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Abstract
El presente proyecto trata sobre la simulación por elementos finitos de la acción de masticación de una mandíbula perteneciente a una mujer adulta, en la etapa final de cierre, es decir, cuando los dientes del maxilar inferior y los del maxilar superior están en contacto. No solamente se realizará el estudio para una persona sana que puede hacer uso de todos los músculos que intervienen en la acción de masticación (maseteros y temporales), sino que también se barajarán hipótesis con sus respectivas pruebas y estudios para distintos casos en los que dichos músculos estuvieran afectados, ya sea por algún tipo de traumatismo, parálisis, etc. Ibáñez Félez, Óscar; Pérez del Palomar Aldea, Amaya
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PROYECTO FIN DE CARRERA Simulación por elementos finitos de la mecánica de la masticación Autor Óscar Ibáñez Félez Dirigido por Amaya Pérez del Palomar Aldea Área de Mecánica y Medios Continuos y Teoría de Estructuras Departamento de Ingeniería Mecánica Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial Universidad de Zaragoza Zaragoza, Mayo de 2011
Simulación por EF de la mecánica de la masticación
Simulación por EF de la mecánica de la masticación Agradecimientos Quisiera dar las gracias en primer lugar a Amaya Pérez del Palomar no solo por ofrecerme la posibilidad de realizar este proyecto, sino por su paciencia, ayuda, apoyo, ánimos y un sinfín de razones que han hecho posible su finalización. A mi familia, de la cual me siento orgulloso, en especial de los que más me han sufrido que son mi madre, mi hermana, mi cuñado y mi novia, sin olvidarme de una personita que desde hace poco forma parte de nuestra vida, mi sobrina Blanca. A todos mis amigos, haciendo una mención especial a la futura Dr. Ana María Palacín, que me asesoró en gran parte de este proyecto y a Quique, sin el cual ahora mismo no estaría redactando este proyecto. Me gustaría nombrar de una manera más emotiva a mis abuelos Martín y Pilar y a mis tíos Felipe y Mari, “siempre os llevaré en el corazón”.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación
Simulación por EF de la mecánica de la masticación Índice General 1. Introducción ......................................................................................................................................... 1 1.1 Objetivo ........................................................................................................................................... 2 1.2 Metodología del Proyecto ............................................................................................................... 3 2. Descripción de la anatomía de la mandíbula ....................................................................................... 4 2.1 Huesos de la cara ............................................................................................................................ 4 2.1.1 Maxilar Superior ................................................................................................................. 5 2.1.2 Maxilar inferior ................................................................................................................... 6 2.2 Los dientes (persona adulta) ........................................................................................................... 8 2.2.1 Partes del diente ................................................................................................................ 8 2.2.2 Tipos ................................................................................................................................. 10 2.3 Músculos Masticadores ................................................................................................................. 11 2.4 Biomecánica de la mandíbula........................................................................................................ 12 3. Generación de los modelos de elementos finitos ............................................................................. 20 3.1 Generación del modelo sólido de dientes, hueso y ligamentos .................................................... 20 3.2 Modelo de EF de dientes, hueso y ligamentos. ............................................................................ 22 3.3 Material ......................................................................................................................................... 25 3.4 Condiciones de contorno ............................................................................................................. 25 4. Resultados ......................................................................................................................................... 27 4.1 Acción de los músculos maseteros y temporales ......................................................................... 27 4.1.1 Maseteros y temporales .................................................................................................. 27 4.1.2 Masetero y temporal derecho ......................................................................................... 29 4.1.3 Masetero y temporal izquierdo........................................................................................ 32 4.2 Acción solamente de los temporales ............................................................................................ 34 4.2.1 Los dos temporales .......................................................................................................... 34 4.2.2 Solo temporal derecho ..................................................................................................... 36 4.2.3 Solo temporal izquierdo ................................................................................................... 38 4.3 Acción solamente de los maseteros .............................................................................................. 41 4.3.1 Los dos maseteros ............................................................................................................ 41 4.3.2 Solo masetero derecho .................................................................................................... 43 4.3.3 Solo masetero izquierdo .................................................................................................. 45 5. Conclusiones ...................................................................................................................................... 51 6. Limitaciones ....................................................................................................................................... 52 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................................................... 53
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 1 1. Introducción La Biomecánica es la Mecánica aplicada a la Biología, es decir, la disciplina que intenta predecir la mecánica de los sistemas vivos. Esta ciencia ayuda a entender el funcionamiento habitual de los organismos, a caracterizar el comportamiento de tejidos y órganos vivos desde el punto de vista mecánico, a predecir los cambios que sufren debido a alteraciones y a proponer métodos de intervención artificial. Por ello, la diagnosis, la cirugía y el diseño de prótesis se encuentran directamente relacionados con ella. En los últimos cuarenta años, esta disciplina mostró los beneficios del enfoque mecánico en la descripción de los objetos de la biología y la medicina, y la potencia del trabajo multidisciplinario. No sólo ha crecido produciendo resultados tanto en el campo teórico como en el de las aplicaciones, sino que ha extendido sus incumbencias. Dentro de la investigación básica trata de determinar las propiedades y características de los materiales biológicos y su dependencia respecto de las condiciones externas, las respuestas a distinto tipo de solicitaciones, sus interacciones para formar sistemas, su capacidad de asociarse con materiales no biológicos, etc. Las propiedades y características de los sistemas biológicos y mixtos y sus aplicaciones. Tiene que ver con las ramas que la originaron: la mecánica, la biología y la medicina. En cuanto a la investigación aplicada, es el pilar de la deportología, la accidentología y la ergonomía. Trabaja a distintas escalas; trata de explicar el crecimiento y de modelar la rehabilitación. Establece condicione para biocompatibilidad, osteointegración o biofidelidad. Generaliza resultados particulares, produce analogías, valida modelos de respuestas. Casi todos sus resultados son transferidos rápidamente a la sociedad, muchos de ellos se generan a propósito para satisfacer necesidades
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 2 del mercado. En general, busca que algunas actividades de la vida puedan realizarse en forma más cómoda, más rápida, más eficiente. Una de las mayores dificultades con las que se encuentra la Biomecánica es la reconstrucción, en la mayoría de las ocasiones compleja, de la geometría del órgano a estudio de una forma automatizada. Para ello se están utilizando potentes herramientas de visualización gráfica y representación geométrica. 1.1 Objetivo El presente proyecto trata sobre la simulación por elementos finitos de la acción de masticación de una mandíbula perteneciente a una mujer adulta, en la etapa final de cierre, es decir, cuando los dientes del maxilar inferior y los del maxilar superior están en contacto. No solamente se realizará el estudio para una persona sana que puede hacer uso de todos los músculos que intervienen en la acción de masticación (maseteros y temporales), sino que también se barajarán hipótesis con sus respectivas pruebas y estudios para distintos casos en los que dichos músculos estuvieran afectados, ya sea por algún tipo de traumatismo, parálisis, etc. El desarrollo y estudio del proyecto ha sido realizado en la Universidad de Zaragoza, en el departamento de Ingeniería Mecánica. Los objetivos principales del proyecto son los siguientes: • Desarrollar un modelo de EF válido para simular la acción de masticación.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 3 • Analizar distintas hipótesis donde se tendrá en cuenta si los músculos (maseteros y temporales), están afectados o no. Una vez obtenidos los resultados, se podrá observar y valorar cómo reacciona la mandíbula, sobretodo, cómo afecta a los dientes (desplazamientos, tensiones, etc.). 1.2 Metodología del Proyecto Para la realización del proyecto se ha procedido según los siguientes pasos: 1. Reconstrucción de la geometría en tres dimensiones de toda la mandíbula a partir de imágenes de Tomografía Axial Computerizada (TAC). 2. Elaboración de la malla de elementos finitos de las partes que formarán la mandíbula (hueso, ligamentos y dientes). 3. Validación del modelo 4. Análisis de las distintas hipótesis planteadas. 5. Análisis de los resultados y conclusiones.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 4 2. Descripción de la anatomía de la mandíbula 2.1 Huesos de la cara Los huesos de la cara se dividen en pares e impares: • Pares o Huesos nasales o Maxilares superiores o Malares o Unguis o Cornetes internos o Palatino • Impares o Vómer o Mandíbula (Maxilar inferior)
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 11 Molares - Amplios y planos, empleados para masticar la comida. Fig. 2.10: a) Canino. b) Premolar superior. c) Molar inferior. d) Molar superior 2.3 Músculos Masticadores Masetero: Tiene forma rectangular, está formado por 2 raíces musculare principales llamadas superficial y profundo. Su función principal es la elevación del maxilar inferior, aunque puede colaborar en la protrusión simple por medio de su haz superficial y hacia atrás por el profundo. Juega un papel importante en el cierre cuando es protruido simultáneamente, toma parte también en los movimientos laterales externos del maxilar, se considera que actúa proporcionando fuerza para la masticación. Temporal: Es un músculo de la masticación, se encuentra en la fosa del temporal, de la que tiene la forma y las dimensiones. Tiene por función elevar la mandíbula y también dirigirla hacia atrás; ésta última acción la realizan sus haces posteriores.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 12 Fig. 2.11: (1)Músculo temporal. (2)Músculo masetero 2.4 Biomecánica de la mandíbula El movimiento mandibular se lleva a cabo mediante una compleja serie de actividades de rotación y traslación tridimensionales interrelacionadas. Lo determinan las acciones combinadas y simultáneas de las dos articulaciones temporomandibulares. Veamos los distintos movimientos que se realizan en la ATM (articulación temporomandibular): • Movimientos de Ascenso y Descenso: o Descenso: De la relación céntrica el descenso mandibular se inicia por acción de los músculos suprahiodideos. Para que esto suceda deben tomar punto fijo en el hueso hioides, el que es estabilizado por la contracción isométrica de los músculos infrahioideos, y con los elevadores inactivos. Por la inserción mandibular de los músculos suprahioidos, ubicados más anterior en relación al hioides, permiten el descenso mandibular solamente en base a rotación del
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 13 cóndilo mandibular en el comportamiento inframeniscal, considerando un eje que pasa por ambos cóndilos. Este movimiento permite un rango de apertura de entre 20 y 25 mm y se conoce como 1º tiempo de la apertura. El 2º tiempo del descenso produce el compartimiento suprameniscal, correspondiendo a la traslación del cóndilo mandibular en conjunto con el disco articular por la unión que existe entre ambos por la presencia de los ligamentos discales. El desplazamiento tiene una dirección hacia adelante y abajo en relación a la vertiente posterior de la eminencia articular del temporal. El desplazamiento anterior del disco articular se ve limitado por la distensión de las fibras cortas del ligamento posterior o freno meniscal posterior. Esta 2ª fases está a cargo de la contracción bilateral de los pterigoideos laterales, principalmente su fascículo inferior o pterigoideo. Permite una apertura máxima de 45mm. Fig. 2.12: 1ª Fase del descenso Fig. 2.13: 2ª Fase del descenso
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 14 o Ascenso: termina la actividad de los depresores, la mandíbula comienza su recorrido inverso, también en dos tiempos: en el primero se produce la traslación hacia arriba y atrás en el comportamiento suprameniscal, cóndilos y meniscos son arrastrados en forma conjunta por la contracción bilateral de las fibras horizontales y oblicuas de los músculos temporales, maseteros y pterigoideos mediales; y luego la rotación en el inframeniscal, a cargo de los maseteros, pterigoideos internos y fibras verticales de los temporales. Fig. 2.13: Fase de ascenso
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 15 • Movimientos de Propulsión y Retropulsión: o Propulsión: La mandíbula debe proyectarse anteriormente y para ello debe vencer las interferencias que implican los planos inclinados de los incisivos, cúspides de molares y vertiente posterior de la eminencia articular del temporal, para lo cual se inicia con un movimiento de descenso. Para esto se produce una actividad mínima de los músculos genihioideos controlada por el tono de los elevadores. El desplazamiento anterior está a cargo de la contracción bilateral de los pterigoideos laterales, El movimiento en realidad es un descenso propulsado. El rango de movimiento normal es de 10mm. o Retropulsión: retorno de la mandíbula atrás y arriba. Como nuevamente se debe vencer el engranamiento dentario, nuevamente hay leve actividad de los depresores y se realiza por acción de las fibras horizontales o posteriores del músculo temporal que son netamente retropulsoras. Así retornan cóndilos y meniscos a la fosa mandibular. • Movimientos de Retrusión y Protusión: o Retrusión: a partir de la relación céntrica fisiológica, la mandíbula es desplazada hacia atrás por las fibras horizontales del temporal, hasta efectuar la compresión de los tejidos reotroarticulares. La amplitud del movimiento es mínima. Para vencer el engranaje dentario es necesario un mínimo desplazamiento hacia
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 16 abajo y atrás. Este tipo de desplazamiento no es fisiológico, pero tiene importancia en aplicación clínica para lograr mediante manipulación mandibular posiciones condilares estables, estandarizables, reproducibles y repetibles las veces que sea necesario. o Protrusión: causado por el cese de la actividad muscular que provocó la retrusión y por la resiliencia de los tejidos retroarticulares. Fig. 2.14: Protrusión Fig. 2.15: Retrusión • Movimientos de Intrusión y Extrusión: o Intrusión: la posición de oclusión céntrica implica la existencia de la una leve actividad de los músculos elevadores. Cuando esta contracción aumenta el diente sufre la
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 17 introducción dentro del alvéolo, permitido por la elasticidad del ligamento periodontal. Este movimiento es muy limitado, dependiente del espesor del ligamento periodontal y se traduce en una ligera compresión de la ATM, del cóndilo sobre el menisco. o Extrusión: por la capacidad del periodonto de recobrar su forma y dimensión inicial, es el retorno del diente a su posición sin interrupción del contacto dentario. Esto luego del cese de la actividad de los músculos elevadores. • Movimientos de Lateralidad o Lateralidad Centrífuga: es un movimiento asimétrico porque la actividad muscular y el desplazamiento condilar es diferente a ambos lados de la línea media. El punto mentoniano se desplaza a uno de los lados, abandonando el plano sagital. El cóndilo del lado hacia donde se produce el desplazamiento se denomina Cóndilo del LADO DE TRABAJO, mientras que el opuesto es el LADO DE BALANCE. El cóndilo del lado de balance es traccionado hacia la línea media por la contracción del pterigoideo lateral (contracción unilateral) describiendo junto con el menisco una trayectoria hacia abajo adelante y adentro. El cóndilo del lado de trabajo sufre un pequeño desplazamiento atrás y afuera a causa de la tracción de las fibras horizontales del temporal. Actúan
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 18 también los maseteros y pterigoideos internos para mantener el contacto dentario. El rango de movimiento es de 10mm. o Lateralidad Centrípeta: cuando termina la actividad muscular y es reforzado por la contracción de las fibras horizontales del temporal, con retorno a la línea media del mentón. o Diducción: concepto que implica movimientos de lateralidad alternados y repetidos. Fig. 2.16: Movimientos de lateralidad. Fig. 2.17: Movimiento de rotación alrededor de un eje horizontal
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 19 Fig. 2.18: Movimiento de rotación alrededor de un eje frontal Fig. 2.19: Movimiento de rotación alrededor del eje sagital Fig. 2.20: Movimiento de traslación de la mandíbula
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 20 3. Generación de los modelos de elementos finitos En este capítulo se describirá la creación de los modelos de elementos finitos utilizados en la realización de este proyecto y del material empleado en cada uno de los diferentes elementos, así como las condiciones de contorno tanto para la validación de modelo como para el análisis de la simulación del movimiento de masticación que realiza la mandíbula. 3.1 Generación del modelo sólido de dientes, hueso y ligamentos El primer paso para la realización del proyecto, fue la obtención del modelo en 3D de la estructura del cráneo completo. Para la generación del modelo sólido, se utilizó MIMICS, un programa de segmentación que permite la obtención en 3D partiendo de tomografías axiales computerizadas (TACs). El TAC obtenido para la realización de su estudio pertenece a una mujer adulta. Este programa separa los volúmenes según una escala de grises que van relacionads en función de la densidad de los tejidos. Dicha escala irá desde el blanco (donde solamente se apreciarán los dientes al poseer el material más denso) hasta el negro puro (el aire). En el umbral intermedio obtendremos el hueso y los ligamentos.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 27 4. Resultados 4.1 Acción de los músculos maseteros y temporales 4.1.1 Maseteros y temporales Para la simulación de este caso activamos la acción de que trabajen los músculos tanto maseteros como temporales de ambos lados. Se puede observar en la figura 4.1 que los desplazamientos que se producen son simétricos y que no sufre una variación significativa con el modelo inicial. Fig. 4.1: Tabla con desplazamientos y su imagen correspondiente.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 28 En la Fig. 4.2 se muestran las tensiones de Von Mises sufridas en todo el modelo, tampoco se aprecia apenas ninguna zona a tener en cuenta salvo en los molares de ambos lados, como puede apreciarse en la Fig. 4.3, que son los que sufren las máximas tensiones. Fig. 4.2: Tabla de tensiones de Von Mises y su imagen correspondiente. Fig. 4.3: Tabla de Von Mises y su imagen correspondiente.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 29 Fig. 4.4: Tabla de Von Mises (ligamentos) 4.1.2 Masetero y temporal derecho En este caso solamente activaremos los músculos temporal y masetero de la parte derecha. En la Fig. 4.5 se puede apreciar que ya no existe una simetría, existe un mayor desplazamiento en donde están actuando los músculos y lógicamente, los desplazamientos de la zona izquierda son prácticamente cero.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 30 Fig 4.5: Tabla de desplazamientos y su imagen correspondiente. En la Fig. 4.6 vemos como las tensiones de Von Mises más significativas se producen en la zona donde trabajan los músculos, siendo las tensiones de la otra zona prácticamente cero. En la Fig. 4.7 apreciamos de mejor forma cómo reaccionan los dientes en este caso. Fig. 4.6: Tabla con las tensiones de Von Mises y su imagen correspondiente.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 31 Fig. 4.7: Tabla de Von Mises y su imagen correspondiente. Fig. 4.8: Tabla de Von Mises (ligamentos)
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 32 4.1.3 Masetero y temporal izquierdo Al igual que el caso anterior, solamente actúan los músculos masetero y temporal pero ahora los que se encuentran en la zona izquierda de la mandíbula. Los resultados son prácticamente iguales que en el caso anterior, donde ya no existe simetría y siendo ahora la zona izquierda la más afectada. Fig 4.9: Tabla de desplazamientos y su imagen correspondiente. Fig. 4.10: Tabla con las tensiones de Von Mises y su imagen correspondiente.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 33 En la Fig. 4.11 apreciamos unas tensiones algo distintas que en el caso anterior, siendo no solo los molares los que sufren las máximas tensiones sino que también los caninos y los premolares están soportando unas tensiones significativas. Es lógico ya que al no realizar la mandíbula un movimiento “recto hacia arriba” sino que lo hace ladeado dichos dientes entran en contacto. Fig. 4.11: Tabla de Von Mises y su imagen correspondiente. Fig. 4.12: Tabla de Von Mises (ligamentos)
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 34 4.2 Acción solamente de los temporales 4.2.1 Los dos temporales Cuando solamente actúan los temporales de ambos lados se aprecia una diferencia significativa en relación de cuando estaban actuando maseteros y temporales, donde los desplazamientos antes llevaban una dirección transversal a la mandíbula mientras que en este caso los desplazamientos llevan una dirección longitudinal simétrica. Dichos desplazamientos los podemos ver en la Fig. 4.13. Fig. 4.13: Tabla de desplazamientos y su imagen correspondiente.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 35 Las tensiones de Von Mises serán menores que en los casos anteriores debido a que solamente ejerce la acción un músculo. Fig. 4.14. Serán los molares y premolares los que soporten esas máximas. Fig. 4.15. Fig. 4.14: Tabla de Von Mises y su imagen correspondiente. Fig. 4.15: Tabla de Von Mises y su imagen correspondiente.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 36 Fig. 4.16: Tabla de Von Mises (ligamentos) 4.2.2 Solo temporal derecho Se aprecia que ya no existe simetría, Fig. 4.17 y lógicamente los mayores desplazamientos se encuentran en la zona derecha, siendo los de la parte izquierda prácticamente cero. Fig. 4.17: Tabla de desplazamientos y su imagen correspondiente.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 43 Fig. 4.28: Tabla de Von Mises (ligamentos) 4.3.2 Solo masetero derecho Cuando solo actúa este músculo se aprecia que ya no existe simetría y los mayores desplazamientos se producen en la zona donde está actuando el masetero, Fig. 4.29.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 44 Fig. 4.29: Tabla de desplazamientos y su imagen correspondiente. Las tensiones máximas también se aprecian en la zona derecha, Fig. 4.30 y prácticamente la parte izquierda apenas sufre esfuerzos. Fig. 4.30: Tabla de Von MIses y su imagen correspondiente.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 45 Fig. 4.31: Tabla de Von MIses y su imagen correspondiente. Fig. 4.32: Tabla de Von Mises (ligamentos) 4.3.3 Solo masetero izquierdo Prácticamente vuelve a tener los mismos resultados que el caso anterior, pero sobre la parte izquierda. Esto nos hace ver, que esta persona tiene una simetría bastante buena en lo que se refiere a su zona mandibular (maxilar inferior y superior, dientes, etc.). Fig. 4.33.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 46 Fig. 4.33: Tabla de desplazamientos y su imagen correspondiente. Aunque existe una gran simetría como hemos dicho, también observamos que las tensiones máximas sufridas en este caso, sí que son un poco mayores que en el anterior, esto puede ser debido a que tenga más desarrollados los músculos de la parte izquierda y la mandíbula queda ligeramente ladeada hacia el lado izquierdo. Fig. 4.34. Fig. 4.34: Tabla de Von Mises y su imagen correspondiente.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 47 Observamos también que debido a la actuación del músculo masetero izquierdo y por la inclinación anteriormente comentada, vuelve a haber tensiones, no solo en molares y premolares sino también en los caninos, Fig. 4.35, debido a que estos tienen contacto entre sí en situaciones como esta, la cual no se produciría en el caso que existiera una simetría aceptable en la acción de los músculos, como ocurre en los casos que actúan los de ambos lados. Fig. 4.35: Tabla de Von Mises y su imagen correspondiente.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 48 Fig. 4.36: Tabla de Von Mises (ligamentos) MÚSCULOS QUE ACTÚAN (MPa) Dientes Maseteros y T emporales 732.8 So lo Temporales 191.3 Solo Maseteros 549.6 Como es lógico, cuando no actúan ambos músculos las tensiones son más bajas. También observamos que el músculo masetero proporciona ejerce mayor fuerza ya que cuando actúa solamente las tensiones son mayores que cuando lo hace el temporal.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 49 MÚSCULOS LADO DERECHO (MPa) Dientes Masetero y temporal 7 8 . 53 Temporal 6 1 . 2 4 Masetero 332 Se producen unas tensiones mayores cuando solamente actúa el masetero, debido a que ya no existe simetría y queda muy descompensado el trabajo realizado por ambos músculos. MÚSCULOS LADO IZQUIERDO (MPa) Dientes Masetero y temporal 956.3 Temporal 206.6 Masetero 754 Las tensiones en este lado son mayores que en el derecho, es de suponer que tiene los músculos de esta zona más desarrollados, quizá por trabajarlos más a la hora de la masticación. También se observa que las tensiones son mayores cuando actúan ambos músculos.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 50 MÚSCULOS QUE ACTÚAN (MPa) Ligamentos Maseteros y Temporales Masetero y Tempo ral derechos Masetero y Temporal izquierdos Solo Temporales Temporal derecho Temporal izquierdo Solo Maseteros Masetero derecho Masetero izquierdo Las tensiones en los ligamentos son prácticamente nulas en relación con las obtenidas en los dientes.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 51 5. Conclusiones Con respecto a los resultados obtenidos, se pueden destacar las siguientes conclusiones: • Los resultados obtenidos en cada uno de los cálculos han sido coherentes, respecto a las propiedades mecánicas de los materiales utilizados en dichas simulaciones. • Las tensiones y desplazamientos sufridas para una persona sana, son simétricas. Por lo que no producirá alteraciones importantes en la mandíbula. • El músculo masetero realiza mayor fuerza que el temporal. Las personas que tengan incapacidad de este músculo, no podrán masticar con fuerza. • Para este caso en particular, se deduce que los músculos del lado izquierdo están más desarrollados ya que ejercen mayores tensiones en los dientes. Puede llegar en un futuro a desarrollar algún problema ya que aunque existe una gran simetría mandibular, se aprecia una leve inclinación que hace que en la acción de la masticación entren en contacto superficies que no deberían estar. • Las personas que sufren parálisis parcial o total de uno de los lados, tienen tendencia a deformar el lado que tiene movilidad.
Simulación por EF de la mecánica de la masticación 52 6. Limitaciones Estos son los resultados y conclusiones del estudio realizado para una persona en particular, se puede llegar a unas conclusiones generales pero los datos numéricos no podríamos generalizarlos. En relación al material considerado para el hueso, es sabido que habría que introducir modelos más precisos para diferenciar entre hueso cortical y esponjoso o incluso modelos de remodelación ósea. De igual manera, ocurre con los dientes, que no están compuestos en su totalidad por dentina, sino que en su parte superior el material sería el esmalte. Otra limitación encontrada en el proyecto fue el tamaño de malla. Al ser necesario un tamaño bastante pequeño para afinar la malla, hace complicado su manejo al no disponer de ordenadores potentes.