Development, validation and evaluation of an advancement occlusal splint for enhancing running sport performance

• Type: Thesis
• Date: 2025-05-30

Authors

Ana Filipa Gonçalves Cardoso (Author) FADEUP

Thesis

Development, validation and evaluation of an advancement occlusal splint for enhancing running sport performance

Doctorate

Thesis

Scientific classification

FOS: Medical and Health sciences > Health sciences

Other information

Resumo (PT): Esta tese desenvolveu um dispositivo de avanço mandibular construído especificamente para uso durante a prática desportiva e explorou os seus potenciais efeitos ergogénicos na corrida, particularmente focando em variáveis biofísicas. Os experimentos consistiram em: (i) um protocolo incremental intermitente de corrida até à exaustão realizado em condições laboratoriais (patamares de 4 min de corrida, , incrementados em 1 km·h−1 e com 30 s de intervalo) e reais (patamares de 800 m de corrida, incrementados em 1 km·h−1 e com 30 s de intervalo); (ii) exercício rectangular de transição realizados até à exaustão durante a corrida às velocidades correspondentes ao consumo máximo de oxigénio e ao limiar anaeróbio. Os principais objetivos foram investigar os efeitos nas variáveis ventilatórias e percepção do esforço, no perfil energético e cinemático, e na cinética do consumo de oxigénio durante a corrida usando um dispositivo de avanço mandibular comparativamente a uma condição de não avanço mandibular. Os principais resultados demonstraram que usar um dispositivo de avanço mandibular: (i) melhorou a resposta ventilatória durante a corrida incremental realizada em condições de laboratório, sem efeitos fisiológicos substanciais na corrida incremental realizada em condições reais de exercício; (ii) não prejudicou a respiração nem o desempenho em exercício de acordo com a perceção subjetiva e individual dos participantes; (iii) demonstrou um evidente efeito ergogénico em melhorar o tempo sustentado até à exaustão a intensidades de corrida severa e moderada, assim como melhoria nas respostas ventilatórias a essas intensidades; (iv) diminuiu a perceção do esforço percebido pelos corredores; (v) melhorou a economia de exercício durante a corrida incremental; (vi) aumentou o dispêndio total de energia e as contribuições de energia aeróbia durante a corrida até a exaustão nas intensidades severa e moderada; (vii) alterou a cinemática linear durante a corrida incremental, apresentando efeitos biomecânicos pouco significativos durante a corrida até à exaustão nas intensidades severa e moderada; e (viii) aumentou a amplitude da componente rápida da curva de consumo de oxigénio. Os efeitos biofísicos observados quando usado um dispositivo de avanço mandibular reforçam o seu potencial em melhorar o desempenho na corrida e em outros desportos cíclicos. Palavras-chave: goteira oclusal, avanço mandibular, consumo de oxigénio, ventilação, trabalho muscular respiratório, fisiologia, bioenergética, cinemática, corrida, remo

Abstract (EN): A series of research studies were employed to develop a mandibular advancement splint specifically built for sport practice and explore its potential ergogenic effects on running exercise, particularly focusing on biophysical aspects. The experiments comprised (i) an intermittent incremental running protocol performed until exhaustion both conducted in laboratory (4 min steps interspersed by 30 s rest, with 1 km·h−1 running) and real-world conditions (800 m running steps, with 1 km·h−1 increments and 30 s rest); and (ii) square wave transition exercise performed until exhaustion when running at velocities corresponding to maximal oxygen uptake and anaerobic threshold. The main aims were to investigate the effects on ventilatory and effort perceived exertion variables, running energetic and kinematical profiling, and oxygen uptake kinetics while running wearing a mandibular advancement splint compared to a non-mandibular advancement condition. The main results evidenced that wearing a mandibular advancement splint: (i) enhanced the ventilatory response during incremental running exercise conducted in laboratory conditions, without substantial physiological effects during incremental outdoor running; (ii) did not impair breathing or exercise performance from the participants subjective and individual perception; (iii) demonstrated a clear ergogenic effect by improving time sustained until exhaustion at severe and moderate running intensities, along with ventilatory responses improvements; (iv) resulted in lower perceived exertion scores among runners; (v) improved exercise economy during incremental exercise; (vi) increased total energy expenditure and aerobic energy contributions when running until exhaustion at severe and moderate intensities; (vii) exhibited a substantial linear kinematic effect during incremental running, with trivial biomechanical effects when performing until exhaustion at different running exercise intensities, and (viii) increased oxygen uptake amplitude of the fast component during moderate intensity running. The worthwhile biophysical effects observed when wearing a mandibular advancement splint highlight its potential for improved running and other cyclic sports performance.

Language: English