Dental Care with Manual Toothbrushes during Fixed Orthodontic Treatment—a New Testing Procedure

Franz Martin Sander, Christian Sander and Franz Günter Sander

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Abstract

Aim:  

The aim of this investigation was to employ a new in-vitro testing system for manual toothbrushes in order to distinguish the more effective from those less so for dental care during fixed appliance treatment.

Materials and Methods:  

The testing apparatus consisted of a sliding carriage able to execute a horizontal brushing movement, and a row of artificial teeth upon which the various toothbrushes were manipulated. The artificial row of teeth was fixed on a sensor that recorded in all three dimensions the forces and moments caused by the toothbrushes on the toothbrush field. All the tests were executed with a weight of 110 g on a tooth field with a multibracket appliance. Tests were also carried out with five toothbrushes having weights of 200 g, 250 g and 300 g. Here, the decisive target values were 1) the degree of exertion necessary in the brushing direction to move a brush over the artificial teeth, and 2) the maximum force occurring in the brushing direction. High target values indicated high interaction between toothbrush bristles and the surfaces being brushed.

Results:  

From testing five toothbrushes with four different weights, we have established profiles confirming the beneficial and less beneficial properties of certain toothbrushes involving various high contact forces.

Ziel:  

Das Ziel dieser Untersuchung war, ein neues In-vitro-Testsystem für manuelle Zahnbürsten zu nutzen, um günstige von weniger günstigen Beborstungen für die Pflege von Zähnen mit Multibracketapparaturen zu unterscheiden.

Material und Methoden:  

Die Testapparatur bestand aus einem Schlitten, der eine horizontale Bürstbewegung ausführen konnte, und einer künstlichen Zahnreihe, auf der die verschiedenen Zahnbürsten bewegt wurden. Die künstliche Zahnreihe war auf einem Sensor befestigt, der Kräfte und Drehmomente, die durch die Zahnbürsten auf dem Zahnbürstenfeld verursacht wurden, in allen Raumebenen aufzeichnete. Alle Tests wurden mit einem Auflagegewicht von 110 g auf einem Zahnfeld mit einer Multibracketapparatur durchgeführt. Mit fünf Bürsten erfolgten zusätzliche Tests mit Gewichten von 200 g, 250 g und 300 g. Die ausschlaggebenden Zielgrößen waren dabei 1) die Arbeit, die in Putzrichtung geleistet werden musste, um eine Bürste über die künstlichen Zähne zu bewegen, und 2) die maximal auftretenden Kräfte in Putzrichtung. Hohe Zielwerte lassen auf eine hohe Interaktion zwischen Zahnbürstenborsten und den zu reinigenden Flächen schließen.

Ergebnisse:  

Aus den Tests der fünf Zahnbürsten mit vier unterschiedlichen Gewichten ließen sich Profile erstellen, die einer Zahnbürste günstige oder ungünstige Eigenschaften bei verschieden hohen Anpresskräften bescheinigen.

Key Words:  Toothbrushes - Manual - Fixed appliance - Brushing test - Testing apparatus - Forces/moments - Elastic sensor - In-vitro study

Schlüsselwörter:  Zahnbürsten - Manuell - Multiband - Putztest - Kräfte/Momente - Putzmaschine - Elastischer Sensor - In-vitro-Studie

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