A physicomathematical approach to the structure of the mandible

Summary Classical methods of anatomical study and experimentation have reached an endpoint with respect to the advancement of our knowledge of certain aspects of bone, i.e. its mechanical properties, investigation of the constraints acting on bone and the organization of bone allowing resistance to such mechanical stress. Indeed, current knowledge is rather limited regarding bone as a material. Furthermore, bone from the cadaver cannot be considered a reliable source of study material since its physicochemical composition and mechanical properties are highly different from those of living bone. The types of experimentation used to date, although allowing to study the phenomena occuring on the surface of the bone, do not allow to evaluate those that occur within the bone without modification of its mechanical features. Finally, the number and complexity of the parameters to be taken into account in this respect largely supersede the possibilities of classical study techniques.Accordingly, new types of methodology are required to evaluate the many parameters involved, to perform the corresponding computations and resolve the great number of unknown variables. Such methodology must allow experimentation to be performed without modifying the object of study and to determine the phenomena occuring within the bone itself, i.e. the mandible.A method of computer assisted simulation of a physicomathematical model was used to analyse the structural properties of the mandible. This method was based on that used for the computation and elaboration of large metal structures (offshore drilling platforms), structures submitted to special stress (resistance to force 7 earthquake of the new extension to the radioactive waste disposal factory at the Hague) or aeronautical structures composed of composite material.

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Approche physico-mathématique structurale de la mandibule

Résumé L'étude des propriétés mécaniques de l'os, celle des contraintes qu'il subit, la manière dont il est organisé pour résister à ces contraintes s'avèrent déboucher sur une impasse si l'on se contente des méthodes classiques d'études et d'expérimentations.En effet, nous n'avons actuellement qu'une connaissance très limitée de l'os en qualité de matériau. Le matériau d'expérimentation, l'os de cadavre ne peut être considéré comme fiable, sa constitution physico-chimique et ses propriétés étant par trop différentes de celles de l'os vivant. Le type même des expérimentations utilisées, s'il permet bien d'étudier ce qui se passe à la surface de l'os ne permet pas de prendre en compte ce qui se passe à l'intérieur de celui-ci sans en modifier les caractéristiques mécaniques. Enfin, le nombre et la complexité des paramètres à prendre en compte dépassent largment les possibilités des techniques classiques. C'est pourquoi, il est nécessaire de faire appel à des méthodologies nouvelles capables de prendre en compte un nombre très élevé de paramètres, de les calculer et de résoudre un nombre très important d'inconnues. Ces méthodologies doivent permettre l'expérimentation sans modifier l'objet de l'expérience et de calculer ce qui se passe à l'intérieur même de la mandibule.Cette méthode de simulation sur modèle physico-mathématique par informatique utilisée pour le calcul et l'élaboration des grandes structures métalliques (plate-forme off shore), celui de structures placées dans des conditions de contraintes particulières (prise en compte des tremblements de terre de magnitude 7 pour l'extension de l'usine de La Hague) ou bien celui des structures aéronautiques à matériaux composites a été ici appliquée à l'étude structurale de la mandibule.