Torque expression in directly printed and thermoformed clear aligners: a controlled in vitro biomechanical comparison of power ridge effects.

چکیده اصلی

BACKGROUND: Torque control of anterior teeth remains a major challenge in clear aligner therapy. Power ridges have been introduced to improve buccolingual root control; however, their biomechanical performance in directly printed aligners remains insufficiently investigated. The aim of this study was to compare the torque efficiency of power ridges in thermoformed and directly printed aligners. METHODOLOGY: A controlled in-vitro study was conducted using a standardised maxillary model requiring incisor torque correction. Four aligner groups were evaluated: Zendura Flex thermoformed aligners (Bay Materials LLC, USA) with (ZF-PR) and without (ZF-C) power ridges, and two directly printed aligners with power ridges fabricated from TA-28 (Graphy Inc., Seoul, South Korea) and DCA (LuxCreo Inc., Bellevue, WA, USA) resin materials. Power ridges were digitally positioned on the labial gingival third of the maxillary central incisors. Biomechanical testing was performed using the Orthodontic Measurement and Simulation System (OMSS) to assess torque expression, root displacement, and force-moment systems under controlled temperatures (25 °C and 37 °C). RESULTS: Torque expression demonstrated a clear material-dependent pattern. ZF-C, used as the baseline, showed moderate and consistent torque expression (38-39% of the programmed torque) across temperatures, with no significant temperature-dependent differences. DCA exhibited the highest torque expression, reaching 62% at 25 °C and 47% at 37 °C. ZF-PR showed intermediate performance (32-42%) with moderate temperature-related variation. TA-28 demonstrated the lowest torque expression (10-17%) with no significant temperature effect. Secondary outcomes supported these findings, with moment generation and displacement patterns correlating with torque expression, whereas force magnitude did not. CONCLUSIONS: Torque expression in clear aligner systems is primarily governed by material properties and thermomechanical behaviour. Design features alone cannot fully compensate for limitations in material performance. Effective torque delivery depends on the generation and transmission of an appropriate force-moment system rather than on force magnitude alone.

ترجمه فارسی چکیده

کنترل گشتاور دندان‌های جلویی همچنان چالش اصلی در درمان با آلیگنرهای شفاف است. ردیف‌های قدرت برای بهبود کنترل ریشه‌ای لب‌به‌لب معرفی شده‌اند، اما عملکرد بیومکانیکی آن‌ها در آلیگنرهای چاپ‌شده مستقیم هنوز به‌طور کافی بررسی نشده است. هدف این مطالعه مقایسه کارایی گشتاور ردیف‌های قدرت در آلیگنرهای فرم‌دهی حرارتی و چاپ‌شده مستقیم بود. این مطالعه در vitro با استفاده از یک مدل فک بالایی استاندارد که نیازمند اصلاح گشتاری دندان‌نیک است انجام شد. چهار گروه آلیگنر ارزیابی شدند: آلیگنرهای فرم‌دهی حرارتی Zendura Flex (Bay Materials LLC) با (ZF-PR) و بدون (ZF-C) ردیف قدرت، و دو آلیگنر چاپ‌شده مستقیم با ردیف قدرت ساخته شده از مواد رزینی TA-28 و DCA. ردیف‌های قدرت به صورت دیجیتالی در سوم لب‌اللثه دندان نیک فک بالایی قرار گرفتند. تست بیومکانیکی با استفاده از سیستم اندازه‌گیری و شبیه‌سازی ارتوپدی (OMSS) برای ارزیابی بیان گشتاور، جابجایی ریشه و سیستم‌های نیرو-گشتاور در دماهای کنترل‌شده (۲۵ و ۳۷ درجه سانتی‌گراد) انجام شد. نتایج نشان دادن الگوی وابسته به ماده. ZF-C به عنوان پایه، نشان‌دهنده بیان گشتاور متوسط و ثابت (۳۸-۳۹٪ گشتاور برنامه‌ریزی‌شده) در دماهای مختلف بود. DCA بالاترین بیان گشتار را نشان داد (۶۲٪ در ۲۵ درجه و ۴۷٪ در ۳۷ درجه). ZF-PR عملکرد متوسطی (۳۲-۴۲٪) با تغییرات متوسط مرتبط با دما داشت. TA-28 کمترین بیان گشتار را نشان داد (۱۰-۱۷٪) و هیچ اثر دمایی معناداری نداشت. نتایج ثانویه یافته‌های اصلی را پشتیبانی کردند، در حالی که اندازه نیرو اثر معناداری نداشت.

متن کامل اصلی