La integración de la imagenología de micro-CT y simulaciones de elementos finitos para modelar sistemas de incrustaciones dentales para el análisis de estrés mecánico: un estudio preliminar
Autores: Nikolova, Nikoleta; Raykovska, Miryana; Petkov, Nikolay; Tsvetkov, Martin; Georgiev, Ivan; Koytchev, Eugeni; Iankov, Roumen; Dimova-Gabrovska, Mariana; Gusiyska, Angela
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta una metodología para desarrollar y validar modelos digitales de sistemas de incrustaciones dentales, con el objetivo de trazar el flujo de trabajo completo desde los procedimientos clínicos hasta la simulación, involucrando a profesionales dentales: dentistas para la preparación manual de cavidades y técnicos dentales para el modelado de restauraciones, mientras se integra la tomografía computarizada micro (micro-CT) con el análisis de elementos finitos (FEA). El flujo de trabajo propuesto incluye (1) la adquisición de escaneos micro-CT 3D de alta resolución de un diente no restaurado, (2) segmentación de imágenes y reconstrucción para crear gemelos digitales anatómicamente precisos y generación de mallas, (3) la selección de resina adecuada y la impresión 3D de cuatro tipodontes, (4) la preparación manual de cavidades en los tipodontes, (5) la adquisición de escaneos micro-CT 3D de alta resolución de los tipodontes, (6) generación de mallas, modelado digital de incrustaciones y onlays y asignación de propiedades del material, y (7) simulaciones FEA no lineales bajo cargas masticatorias representativas. El enfoque permite la visualización de patrones de estrés y deformación, con resultados preliminares que indican concentraciones de estrés en la interfaz diente-restauración integrando diferentes alternativas de cavidades y restauraciones en el mismo diente. Los resultados cuantitativos incluyen el estrés de von Mises, la densidad de energía de deformación y la distribución de desplazamientos. Este estudio demuestra la viabilidad de utilizar gemelos digitales específicos de dientes basados en imágenes para el modelado biomecánico en odontología. El marco desarrollado sienta las bases para futuras investigaciones sobre la optimización del diseño de restauraciones y la selección de materiales en aplicaciones clínicas.
Descripción
Este estudio presenta una metodología para desarrollar y validar modelos digitales de sistemas de incrustaciones dentales, con el objetivo de trazar el flujo de trabajo completo desde los procedimientos clínicos hasta la simulación, involucrando a profesionales dentales: dentistas para la preparación manual de cavidades y técnicos dentales para el modelado de restauraciones, mientras se integra la tomografía computarizada micro (micro-CT) con el análisis de elementos finitos (FEA). El flujo de trabajo propuesto incluye (1) la adquisición de escaneos micro-CT 3D de alta resolución de un diente no restaurado, (2) segmentación de imágenes y reconstrucción para crear gemelos digitales anatómicamente precisos y generación de mallas, (3) la selección de resina adecuada y la impresión 3D de cuatro tipodontes, (4) la preparación manual de cavidades en los tipodontes, (5) la adquisición de escaneos micro-CT 3D de alta resolución de los tipodontes, (6) generación de mallas, modelado digital de incrustaciones y onlays y asignación de propiedades del material, y (7) simulaciones FEA no lineales bajo cargas masticatorias representativas. El enfoque permite la visualización de patrones de estrés y deformación, con resultados preliminares que indican concentraciones de estrés en la interfaz diente-restauración integrando diferentes alternativas de cavidades y restauraciones en el mismo diente. Los resultados cuantitativos incluyen el estrés de von Mises, la densidad de energía de deformación y la distribución de desplazamientos. Este estudio demuestra la viabilidad de utilizar gemelos digitales específicos de dientes basados en imágenes para el modelado biomecánico en odontología. El marco desarrollado sienta las bases para futuras investigaciones sobre la optimización del diseño de restauraciones y la selección de materiales en aplicaciones clínicas.