Вчені з Інституту механіки матеріалів Товариства імені Фраунгофера розробили віртуальну модель чищення зубів, яка дозволяє визначити вплив різних щіток і зубних паст на зубну емаль. Прес-реліз опубліковано на сайті інституту.
За словами розробників, модель дозволяє оцінити вплив на чистку зубів таких параметрів, як форма і жорсткість щетини, в'язкість зубної пасти, розмір, форма і кількість абразивних частинок. Останні є ключовим компонентом зубних паст, який служить для видалення зубного нальоту, проте велика кількість частинок може призвести до пошкодження зубної емалі.
Для створення моделі вчені застосували набір програмних інструментів SimPARTIX, який розроблений в тому ж інституті і заснований на симуляції рідин і газів. Для симуляції щетинок розробники використовували метод кінцевих елементів, а в моделюванні абразивних компонентів - гідродинаміку згладжених частинок.
Для створення конкретної симуляції необхідно вказати основні характеристики абразивних частинок, а також властивості зубної емалі. Потім програма моделює щетину зубної щітки, яка рухається вздовж зубної поверхні і взаємодіє з частинками. Таким чином, симулятор дозволяє оцінити ступінь зносу зубних тканин при чистці зубів.
Дослідники перевірили точність моделі за допомогою експериментів, в яких кисть зубної щітки закріплювалася в спеціальному пристрої і з постійною швидкістю терлася об штучну зубну емаль. Результати показали, що моделювання дозволяє точно передбачити вплив зубної пасти на зубну емаль.
У майбутньому розробники планують додати в модель можливість прогнозування ефективності зубної пасти у видаленні зубного нальоту. Вчені розраховують, що їх симуляція зробить випробування стоматологічної продукції менш трудомісткими і більш дешевими.