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CFD analysis on the effect of combining positive and negative pressure during the irrigation of artificial isthmuses.
International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering ( IF 2.2 ) Pub Date : 2020-07-08 , DOI: 10.1002/cnm.3385 Gaizka Loroño 1 , J M R Zaldívar 1 , J R Jimenez-Octavio 2 , Saul Dorado 2 , Ana Arias 3 , Rafael Cisneros 1
International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering ( IF 2.2 ) Pub Date : 2020-07-08 , DOI: 10.1002/cnm.3385 Gaizka Loroño 1 , J M R Zaldívar 1 , J R Jimenez-Octavio 2 , Saul Dorado 2 , Ana Arias 3 , Rafael Cisneros 1
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Fluid dynamics generated by irrigation needles have not been deeply analyzed in root canal irregularities such as apical ramifications or isthmus where the cleaning capacity of irrigants might be compromised and hence the treatment outcome. The goal of this study was to compare the key irrigation parameters (flow pattern, irrigant velocity, apical pressure, and shear stress) between two irrigation needles and the additional effect of aspiration cannulas through computational fluid dynamics. A 3D‐model consisting of two canals linked by an isthmus was modeled. The abovementioned needles irrigated the primary canal, whereas an aspiration cannula was located inside the secondary canal. Both the geometry definition and spatial discretization were carried out with ANSYS 16.2, through which six different simulations were performed: lateral exit (LE) needle, frontal exit (FE) needle, LE and cannula in crown (LEC), FE and cannula in crown (FEC), LE and cannula in middle third (LEM), FE and cannula in middle third (FEM). FE and FEM showed that the irrigation flow only passes through the isthmus in the most apical section (maximum irrigant velocity / shear stress = 8.44 m/s / 1628.44 Pa and 8.63 m/s / 1185.69 Pa, respectively). However, the remaining simulations showed the irrigation flow passing through the isthmus twice, through the most apical section first and through the upper part of the isthmus later (maximum irrigant velocity / shear stress = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM), 8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC), 8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)). Furthermore, the highest velocity values were detected when aspiration cannulas were added.
中文翻译：
人工峡部冲洗过程中正负压结合效应的CFD分析[J].
冲洗针产生的流体动力学尚未在根管不规则处进行深入分析，例如根尖分支或峡部，其中冲洗剂的清洁能力可能会受到影响，从而影响治疗结果。本研究的目的是通过计算流体动力学比较两个冲洗针之间的关键冲洗参数（流动模式、冲洗速度、心尖压力和剪切应力）和抽吸插管的附加效果。对由地峡相连的两条运河组成的 3D 模型进行建模。上述针头冲洗初级管，而抽吸套管位于次级管内。几何定义和空间离散化均使用 ANSYS 16.2 进行，通过它执行了六种不同的模拟：侧面出口 (LE) 针、正面出口 (FE) 针、LE 和冠中插管 (LEC)、FE 和冠中插管 (FEC)、LE 和中三分之一插管 (LEM)、FE 和中三分之一插管 (FEM) ）。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。正面出口 (FE) 针、LE 和冠中插管 (LEC)、FE 和冠中插管 (FEC)、LE 和中三分之一插管 (LEM)、FE 和中三分之一插管 (FEM)。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。正面出口 (FE) 针、LE 和冠中插管 (LEC)、FE 和冠中插管 (FEC)、LE 和中三分之一插管 (LEM)、FE 和中三分之一插管 (FEM)。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。FE 和冠中套管 (FEC)、LE 和中间三分之一套管 (LEM)、FE 和中间三分之一套管 (FEM)。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。FE 和冠中套管 (FEC)、LE 和中间三分之一套管 (LEM)、FE 和中间三分之一套管 (FEM)。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。其余模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡上部（最大灌溉速度/剪切应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/ s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。其余模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡上部（最大灌溉速度/剪切应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/ s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。
更新日期：2020-07-08
中文翻译：
人工峡部冲洗过程中正负压结合效应的CFD分析[J].
冲洗针产生的流体动力学尚未在根管不规则处进行深入分析，例如根尖分支或峡部，其中冲洗剂的清洁能力可能会受到影响，从而影响治疗结果。本研究的目的是通过计算流体动力学比较两个冲洗针之间的关键冲洗参数（流动模式、冲洗速度、心尖压力和剪切应力）和抽吸插管的附加效果。对由地峡相连的两条运河组成的 3D 模型进行建模。上述针头冲洗初级管，而抽吸套管位于次级管内。几何定义和空间离散化均使用 ANSYS 16.2 进行，通过它执行了六种不同的模拟：侧面出口 (LE) 针、正面出口 (FE) 针、LE 和冠中插管 (LEC)、FE 和冠中插管 (FEC)、LE 和中三分之一插管 (LEM)、FE 和中三分之一插管 (FEM) ）。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。正面出口 (FE) 针、LE 和冠中插管 (LEC)、FE 和冠中插管 (FEC)、LE 和中三分之一插管 (LEM)、FE 和中三分之一插管 (FEM)。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。正面出口 (FE) 针、LE 和冠中插管 (LEC)、FE 和冠中插管 (FEC)、LE 和中三分之一插管 (LEM)、FE 和中三分之一插管 (FEM)。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。FE 和冠中套管 (FEC)、LE 和中间三分之一套管 (LEM)、FE 和中间三分之一套管 (FEM)。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。FE 和冠中套管 (FEC)、LE 和中间三分之一套管 (LEM)、FE 和中间三分之一套管 (FEM)。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。有限元法和有限元法显示灌溉水流仅通过最顶端部分的峡部（最大灌溉速度/剪应力分别为 8.44 m/s / 1628.44 Pa 和 8.63 m/s / 1185.69 Pa）。然而，其余的模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡的上部（最大灌溉速度 / 剪应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。其余模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡上部（最大灌溉速度/剪切应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/ s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。其余模拟显示灌溉水流两次通过地峡，首先通过最顶端部分，然后通过地峡上部（最大灌溉速度/剪切应力 = 8.48 m/s / 1298.24 Pa (LE), 8.61 m/ s / 1261.36 Pa (LEM)、8.61 m/s / 1355.24 Pa (LEC)、8.59 m/s / 1256.87 Pa (FEC)）。此外，当添加抽吸套管时检测到最高速度值。
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