Hẳn chúng ta đã quen với 3 định luật của Newton và sự cân bằng lực và mô men (Xem thêm Khái niệm lực và mô men lực trong chỉnh răng), tuy nhiên không phải hệ thống lực nào cũng có thể sử dụng các phương trình cân bằng tĩnh để tính toán được và như vậy việc áp dụng trên lâm sàng sẽ khác nhau.
Trong cơ học nói chung và trong cơ học chỉnh răng, chúng ta có thể chia hệ thống lực ra hai loại [1].
Hệ thống lực xác định tĩnh (được): là khi lực và mô men tác động lên một răng hay một nhóm răng có thể tính toán được cụ thể bằng chỉ cần các phương trình cân bằng tĩnh (dùng các định luật Newton về lực và sự cân bằng mô men)
Tổng các lực = 0
Tổng mô men = 0
Trong đó trong mặt phẳng 2 chiều có 3 phương trình (liên quan đến Fx, Fy, Mz), và trong không gian ba chiều có 6 phương trình (Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz) cân bằng tĩnh.
Hệ thống lực không xác định tĩnh được: là các hệ thống lực còn lại khi số lượng ẩn nhiều hơn số lượng phương trình.
Hay gặp trên lâm sàng với tên gọi là cánh tay đòn (cantilever). Bản chất của hệ thống lực từ cánh tay đòn là là hệ thống lực có một ngẫu lực (Xem thêm về ngẫu lực trong bài Khái niệm lực và mô men lực trong chỉnh răng).
Hệ thống lực từ cánh tay đòn khá đa dạng và có thể áp dụng trong ba chiều không gian [2].
Chiều trước sau
Ví dụ như đóng khoảng với các lực làm lún khác nhau [3].
Khi thay đổi chiều cao lực điểm đặt lực, hướng lực sẽ thay đổi
Chiều trên dưới
Kéo răng nanh xuống dưới theo chiều trên dưới
Đánh lún răng vùng răng cửa trên
Đánh lún vùng răng cửa dưới
Tùy vào vị trí lực tác dụng so với tâm cản (Xem thêm bài Khái niệm tâm cản trong chỉnh răng) của khối răng cửa mà các răng này có thể lún đơn thuần hoặc xoay về phía má hoặc lưỡi
A: hướng lực phía trước tâm cản làm các khối răng cửa bị lún và xoay ra trước
B: hướng lực qua tâm cản làm khối răng trước lún đơn thuần
Trong lâm sàng chúng ta có thể gặp: hai hoặc nhiều ngẫu lực.
Do có hai ngẫu lực được tạo thành ở hai mắc cài hai bên
Hệ thống tương quan giữa 2 mắc cài với dây thẳng:
Có 6 dạng tương quan hình học như sau [4]
Chính là hệ thống dây gắn với nhiều mắc cài [5].
Hệ thống lực không xác định tĩnh khó sử dụng hơn do khó tính toán được ngay trên ghế răng độ lớn và mô men chính xác vào từng răng. Mặc dù chúng ta có thể "nhớ được" (mnemonic) được hướng và chiều của mô men.
Trong tình huống muốn dựng trục răng hàm trong ba trường hợp sau:
1: Dùng lò xo đẩy
2: Dùng L lúp
3: Dùng lò xo tạo ra bởi dây cung
Câu hỏi 1: Trường hợp nào dùng hệ thống lực xác định tĩnh, trường hợp nào không ?
Câu hỏi 2: Xác định hướng lực và mô men tác động lên khối răng cửa và răng hàm ?
Câu trả lời sẽ có trong phần bài post tiếp theo trên trang FB cá nhân.
Lindauer SJ, Isaacson RJ. One-couple orthodontic appliance systems. Seminars in Orthodontics 1995;1(1):12–24. ↩︎ ↩︎
Melsen, B., V. Konstantellos, M. Lagoudakis, and J. Planert. “Kombinierte intrusion und retraktion, ausgehend von hebelarmen mit schlaufen.” Journal of Orofacial Orthopedics / Fortschritte der Kieferorthopädie 58, no. 4 (July 1997): 232–41. ↩︎
Ronay F, Kleinert W, Melsen B, Burstone CJ. Force system developed by V bends in an elastic orthodontic wire. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1989;96(4):295–301. ↩︎ ↩︎ ↩︎
Kwangchul Choy, Charles J. Burstone. The Biomechanical Foundation of Clinical Orthodontics ↩︎