مطالعه الگوهاي موضعي تنش ناشي از بارهاي فيزيولوژيك در ليگامان پريودنتال

Investigation of Regional Load Bearing Patterns of Periodontal Ligament Against Physiological Loads

عملكرد طبيعي ليگامان پريودنتال به عنوان بافت همبند نرم كه بين دو بافت سخت سمنتوم و استخوان فك قرار‌گرفته‌است براي حفظ موقعيت دندان و تعديل بارهاي وارد بر دندان جهت ممانعت از ايجاد آسيب در دندان و استخوان فك ضروري است. جهت آشكارسازي اين عملكرد‌ها، يك مدل المان‌محدود از مجموعه‌ي سمنتوم-PDL-استخوان فك در نواحي مختلف از ريشه دندان با جهت گيري متفاوت نسبت به محور قائم دندان شبيه‌سازي شد. جهت توصيف ماهيت نرم PDL در مجاورت دو بافت سخت سمنتوم و استخوان، ازتابع چگالي‌انرژي‌كرنشي هايپرالاستيك استفاده شد اما بافت‌هاي سخت مذكور به‌طور الاستيك در‌نظر‌گرفته شدند. براي دست يابي به الگوي موضعي تنش در سرتاسر بافت پريودنتال، مجموعه سمنتوم-PDL-استخوان، تحت فشار يك نيوتن بر ميلي‌متر‌مربع به عنوان نماينده فشار ناشي از جويدن قرار‌گرفت. نتايج حاصل حاكي از آن است كه با كاهش زاويه بارگذاري نسبت به PDL، محدوده تنش در PDL دچار تغيير مي‌شود (۹۰۰- تا 5 كيلوپاسكال). در شبيه سازي حاضر نشان داده‌شده كه PDL تحت بارگذاري جويدن تنش‌هاي كششي و فشاري را تجربه مي‌كند كه به‌ترتيب مي‌توانند نشانگر محل وقوع تحليل و تقويت در PDL باشند. با توجه به يافته‌هاي پژوهش حاضر و نيز قوانين شناخته شده بيومكانيك (از قبيل قانون وولف)، ممكن است در يك ريشه دندان به‌طور همزمان شاهد تحليل و تقويت نواحي مختلف از PDL باشيم.

Proper function of the periodontal ligament as a soft connective tissue in the interface of bone and cementum in the jaw, is vital for the tooth alignment and damping experienced loads on the tooth, in order to prevent damage to the tooth and jaw bone. To illustrate these functions, a finite element model of the bone-PDL-cementum complex is simulated in the different locations of the tooth root and with different alignments with respect to the perpendicular tooth axis. In order to address the soft nature of PDL in adjoining bone and cementum, hyperelastic strain energy density assigned to the PDL while respective hard tissues are considered to be elastic. For attainment to regional stress pattern of PDL, the bone-PDL-cementum complex is loaded with a load of 1 N/mm2 which resembles the chewing force. The results indicate that when the loading angle on the PDL is decreased, the stress magnitude of PDL is changed (-900_500 KPa). Also illustrated in proposed simulation that PDL undergo tensile and compressive stresses when it loaded whit chewing force, which can denote position of PDL resorption and deposition, respectively. According to the results and also biomechanical reliable laws (for example wolff s law), even on a single tooth root there might be regions of PDL resorption and deposition, simultaneously.