Force de morsure et de fracture

Etude de cas

Crâne de primate de Mangabey et sa dentition

Essais de résistance à la compression des morsures primates

Solution

Banc d'essai de traction piloté par logiciel
Accessoire de péhension tel qu'un plateau de compression

Avantages

Tests semi-automatisés flexibles et programmables
Résultats répétables et équipement facile à utiliser, parfaitement adapté à la recherche universitaire
Capture et sortie de données fiables pour une analyse en profondeur

Au cours de ma thèse, j'ai développé une nouvelle méthodologie permettant de tester physiquement les performances mécaniques des dents à l'aide du Mecmesin MultiTest 2.5-i. Au début de mon projet, j’avais besoin d’une machine d’essai de matériaux de faible encombrement, peu coûteuse mais précise, qui puisse être programmée et installée pour exécuter un grand nombre de programmes d’essai différents. L’interface facile à utiliser, la précision et la fiabilité du MultiTest 2.5-i et l’excellent service de Mecmesin ont permis le bon dévelppement de mon projet et des résultats très publiables.

Karen Swan, PhD, étudiante de recherche, Centre de sciences anatomiques et humaines
École de médecine de Hull York

Exigence

La Hull York Medical School combine recherche et enseignement en anatomie humaine et en évolution dans son centre de sciences anatomiques et humaines. Un axe de recherche majeur porte sur l’impact de l’alimentation sur la morphologie squelettique et dentaire de l’homme et des primates. Les produits alimentaires varient dans les propriétés mécaniques et matérielles; certaines peuvent être classées comme contraintes limitées, où des forces occlusales de compression élevées sont nécessaires pour induire des ruptures (par exemple des fruits à coque dure) ou limitées par le déplacement, où une déformation plus importante se produit avant la fissuration ou la fracture (par exemple, un matériau végétal tenace).

La forme et la fonction des dents ainsi que leurs performances mécaniques font actuellement l’objet d’une étude combinée de méthodes de moulage dentaire virtuel, de prototypage rapide et de tests de propriétés des matériaux afin d’évaluer l’influence de la forme et de l’usure dentaires sur la capacité de fracture et de fragmentation des aliments durs. Pour des recherches scientifiques valables, il est nécessaire de disposer de techniques de test répétables et d'une acquisition de données précise pour l'analyse. Une solution s'imposait pour réaliser des simulations de piqûres contrôlées sans, pour des raisons pratiques et éthiques évidentes, utiliser des spécimens vivants de singe vert Mangabey (Cercocebus atys).

Solution

Mecmesin a fourni un banc d'essai de test MultiTest 2.5-i, un capteur de charge et un logiciel Emperor™. La simulation est un test de compression et un modèle dentaire de dents est fixé sur le plateau de compression, qui est entraînée par le programme d'essai. Une représentation cohérente de l’aliment diététique dur et fragile est obtenue au moyen d’un dôme hémisphérique en plâtre de Paris. La force de compression est enregistrée jusqu'à la rupture de l'échantillon et le logiciel enregistre le pic lors de la propagation initiale de la fissure.

La nature limitée des contraintes de l’échantillon signifie que la courbe présente très peu de déplacement depuis le début de la morsure jusqu’à la fissure et que la superposition étroite des courbes donne l'assurance de la cohérence de l’échantillon et par conséquent dans la confiance que la dispersion de la force de compression maximale est une fonction du profil de la dent. Un autre facteur relatif à l'efficacité de la morsure est le nombre de fragments, qui est également enregistré par la méthodologie. La portabilité du format des résultats permet une étude hors site, ce qui offre une flexibilité aux chercheurs et la saisie des données directement dans Excel® permet une analyse scientifique complète du test.