn bị hủy).
Tâm xoay là điểm mà xung quanh nó chuyển động xoay xảy ra khi vật chuyển động/xoay. Tâm xoay có thể nằm trên răng hay ngoài răng. Khi tâm xoay di chuyển hướng về phía chóp răng, thân răng thay đổi vị trí càng nhiều và ngược lại. Chuyển động thật sự của răng liên quan đến một loạt sự thay tâm xoay.
Về mặt lý thuyết, một lực đơn cộng với một cặp lực có thể tạo ra bất cứ chuyển động nào. Điều này nghe có thể đơn giản nhưng cực kỳ khó thực hiện trên lâm sàng. Để tạo một chuyển động tịnh tiến thôi, hệ thống lực trên mắc cài phải bằng một lực mà không có cặp lực nào tại tâm cản.
PHÂN LOẠI LỰC
Dưới điều kiện lâm sàng, cần phải nhớ rằng bất cứ cơ chế nào thì lực đều có khuynh hướng giảm theo thời gian. Với sự di chuyển răng trong chỉnh nha, nên duy trì lực cao hơn mức tới hạn. Nếu mức độ lực giảm dưới mức tới hạn này, chuyển động do lực sinh ra bị mất cho đến khi lực được kích hoạt trở lại. Dựa vào thời gian áp dụng, lực được chia làm ba loại:
Lực liên tụcLực gián đoạnLực ngắt quãng
LỰC LIÊN TỤC
Một lực được xem là liên tục nếu độ lớn của nó không giảm theo thời gian hoặc nói theo cách khác, mức độ phân rã lực chỉ là một phần so với lực ban đầu, giữa các lần hẹn để tái kích hoạt.
LỰC GIÁN ĐOẠN
Lực gián đoạn giảm xuống 0 khi khí cụ được tháo ra bởi bệnh nhân hoặc bác sĩ. Chẳng hạn lực được tạo ra bởi tất cả các thiết bị được kích hoạt bởi bệnh nhân như ốc, cung mặt hoặc lò xo. Chuyển động được tạo ra thường do sự tiêu xương ngầm, mức độ lực cao từ ban đầu và giảm theo sự di chuyển của răng.
LỰC NGẮT QUÃNG
Lực ngắt quãng giảm về 0 giữa các lần kích hoạt. Có một khoảng thời gian chậm giữa các lần kích hoạt hệ thống lực. Lực ban đầu cao và giảm về 0 theo thời gian, điều này cho các tế bào mô có thời gian phục hồi trước khi hệ thống lực được kích hoạt trở lại. Những dẫn chứng của việc đặt lực ngắt quãng bao gồm headgear hoặc facemasks được mang trong một khoảng thời gian cụ thể mỗi ngày hoặc cơ chế dùng loop để kéo lùi trong chỉnh nha cố định.
Các nhà lâm sàng nên nổ lực di chuyển răng theo một hướng mong muốn sử dụng hệ thống lực lý tưởng cho mỗi trường hợp. Hệ thống lực được chọn nên tạo ít tổn thương cho cấu trúc xung quanh nhất có thể. Về mặt lý thuyết, lực nhẹ liên lục là lý tưởng để tạo di chuyển răng bằng cách tiêu xương bề mặt nhưng điều này không phải lúc nào cũng thực hiện được trên lâm sàng. Đáp ứng sinh học với di chuyển răng vẫn không được thấu hiểu hoàn toàn và khí cụ “lý tưởng” vẫn là một giấc mơ còn xa.
Biên dịch: Bác sĩ Lương Thị Quỳnh Tâm
Bài đăng lần đầu ngày: 7 Tháng mười hai, 2018 @ 3:10 chiều
