Introducere. Necesitatea cunoașterii elementelor [306614]

CUPRINS

Cuprins 1

Introducere. Necesitatea cunoașterii elementelor
de biomecanică în practica ortodontică 4

Abrevieri 5

Cap I. Noțiuni de biomecanică ortodontică. Definirea termenilor 6

1.1 Biomecanica- definiție, concepte. Legile lui Newton 6

1.2 Forța ortodontică. Centrul de rezistență. Centrul de rotație 8

1.2.1 Magnitudinea forței 9

1.2.2 Direcția și sensul forței 9

1.2.3 Operații cu vectori. Manipularea forțelor 11

1.2.4 Centrul de rezistență 16

1.2.5 Centrul de rotație 18

1.3 Momentul forței. Cuplu de forțe 18

1.3.1 Momentul forței 18

1.3.2 Cuplul de forțe 20

1.4 Sistemul forțelor echivalente 21

1.5 Fricțiunea 22

1.5.1 Factori care influențează fricțiunea: Brackeții ortodontici 25

1.5.2 Factori care influențează fricțiunea:Modul de ligaturare 25

1.5.3 Factori care influențează fricțiunea:Arcurile ortodontice 26

1.5.4 Factori care influențează fricțiunea:Forța ortodontică 27

1.5.5 Factori care influențează fricțiunea:Unghiul dintre bracket și arc 27

1.6 Ancorajul 31

1.6.1 Ancoraj extraoral 33

1.6.2 Dispozitive de ancoraj intraorale 33

1.6.3 [anonimizat] 36

1.6.4 Ancorajul intermaxilar 37

1.6.5 Ancorajul scheletal 37

Cap II Substratul biologic al deplasării dentare 42

2.1 Deplasările dentare fiziologice și substratul morfologic al acestuia 42

2.2 Deplasările dentare ortodontice 43

2.3 Tipuri de mișcări ortodontice 46

Cap III. Elemente declanșatoare de forțe ortodontice:
Arcurile ortodontice 49

3.1 Definiție, clasificare 49

3.1.1 Clasificarea arcurilor 49

3.1.2. Arcurile metalice 50

3.1.3 [anonimizat] 54

3.2 Caracteristici fizice și chimice. Metode de testare a proprietăților arcurilor 56

3.2.1 Structura chimică a arcurilor. Legătura atomică și interatomică. 56

3.2.2 Proprietățile mecanice și de suprafață ale arcurilor ortodontice 58

3.2.2.1 Proprietățile de suprafață ale arcurilor ortodontice 58

3.2.2.2 Coroziunea și biocompatibilitatea arcurilor ortodontice 61

3.2.2.3 Proprietățile mecanice. Metode de încercări mecanice ale arcurilor ortodontice 65

3.3 Selecția clinică a arcurilor ortodontice 75

Cap IV. Elemente declanșatoare de forțe ortodontice:
Elasticele intermaxilare 76

4.1 Definiție. Tipuri de elastice 76

4.2 Compoziție, caracteristici fizice și mod de acțiune 78

4.3 Biomecanica elasticelor intermaxilare. 79

Cap V. Elemente declanșatoare de forțe ortodontice: Resorturile 86

5.1 Definiție. Clasificare. 86

5.2 Proprietăți. Mod de acțiune 87

5.3 Metode de testare a proprietăților mecanice 89

Cap VI. Biomecanica aparatelor ortodontice 92

6.1 Mecanica arcurilor: clasele geometrice a lui Burnstone și
mecanica arcurilor în V și în trepte 92

6.1.1 Clasele geometrice a lui Burnstone 92

6.1.2 Mecanica arcurilor în V 97

6.2 Biomecanica arcului transpalatal 101

6.3 Biomecanica aparatelor de expansiune 109

6.3.1 Expansiunea maxilară 109

6.3.1.1 Expansiunea maxilară rapidă 111

6.3.1.2 Expansiunea maxilară lentă 116

6.3.2 Expansiunea mandibulară 120

6.4 Biomecanica distalizatoarelor 122

Cap. VII Biomecanica miniimplantelor 128

7.1 [anonimizat] 131

7.1.1 Biomecanica pentru intruzia molară 131

7.1.2 Biomecanica în extruzia segmentului posterior 134

7.1.3 Biomecanica pentru distalizarea molarilor 134

7.1.4. Biomecanica de mezializare a molarilor 137

7.1.5 Uprighting-ul molarilor mezioversați. Corecția axelor molarilor
înclinați 138

7.1.6 Coordonarea arcului dentar. Controlul transversal simetric 140

7.1.7 Mișcarea individuală dentară 141

7.1.8 Închiderea de spații extracționale 142

7.1.9 Distalizarea și intruzia unei arcade dentare întregi 143

Cap VIII. Aplicabilitatea clinică a noțiunilor de biomecanică. 144

8.1 Alinierea și nivelarea. 144

8.2 Închiderea spațiilor extracționale. Distalizarea caninului. 148

8.3 Utilizarea miniimplantelor 151

8.4 Arcul transpalatinal 154

8.5 Expansiunea maxilară și mandibulară 156

8.5 Distalizarea 161

8.7 Tratamentul ortodontic al pacienților parodontopați 166

Bibliografie 168

INTRODUCERE. NECESITATEA CUNOAȘTERII ELEMENTELOR DE BIOMECANICĂ ÎN PRACTICA ORTODONTICĂ

Terapia ortodontică are ca scop principal obținerea unor arcade dentare aliniate, a unor relații ocluzale optime atât prin efecte dentare cât și ortopedice, uneori chiar și modificarea tiparelor de creștere. Pentru obținerea acestor obiective, medicul specialist folosește forța ortodontică. Burnstone a afirmat că ”forța reprezintă pentru ortodont, ceea ce sunt medicamentele pentru un medic generalist”, adică principalul element în arsenalul terapeutic. Controlul acestei forțe este analog cu dozajul medicamentelor, iar dozajul forței include, de fapt: magnitudine, direcție și punct de aplicare. Cunoașterea factorilor care modifică prorietățile acestor forțe, înseamnă cunoașterea biomecanicii deplasăriilor dentare și ortopedice.

Aplicarea corectă a forțelor ortodontice este necesară pentru un control optim al deplasării dentare sau ortopedice și implicit, pentru reducerea efectelor secundare nedorite precum resorbția radiculară, durerea și afectarea parodontală. De asemenea, cunoscând substratul biomecanic, orice sistem folosit poate fi îmbunătățit,ceea ce implică reducerea timpului de tratament.

Aplicând principiile biomecanice, în loc de folosirea empirică a diferitelor aparate sau sisteme, se pot optimiza deplasările dentare și nu în ultimul rând se poate controla ancorajul.

Cunoașterea substratului biomecanic al aplicării forțelor ortodontice are avantajul major al selecției aparatelor ortodontice nou introduse sau promovate. Aparate sau dispozitive ortodontice sunt introduse zilnic de firmele producătoare sau prezentate la diferite congrese sau întâlniri. Eficacitatea lor poate fi demonstrată prin folosirea și evaluarea efectelor pe termen lung sau mult mai simplu, prin aplicarea principiilor biomecanice și determinarea sistemului de forțe dezvoltat de aparatul respectiv.

ABREVIERI

NiTi Nickel Titan

SS stainless steel, oțel inoxidabil

-Ti beta Titan

MO microscop optic

SEM microscop electronic de transmisie

ATP arc transpalatinal

TAD temporary anchorage devices

NPE nitanium palatal expander

Cap I. Noțiuni de biomecanică ortodontică. Definirea termenilor

1.1 Biomecanica- definiție, concepte. Legile lui Newton

Baza tratamentului ortodontic o reprezintă aplicarea clinică a conceptelor de biomecanică. Biomecanica reprezintă o ramură a mecanicii care se ocupă cu studiul forțelor interne și externe asupra sistemelor biologice. Mecanica reprezintă știința care se ocupă cu studiul forțelor și efectul acestora asupra diferitelor corpuri. Mecanica poate fi împărțită în:

Statică: studiul efectelor forțelor asupra unor corpuri (obiecte) aflate în stare de repaus sau având o viteză constantă

Cinetică: studiul efectelor forțelor asupra unui corp aflat în mișcare

Știința materialelor: studiul efectelor forțelor asupra diferitelor materiale.

Newton a fost cel care a studiat și explicat pentru prima oară relația directă dintre forțele care acționează asupra unui corp și mișcarea acelui corp. Astfel, pentru a înțelege bazele mecanicii e nevoie de cunoașterea celor trei legi a lui Newton:

Principiul I al mecanicii sau principiul inerției

Orice corp își menține starea de repaus sau de mișcare rectilinie uniformă atât timp cât asupra lui nu acționează alte forțe sau suma forțelor care acționează asupra lui este nulă.

Această lege este cea mai importantă pentru ortodonție. Structurile dentare aflate în osul alveolar și parodonțiu asupra cărora acționează un aparat ortodontic reprezintă un exemplu al primei legi. Burnstone propune un alt exemplu al unui sistem care demonstrează prima lege: un resort ortodontic de tip closed coil spring (figura 1.1). Resortul aflat în stare inactivă (neîntins) este în repaus și nici o forță nu acționează asupra ei. Activând resortul, prin tracționarea celor două extremități ale acestuia, se aplică două forțe egale și opuse, aflate în echilibru. Resortul va fi activ dar nu se va deplasa.

Fig. 1.1 Exemplificarea lui Burnstone a principiului I a lui Newton. Echilibrul static al resortului inactiv și activ.

Principiul forței sau legea a doua a dinamicii

O forță care acționează asupra unui corp îi imprimă acestuia o accelerație, proporțională cu forța și invers proporțională cu masa corpului:

m-masa

a-accelerația

Acest principiu are aplicații restrânse în domeniul ortodonției. Deși dinții se deplasează, ei nu accelerează, reprezentând mai degrabă corpuri aflate în echilibru sau în repaus.

Principiul al treilea sau legea acțiunii și reacțiunii

Când un corp acționează asupra altui corp cu o forță (numită forță de acțiune), cel de-al doilea corp acționează și el asupra primului cu o forță (numită forță de reacțiune) de aceeași mărime și de aceeași direcție, dar de sens contrar.

Un exemplu elocvent ar fi cel al unui coil spring activat care se utilizează în distalizarea caninului (figura 1.2). Resortul, fixat la nivelul molarului, este întins până la nivelul cârligului caninului, astfel i se imprimă o forță de activare. Forța de activare acționează la nivelul caninului, totodată la nivelul caninului va acționa o forță de deactivare de aceeași magnitudine dar de sens opus.

Fig 1.2 Exemplificarea principiului al III-lea a lui Newton: la nivelul caninului acționează atât o forță de activare cât și una de deactivare, de aceeași magnitudine dar de sens opus (după Burnstone)

Biomecanica este, deci, ramura mecanicii care se referă la mecanica aplicată sistemelor biologice.

1.2 Forța ortodontică. Centrul de rezistență. Centrul de rotație

Forța poate fi definită ca fiind acțiunea unui corp asupra altuia sau încărcarea aplicată unui corp pentru a-l deplasa în spațiu. Forța ortodontică poate fi exercitată asupra unor dinți izolați, grupe dentare, arcade, articulația temporo-mandibulară etc.

Efectul forțelor depinde atât de mărimea forței aplicată asupra dintelui cât și de distribuția forței respective la nivelul ligamentului periodontal. Răspunsul din partea ligamentului periodontal este determinat nu numai de forță ci și de forța pe unitatea de suprafață, adică presiunea exercitată pe o anumită zonă. Având în vedere că distribuția forței în cadrul ligamentului periodontal diferă în funcție de tipurile de mișcare dentară, se poate trage concluzia că pentru a obține deplasarea dentară ortodontică optimă trebuie luați în calcul și acești factori.

Forțele aplicate la nivelul ligamentului periodontal și al procesului alveolar pot fi definite ca fiind forțe ortodontice (figura 1.3 a) și diferă de cele ortopedice (figura 1.3 b), mai mari ca intensitate și care acționează la nivelul părților bazale ale maxilarelor.

a b

Fig 1.3 Forțe aplicate: a la nivelul dinților-forțe ortodontice, b la nivelul oaselor maxilare-forțe ortopedice

Forța (F) reprezintă, deci, sarcina (încărcarea) aplicată unui obiect și care tinde să deplaseze acel obiect. Unitatea de măsură o reprezintă Newtonul sau grame x mm /sec. Forța este un vector și prezintă caracteristicile vectorilor, astfel are atât modul (magnitudine) cât și direcție și sens, precum și punct de aplicare. Vectorii pot fi adunați, sau pot fi descompuși în componente (figura 1.4).

Fig 1.4 Reprezentarea grafică a forțelor sub formă de vectori, având punct de aplicare (la nivelul bracketului), magnitudine (dată de lungimea săgeții) și direcție (dată de unghiul format de săgeată și planul ocluzal)

1.2.1 Magnitudinea (modul sau valoare scalară)

Unitatea de măsură pentru magnitudinea forței este gramul, deși din punct de vedere fizic, aceasta este incorectă. Pornind de la formula newtoniană a forței:
F=ma, forța reprezintă produsul masei, având unitatea de măsură kilogramul și accelerația, măsurată în m/s2. Deci unitatea de măsură corectă ar fi kg x m/s2 . De asemenea

1 kg x m/s2 = 1 Newton (N)

Însă, tradițional ortodonții folosesc gramul ca unitatea de măsură pentru forță, în loc de unitatea corectă și anume centiNewtonul (cN). Relația dintre grame și Newtoni este 1g=0.98 cN dar pentru ușurarea conversiei se folosește 1g=1 cN. Pentru facilitarea înțelegerii noțiunilor de biomecanică, în această carte se va utiliza gramul, ca unitate de măsură pentru forță.

În reprezentarea grafică a vectorilor forță, lungimea lor ne dă magnitudinea (figura 1.4).

1.2.2 Direcția și sensul forței

Forțele prezintă sens, direcție și punct de aplicare, pe lângă magnitudine. Direcția unei forțe este definită ca fiind linia de acțiune sau dreapta suport a vectorului. Sensul este reprezentat de vârful vectorului, în timp ce originea fiecărui vector este punctul de aplicare al forței respective (figura 1.4)

Fig. 1.5 Sistemul de coordonate cartezian

Direcția forței poate fi reprezentată printr-un unghi format de linia de acțiune (dreapta suport) și axa unui sistem de coordonate. Deci, pentru a putea preciza direcția unui vector forță, e nevoie de un sistem de coordonate corespunzător. Cel mai frecvent utilizat sistem de coordonate este cel cartezian (figura 1.5), având trei axe reciproc perpendiculare. Uneori, pentru ușurarea înțelegerii se pot folosi doar două axe. În mișcarea ortodontică, orientarea axelor de coordonate poate fi realizată în funcție de diferite zone și poate include planul ocluzal, planul de la Frankfurt etc. De exemplu în cazul aplicării unui elastic intermaxilar de clasa a II a, Burnstone precizează că, sistemul de coordonate corect ar trebui să includă planul sagital și vertical. Efectul forței aplicate va fi atât în sens vertical cât și sagital (figura 1.6).

Fig 1.6 Aplicarea unui elastic de clasa a doua va determina două forțe, unul vertical Fv și unul orizontal F0, coordonatele alese fiind planul ocluzal și cel vertical (după Burnstone)

Pentru a înțelege diferența dintre noțiunile mai sus prezentate în figura 1.7 este reprezentat un vector, forță, determinat de un element activ al unui aparat aplicat la nivelul suprafeței palatinale al unui incisiv. Linia de acțiune (sensul) este orizontală, direcția este antero-posterioară și magnitudinea va fi determinată de lungimea segmentului de dreaptă.

Fig. 1.7 Vectorul forță care acționează la nivelul suprafeței palatinale al unui incisiv prezintă: sens orizontal, direcția antero-posterioară și magnitudine de 100 g dată de lungimea săgeții.

Efectul unei forțe aplicate pe o direcție oarecare este același indiferent de punctul de aplicare al acesteia pe dreapta suport. Indiferent de locul în care este aplicată, direcția putând fi oricare, atâta timp cât forța este situată pe linia de acțiune, efectul ei este același. De exemplu, distalizarea unui canin poate fi realizată atât tracționând caninul dinspre distal (de exemplu cu ajutorul unui resort de tip closed coil spring) cât și prin aplicarea unei forțe dinspre mezial (de exemplu prin aplicarea unui resort de tip open coil spring) care va împinge caninul. Acest principiu este denumit ca fiind principiul translatării forțelor.

1.2.3 Operații cu vectori. Manipularea forțelor

Compunerea (adunarea) vectorilor forță

În multe situații clinice este nevoie de însumarea unui număr diferit de forțe sau de descompunerea lor în componente. De fapt, aceste forțe sunt vectori, ceea ce face posibilă atât adunarea, cât și scăderea lor.

Fig 1.8 Rezultanta obținută prin însumarea vectorilor forță situați pe aceeași linie de acțiune: a cu aceeași direcție, b cu direcție opusă

Adunarea vectorilor (figura 1.8 a) cu aceeași sens și situați pe aceeași linie de acțiune poate fi realizată prin însumarea algebrică a lor (F1+F2). Dacă sensul lor este opus (figura 1.8 b), se pot însuma folosind formula F1+-F2. Rezultatul obținut prin însumarea vectorilor forță este rezultantă. Adesea, clinicianul este nevoit să poată identifica rezultanta mai multor forțe care acționează pe o anumită componentă dentară. De exemplu, pentru a determina forța care acționează pe un incisiv (figura 1.9) la nivelul căruia s-au aplicat două catene elastice, una declanșând o forță de 150 g, iar celălalt de 300 g, pe aceeași linie de acțiune, dar în sens opus, putem utiliza formula mai sus menționată. Astfel:

(-150 g) + (+300 g) = +150 g

Fig 1.9 Două forțe acționând la nivelul incisivului în sens antero-posterior, dar în sens opus, se pot însuma obținând rezultanta

În cazul în care vectorii forță au aceeași punct de aplicare, dar direcții diferite, rezultanta lor poate fi obținută prin metoda paralelogramului. Această metodă ne arată că suma a doi vectori este dată de diagonala paralelogramului construit cu cei doi vectori ca laturi, având același punct de aplicație (figura 1.10).

Fig 1.10 Metoda paralelogramului pentru însumarea a doi vectori forță

Transpus în clinică, rezultanta forței a două elastice intermaxilare aplicate la nivelul unui canin (figura 1.11), care dezvoltă câte o forță F1 respectiv F2 nu poate fi obținută prin adunarea aritmetică a forțelor. Rezultanta lor este diagonala paralelogramului, iar direcția forței rezultante este diferită de vectorii inițiali. Astfel, cunoscând acest principiu, ortodontul poate alege un singur elastic intermaxilar (rezultanta forțelor) în locul utilizării, mai dificile pentru pacient, a două elastice diferite.

Fig 1.11 Însumarea, prin metoda paralelogramului, a forțelor F1 și F2 produse de două elastice intermaxilare care acționează asupra caninului dă rezultanta FR

O altă metodă de însumare a forțelor este cea a poligonului. Această metodă ne arată că vectorul sumă este linia de închidere a conturului poligonal construit cu vectorii componenți (figura 1.12).

Fig 1.12 Metoda poligonului de însumare a vectorilor forță. Rezultanta R1 obținută prin însumarea lui x cu y și R2 obținut prin însumarea lui R1 cu z

Adunarea unor forțe multiple poate fi realizată folosind metoda adunării a doi vectori. Astfel, se vor însuma doi vectori, apoi rezultanta lor cu următorul vector și așa în continuare.

Burnstone afirmă că folosirea metodelor geometrice (grafice) de a obține rezultantele forțelor sunt foarte utile în practica zilnică a unui medic ortodont. Ele sunt suficient de precise și ajută clinicianul în determinarea celui mai bun sistem de forțe sau în vizualizarea imediată a rezultatului aplicării unei forțe.

Descompunerea în componente

Orice vector se poate descompune într-un sistem de axe perpendiculare. Descompunerea este operația inversă compunerii și se realizează prin proiectarea vectorului rezultantă (FR ) pe cele două axe (x și y). Proiecțiile astfel obținute se numesc componente (Fx și Fy)(figura 1.13). Clinic, descompunerea unui vector în componentă poate fi utilă pentru a determina magnitudinea forțelor care acționează paralel sau perpendicular pe un plan.

Fig 1.13 Descompunerea forței FR în componentele Fx și Fy pe sistemul de coordonate x-y

Metoda analitică de determinare a rezultantelor

Calcularea rezultantelor poate fi făcută și prin metoda analitică utilizând funcții trigonometrice sau Teorema lui Pytagora.

În cele ce urmează va fi prezentată exemplificarea lui Burnstone cu privire la utilizarea funcțiilor trigonometrice pentru determinarea rezultantei a două forțe, dezvoltate de elastice de clasă asupra unui canin. În figura 1.14, de mai jos este reprezentată imaginea schematică a unui canin asupra căruia acționează 2 elastice intermaxilare de clasa a doua, unul lung, determinând o forță F1, de 300 g, respectiv un elastic scurt de clasa a doua, dezvoltând forța F2 de 100g . Magnitudinea și sensul rezultantei lor F3, poate fi obținut prin metoda analitică de calcul.

Fig. 1.14 Asupra caninului din imagine acționează două elastice de clasa a II a, unul scurt și altul lung dezvoltând forțele F1 și F2. Rezultanta lor este F3 după Burnstone

Etapele necesare pentru calcul sunt:

Etapa I: Descompunerea tuturor forțelor în componente utilizând sistemul de coordonate cartezian.

Se descompun forțele F1 și F2 în componente x și y, rectiliniare față de un sistem de coordonate reprezentat de planul ocluzal. Astfel, Fx este componenta orizontală a forței F, și Fy este componenta verticală a aceleiași forțe (figura 1.15 a).

a

b

c

Fig 1.15 Exemplificarea lui Burnstone de folosire a metodei analitice de determinare a unei rezultante: a descompunerea forțelor F1 și F2 în componente pe axa x-y, b însumarea tuturor componenetelor de pe axa x și y, c construirea unui nou triunghi din Fx și Fy cu rezultanta FR

Utilizând trigonometria,

Etapa II: Însumarea tuturor forțelor x și y

Toate forțele de pe axa x și y vor fi însumate după cum urmează (figura 1.15 b):

Etapa III: Desenarea unui nou triunghi utilizând valorile Fx și Fy calculate anterior (figura 1.15 c).

Etapa IV: Calcularea magnitudinii și direcției rezultantei.

Se va folosi teorema lui Pitagora pentru calcularea magnitudinii rezultantei:

=

Se va folosi funcția tangenta pentru calcularea direcției ( unghiului):

De exemplu, în cazul unor forțe F1= 300 g și F2= 100 g, având direcția din figura 1.14, calcularea se va face astfel:

Etapa I :

Etapa II:

Etapa III: Se va desena triunghiul, în funcție de coordonatele x și y ale rezultantei

Etapa IV:

= = 391 g

adică

Deși, extrem de complicate la prima vedere, aceste noțiuni prezintă aplicații clinice relevante. Descompunerea forțelor în componentele lor lineare sunt utile pentru plănuirea sistemului de forțe necesar obținerii efectului ortodontic.

1.2.4 Centrul de rezistență

Centrul de rezistență poate fi definit ca fiind punctul matematic în care poate fi concentrată întreaga rezistență la deplasare sau altfel spus punctul la nivelul căruia forța aplicată va determina o deplasare lineară, fără rotații. Pentru un obiect liber în spațiu, centrul de rezistență este identic cu centrul de greutate. Teoretic, centrul de rezistență al unui dinte este este situat la nivelul rădăcinii, însă depinde de morfologia și lungimea rădăcinii, de numărul de rădăcini precum și de nivelul osului alveolar. Stabilirea exactă a centrului de rezistență în cazul dinților este destul de dificilă, însă, studii analitice au determinat ca fiind situat la o treime distanță de la nivelul joncțiunii amelocementare și apexul radicular, în cazul dinților monoradiculari, normal implantați. În cazul molarilor, centrul de rezistență este situat în apropierea furcației radiculare, cu 1-2 mm apical (figura 1.16). Alte studii au ajuns la concluzia că centrul de rezistență este situat la aproximativ 24% până la 35% din distanță față de marginea alveolară.

Fig 1.16 Centrul de rezistență al dinților monoradiculari și pluriradiculari

Centrul de rezistență este confundat câteodată cu centrul de masă. Centrul de masă este un punct de echilibru al unui obiect aflat în spațiu, sub efectul gravitației. Dinții sunt însă structuri aflate în osul alveolar și susținute de parodonțiu.

Poziția centrului de rezistență este influențată de resorbția radiculară sau boala parodontală. În cazul resorbției osului alveolar susținător, centrul de rezistență se mută spre apical, iar acest lucru prezintă repercursiuni asupra biomecanicii aplicate (figura1.17).

Fig 1.17 Centrul de rezistență al dinților se mută înspre apical în cazul resorbției osului alveolar

1.2.5 Centrul de rotație

Centrul de rotație este considerat punctul la nivelul căruia se produce rotația propriu zisă atunci când se aplică forța. Poziția acestui punct depinde de sistemul de forțe aplicat la nivelul dintelui, adică raportul moment/forță. (Prin aplicarea forței sau a cuplului de forțe se poate controla poziția centrului de rotație.) În continuare vor fi definiți termenii : momentul forței și cuplul de forțe.

1.3 Momentul forței. Cuplu de forțe

Pentru a putea determina corect punctul de aplicare și efectul unei forțe rezultante în funcție de centrul de rezistență și de magnitudinea acestuia este nevoie de înțelegerea și calcularea momentului acelei forțe.

1.3.1 Momentul forței

Este definit ca fiind produsul dintre forța aplicată și brațul forței (distanța de la punctul aplicării forței și centrul de rezistență). Mai simplu, momentul este tendința unui corp (de exemplu dinte) de a se roti în jurul unui punct sau axe perpendiculare pe un anumit plan. Unitatea de măsură corectă o reprezintă cN·mm, însă, în ortodonție unitatea de măsură este gram x mm.

Dacă forța aplicată unui obiect nu trece prin centrul de rezistență, va fi creat un moment al forței care, pe lângă translație va tinde să producă și o rotație a obiectului. În cazul dinților, forța aplicată la nivelul coroanei dentare prin intermediul brackeților va determina și o rotație a dintelui în jurul centrului de rezistență.

Unde,

M- momentul forței

F- forța

d- brațul forței

Cu cât forța este aplicată mai aproape de centrul de rezistență, mișcarea va fi predominant de translație, în timp ce o distanță mai mare va genera o rotație mai mare. În ceea ce privește semnul momentului forței, acesta va fi pozitiv dacă momentul va provoca o rotație în sens orar și negativ dacă rotația va fi în sens antiorar. Momentul forței este reprezentat grafic sub forma unei săgeți curbe.

O exemplificare clasică, dată de Burnstone, a momentului forței o reprezintă cea a unei chei fixe folosite pt înșurubarea unui șurub (figura 1.18). Forța de 100g este aplicată perpendicular pe șurub, la o distanță de 10mm. În acest caz, momentul va fi de 1000gmm (10100).

Fig 1.18 Exemplificarea lui Burnstone a momentului forței.

Momentul forței în cazul dinților afectați parodontal

După cum s-a menționat anterior, centrul de rezistență al unui dinte depinde de lungimea, numărul, morfologia rădăcinilor și de nivelul osului alveolar. În resorbția radiculară, lungimea rădăcinilor se reduce, ceea ce determină deplasarea centrului de rezistență mai spre ocluzal. În celălalt sens, în resorbția osului alveolar de susținere, centrul de rezistență se mută spre apical (figura 1.17).

Acest aspect are importanță majoră în cazul tratamentului ortodontic al adulților, unde problemele parodontale sunt frecvente. Distanța (d) dintre bracket și centrul de rezistență crește, astfel, va crește și raportul M/F. Pentru a menține raportul M/F, Nanda recomandă două opțiuni:

Bracketul se colează mai spre gingival, însă, riscul este ca baza acestuia să nu se adapteze perfect la suprafața coronară. De asemenea, alinierea prin inserarea unui arc ortodontic poate fi îngreunată.

Se reduce momentul, se crește forța sau o combinație a celor două. Clinic, momentul aplicat asupra unui bracket este perfect predictibil numai dacă se folosește un segment de arc. Momentul dezvoltat de o îndoitură antitip sau torque, nu poate fi măsurat cu precizie. Astfel e destul de greu de ajustat momentul, fiind mult mai ușoară și practică modificarea forței.

Braun și colaboratorii au realizat un studiu în urma căruia au determinat coeficientele momentelor și forțelor în cazul diferitelor pierderi de suport alveolar osos (tabelul I).

Tabelul I. Valoarea forțelor și momentelor care pot fi aplicate dinților cu afectare parodontală (după Braun)

1.3.2 Cuplul de forțe

Cuplul de forțe este definit ca fiind două forțe egale ca magnitudine dar de sens opus. Rezultatul aplicării unui cuplu de forțe va determina o mișcare de rotație pură, întrucât efectul de translație este anihilat.

Pentru a înțelege conceptul de cuplu de forțe, Burnstone propune exemplul unui șurub asupra căruia acționează 2 forțe. În figura 1.19 este reprezentarea grafică al sistemului. La nivelul șurubului acționează două forțe paralele, de aceeași magnitudine (50 g) dar de sens opus, la distanța de 20 mm unul față de celălalt. Rezultanta forțelor este 0, deci șurubul nu ”simte” nici o forță. Momentul este egal în acest caz cu 1000gmm (50g 20 mm) și va produce o rotație pură. Acest moment special se numește cuplu de forțe. Cuplul de forțe va acționa ca un vector liber, adică, indiferent de punctul de aplicare, efectul va fi același. De asemenea, magnitudinea forței poate fi schimbată, dar efectul va fi același ( 100g 10 mm= 1000gmm).

a b

Fig 1.19 Două forțe egale dar de sens opus care nu se situează pe aceeași linie de acțiune produc un cuplu de forțe; a momentul forței este de 1000 gmm, b momentul este tot de 1000 gmm pentru că a fost modificată magnitudinea forței și distanța (după Burnstone)

1.4 Sistemul forțelor echivalente

Forțele interschimbabile sunt denumite forțe echivalente. Transpus în ortodonție, aceste forțe vor avea același efect asupra dinților sau arcadelor. Principiul de echivalența Newtoniană spune că, indiferent de locul aplicării forței, două sisteme de forțe sunt echivalente, atunci când suma forțelor este egală și suma momentelor, în jurul oricărui punct arbitrar sunt egale.

Exemple de forțe echivalente sunt și cele ale rezultantei forțelor echivalente cu forțele componente.

Transpus clinic, forța aplicată la nivelui unui incisiv care se dorește să fie deplasat, printr-o mișcare de translație spre lingual poate fi aplicată:

La nivelul centrului de rezistență, dar acest lucru este practic foarte greu de realizat datorită condițiilor anatomice, sau

La nivelul bracketului situat pe suprafață vestibulară a coroanei incisivului, doar că, în acest caz forța va determina un moment în sens orar, efectul fiind de tipping a dintelui înspre palatinal și nu de translație. Pentru a obține totuși translația și nu tippingul va trebui adăugat un moment secund egal cu primul, dar de sens opus, adică în sens antiorar (figura 1.20)

Fig 1.20 Sistemul forțelor echivalente: a translația pură obținută prin aplicarea forței la nivelul centrului de rezistență al incisivului, b aplicarea forței la nivelul coroanei determină un moment M1 , c pentru obținerea translației este nevoie de adăugarea unui moment M2 de sens opus față de M1

Astfel, pentru a obține un efect biomecanic, pot fi aplicate mai multe forțe, respectiv momente.

1.5 Fricțiunea

Fricțiunea reprezintă un termen extrem de dezbătut și controversat în ortodonție, și este considerat atât benefic, cât și dăunător tratamentului ortodontic. Înțelegerea fricțiunii și a fenomenelor asociate cu aceasta sunt necesare pentru a-i delimita rolul în biomecanică și totodată, pentru a îmbunătăți un aparat ortodontic folosit sau dezvoltarea de noi sisteme.

Fricțiunea este definită ca fiind rezistența dezvoltată la nivelul interfeței a două obiecte cu sau fără mișcarea de glisare a unuia în raport cu celălalt. Fricțiunea poate fi de mai multe feluri:

Fricțiune statică: definită ca forța necesară deplasării unui obiect aflat într-o stare statică

Fricțiunea kinetică sau dinamică: fricțiunea existentă la nivelul unor suprafețe aflate în mișcare

Fricțiunea de rulare sau rostogolire: implică prezența roților și nu este relevantă aparatelor ortodontice.

Pentru a înțelege fricțiunea din punct de vedere fizic, este nevoie de exemplificarea ei. Nanda propune următorul exemplu: să presupunem prezența unui obiect (cutie) pe un alt obiect (birou). Cutia exercită o forță (Fc) egală cu masa lui asupra biroului, în timp ce biroul exercită asupra cutiei o forță (Fb) de aceeași magnitudine dar de sens opus (figura 1.21). Forța Fc este rezultatul unui număr mare de vectori forță distribuiți pe suprafața cutiei. Dacă structura obiectului este omogenă, vectorii forță vor fi distribuiți egal pe suprafața acestuia, astfel încât rezultanta va fi localizată la nivelul centrului geometric al acestuia. La fel este valabil și pentru obiectul birou și forța Fb.

Fig 1.21 Exemplificarea fricțiunii: a Fc forța exercitată de cutie asupra biroului, Fb forța exercitată de birou asupra cutiei; b f forța fricțională care trebuie învinsă pentru a putea deplasa cutia după aplicarea unei forțe P (după Nanda)

În momentul în care asupra obiectului acționează o forță (P) pe care o deplasează dinspre stânga la dreapta, magnitudinea, direcția și punctul de aplicarea al forței Fb se schimbă, schimbându-se și distribuția omogenă a cutiei. Cauza acestei modificări o reprezintă rugozitatea suprafeței de contact. Presupunând că suprafața de contact este lipsită de fricțiune și aflată într-un vid, la aplicarea forței P, conform principiului I a lui Newton, nu s-ar produce nici o modificare în caracteristicile forței Fb. În condițiile unei suprafețe rugoase, Fb nu va determina deplasarea imediată a obiectului, datorită prezenței forței fricționale (f-o rezistență care trebuie învinsă). Această rezistență este egală ca magnitudine cu P dar de sens opus și va crea o rezultantă R.

Când forța P crește până la un punct critic, forța fricțională f va atinge valoarea maximă (f max). În momentul în care P depășește limita maximă, cutia va începe să se miște. Cutia se modifică din starea de repaus în cea dinamică și f va scade, devenind din static f dinamic.

Valorile f max și f dimanic, depind de masa obiectului (Fc) și coeficientul de fricțiune de la nivelul suprafețelor în contact.

Astfel, raportul dintre Fc și f, este coeficientul de fricțiune (), care poate fi static (s) sau dinamic (d). Coeficientul static este mai mare decât cel dinamic, și are importanță majoră în terapia ortodontică pentru că o mare parte a forței aplicate este folosită pentru contracararea acestui coeficient de fricțiune static.

Forța fricțională este, deci, direct proporțională cu forța cu care cele două suprafețe sunt presate una spre cealaltă și depinde de natura suprafeței de contact. În ortodonția clinică fricțiunea este importantă mai ales la nivelul interfeței bracket-arc, și are o dublă natură, mecanică și moleculară, interesând piesele pe o anumită profunzime.

În timpul tratamentului ortodontic, fricțiunea apare, de obicei în momentul alunecării unui dinte (prin bracketul poziționat pe suprafața lui) de-a lungul unui arc ortodontic, deși fricțiune există în toate situațiile în care arcul vine în contact cu o suprafață.

Cel mai bun exemplu pentru descrierea fricțiunii îl reprezintă mișcarea de distalizare a caninului, prin mecanica de alunecare, în cazul extracției de premolar prim (figura 1.22). Înainte de distalizare, între bracketul caninului și arcul ortodontic este o relație pasivă (arcul stă relativ pasiv în slotul bracketului). După Burnstone, se produc următoarele modificări:

În plan sagital: în momentul aplicării unei forțe de tracțiune dinspre distal, dintele se înclină spre distal, aripioara mezială a bracketului dezvoltând o forță spre inferior asupra arcului, iar cea distală spre superior, ambele creând un moment M1 în sens orar. Arcul deformat din bracket va determina un moment M2 de sens invers (antiorar). Deformarea arcului este proporțională cu rigiditatea lui, astfel, pentru un arc de rigiditate crescută, ca de exemplu SS, deformarea este redusă. Creșterea unghiului dintre slotul bracketului și arc determină creșterea forței fricționale în mod proportional. M2 reprezintă momentul care va determina uprighting-ul dintelui înclinat și implicit deplasarea lui spre distal.

Fig 1.22 Fazele distalizării caninului în plan sagital după Nanda

Mișcarea de distalizare prin mecanica de alunecare este realizată prin asemenea mișcări de tipping-uprighting. Pornind de la această explicație, concluzia este că:

O înclinare excesivă a dintelui, (o angulație crescută la interfața bracket-arc) duce la creșterea adeziunii (binding) la această interfață

O forță de distalizare excesivă duce la deformarea arcului. Ambele fenomene fiind responsabile de o distalizare îngreunată a caninului.

În plan transversal, aceeași forță aplicată determină o rotație a dintelui în sens distopalatal (orar), fiind urmat de un moment în sens invers (antiorar)(Figura 1.23).

Fig 1.23 Fazele distalizării caninului în plan transversal după Nanda

Astfel, conform explicațiilor lui Nanda, în momentul distalizării caninului, forța fricțională apare în cel puțin 6 puncte: între arc, bracket și ligaturi, ceea ce face ca fenomenul fricțional să fie impredictibil clinic.

În practica ortodontică de zi cu zi, cantitatea fricțiunii este dependentă de o serie de factori, printre care materialele folosite, rugozitatea suprafețelor și nu numai de magnitudinea forței folosite. În continuare vor fi prezentați factorii care influențează fenomenul de fricțiune dintre arc și bracket în cursul deplasării dentare.

1.5.1 Brackeții ortodontici

Caracteristicile brackeților care influențează fricțiunea sunt următoarele:

Materialul folosit pentru confecționare

Conform studiilor, dintre materialele folosite pentru fabricarea brackeților, policarbonatul și ceramica dezvoltă cea mai mare fricțiune, datorită rugozității de suprafață. Pentru a contracara acest dezavantaj, producătorii au introdus brackeții estetici cu slot metalic, știut fiind faptul că brackeții din oțel inoxidabil au fricțiunea cea mai scăzută.

Pentru brackeții de ceramică, alumina mono și cea policristalină sunt materialele cele mai folosite. Ambele materiale au determinat leziuni sub forma zgârieturilor pe suprafața arcurilor ortodontice vizibile la analiza elementară cu raze X, ceea ce a determinat producătorii la prelucrarea mai atentă a suprafeței lor. Cu toate acestea, ambele materiale (alumina mono și policristalină) prezintă proprietăți fricționale asemănătoare.

Modul de fabricare

Fricțiunea brackeților obținuți prin frezare este mai mare decât al celor fabricați prin turnare sau sinterizare. Explicația constă în rugozitatea crescută de la nivelul slotului celor frezați, demonstrată prin studii de microscopie electronică și optică.

Lățimea bracketului

Există numeroase studii controversate legate de fricțiunea dezvoltată de brackeții de lățime diferită. De asemenea, mulți clinicieni cred că, brackeții de lățime mai redusă dezvoltă fricțiune mai mică la interfața lor. Această percepție este greșită, în special în condițiile în care, așa cum s-a văzut la explicațiile fricțiunii din punct de vedere fizic, forța fricțională este direct proporțională cu masa obiectului și dependentă de suprafața de contact (cutia de pe birou va dezvolta aceeași fricțiune indiferent de așezarea lui pe lățime sau pe lungime).

Burnstone atestă faptul că diferența care apare la brackeții de lățime redusă ține de faza inițială a distalizării. În această fază a mecanicii de alunecare, jocul (libertatea de mișcare) la nivelul arcului este mai mare, ceea ce determină o rotație și o înclinare mai mare a dintelui în faza inițială de distalizare și creează impresia unei distalizări mai rapide. În fazele ulterioare, de redresare (uprighting), fricțiunea la nivelul lor este mai mare decât în cazul celor de lățime mai mare.

1.5.2 Modul de ligaturare

Tipul de ligaturi folosite în mecanica de alunecare este extrem de important (figura 1.24). În momentul inserării unui arc pasiv în slotul brackeților, ligatura sau sistemul de închidere al bracketului (în cazul celor autoligaturante) va ține arcul în slot, neexercitând nici o forță adițională asupra arcului. În cazul în care ligatura sau sistemul de închidere determină o forță perpendiculară pe arc, această forță va determina creșterea forței fricționale și adesea îngreunarea sau chiar împiedicarea alunecării bracketului pe arc. Astfel, spre deosebire de ligaturarea clasică, cu ligaturi de sârmă sau elastice, în cazul sistemelor autoligaturante active sau pasive, fricțiunea dezvoltată de sistemele de închidere poate fi mai bine controlată, condiția esențială fiind de a permite transmiterea forțelor spre bracket. Dezavantajul ligaturilor de sârmă îl reprezintă dificultatea de a le controla gradul de strângere și implicit forța dezvoltată de ele. În cazul în care nu sunt strânse suficient, determină jocul arcului în slot, sau în situația inversă împiedică alunecarea lui. Ligaturile elastice au dezavantajul degradării lor în timp ceea ce îngreunează menținerea la un nivel constant a forței de ligaturare.

Fig 1.24 Diferitele tipuri de ligaturi și arcuri influențează fricțiunea.

1.5.3 Arcurile ortodontice

Caracteristicile arcurilor (figura 1.24) care influențează fenomenul de fricțiune sunt:

Dimensiunea și secțiunea arcului

Este demonstrat științific că, forțele fricționale cresc odată cu creșterea dimensiunii arcului și sunt mai mari în cazul celor rectangulare decât rotunde. Arcurile de dimensiune redusă prezintă o mai mare liberatate de mișcare în slotul brackeților, implicit o fricțiune scăzută și o prelungire a fazei inițiale de distalizare.

Materialul folosit pentru fabricare

Ordinea crescătoare a fricțiunii arcurilor în funcție de materialul folosit pentru fabricare este: SS, crom-cobalt, NiTi și Beta Ti. Creșterea rugozității de suprafață duce, implicit la creșterea fricțiunii, astfel arcurile de Beta Ti sunt cele mai neomogene din punctul de vedere al topografiei de suprafață. Pentru a modifica această suprafață, producătorii folosesc procedee de imersie de ioni pe suprafața arcurilor care determină scăderea rugozității de suprafață.

Prezența salivei pe suprafața lor

Studiile legate de rolul salivei în fenomenele fricționale sunt controversate. Unii autori nu au găsit nici o diferență între fricțiunea arcurilor folosite în prezența salivei umane sau în absența ei. Alții au obținut forțe fricționale mai mici numai în cazul arcurilor de Beta Ti și NiTi, în timp ce SS și crom-cobaltul nu și-au modificat proprietățile.

Lungimea și rigiditatea arcului

Lungimea arcului este dependentă de distanța interbracketară. Cu cât crește această distanță, cu atât va scădea rigiditatea arcului. Scăzând rigiditatea, rotația și înclinarea arcului în prima fază a distalizării crește, dar și redresarea dintelui în fazele ulterioare se prelungește. Creșterea diametrului arcului determină creșterea rigidității arcului și ar putea fi o soluție, deși în acest caz, se reduce libertatea de mișcare în slot (clearance-ul) și forța fricțională crește între slot și bracket. Astfel, majoritatea autorilor recomandă o diferență de 0.002 inch între dimensiunea slotului și cel al arcului. În cazul folosirii brackeților cu slot de 0.018 inch, distalizarea caninului fiind recomandată să fie făcută pe arc de 0.016×0.022 inch.

1.5.4 Forța ortodontică

Așa cum a fost explicat mai sus, principala cauză a fricțiunii în timpul distalizării caninului o reprezintă aplicarea unei forțe la nivelul bracketului, fără ajutorul căruia deplasarea dentară nu ar avea cum să se producă. Întrucât linia de acțiune al acestei forțe nu trece prin centrul de rezistență al caninului, se va produce tippingul spre distal al dintelui. O metodă de reducere a fricțiunii ar fi plasarea forței mai aproape de centrul de rezistență, spre apical, cu ajutorul unor cârlige sau atașamente. Dezavantajul acestora se datorează iritațiilor gingivale și retențiilor alimentare pe care le produc.

1.5.5 Unghiul dintre bracket și arc

O importanță semnificativă în fenomenul fricțiunii o reprezintă unghiul dintre bracket și arcul inserat. Raportul este direct proporțional, cu cât valoarea unghiului este mai mare cu atât fricțiunea este mai mare. Astfel, distalizarea caninului, realizat fără ca alinierea și nivelarea să fie făcute sau în cazul în care este inserat un arc subțire deformat duce la creare unor momente mari și implicit fricțiuni mari. Tentativa de distalizare în acest caz va determina pierderea ancorajului.

Pentru a înțelege mai bine fenomenele fricționale care apar în timpul distalizării caninului Burnstone dă următorul exemplu:

În figura 1.25 este reprezentat grafic caninul asupra căruia acționează o forță de distalizare de 200 g. Se va calcula forța fricțională aplicând formula

Unde M momentul,

W lățimea bracketului,

Presupunând că valoare coeficientului de fricțiune este 0.2, lățimea bracketului este de 4 mm, iar raportul M/F = 6 dinspre vestibular și M/F= 4 dinspre ocluzal, se obține:

Astfel, suma totală a forțelor fricționale care acționează la nivelul bracketului fiind de:

a b

Fig 1.25 Forțele fricționale care acționează asupra unui canin în momentul distalizării: a dinspre vestibular, b dinspre ocluzal (după Burnstone)

c d

Fig 1.25 Forțele fricționale care acționează asupra unui canin în momentul distalizării: c fricțiunea dată de ligatură, d forța fricțională totală (după Burnstone)

Este nevoie deci de o forță aplicată de 500g pentru a obține o forță efectivă de 200g.

Kusy și colaboratorii au definit fricțiunea care intervine în timpul mișcării de alunecare, după următoarea formulă:

Unde: RS- rezistența la frecare (friction resistance), adică forța netă care împiedică deplasarea dentară

FR- frecarea clasică (classical friction)

BI- forța de adeziune (binding)

NO- defecte ale suprafețelor (crestături) (notching)

Această abordare a fricțiunii din timpul mișcării ortodontice diferă de abordarea clasică în care

Unde: µ este coeficientul de frecare, Fnormală forța normală, perpendiculară pe suprafața de contact.

Conform acestei abordări, în biomecanica ortodontică joacă un rol major interacțiunea dintre proprietățile mecanice ale arcului, proprietățile de frecare și cele de suprafață ale arcului și slotului bracketului.

Kusy explică complexitatea fenomenelor care trebuie luate în calculul forței de frecare dezvoltate la nivelul interfeței dintre bracket și arc, el nefiind de acord cu formula de calcul clasică a forței fricționale. Factori, cum ar fi imbricarea suprafețelor și defectele crestale ale suprafețelor modifică semnificativ valoarea forțelor fricționale, iar forța necesară învingerii fricțiunii suplimentare determină creșterea acestor parametrii.

Pornind de la noțiunile expuse anterior, Burnstone a formulat câteva recomandări pentru eficientizarea închiderii spațiului și distalizarea caninului prin mecanica de alunecare, respectiv reducerea fricțiunii în această etapă:

Folosirea unor cârlige care permit alicarea forței de distalizare mai apical, deci mai aproape de centrul de rezistența al dintelui și implicit reducerea momentelor antitip și antirotaționale

Tot cu scopul de a elimina momentele rotaționale, pot fi aplicate la nivel caninului, lingual, catene elastice sau resorturi auxiliare

Folosirea unui arc secundar, cu buclă de activare, care va controla distalizarea, minimizând rotația și tippingul

Folosirea unui arc transpalatal cu scopul de a împiedica rotația mezială a dinților posteriori (de sprijin) în retracția en masse a grupului frontal.

Evitarea mecanicii de alunecare prin folosirea buclelor pentru retracție poate fi o alternativă, însă, în acest caz vor fi necesare îndoiturile antitip și antirotaționale introduse în arcul utilizat.

Închiderea spațiilor poate fi realizată, în conclzie, prin :

Mecanica de alunecare, adică folosind sisteme cu fricțiune

Sisteme fără fricțiune sau mecanica segmentară, cu bucle de închidere.

În tabelul II sunt prezentate avantajele și dezavantajele fiecăuia dintre cele 2 sisteme.

Tabelul II. Comparație între sistemele cu fricțiune și cele fără fricțiune

Astfel, fricțiunea reprezintă un element esențial în biomecanica ortodontică, iar modificarea forțelor fricționale poate fi determinată de variațiile topografiei de suprafață ale arcurilor.

1.6 Ancorajul

Termenul de ancoraj, în ortodonție este definit ca fiind rezistența necesară opririi mișcărilor dentare nedorite. Conform principiul acțiunii și reacțiunii a lui Newton: când un corp acționează asupra altui corp cu o forță (numită forță de acțiune), cel de-al doilea corp acționează și el asupra primului cu o forță (numită forță de reacțiune) de aceeași mărime și de aceeași direcție, dar de sens contrar. În plan ortodontic acest principiu se traduce prin deplasari dentare atât la nivelul dinților asupra cărora se aplică forța dar și la nivelul celor utilizați ca ancoraj.

Există două tipuri de ancoraj: natural și mecanic.

Ancorajul natural

Este reprezentat de unitățile dentare, mușchi și oase. Un dinte lat și lung, cu o arie mare a suprafeței radiculare are o valoare de ancoraj mai mare decât un dinte scurt cu o arie redusă a suprafeței radiculare. Similar, valoarea ancorajului unui grup dentar cu o arie a suprafeței radiculare mare este mai mare decât a unui grup dentar cu arie a suprafeței radiculare redusă. D.Clark Freeman, asociind ideea de ancoraj la suprafața proiectată pentru fiecare dinte, a stabilit o medie a suprafețelor radiculare în milimetri pătrați (Tabelul III).

Tabelul III. Valorile unității de ancoraj dentare în mm pătrați (după Clark )

Jarabak atribuie și el valori ghid pentru fiecare dinte: pornește de la valoarea minimă 1, atribuită incisivului central inferior și valoarea maximă 10 pentru primul molar inferior (Tabel IV).

Deci dinții posedă o valoare de ancoraj, adică o valoare de rezistență oferită de os, valoare care variază în funcție de fibrele de colagen prezente în ligament, de capacitatea osului alveolar și a ligamentului de a se reforma, de nutriție și echilibrul hormonal.

Tabel IV. Valorile de ancoraj dentare (după Jarabak)

În practică, este imposibilă determinarea precisă a suprafeței radiculare a unui dinte sau a dinților care asigură ancorajul. Este important însă a sublinia faptul că, ceea ce ne interesează din punct de vedere al ancorajului, este aria porțiunii radiculare, care este susținută de osul alveolar.

Dinții afectați de boală parodontală, dinții cu rădăcini scurte, vor oferi un ancoraj redus ca și valoare. Când se aplică forțe excesive, care depășesc cu mult valoarea forței optime, rata de deplasare dentară se reduce. Forțele grele produc mai degrabă subminarea osului alveolar, decât resorbția acestuia, iar deplasarea dinților este încetinită și neregulată. Dacă se recurge la aplicarea unor forțe de intensitate ridicată, în mod obligatoriu trebuie crescută și valoarea ancorajului.

Valoarea ancorajului este influențată într-o măsură considerabilă de distribuția presiunii la nivelul ligamentului periodontal. Distribuția presiunii este într-adevăr determinată de complexitatea forței aplicate – în mod special, fie că este vorba de o singură forță aplicată la nivelul coronei dintelui, fie că este vorba de un cuplu de forțe. Când o forță de o magnitudine apropiată se aplică asupra dintelui în unghi drept cu axul lung al dintelui și nu există nici o restricție care să se opună deplasării dintelui, dintele respectiv se va apleca în direcția de aplicare a forței.

Încă de la inițierea conceptului de ancoraj, ortodonția s-a ocupat îndeosebi de importanța menținerii ancorajului, iar efectele adverse frecvente ale forțelor de reacțiune au constituit o importantă problemă pentru specialiști. Au fost imaginate diferite dispozitive de ancoraj, fiecare cu avantajele și limitele sale: auxiliare de ancoraj, Headgear, mecanica sectorială, mecanica arcului auxiliar, miniimplante, etc.

Tipuri de ancoraj

Ancorajul ortodontic poate fi obținut prin mai multe moduri:

ancoraj extraoral ( Headgear sau mască facială)

aparate ortodontice intra-orale, numite auxiliare de ancoraj (arc transpalatinal, arc lingual, dispozitiv Nance, lip-bumper)

modificări ale unor dispozitive intraorale fixe (torque radicular vestibular, tip-back)

suport de la dinții arcadei opuse (elastice intermaxilare de Clasa a II-a, Clasa a III-a)

ancoraj scheletal (implanturi dentare, mini-plăcuțe, mini-șuruburi)

Un ancoraj stabil, osos, poate fi obținut utilizând miniimplanturile sau minișuruburile. Celelalte mecanisme care se bazează pe dinți oferă un ancoraj relativ, deoarece forțele reciproce pot afecta dinții care nu trebuie deplasați, iar auxiliarele de ancoraj presupun confecționarea acestor dispozitive în laborator, sau adaptarea lor, dacă sunt prefabricate.

1.6.1 Ancoraj extraoral

Dispozitivele extraorale precum headgear sau masca facială conferă ancoraj de la nivelul structurile craniene externe (de exemplu: zona occipitală, frontală, mentonieră). Conceptul headgear a fost demonstrat de Kingsley în 1866. Cel mai comun tip de headgear utilizat astăzi pentru distalizarea sau stabilizarea molarilor primi maxilari este atribuit lui Kloehn. Pentru stabilizarea molarilor este necesară o forță de aproximativ 200 g, însă mai importantă este durata de acțiune a acestor forțe, minim 12 ore pe zi.

Masca facială Delaire utilizată ca ancoraj pentru protracția maxilarului folosește suportul oferit de osul frontal și menton. Acest tip de ancoraj nu are efecte adverse asupra altor unități dentare, însă este dependent de complianța pacienților, care în general au o vârstă mică sau medie.

1.6.2 Dispozitive de ancoraj intraorale

Bara Gosgarian

Bara Goshgarian sau arcul transpalatal este auxiliarul de elecție folosit la arcada maxilară, datorită multiplelor avantaje, cât și prețului de cost relativ scăzut, aparatul fiind realizat în laboratorul de tehnică dentară. Bara transpalatinală a fost introdusă a fost introdusă de Gosgarian pentru a asigura ancorajul necesar în cadrul tratamentelor ortodontice. Cetlin și TenHoeve au modificat-o într-un aparat care se poate mobiliza ușor din cavitatea bucală (figura 1.26). În ceea ce privește biomecanica arcului transpalatal (barei Gosgarian) precum și modul lui de activare pentru obținerea diferitelor tipuri de deplasări dentare, acestea sunt descrise în subcapitolul VI.4.

Fig.1.26 Bara Gosgarian

Arcul Nance

Stabilizează molarii maxilari în raport cu palatul dur. Deși acest dispozitiv a fost conceput inițial pentru a preveni migrarea mezială a molarilor superiori, el a fost folosit și ca dispozitiv de ancoraj independent de complianța pacienților pentru retracția dinților anteriori în planurile de tratament ce implică extracția unor unități dentare. Dezavantajul acestui dispozitiv este datorat butonului acrilic care produce iritații ale mucoasei (figura 1.27).

Fig.1.27 Buton Nance (sursa www.northstardental.com)

Quad-helix

Este un arc palatinal de expansiune transverasală în formă de „W” care cuprinde patru bucle helicoidale care îi conferă elasticitate (figura 1.28). Este realizat din sârmă de 0.038”, fiind folosit pentru expansiunea arcadei maxilare (expansiunea anterioara, posterioara sau paralelă ) și pentru suplimentarea ancorajului (previne deplasarea molarilor).

Se poate fixa la inele metalice cu ajutorul clavetelor introduse în tubușoarele palatinale sau se sudează la inele caz în care activarea se face în cavitatea bucală.

Fig. 1.28 Quad-helix

Arcul lingual

Asemănător arcurilor transpalatinale, la mandibulă, pentru a preveni mezializarea molarilor inferiori atunci când se dorește retrudarea grupului frontal, a fost imaginat arcul lingual (figura 1.29). Arcul lingual este un aparat care realizează un ancoraj mediu, folosit pentru menținerea lungimii arcadei. Este destul de rigid și diminuează mezializarea molarilor permanenți. Se utilizează în general în etapa de tratament precoce. Este un aparat multifuncțional care poate fi utilizat pentru un ancoraj moderat în cazurile extracționiste, având și alte avantaje:

-menținerea leeway space-ului în cazul pierderii premature a dinților temporari

-controlul distanței intermolare

-suport pentru elemente auxiliare

Fig. 1.29 Arc lingual

Lip-bumper

Este un arc vestibular din oțel inoxidabil cu grosimea de 1mm, prevăzut cu o pelotă labială anterioară, folosit de obicei la arcada mandibulară (figura 1.30). Este indicat pentru suplimentarea ancorajului (în special în timpul utilizării elasticelor de clasa a II-a) prin aplicarea unei forțe distale asupra molarilor generată de presiunea exercitată de buza inferioară și deplasări ale molarilor spre distal sub acțiunea orbicularilor buzei inferioare.

Fig. 1.30 Lip-bumper(sursa www.northstardental.com)

1.6.3 Ancorajul oferit de torque-ul radicular vestibular

Modificările angulației rădăcinilor dinților au fost considerate baza ancorajului pentru multe decenii. Cea mai simplă metodă a fost tip-back bend situată mezial de primul molar (figura 1.31). Acest tip de ancoraj a fost preluat după ideea ancorării corturilor în nisip. Ancorajul dat de angulația spre vestibular a rădăcinilor molarilor se bazează pe principiul plasării rădăcinilor vestibulare în os cortical. Pe același principiu se bazează și plasarea rădăcinilor frontalilor în corticala orală.

Fig 1.31. Îndoituri de tip back bend folosite pentru suplimentarea ancorajului

Un alt mod de a obține ancoraj radicular este de a conecta mai mulți dinți prin ligaturi de sârmă, așa cum au sugerat Tweed și Merrifield.

1.6.4 Ancorajul intermaxilar

Având în vedere că forțele reciproce pot determina mișcări dentare nedorite, forțele intermaxilare pot ajuta în reducerea acestor efecte adverse. De exemplu, elasticele Clasa a II-a sau Clasa a III-a pot ajuta la protruzia sau retrudarea dinților. Din păcate, componenta verticală a forțelor intermaxilare poate provoca extruzia la nivelul ambelor arcade și/sau mișcări de mezializare sau distalizare la nivelul dinților arcadei opuse.

1.6.5 Ancorajul scheletal

Ancorajul scheletal este asigurat de implanturile dentare osteointegrate, de șuruburile chirurgicale de fixare, și de minișuruburile ortodontice, numite pentru prima dată de către dr. G. Anka dispozitive temporare de ancoraj. După Spyridon N și colaboratorii există mulți termeni care pot descrie sistemele de ancoraj suportate de țesutul osos, cum ar fi: sistem de ancoraj osos extradental intraoral, dispozitiv de ancoraj temporar, ancoraj osos, ancoraj scheletal, implant ortodontic, miniimplant, micro-implant, minișurub ortodontic, etc.

După Johnson și colaboratorii, implantarea poate fi definită drept transferul dintre un țesut neviu într-un sistem biologic; acest concept diferă de cel al transplantării, care se traduce prin transferul între două țesuturi vii.

În funcție de aria de implantare, implanturile sunt clasificate în:

endoosoase,

subperiostale

transosoase

De asemenea, în funcție de forma lor pot fi împărțite în:

implanturi tip șurub,

tip-lamă,

tip cilindru

În funcție de modalitatea lor de expunere implanturile pot fi:

Închise: sunt utilizate pentru fixarea scheletală

Deschise: în legatură cu mediul cavității orale.

Elemente de acțiune ale dispozitivelor de ancoraj ortodontic

Miniimplanturile pot fi folosite pentru a preveni mișcările dentare nedorite apărute ca urmare a aplicării forțelor ortodontice, așa cum susțin Baumgartel, Bauman și Petrey.

Alegerea ancorajului scheletal depinde de următorii factori, după Ludwig și Baumgaertel:

calitatea locală a osului

spațiul disponibil (îndeosebi în cazul inserției interradiculare)

grosimea mucoasei gingivale fixe.

Ancorajul scheletal poate fi clasificat în ancoraj direct și indirect.

a) Ancorajul direct (activ) se realizează prin aplicarea forței direct între implant și dinții care trebuie deplasați. Jong și colab. percep acest tip de ancoraj ca fiind o metodă mai facilă, realizându-se un control al mișcărilor dentare produse de forțele ortodontice.

Acesta se poate obține în condițiile respectării stricte a legii a treia a lui Newton: atunci când o forță este aplicată de la mini-implant direct la dinte, vor rezulta forțe secundare (acțiune și reacțiune). Astfel, o dată cu mișcarea dinților spre dispozitivul de ancoraj și miniimplantul poate suferi o deplasare în osul implantat spre direcția de aplicare a forței, tipul mișcării dentare dictând aria de implantare a șurubului ortodontic.

Dezavantajele ancorajului direct după Ludwing, Baumgaertel, Bowman,sunt:

Mecanica utilizată nu este ȋntotdeauna predictibilă și sigură, astfel ȋncȃt, se impune o monitorizare permanentă a tratamentului

Forțele aplicate asupra implantului sunt mai mari decȃt ȋn cazul ancorajului indirect, unde acestea sunt distribuite atȃt asupra implantului, cȃt și asupra unităților dentare, ceea ce poate avea efecte nedorite asupra țesutului de suport

Control tridimensional redus al forței

Avantajele ancorajului direct după Ludwing, Baumgaertel, Bowman, sunt :

Activare simplă

Mecanică eficientă

Ușor de ȋndepărtat din cavitatea orală

Pierdere de ancoraj rar întâlnită; deplasarea sau dezinserția miniimplantului fiind posibilă doar dacă forțele aplicate au fost prea mari sau dacă stabilitatea primară a implantului a fost deficitară.

În cazul ancorajului direct, miniimplantul este conectat direct cu unitatea dentară care trebuie deplasată. Acest lucru se realizează prin intermediul: catenelor elastice, brațelor de pârghie, resorturi de deschidere, resorturi de închidere (Ludwing, Baumgaertel, Bowman)

Catena elastică se aplică în general când există distanțe scurte între miniimplant și unitatea dentară. Dezavantajul acestui sistem este degradarea rapidă a materialelor elastice iar avantajul este aplicarea acesteia cu ușurință.

Brațul de pârghie se utilizează atunci când datorită unor factori locali nu se poate insera miniimplantul. Frecvent pentru a rezolva aceasta situație este necesar aplicarea de două miniimplante la distanță, pe care se vor atașa segmente de arc (de preferat rectangulare de oțel sau beta-Ti). Inserția acestui brat de pârghie se poate face fie în slot-urile miniimplantului sau prin fixare adezivă, la acesta.

Resorturile de deschidere necesită plasarea lor pe un arc continuu sau arc segmentat. Sunt dificil de aplicat și necesită modificări frecvente.

Resorturile de închidere confecționate din nichel-titan sunt superioare biomecanic atât resorturilor de deschidere cât și catenelor elastice. Atașarea la capul miniimplantelor se face cel mai frecvent cu ligaturi metalice din oțel (figura 1.32).

Fig 1.32 Resortul de tracțiune conecat la implantul ortodontic, și la tubușorul inelului ortodontic, prin intermediul unui arc parțial de tipul unui cȃrlig pentru a ȋnchide spațiul restant prin mezializarea molarului (după Ludwig și Wilmes)

b) Ancorajul indirect constă în folosirea indirectă a implantului pentru a stabiliza un dinte sau un grup de dinți atunci când nu este necesară mișcarea unităților dentare, creându-se astfel un  ancoraj implanto–dentar. În opoziție cu ancorajul direct, acest tip de ancoraj este foarte asemănător ca și concept cu ancorajul ortodontic tradițional: zona cu necesități crescute de ancoraj va fi stabilizată de un dispozitiv de ancoraj. În acest caz, dinții sunt deplasați în sens opus ancorajului implanto-dentar, având astfel avantajul că locul de implantare poate fi ales aproape independent de sensul de deplasare dorit.

Avantajele ancorajului indirect după Ludwing, Baumgaertel, Bowman,sunt:

Forțele aplicate asupra miniimplantului sunt, ȋn general, mai mici decȃt ȋn cazul ancorajului direct

Ușor de dezinserat

Eșecuri foarte rar ȋntȃlnite, fără necesitatea unei monitorizări permanente

Metodă simplă, mecanica convențională

Dezavantajele ancorajului indirect dupa Ludwing, Baumgaertel, Bowman,sunt:

Pierderea ancorajului și apariția unor mișcări dentare nedorite ( exemplu: migrarea mezială a premolarilor atunci cȃnd se dorește distalizarea molarilor )

Afectarea dispozitivelor poate trece neobservată de către pacient, ceea ce are ca rezultat pierderea totală a ancorajului

Se pot utiliza mai multe metode pentru construcția biomecanicii unui ancoraj indirect:

ligatură de sârmă ancorată la miniimplant și la tubușorul unui inel ortodontic, arc segmentat și resort de tracțiune (figura 1.33)

Fig.1.33 Ancorarea molarului cu ajutoul unei ligaturi de sârmă între inelul de pe molar și miniimplantul ortodontic, în vederea distalizării premolarului 2 maxilar

conectarea minimplantului cu arc segmentat și fixarea direct pe suprafața dentară prin tehnica adezivă (figura 1.34)

Fig.1.34 Arcul segmentar colat cu rășină compozită de caninul ce trebuie ancorat pentru a evita distalizarea acestuia (după Ludwig și Wilmes)

conectarea minimplantului cu arc transpalatal, quadhelix, etc (figura 1.35)

Fig.1.35 Arc transpalatal fixat de un miniimplant situat la nivelul suturii medio-palatine

conectarea minimplantului cu arc segmentat și tubușorul inelului ortodontic cu slot auxiliar

În ultimele două decenii, s-au făcut multe cercetări, pentru obținerea unui ancoraj scheletal eficient prin folosirea unei varietăți de mini-implanturi de titan (micro-șuruburi), implanturi palatinale și plăci sau mini-plăci cu șuruburi, care nu au necesitat osteointegrare. Articolele publicate au demonstrat că mini-implanturile și dispozitivele mici folosite pentru ancoraj sunt mult mai puțin invazive, au mai puține limitări anatomice, sunt ușor de poziționat și dezinserat, permit încarcare imediată, pot fi folosite și la copii, cu limitări legate de situația clinică și terenul pacientului, fiind, în general, mult mai bine suportate de pacienți.

Cap II Substratul biologic al deplasării dentare

Deplasarea dentară ortodontică este rezultatul aplicării unor forțe asupra dinților. Aparatele ortodontice aplicate de către clinicieni, produc aceste forțe, iar dinții și celelalte structuri ale sistemului stomatognat reacționează printr-un complex de mecanisme biologice, având drept rezultat deplasarea ortodontică. Forța ortodontică optimă induce un răspuns celular maxim, dar, în același timp trebuie să mențină stabilitatea tisulară. Pe de altă parte, forța nefavorabilă din punct de vedere ortodontic, determină apariția reacțiilor adverse și a afectărilor tisulare. Forțele aplicate pot, de asemenea, afecta procesele de apoziție și resorbție osoasă situate la distanță de punctul de aplicare al forței, în special la nivelul suturilor maxilare și al articulației temporo-mandibulare. Astfel, atât la nivelul elementelor structurale situate în punctul de aplicare al forței, cât și la nivelul celor aflate la distanță apar modificări tisulare ca urmare al răspunsului biologic generat.

2.1 Deplasările dentare fiziologice și substratul morfologic al acestuia

Elementele care sunt supuse remodelărilor tisulare în timpul deplasărilor ortodontice sunt: gingia, ligamentul periodontal, cementul alveolar și osul alveolar.

Reacția tisulară a elementelor de susținere dentară se produce și în timpul deplasărilor dentare fiziologice. Aceste mișcări dentare includ erupția dentară fiziologică cu dezvoltarea relațiilor ocluzale normale, precum și migrările dentare meziale. Erupția dentară fiziologică este un proces relativ scurt care se încheie în momentul stabilizării relațiilor ocluzale și se diferențiază de erupția dentară continuă, expresia adaptabilității dinților și a tesuturilor lor de susținere la modificarile fiziologice. Studii pe primate au demonstrat tendința mezializării continue a dentației. De asemenea, s-a observat că orice modificare a echilibrului ocluzal, rezultat ca urmare a pierderii dintelui vecin sau antagonist, induce deplasări dentare.

Aceste mișcări implică remodelări ale ligamentului periodontal, precum și ale osului alveolar. Activitatea celulară la nivelul ligamentului periodontal, este neuniformă, în sensul unei activități metabolice celulare crescute la nivelul osului alveolar față de cel de la nivelul cementului radicular. Activitatea osteoclastică se prezintă prin apariția unor lacune osoase asociate cu zonele de resorbție osoasă de-a lungul peretelui alveolar în direcția căruia se realizează deplasarea. Procesele de remodelare de la nivelul fibrelor parodontale nu sunt pe deplin cunoscute, dar apariția unei rețele de fibre de colagen de dimensiuni mici explică reorganizarea rapidă de la acest nivel.

Osul alveolar situat la polul opus zonelor de resorbție, este supus fenomenelor de apoziție osoasă, datorată activității celulelor osteoblastice cu depunerea substanței fundamentale osteoide nemineralizate și remineralizarea ei ulterioară. Sistemul ligamentar se caracterizează prin formarea de fibre noi colagenice dar și de înglobarea celor vechi în matricea osoasă.

La nivelul cementului alveolar s-au evidențiat fenomene de apoziție pe întreaga durată de viață a dintelui. Stratul precementar nemineralizat este de o importanță majoră în timpul deplasărilor dentare fiziologice, întrucât protejează suprafața radiculară împotriva posibilelor resorbții dentare.

Studii extinse ale dimensiunilor craniofaciale umane au demonstrate apariția unor modificări semnificative de-a lungul dezvoltării dar și în perioada de adult. Iseri și colab. utilizând marker metalici dezvoltați de Bjork, au studiat, pe teleradiografia de profil, erupția fiziologică continuă a incisivului central maxilar și a molarului prim. În studiu au fost incluse 14 fete de la 9 la 25 ani. Viteza de erupția a dinților studiați s-a redus gradat până la vârsta de 17-18 ani, urmat de o deplasare de 0.1-0.2 mm pe an.

Studiul clinic realizat de Thilander și colab, a demontrat că o coroană dentară pe implant dentar, situată la nivelul incisivului lateral superior a rămas în infraocluzie, ca urmare a modificărilor din perioada de creștere. Infraocluzia s-a păstrat și chiar s-a accentuat ca urmare a erupției fiziologice continue al incisivilor adiacenți. Rezultatul acestui studiu este în concordanță cu cele prezentate de Iseri.

În concluzie, ca urmare a modificărilor poziției dinților și a relațiilor ocluzale apărute chiar în absența forțelor ortodontice, se impune cunoașterea proceselor de remodelare tisulară de la acest nivel.

2.2 Deplasările dentare ortodontice

Reacțiile tisulare la aplicarea forțelor ortodontice

Deplasarea dentară ortodontică este, din punct de vedere al răspunsului tisular, asemănătoare cu deplasarea din timpul migrărilor dentare fiziologice. Diferențele apar în ceea ce privește viteza de deplasare, dinții supuși forțelor ortodontice fiind deplasați mai rapid, iar modificările tisulare par a fi mai pronunțate și extensive.

Din punct de vedere clinic, deplasarea ortodontică cuprinde trei faze distincte:

faza de deplasare

faza de latență

faza de accelerare

a b

c

Fig 2.1 Modificări la nivel tisular la animale de experiență în funcție de forțele ortodontice aplicate: a nu există forță ortodontică aplicată, b aplicarea forței de 50 gm, c aplicarea unei forțe intense la nivelul dintelui (după Proffit)

Faza de deplasare.

Reacția inițială a dintelui la aplicarea unei forțe este aproape instantanee (de ordinul fracțiunilor de secundă) și reflectă deplasarea dintelui în cadrul matricii viscoelastice a ligamentului periodotal. Aceste deplasări se realizează după principii biofizice și de obicei, nu implică remodelări tisulare extensive sau deformări ale osului alveolar. Magnitudinea deplasării dentare depinde de numeroși factori, dintre care enumerăm lungimea radiculară și înălțimea osului alveolar. De asemenea, factorul vârstă afectează rata răspunsului, pacienții adulți având modulul de elasticitate Young al ligamentului periodontal crescut față de cel al adolescenților. Capacitate de deplasare a dintilor variază și în cadrul aceluiași individ.

Faza de latență.

Faza a doua a ciclului deplasării dentare se caracterizează prin absența mișcărilor dentare clinice și se definește ca perioada de latența sau de întârziere. În această etapă, deși dinții nu se mișcă, se produc modificări tisulare extensive la nivelul tuturor țesuturilor de susținere. În funcție de localizarea zonelor de compresie ale ligamentului periodontal, se pot distinge două situații: (1) ocluzia parțială a vaselor de sânge, respectiv (2) ocluzia totală a vaselor de sânge, în cazul aplicării unor forțe excesive. În prima situație, circulația sangvină are capacitatea de a se adapta noilor condiții prin angiogeneză și șuntarea ariilor blocate. În cea de-a doua situație, se produce o necroză temporară a ariei deservite de vasele de sânge, cu reducerea vitezei de declanșare a deplasării dentare, acesta fiind inițiată aproximativ după 1-2 săptămâni.

Faza de accelerare.

Această fază se caracterizează printr-o deplasare dentară rapidă, ca urmare a adaptării ligamentului periodontal și a osului alveolar la noua situație. Studiile care urmăresc răspunsul osteoclastelor de la nivelul zonelor de resorbție au demonstrat apariția imediată a unui nou grup de osteoclaste în momentul reactivării aparatelor ortodontice. Acest lucru determină o deplasare dentară semnificativă fără riscul apariției resorbției radiculare.

Variația magnitudinii forțelor aplicate asupra structurilor dentare prin intermediul aparatelor dentare determină apariția modificărilor diferite la nivel celular și molecular.

Astfel, aplicarea unor forțe de intensitate redusă dar de durată crescută, duce la blocarea parțială a vaselor de sânge. Figura 2.1 reprezintă aceste modificări tisulare. La câteva ore, modificările biochimice duc la alterări ale activității celulare. Experimentele pe animale au arătat creșterea nivelului de adenozin-monofosfat ciclic, mesagerul celular al diferitelor funcții celulare, atunci când se aplică forță cel puțin 4 ore neîntrerupt. Astfel, în cazul aparatelor mobilizabile, purtarea lor mai puțin de 4-6 ore pe zi, nu se manifestă prin apariția deplasării dentare.

În cazul aplicării unei forțe de intensitate crescută, s-a observat creșterea nivelului de prostaglandine și beta interleukina-1, la scurt timp după aplicarea presiunii. Apariția prostaglandinelor poate fi corelată cu modificarea formei celulare, aceștia fiind considerați mediatori ai răspunsului celular datorat deformării mecanice ale celulelor. Mobilizarea fosfolipidelor membranare, cu formarea inositol fosfatului, reprezintă o altă expresie a răspunsului celular. Faptul că numeroase medicamente interacționează cu acești mesageri chimici, se traduce clinic prin modificarea ratei de răspuns la forța ortodontică ca urmare a administrării lor.

Atunci când presiunea aplicată prin intermediul aparatelor ortodontice duce la obliterarea totală a vaselor de sânge, cu oprirea microcirculației, se produce o necroză sterilă a zonei deservite de vasele obliterate. Datorită aspectului histologic, acelular și avascular al zonei respective de necroză, aceasta a fost denumită zonă de hialinizare.

Apariția osteoclastelor în această zonă se datorează migrării lor din spațiile medulare neafectate, inducând resorbția osoasă. Deplasarea dentară consecutivă acestui proces apare întârziat, cauzele fiind timpul necesar diferențierii celulare din zona medulară și grosimea osului necesar de resorbit.

Astfel, forțele de intensitate redusă și continuă asigură o deplasare dentară mult mai eficientă în comparație cu forțele crescute. Totodată durerea resimțită de pacienți în primul caz este considerabil mai mică decât în al doilea caz.

Deplasarea dentară ortodontică poate genera, deci, fenomene locale asemănătoare celor din reacțiile inflamatorii cu activitate vasculară crescută, acumulare de leucocite și macrofage și implicarea sistemului imun. Graber recomandă evitarea forțelor excesive care duc la apariția fenomenelor de hialinizare în special în zonele de os cortical subțire cum ar fi osul cortical vestibular și lingual de la nivelul regiunilor anterioare, dar si la nivelul zonelor osoase corticale mai dense situate în vecinătatea planșeului nazal și zonelor posterioare linguale ale mandibulei.

Clasificarea forțelor, de Graber, după ritmul de acțiune se face în: forțe continue și intermitente. Aparatele ortodontice fixe, prin intermediul arcurilor dentare, dezvoltă o forță continuă dar de intensitate redusă. Aceste forțe continue pot fi însă și întrerupte, ca de exemplu în cazul dinților ligaturați la arcul dentar pasiv. Din punct de vedere clinic, întreruperea deplasării dentare poate avea numeroase avantaje. Astfel, la nivelul zonelor de tensiune reorganizarea și mineralizarea țesutului osos format se realizează în perioada de repaus. Proliferarea celulară este favorabilă pentru reorganizarea tisulară atunci când aparatul ortodontic se reactivează.

Forța intermitentă acționează pe o perioadă scurtă. Este tipul de forță dezvoltată în special de aparatele ortodontice mobilizabile, ca de exemplu aparatele funcționale. Forțele sunt dezvoltate de arcurile care acționează asupra dinților, în perioada purtării, producand stimuli sau impulsuri de durată scurtă. Cele mai pregnante modificări tisulare se produc atunci când aparatul este îndepărtat intermitent. Astfel în perioadele de repaus, dinți se deplasează spre zonele de tensiune. La nivel celular acest tip de forță se traduce prin apariția infiltratelor celulare masive și circulație sangvină susținută. Deplasarea dentară indusă de o forță intermitentă depinde de doi factori: durata aplicării și magnitudinea forței. Hialinizarea parțiala este rezultatul aplicării unor forțe intermitente, fiind caracterizată de dispariția parțială a elementelor celulare de la nivelul fibrelor situate în zonele de compresie. Hialinizarea parțială asigură o deplasare dentară mult mai uniformă, obținută mai ales prin intermediul aparatelor funcționale utilizate regulat.

În ceea ce privește influența ritmului circadian asupra deplasării dentare, s-a demonstrat că activările făcute în intervalul diurn au determinat deplasări dentare de două ori mai mari față de cele din intervalul nocturn. Astfel existența corelației dintre ritmul circadian și metabolismul osos trebuie luate în considerare atunci când se activează aparatele ortodontice.

În ceea ce privește magnitudinea forțelor, Graber consideră forțele ușoare fiind optime pentru obținerea deplasărilor dentare. Diferența dintre o forță redusă ca magnitudine și una crescută depinde atât de modul de aplicare al forței cât și de caracteristicile dinților asupra cărora se aplică. În general magnitudinea forțelor determină durata hialinizarii, în sensul producerii hialinizării de lungă durată în cazul aplicării foțelor puternice.

Durata totală a aplicării forțelor, echivalentă cu timpul de tratament este considerată un factor crucial în ceea ce privește reacțiile tisulare adverse.

2.3 Tipuri de mișcări ortodontice

Deplasările dentare complexe (figura 2.2) sunt rezultatul unei succesiuni între două tipuri de mișcări și anume translația și rotația. Toate deplasările pot fi descrise ca fiind combinații ale acestor mișcări, dependente însă de caracteristicile remodelării osului alveolar.

Deplasările dentare obținute prin intermediul aparatelor ortodontice pot fi clasificate astfel: bascularea sau versiunea (tipping), translația sau gresiunea (translation), rotația (rotation), intruzia (intrusion) extruzia (extrusion) și torquel.

•Bascularea (versiunea sau tippingul)

Este definită ca fiind deplasarea dentară rezultată în urma unei forțe aplicate punctiform la nivelul coroanei dentare. În urma acestei forțe dintele basculează în jurul centrului de rotație, coroana deplasându-se în sensul aplicării forței în timp ce rădăcina în direcție opusă. Din punct de vedere histologic, bascularea determină apariția zonelor hialine sub creasta alveolară, în special în cazul dinților cu rădăcina scurtă, incomplet formată, iar în cazul dinților cu rădăcina complet format, zonele hialine sunt localizate la mică distanța de creastă. Apoziția osoasă compensatoare se realizează la nivelul regiunii apicale și depinde, în principal, de prezența osteoblastelor periostale.

•Translația (gresiunea)

Translația reprezintă mișcarea corporeală obținută prin intermediul unui cuplu de forțe care acționează paralel, distribuind forța de-a lungul întregii axe osoase 2,16.

Fig 2.2 Diferitele tipuri de mișcare ortodontică (de la dreapta la stânga): versiunea, gresiunea, rotația, extruzia, intruzia, torquel

•Rotația

Reprezintă o mișcare de pivot în jurul axului mare radicular necesitând un cuplu de forțe. Datorită faptului că aceste forțe se distribuie pe întreaga suprafața a spațiului periodontal, intensitatea lor poate fi mult mai mare decât în cazul forțelor necesare altor deplasări dentare. Histologic, modificările tisulare apărute în timpul mișcării de rotație sunt puternic influențate de caracteristicile anatomice ale structurilor se susținere.

•Extruzia

Extruzia este definită ca fiind deplasarea dintelui spre planul de ocluzie, în sens vertical. Forțele puternice folosite pentru extruzie pot determina extracția dintelui, în timp ce forțele ușoare determină apoziție osoasă alveolară, cu deplasarea alveolei o dată cu dintele. Histologic, nu există numai zone de tensiune la nivelul apexului, asa cum s-ar crede, datorită producerii basculării sunt prezente și zone de compresiune.

•Intruzia

Reprezintă deplasarea dentară spre osul alveolar, în sens vertical, invers față de planul ocluzal. Realizarea acestei mișcări dentare necesită aplicarea unor forțe ușoare pt că acestea se concentrează la nivelul apexului dentar.

•Torquel

Se caracterizează printr-o deplasare radiculară în sens vestibulo-coronar, în timp ce coroana este puțin deplasată sau chiar menținută pe loc. Cuplul de forțe necesar relizării acestei mișcări se situeaza la nivelul unui punct situat la colet. Histologic, zona de presiune, în faza deplasării inițiale, este localizată în apropierea treimii medii a rădăcinii, ca urmare a lărgimii extinse a ligamentului parodontal de la acest nivel.

Cap III. Elemente declanșatoare de forțe ortodontice: Arcurile ortodontice

3.1 Definiție, clasificare

Arcurile ortodontice, care generează forțele transmise dinților prin intermediul brackeților, reprezintă elemente cheie ale practicii ortodontice. În selecția clinică arcurilor pentru un caz particular, practicianul ar trebui să ia în considerare o serie de factori, dintre care: forța care trebuie dezvoltată, intervalul de elasticitate, posibilitatea de formare a buclelor, de sudare etc.

În mod curent, ortodonții folosesc în principal arcurile de Ni-Ti, -Ti și SS (Fig. 3.1). De asemenea, ca urmare a creșterii cerințelor estetice a pacienților tratați cu aparate fixe a crescut și influxul de așa zise arcuri estetice.

Fig. 3.1 Diferite tipuri de arcuri ortodontice.

3.1.1 Clasificarea arcurilor

Clasificarea arcurilor

în funcție de secțiune se realizează în următoarele categorii:

arcuri rotunde,

arcuri pătrate,

arcuri dreptunghiulare.

în funcție de diametru, dimensiunea arcurilor poate varia de la 0.012 inch până la 0.020 inch, la cele rotunde și de la 0.016×0.016 inch la 0.022×0.028 inch la cele rectangulare (1 inch=2,54 mm).

în funcție de compoziție, arcurile pot:

metalice: clasice sau acoperite estetic

non-metalice

3.1.2. Arcurile metalice

Arcuri de aur (Au)

Aceste arcuri au reprezentat opțiunea de bază în terapia ortodontică, la începutul secolului 20. În zilele noastre sunt mai puțin utilizate, pe de o parte datorită costului crescut pe de altă parte datorită introducerii mult mai avantajosului oțel inoxidabil. Compoziția aliajului este asemănătoare cu cea a aurului de tip IV, iar modulul lor de elasticitate este aprox 100GPa. Astfel, arcurile de aur dezvoltă o forță elastică mai scăzută decât cele de SS, la aceeași secțiune și dimensiune. Prin tratament termic corespunzător, se poate obține o creștere a durității și rezistenței acestor arcuri.

Arcurile de cobalt-crom-nickel (Elgiloy) Co-Cr-Ni

Au fost introduse în 1950, de firma Elgiloy Corporation, fiind utilizate inițial pentru fabricarea componentelor de ceas. Este disponibil în patru durități, codificate prin diferite culori, astfel : albastru (moale), galben (ductil), verde (semi-rezilient), și roșu (rezilient). Deși din punct de vedere al compoziției toate cele patru forme sunt identice, proprietățile mecanice variază datorită prelucrării termice a aliajului. Dintre cele patru forme, cel albastru este utilizat cel mai des. Avantajul major al acestuia constă în manipularea ușoară cu formarea buclelor, apoi tratamentul termic prin încălzire pentru a crește reziliența și rezistența. Din punct de vedere al proprietăților mecanice, acestea sunt similar cu cele ale SS, iar cantitatea de Ni conținut este de asemenea similar cu cel al oțelului.

Arcurile de oțel inoxidabil (SS-Stainless Steel)

La începutul anilor 50, SS era utilizat pentru fabricarea majorității produselor ortodontice, atât a bracketilor cât și a arcurilor și ligaturilor metalice. SS a rămas o opțiune de bază în terapia ortodontică, datorită proprietăților mecanice excelente combinate cu un preț de cost acceptabil.

Aliajul folosit pentru fabricarea produselor ortodontice, este tipul austenitic 18-8, conținând aproximativ 18% Cr și 8 % Ni. În timp ce Cr furnizează potențialul anticoroziv prin pasivizare și repasivizare, Ni nu este legat strâns interatomic putând fi eliberat cu ușurință în condiții in vivo, afectând deci biocompatibilitatea. Arcurile de SS sunt de tipul 302 sau 304. Studiile prin difracția razelor X ale tipului austenitic de SS au arătat că acesta nu prezintă tot timpul structura interatomică fcc a ionilor de fier, pe lângă aceasta fiind prezentă și cea tipică pt faza martensitică, bcc.

Faza martensitică se caracterizează printr-o reducere substanțială a modulului de elasticitate, de la 200GPa la 150 GPa, pentru cele prelucrate la rece. Tratamentul termic excesiv prin răcire duce la o creștere a limitei de curgere, de la 275 la aproape 1100 MPa. Tratamentul termic (400-500 ˚C) prin încălzire se recomandă pentru a elimina eventualele tensiunile reziduale rezultate în urma procesului de fabricare, și pentru a preveni fracturile precoce ale oțelului.

Din punct de vedere clinic, tratamentul termic este important pentru a minimiza riscul de rupere al arcurilor și nu pentru a crește reziliența. Încălzirea la temperature de peste 650 ˚C trebuie evitată pentru că duce la recristalizare rapidă cu formarea precipitatului de carbonat de cromiu, la marginile rețelei granulare și creșterea potențialului de coroziune intergranulară.

Arcurile de nickel-titanium NiTi

Pionerii arcurilor de NiTi sunt Andreasen și colegii lui, care au publicat articole, la începutul anului 1970, cu privire la utilizarea lui în ortodonție. Introdus inițial de Unitek Corporation (3M Unitek, Monrovia), denumirea generică de nitinol, venind de la Nickel titanium și Naval Ordnance Laboratory, arcurile de NiTi și-au dovedit eficiența clinică în ortodonție, în special datorită elasticității excepționale. De asemenea, datorită rigidității scăzute (forței mici de deactivare pe unitatea de suprafață), arcurile de NiTi păreau să reprezinte arcurile ideale în ortodonție. Însă, imposibilitatea de formare a buclelor s-a dovedit a fi un neajuns.

Cele două proprietăți remarcabile ale aliajului de NiTi sunt memoria formei și superelasticitatea, proprietăți care se datorează trecerii de la fazele de tranziție austenitică și martensitică a aliajului. Memoria formei se definește ca fiind proprietatea de a reveni la forma inițială după deformarea plastică. Termoelasticitatea se referă la posibilitatea de revenire la forma inițială după deformarea plastică obținută la temperaturi scăzute, atunci când aliajul este încălzit la o anumită temperatură.

Din punct de vedere metalurgic, acest aliaj conține cantități echiatomice de Ni și Ti, deși unele studii arată un conținut mai crescut de Ti. Dimensiunea particulelor componente este de 1-2µm, iar în ceea ce privește dispoziția lor, există două faze majore:

Faza austenitică: prezintă structura bcc sau b2 și apare la temperaturi crescute și la solicitare scăzută;

Faza martensitică: prezintă structură mono, tri sau hexagonală și apare la temperatură scăzută și solicitare crescută.

Efectul de memorie a formei se datorează transformării reversibile din faza austenitică în cea martensitică, apărută rapid prin fenomenul de twinning la nivel atomic, uneori și cu apariția unei faze intermediare romboidale R. Între cele două faze principale, există numeroase faze de transformare intermediare ( Ms, Mf, As,Af, Rs, Rf), s-start marchează începutul fazei, f-final indică sfârșitul fazei. Figura 3.2 reprezintă fazele de transformare ale aliajului NiTi.

Temperatura de tranziție (transformation temperature range) reprezintă intervalul de temperatură în care se face transformarea din faza inițială în cea finală. Pentru aliajele în care există transformarea indusă de stres, apare o faza intermediara Md.

Nitinolul se găsește în starea stabilă martensitică, ea fiind prelucrată la rece, iar faza As se produce la temperaturi mai mari decât cea a camerei.

NiTi cu memoria formei (Neo sentalloy de la Gac), prezintă faza Af la temperaturi mai mici decât cele din cavitatea bucală, acest arc terminându-și complet transformarea austenitică în timp ce NiTi superelastic (Sentalloy Gac) este incomplet transformat în forma austenitică la temperatura ambientală, având Af mai mare decât 37 ˚ C.

Transformările din cadrul temperaturilor de tranziție pot fi evidențiate prin calorimetria de scanare diferențială (DSC) și prin difracția cu raze X ( X-ray diffraction).

Kusy, clasifică arcurile de NiTi astfel:

Aliaje stabile martensitic: nu au memoria formei sau superelasticitate datorită fazei stabile martensitice, din această grupă făcând parte Nitinolul.

Aliaje active martensitic: prezintă efectul termoelastic care ajută la obținerea memoriei formei, iar la temperaturile crescute din cavitatea bucală structura martensitică trece în cea austenitică, din această grupă făcând parte Neo Sentalloy și Cu NiTi

Aliaje active austenitic: sunt supuse transformării martensitice induse de stres (SIM), atunci când sunt activate au proprietăți superelastice, însă aceste proprietăți sunt independente de creșterea temperaturii.

Fig. 3.2 Diagrama tensiune-deformație specifică pentru un aliaj cu memoria formei după Reznikov

Arcurile de beta titanium -Ti

Arcurile de Beta-Titan au fost introduse inițial de firma Ormco (Glendora) sub denumirea comercială de TMA, denumire ce reprezintă prescurtarea de la titanium-molybdenum-alloy adică aliaj de titan-molibden. Burstone și Goldberg sunt cei care au recunoscut potențialul acestui aliaj în domeniul ortodonției, pentru a dezvolta forțe biomecanice mai mici în comparație cu oțelul inoxidabil și cu cobalt-cromul. Modulul de elasticitate al acestuia reprezintă aprox 40% din cel al SS și Elgiloy albastru, dar datorită valorilor crescute ale rezilienței, intervalul de lucru al aliajului în biomecanica deplasării dentare este mărit.

Al doilea avantaj major al acestui aliaj o reprezintă formabilitatea excelentă, datorat rețelei cristalografice de tip bcc. Molibdenul din compoziția aliajului stabilizează rețeaua polimorfă de tip β bcc. Zirconiul și zincul din compoziția aliajului contribuie la creșterea durității și rezistenței acestuia, precum și împiedică formarea fazei ω, din timpul procesului de fabricare la temperaturi înalte, faza ce determină ca aliajul să fie mai casant. Al treilea avantaj clinic al aliajului constă în posibilitatea de a fi sudat.

Deși prețul de cost al acestor arcuri este crescut, acesta se justifică prin numeroasele avantaje pe care acesta le prezintă, printre care se numără și absența Ni, răspunzător pentru reacțiile alergice. Biocompatibilitatea excelentă și rezistența crescută la coroziune se datorează în principal stratului de pasivizare al TiO2.

Studiul caracteristicilor de suprafață la microscopul electronic al arcurilor de TMA, a relevat prezența unei suprafeți rugoase, datorată în principal procesului de fabricare. Rugozitatea crescută contribuie la o fricțiune crescută la interfața bracket arc. Pentru reducerea valorilor fricționale a fost introdus recent un proces de implantarea ionilor de N și duce la o creare a unui strat de câțiva zeci de nanometrii de nitrogen.

Arcurile de Cupru Nickel- Titanium Cu NiTi

Aceste arcuri conțin aproximativ 5-6% cupru și 0.2-0.5% Cr, fiind considerate arcuri superelastice. Conform fabricantului, adiția de Cu crește rezistența și reziliența. Din păcate temperature de tranziție al acestor arcuri este superioară temperaturii din cavitatea orală. Pentru a compensa aceste efecte nedorite, s-a adăugat Cr.

7. Arcuri ortodontice nou introduse

Arcurile deTi-Nb

Sunt considerate arcuri de finisare, și conțin titan precum și niobium, dar nu și nickel. Conform informațiilor producătorului, arcurile de Ti-Nb sunt ușor deformabile, având însă același interval de deformare cu al arcurilor de SS. Rigiditatea este mai mică cu 20% decât cel al arcurilor TMA și cu 70% mai mică ca cel al SS. Datorită rigidității torsionale (36% din cel al SS) scăzute poate fi utilizat și în îndoiturile de ordinul III.

Arcurile de Ti

Arcurile Timolium combină flexibilitatea, forțele continue și elasticitatea arcurilor de NiTi cu rigiditatea crescută și capacitatea de îndoire al arcurilor de SS. Comparat cu NiTi sau Beta-Ti , arcurile de Ti au următoarele avantaje: mai rezistente la fracturare, suprafață mai puțin rugoasă, ușor de îndoit și capacitatea de a fi sudate. Lipsa Ni constituie și el un avantaj, în special la pacienții alergici la Ni.

Arcuri ortodontice combinate

Se caracterizează prin prezența mai multor secțiuni și aliaje în cadrul aceluiași arc. Există trei asemenea arcuri combinate: DualFlex 1, 2 și respectiv 3 (Lancer Orthodontics). DualFlex 1, recomandat în faza de aliniere, este alcătuit dintr-o porțiune anterioară de 0.016 inch de Titanal și un segment posterior de 0.016 inch SS. Dual Flex 2, este alcătuit dintr-un segment anterior de 0.016×0.022 inch de Titanal, și un segment posterior rigid de 0.018 inch de SS., în timp ce Dual Flex 3 este alcătuit din partea anterioară de 0.017×0.025 Titanal și partea posterioară de 0.018×0.018 de SS. Dual Flex 2 și 3 asigură ancorajul anterior și controlul rotației molarilor în timpul fazelor de închidere de spațiu. De asemenea asigură torqueul anterior.

Arcuri de forță progresivă.

Este posibilă dezvoltatrea unor forțe variabile în cadrul unui arc de aceeași dimensiune, datorită unor temperaturi de tranziție diferite. Un asemenea arc este NiTi BioForce (GAC). Acest arc dezvoltă o forță de aprox 100 g în zona anterioară și 300 g în cea posterioară. Nivelul forței este astfel ajustat pentru fiecare grup dentar în parte.

8. Arcurile metalice acoperite estetic

Ca urmare a cerințelor crescânde al pacienților, cu privire la aspectul estetic al aparatelor ortodontice au fost introduse arcurile fizionomice metalice. Acestea reprezintă arcuri metalice acoperite printr-un proces atomic, cu un strat de polimer (Teflon), de o grosime de aproximativ 20-25µm. Prima dată aceste arcuri au apărut în 1970, dar deși aspectul lor este vizibil îmbunătățit, învelișul tinde să se coloreze și să se deterioreze în timpul utilizării intraorale, iar coeficientul de fricțiune este mult prea mare la inerfața arc-slotul bracketului.

3.1.3 Arcuri non-metalice

Primul arc non metalic introdus pe piața ortodontică a fost conceput de Dr Talas și comercializat sub denumirea de Optiflex de firma Ormco TM. Din punct de verdere structural acest arc este alcătuit din trei straturi: un miez de dioxid de siliciu care conferă forța necesară deplasărilor dentare, un strat mijlociu alcătuit din rășină siliconică care protejează miezul și îi conferă un plus de rezistență și un strat superficial de nylon, rezistent la pigmenții alimentari.

Din punct de vedere estetic, acest arc este fizionomic dar prezintă câteva dezavantaje majore, dintre care: forța dezvoltată de aceste arcuri este inferioară celor necesare deplasărilor dentare în practica clinică, iar faptul că ele sunt extrem de casante contraindică folosirea ligaturilor metalice, a instrumentelor ascuțite și se recomandă evitarea îndoiturilor.

Ca urmare a evoluției științei, tendința, în industria aerospațiale, este cea de înlocuire a aliajelor metalice cu materialele compozite. La fel se întâmplă și în domeniul ortodontic unde proprietățile remarcabile ale acestor materiale câștigă teren. În ceea ce privește disponibilitatea lor, două grupuri de cercetători au dezvoltat prototipuri, prin două metode diferite de fabricare.

Zufall și colaboratorii au patentat un sistem modificat de pultruziune pentru a produce arcuri de Bis-GMA întărite cu fibre de compozit, de dimensiuni de la 0.012 inch la 0.025. Supuse la testele de încovoiere, aceste arcuri au un modul de elasticitate similar cu numeroase alte arcuri ortodontice.

De asemenea, s-au dezvoltat arcuri de poli-metil metacrilat cu întăritură de fibră de sticlă printr-un procedeu de trefilare la cald. Watari și colaboratorii au conceput un procedeu de polimerizare în matriță pentru producerea arcului de epoxid întărit cu fibra de sticlă. Evaluate la încovoiere aceste arcuri prezintă rezistență bună dar și limită de revenire suficientă pentru a fi utilizat clinic. Totuși, singurele arcuri de compozit disponibile pe piața ortodontică sunt arcurile SimpliClear de la Biomers TM.

3.2 Caracteristici fizice și chimice. Metode de testare a proprietăților arcurilor

Cunoașterea principiilor de bază care guvernează relația dintre compoziție, structură și proprietăți este cheia înțelegerii materialelor ortodontice. Variabilitatea mare a materialelor utilizate în fabricarea arcurilor ortodontice duce la o și mai mare diversitate a acestora și totodată, la o modificare continuă a proprietăților mecanice, fizice și chimice. Totodată, se remarcă o dinamică de dezvoltare a pieței ortodontice cu apariția rapidă de noi și noi materiale. Astfel pentru o utilizare clinică corectă a materialelor ortodontice, în special a principalelor elemente de declanșare a forței este nevoie de o întelegere aprofundată a caracteristicilor acestora.

3.2.1 Structura chimică a arcurilor. Legătura atomică și interatomică.

În ordinea creșterii dimensiunii putem clasifica materialele astfel:

Structura atomică – responsabilă în primul rând de proprietățile chimice și fizice

Microstuctură și macrostructură- pot afecta și proprietățile de mai sus dar în general au efect asupra proprietăților mecanice.

Structura atomică a metalelor se caracterizează prin prezența legăturilor metalice. Aceste legături se stabilesc între electronii aflați pe o pătură a unui atom, care au tendința de a se desprinde de atom pentru a goli pătura. Astfel, pe scară atomică, legătura metalică este nondirecțională și dispoziția atomilor de metal determină o structură cu densitate crescută, bună conducătoare de căldură și electricitate, opacă și ductilă.

Prin unirea atomilor, rezultă structuri solide. Metalele sunt structuri solide cristaline, caracterizate printr-o aranjare repetată și regulată a atomilor. Există șapte sisteme cristaline: cubic, tetragonal, ortorombic, rhombohedral, hexagonal, monoclinic și triclinic cu rețelele corespunzătoare. Rețeaua este o repetare regulată pe trei direcții necoplanare din spațiu a unor puncte echivalente numite noduri de rețea. Rețeaua Bravais (Fig 3.3) este o rețea infinită de puncte pentru care vecinătatea imediată este identică.

Fig 3.3 Rețelele Bravais după Brantley

Principalele celule elementare din structura cristalină a celor mai utilizate metale ortodontice sunt reprezentate în figura 3.4. Se poate observa că în timp ce Ni și Cr au structuri fcc și bcc, la toate temperaturile mai mici decât punctual de topire, Fe și Ti prezintă structuri cristaline care depind de temperatură. Astfel, de exemplu, Ti prezintă o structură hcp α la temperatura camerei, până la 880˚C, când se transformă în structura bcc β.

Fig 3.4 Celulele elementare din structura cristalină a diferitelor metale (sursa online: www. substech.com)

Aliajul folosit pentru fabricarea arcurilor ortodontice este prelucrat, forma lui fiind determinată de fabricant, utilizând procedee termomecanice (deformare mecanică la temperaturi înalte). Punctul de pornire îl reprezintă formarea unui bloc prin topirea componentelor metalului, care este apoi lăsat să se solidifice într-o formă de turnare. După solidificare, aliajul prezintă o structură policristalină, fiind alcătuit din cristale individuale microscopic, așa numitele granule. Aceste aliaje de turnătorie sunt supuse la o serie de deformații mecanice la temperature înalte, rezultatul fiind reducerea dimensiunilor secțiunii și deformarea severă a morfologiei granulare inițiale. De exemplu, microstructura unui arc se prezintă sub forma unor granule alungite, microscopic asemănătoare cu fâșiile paralele de spagheti, în timp ce microstructura aliajului dentar de aur este constituită din granule echiaxate de dimensiuni diferite. Suprafața aliajului este apoi polișată, cu ajutorul unor suspensii (cu particule de dimensiuni de aprox 0.05 µm) care nu lasă zgârieturi vizibile. Este utilizat apoi un demineralizant, arcurile fiind imersate sau supuse procesului de demineralizare electrolitică.

3.2.2 Proprietățile mecanice și de suprafață ale arcurilor ortodontice

Scopul testărilor mecanice în contextul materialelor ortodontice este observarea și evaluarea proprietățlior materialelor respective, precum și necesitatea de a înțelege și eventual prezice comportamentul acestora în mediul în care sunt destinate pentru a fi utilizate. Informațiile obținute sunt indispensabile în identificarea materialelor potrivite utilizării clinice, atât în privința compoziției cât și al designului și performanțelor.

Din punct de vedere clinic, proprietățile cele mai importante ale arcurilor ortodontice sunt:

Proprietățile de suprafață

Proprietățile mecanice

3.2.2.1 Proprietățile de suprafață ale arcurilor ortodontice

Legătura interatomică a atomilor de pe suprafața materialelor solide și lichide diferă semnificativ de cele ale atomilor din structura internă. Prezența legăturilor interatomice modificate determină creșterea energiei de suprafață, măsurat în mod curent în cgs (centimetrii-gram –secunde) sau J/m2 =103 ergs/cm2 . Acesta reprezintă energia necesară pe o unitate de arie de suprafață a materialului. Alternativ, tensiunea de suprafață mai poate fi considerată ca fiind mărimea forței necesare extinderii suprafeței materialului cu unitatea de lungime.

În figura 3.5 sunt prezentate energiile de interfață și unghiul de contact al unei picături de lichid pe suprafața unui solid. Relația dintre ele este

unde: γ sg – energia la interfața solid- vapori

γsl – energia la interfața solid-lichid

γlg – energia la interfața lichid-vapori

Valorile unghiului de contact au fost utilizate în numeroase studii ale materialelor dentare, în special pentru a determina hidrofilitatea diverselor materiale lichide sau solide. Hidrofilitatea bună corespunde la θ<90˚; în timp ce hidrofilitatea perfectă corespunde la θ= 0˚ iar absența totală a ei cu θ= 180˚.

Proprietățile de suprafață sunt importante în special pentru adeziunea bracketilor. În ceea ce privește arcurile, proprietățile de suprafață sunt importante în special în ceea ce privește retenția de placă bacteriană și fricțiunea la interfața bracket arc. Studii recente arată că proprietăție de suprafață ale arcurilor ortodontice influențează semnificativ formarea peliculei. S-a concluzionat că oțelul inoxidabil prezintă suprafața de tensiune cea mai crescută (40.8 dyn), sugerând potențal de retenție crescut pentru placa bacteriană.

Fig 3.5 Energiile de interfață și unghiul de contact al unei picături de lichid pe suprafață unui solid după Brantley

Topografia de suprafață al arcurilor ortodontice reprezintă o proprietate esențială, având capacitatea de a influența caracteristicile mecanice, aspectul estetic, coroziunea și biocompatibilitatea acestora. Rezultatul structurii de suprafață depinde de diferiți factori, printre care: aliajul folosit în fabricare, procesul complex de fabricare și tratamentul de finisare al suprafeței.

Studiul acestor caracteristici de suprafață se poate realiza cu ajutorul tehnicilor microscopice:

Microscopia optică

Microscopia electronică

Microscopia optică are ca principal avantaj faptul ca imaginea obiectului investigat este văzută ca atare, fără să fie nevoie de prelucrări sau procesări secundare. Un alt aspect important constă in faptul ca este o tehnică noninvaziva.

Nu mai puțin important este si faptul că este cel mai vechi tip de microscopie, ajungând la un stadiu de tehnologie matură și având costuri relativ scăzute față de celelalte metode. Dezavantajul major constă în faptul că poate investiga numai obiecte care reflectă suficient de bine in spectrul vizibil, sau care au un indice de refracție suficient de ridicat. Este de asemenea limitată, din cauza difracției, la detalii de aproximativ 200 nm (în cazul folosirii radiației ultraviolete) si implicit o mărire maximă de 1000x adica un detaliu de 200 nm va apărea ca având 200 um, iar orice marire ulterioara nu aduce nici un avantaj, deoarece doar va mări detaliile fără să crească rezoluția. Figura 3.6 a și b reprezintă imaginea optică a unui arc ortodontic de 0.016 inch respectiv de 0.016×0.022 SS folosite intraoral timp de o lună.

a b

Fig 3.6 a Imaginea optică a arcului de 0.016 inch SS și b imaginea optică a arcului de 0.016×0.022 SS folosite intraoral o lună

Microscopul electronic reprezintă un instrument de vizualizare directă a ultrastructurilor celulare, cu o putere de rezoluție mult mai mare decât a microscopului fotonic. Microscopul electronic funcționeaza la fel ca si un microscop optic, diferența fiind că în loc de fotoni se folosesc electroni pentru a ilumina proba de investigat, iar in loc de lentile de sticlă se folosesc lentile electromagnetice si/sau electrostatice. Avantajul cel mai important al microscopului electronic este magnificarea mult crescută față de microscoapele optice, de la 300.000 pana la 2.000.000 de ori (Hitachi S-5500), si nu în cele din urmă modurile multiple de investigare de pe urma cărora se poate obține o gamă vastă de informații. Dezavantajele principale sunt reprezentate de costul ridicat al aparaturii, sensibilitatea ridicată la diverți factori externi (câmpuri electromagnetice, vibrații) si faptul ca unele probe (de exemplu țesuturile vii) trebuiesc preparare in prealabil sau au nevoie de condiții speciale în timpul examinării la microscop și, în unele cazuri, chiar nu pot fi studiate eficient cu ajutorul unui microscop cu electroni. Ca tipuri, microscoapele electronice se împart în două mari categorii: de transmisie (TEM, HRTEM), în cazul specimenelor aproape bidimensionale sau de investigare a suprafeței (SEM, ESEM) în cazul celor tridimensionale.

a b

Fig 3.7 a Imaginea SEM al arcului de 0.016 SS folosit intraoral o lună, mărire x300,

b imaginea SEM al arcului de 0.016×0.022 inch SS folosit intraoral 2 luni, mărire x300

Studiul arcurilor ortodontice cu ajutorul microscoapelor electronice cu scanare furnizează informații prețioase asupra topografiei suprafețelor, în timp ce pentru analiza compoziției chimice e nevoie de microscoape de forță atomică. Figura 3.7 a reprezintă imaginea SEM al arcului de 0.016 SS folosit intraoral o lună, mărire x300, în timp ce b reprezintă imaginea SEM al arcului de 0.016×0.022 inch folosit intraoral 2 luni, mărire x300.

3.2.2.2 Coroziunea și biocompatibilitatea arcurilor ortodontice

Studiul biocompatibilității reprezintă un domeniu de cercetare complex și cu o evoluție rapidă. Prin biocompatibilitate se ințelege proprietatea unui material de a fi compatibil cu organismele vii, adica de a fi acceptat într-o manieră definitivă de către organism fără a genera reacții adverse. Eliades definește biocompatibilitatea ca fiind abilitatea unui material de a provoca un răspuns biologic în momentul aplicării. Astfel, această definiție implică interacțiunea dintre o gazdă, un material și o funcție a materialului respectiv. În practica ortodontică, biocompatibilitatea este o proprietate extrem de importantă, având implicații etice, legale și tehnice.

În cazul terapiei ortodontice, un interes deosebit prezintă biocompatibilitatea principalelor elemente declanșatoare de forțe, și anume arcurile ortodontice. Deși îmbunătățirea permanentă a compoziției și calității aliajelor arcurilor a dus la creșterea semnificativă a stabilității lor în mediul bucal și implicit și biocompatibilitatea lor, sunt totuși prezente fenomenele de matizare și coroziune caracteristice metalelor. În timp ce matizarea se manifestă prin modificarea culorii și formarea unor depozite dure sau moi de sulfuri sau cloruri care afectează suprafața arcului, coroziunea reprezintă reacția chimică a metalului cu modificarea compoziției materialului, a proprietăților mecanice și producerea unor produși metalici secundari. Coroziunea este deci, un proces electrochimic oxidativ. Ca mecanism de producere, dacă un metal se află într-un mediu electrolitic, la nivelul suprafeței expuse se eliberează ioni metalici. Electronii ramân insă pe suprafața metalică, împiedicând prin atracția electrică exercitată îndepărtarea ionilor eliberați la acest nivel. Se formează astfel, la limita dintre metal și soluția electrolitică un strat dublu dielectric, alcătuit din ioni și electroni.

Este cunoscut faptul că metalele (aliajele) nobile în solutie electrolitică, formează un strat dublu dielectric mai redus decât metalele (aliajele) nenobile. Metalele nenobile au o tendință mai mare de a elibera ioni în soluție, aceștia prezentând o “tensiune de solubilitate” crescută.

Astfel, procesul de coroziune al arcurilor ortodontice apare ca urmare a interacțiunii arcului cu mediul bucal și este accelerat de defectele de fabricație. Din punct de vedere al clasificării, coroziunea se împarte în următoarele categorii:

Coroziunea uniformă: apare ca urmare a formării compușilor organometalici și hidroxizi, care acoperă întreaga suprafață a arcului expus în cavitatea bucală;

Coroziunea poroasă: specifică brackeților dar și arcurilor, fiind caracterizată prin formarea unor pori cu adâncime și lățime egală; aceste tip a fost reprodus prin scufundarea arcurilor în salivă artificială;

Coroziunea sub formă de fisuri: apare mai ales în acele zone ale arcului acoperit de ligaturi nonmetalice, fiind atribuită lipsei de oxigen asociată cu formarea de placă și bioprodușii microflorei acestuia și cu perturbarea fenomenelor de formare a filmului pasiv de oxizi de Cr;

Coroziunea galvanică: este mai puțin caracteristic arcurilor, apare în cazul în care vin în contact metale diferite;

Coroziunea intergranulară: datorată alterării microstructurii arcurilor și bracketilor, ca urmare a modificărilor de temp la care sunt supuse; se datorează precipitării carburii de Cr la marginea granulelor;

Coroziunea de fricțiune: specifică interfeței bracket –arc, la nivelul aplicării forței;

Coroziunea de stres: se datorează generării forțelor de tensiune și compresiune apărută ca urmare a încărcării tridimensionale și coaxiale a arcului;

Coroziune de îmbătrânire: ca urmare a tensiunilor repetate la care sunt supuse arcurile acestea au tendința de rupere;

Coroziune indusă microbiologic: la nivelul interfeței adeziv-bracket, cu apariția porozității tălpii bracketului.

Un interes deosebit în reprezintă Ni, din aliajele utilizate în fabricarea arcurilor, ca urmare a potențialului alergic și toxic al acestuia, aproximativ 10% din pacienți fiind alergici la Ni, iar în ceea ce priveste raportul femei-bărbați, femeile par să fie mai afectate. Ni este prezent în proporșie de aprox 47-50% în arcurile de Ni-Ti și 8-12% în arcurile de oțel. Studiile in vitro ale lui Kerosuo prin spectrofotometrie de absorbție atomică arată eliberarea de cantități de 40μg de ioni de Ni din aparate fixe parțiale imersate în saliva artificială pe o perioadă de 7 zile. Aceste cantități deși par neînsemnate dpdv toxicologic, în contextul în care cantitatea de Ni ingerată prin intermediul alimentelor este de 300 μg/ zi , totuși ele nu reflectă realitatea, condițiile in vivo (ph, compoziția salivei, microfloră) neputându-se reproduce perfect. Metoda cea mai relevantă dpdv clinic este determinarea Ni din fluidele biologice ale pacienților cu ap ortodontice (salivă, ser, urină). Saliva este principalul element analizat, acesta venind în contact direct cu ap ortod. Ni din ser și urină depinde și de nivelul excretat respectiv depozitat în rinichi și ficat. Așadar deși niveul seric al Ni la pacienții cu aparate ortodontice nu diferă de cel al pacienților fără aparate, nu se poate exclude acumularea Ni într-un anume organ.

Un alt element important îl reprezintă Cr, fiind într-un procent de la 17-22% în arcurile ortodontice. Cr are proprietăți de inhibare a sintezei de hemoglobină, deși cantitatea eliberată din aparatele ortodontice nu pare să depășească 36μg/zi.

Rezistența la coroziune a arcurilor se datorează pasivizării și repasivizării, adică formării de un film de oxizi stabili pe suprafața arcurilor. Acest proces este favorizat de oxigenul atmosferic, în timp ce aciditatea crescută sau conținutul crescut de ioni de clor inhibă formarea lui. Principalul oxid care contribuie la pasivizarea arcurilor de NiTi este TiO, acesta formându-se atât în prezența O atmosferic cât și al apei, printr-o reacție chimică continuă adică pasivizarea induce oxidarea concomitentă. Un factor care are efect de scădere a rezistenței la coroziune a arcurilor îl reprezintă Fluorul. F utilizat în carioprevenția pacienților cu aparate fixe sub forma aplicărilor topice distruge filmul de oxizi de Ti, reducând fenomenele de pasivizare.

O altă metodă modernă de reducerea a coroziunii arcurilor ortodontice și îmbunătățire a propitățior mecanice ale acestora o reprezintă tehnica PIII adică Plasma Immersion Ion Implantation (implantare de ioni prin imersie plasmatică). Această metodă constă în acoperirea suprafeței arcurilor cu un strat de nitrogen care inhibă semnificativ eliberarea de ioni de Ni din aliajele de NiTi și β-Ti. Studiile SEM comparative cu arcurile clasice relevă o suprafață semnificativ mai netedă.

Coroziunea și biocompatibilitatea arcurilor ortodontice sunt strâns corelate, Huang afirmând că rezistența la coroziune al unui aliaj determină biocompatibiltatea acestuia. Până în prezent, studiul coroziunii arcurilor ortodontice a fost realizat utilizând diferite moduri, majoritatea încercând să recreeze în condiții de laborator mediul intrabucal. Însă, în cavitatea bucală, arcurile ortodontice trebuie să reziste la agresiuni fizice, chimice, mecanice și biologice, și să rămâne biocompatibile în tot acest timp. Afectarea simultană prin procese de degradare mecanică, chimice și electrochimice al arcurilor ortodontice poartă denumirea de tribocoroziune. Implicațiile majore ale tribocoroziunii în biomecanica ortodontică se întind de la reducerea dimensiunii arcului, creșterea fricțiunii și reducerea forțelor dezvoltate până la fracturarea arcurilor. În plus, eliberarea produșilor de coroziune în mediul intrabucal și țesuturile învecinate poate determina reacții alergice sau inflamatoare.

Examinări electronomicroscopice ale arcurilor utilizate intraoral realizate de Eliades au arătat că formarea unui film de subțanțe organice pe suprafața arcurilor de NiTi poate determina creșterea rugozității de suprafață și implicit afecta mecanica de alunecare. Deși datele din literatură sunt contradictorii în ceea ce privește acest aspect, majoritatea autorilor fiind de accord că fricțiunea crește o dată cu creșterea rugozității suprafețelor implicate, cu toate că experimentele realizate de ei au fost in vitro, fără luarea în considerare a multitudinii de factori implicați în folosirea in vivo arcurilor. Cuantificarea rugozității de suprafață se poate realiza fie prin folosirea unor profilometre, fie prin microscopie confocală de scanare laser, considerate ca fiind metode de completare alături de microscopia electronică de scanare.

Studiile lui Eliades, au încercat să stabilească dacă condițiile complexe ale cavității bucale duc la alterarea proprietățile de suprafață ale arcurilor și totodată să coreleze modificărie de topografie cu cele de compoziție structurală. Afectarea topografiei de suprafață a fost observată atât după imersia arcurilor în soluții fluourate și băuturi carbogazoase, dar mai ales după folosirea lor intraorală (figura 3.8 a,b).

a b

Fig 3.8 a Imaginea SEM al unui arc de 0.016 inch NiTi imersat în soluție fluourată, b imaginea optică al arcului de 0.016×0.022 inch SS, folosit intraoral 2 luni; se observă coroziunea extinsă.

Datele din literatura ortodontică atestă faptul că tratamentele de suprafață precum cel de aplicare de Teflon, polietilenă sau implantare de ioni pot reduce fricțiunea. În studiul arcurilor noi acoperite estetic s-au observat numeroase defecte în structura învelișului, cu prezența porilor de diferite dimensiuni. Silva și colab au raportat asemenea defecte, variabile însă în funcție de procesul de fabricație.

Studiile electronomicroscopice ale învelișului arcurilor estetice au demonstrat o pierdere a învelișului estetic, direct proporțională cu timpul de utilizare intraorală. Astfel, Elavyan, a observat deteriorarea învelișului cu pierderea lui în procent de 26 % după o perioadă de utilizare de 33 de zile.

a b

Fig. 3.9 a Imaginea SEM al arcului NiTi Fizionomic folosit intraoral o lună, mărire x150, b același arc mărire x300

Figurile 3.9 a și b arată deteriorarea majoră a învelișului estetic al arcurilor metalice fizionomice după utilizarea intraorală. Pe aceste imagini se pot evidenția descuamarea pe arii extinse a învelișului estetic cu dezvelirea structurii metalice și semne de coroziune la nivelul suprafeței metalului. Deteriorarea a fost cu atât mai evidentă cu cât timpul de utilizare în mediul intraoral a fost mai extins. Astfel arcurile utilizate intraoral perioade mai mari de două luni aveau mult mai multe zone metalice expuse decât cele folosite sub o lună, practic, după două luni de utilizare intraorală zonele neacoperite estetic au fost mai mari decât cele acoperite.

În concluzie gradul și tipul coroziunii depinde atât de factorii loco regionali prezenți în cavitatea bucală, cât și de tipul aliajului și metoda de fabricare și finisare a arcului în sine.

3.2.2.3 Proprietățile mecanice. Metode de încercări mecanice ale arcurilor ortodontice

Un element dintr-un arc ortodontic poate fi supus la trei tipuri de forțe: forța de tracțiune, de încovoiere și de forfecare (torsionare)(figura 3.10). Forța de tracțiune determină o alungire în direcția aplicării forței, cea de încovoiere determină o contracție în direcția aplicării, iar cea de forfecare produce o deplasare cu alunecare a unei porțiuni sau torsionare. Toate cele trei tipuri de forțe sunt prezente în cazul oricărei încercări mecanice și pot varia în intensitate în funcție de diferitele zone în cadrul structurii elementului respectiv. În timp ce testarea prin aplicarea acestor tipuri de forțe, reproduce destul de bine condițiile la care sunt supuse elementele de arc în timpul utilizării clinice, răspunsul structurilor interne poate fi mult mai complex. De asemenea, este necesară definirea termenilor de proprietate mecanică și a celei de proprietate fizică, întrucât există o disticție clară între cele două noțiuni. Astfel proprietatea mecanică este expresia răspunsului unui material la aplicarea unor forțe externe. Pe de altă parte, proprietatea fizică a unei substanțe, compus sau material depinde de dispoziția spațială a masei acestuia (de ex. densitatea), de răspunsul acestuia la aplicarea unei energii (de ex. coeficientul de expansiune termică), de comportamentul acestuia la radiații (de ex. indicele de refracție) sau de răspunsul lui la aplicarea unor câmpuri electrice (constanta dielectrică).

Fig. 3.10 Tipurile de forțe la care poate fi supus un specimen în timpul testărilor mecanice

(după Brantley)

Încercările uzuale realizate cu scopul determinării proprietăților mecanice sunt:

Încercarea la tracțiune

Încercarea la încovoiere

Încercarea la torsiune (forfecare)

Încercarea la tracțiune

Prin încercarea la tracțiune se obțin caracteristicile mecanice care intervin în studiul solicitărilor de întindere simplă. Aceste caracteristici mecanice se folosesc deseori și pentru alte tipuri de solicitări (încovoiere, solicitări compuse etc.). Încercările se realizează în laboratoare echipate cu mașini de încercare capabile să solicite epruvetele în diferite moduri, incluzând solicitări statice și dinamice la tracțiune și compresiune. O mașină de încercat la tracțiune / compresiune este prezentată în figura 3.11.

Fig 3.11 Mașina de încercat universală Instron (www.instron.com)

Încercarea la tracțiune se realizează pe epruvete, în cazul arcurilor ortodontice putându-se utiliza direct întregul arc sau elemente ale acestuia. În cele ce urmează va fi descrisă încercarea la tracțiune după Dudescu.

O mașină de încercat la tracțiune va aplica asupra epruvetei o forță axială F care crește de la valoarea zero până la o valoare la care epruveta se va rupe. Aplicarea forței sau încărcării determină apariția unei tensiuni interne (σ= F ∕ A0 ) direct proporționale cu forța aplicată dar invers proportională cu aria secțiunii epruvetei supusă forței F. Pe epruveta standard se evidențiază baza tensometrică de lungime L0 (figura 3.12). În timpul încercării sunt citite și înregistrate valorile forței aplicate F și a deformației ΔL = L–L0 a epruvetei. Valoarea lungirii epruvetei se măsoară cu ajutorul unui extensometru mecanic sau optic.

Fig. 3.12 Epruveta supusă testului de tracțiune (după Dudescu)

Cu perechile de valori (F, ΔL) se obține diagrama (figura 3.13) numită curba de tracțiune în coordonate forță – alungire, care caracterizează comportarea mecanică a materialului la această solicitare.

Dacă forța F se împarte la aria secțiunii inițiale A0 și lungimea inițială L0 a porțiunii calibrate ΔL a epruvetei rezultatul global al încercării poate fi prezentat sub forma curbei caracteristice convenționale în coordonate (σ,ε).

Curba caracteristică exprimă grafic relația dintre tensiunile normale σ și deformațiile specifice ε. Pentru forțe relativ mici, deformația este sub limita elastică a materialului, ceea ce înseamnă că deformația este reversibilă și dispare atunci când nu mai acționează forțe. Când forța este suficient de mare, un material ductil începe să se deformeze plastic, în timp ce unul casant se va rupe fără o deformare plastică marcantă. Acest comportament poate fi reprezentat schematic pe o diagramă (grafic) tensiune-deformație. Diagramele σ-ε au fost creația lui Jakob Bernoulli (1654–1705) și a lui J.V. Poncelat (1788–1867).

Fig. 3.13. Diagrama tensiune-alungire σ-ε (după Dudescu)

Considerând că epruveta este omogenă, cu secțiune transversală constantă S0 pe lungimea inițială între repere L0, tensiunea normală σ pe secțiune fiind uniformă, pentru obținerea curbei caracteristice convenționale se pot folosi relațiile:

deformația specifică (lungire specifică):

tensiunea normală [N/mm2] aria secțiunii inițiale a porțiunii calibrate a epruvetei [mm2].

Pe curba caracteristică se pot evidenția câteva puncte și zone importante. Astfel porțiunea OB este caracterizată de existența unei relații liniare între tensiuni σ și deformații ε, relație exprimată de legea lui Hooke

unde factorul de proporționalitate E [N/mm2] este o constantă de material și poartă denumirea de modul de elasticitate longitudinal sau modulul lui Young. Această constanta caracterizează rigiditatea (stiffness) sau rezistența la deformare a unui material. În altă ordine de idei, relația de mai jos definește flexibilitatea unui material (springiness) ca fiind inversul rigidității :

Nivelul maxim al tensiunii până la care este valabilă legea lui Hooke reprezintă limita de proporționalitate ( proportional limit) σp și reprezintă tensiunea până la care se păstrează proporționalitatea dintre tensiune și alungire, materialul comportându-se perfect elastic.

După punctul B materialul începe să se comporte neliniar, legea lui Hooke nu mai este valabilă. Aceasta continuă până este atinsă limita de elasticitate a materialului σe. Dacă în acest punct (B’) este înlăturată sarcina aplicată epruveta își revine la forma inițială. Această proprietate a materialului de a reveni la dimensiunile sale inițiale ca urmare a înlăturării solicitării se numește elasticitate iar comportarea materialului este elastică. Elasticitatea este definită deci, ca fiind proprietatea metalului de a reveni la forma și dimensiunile inițiale după încetarea acțiunii sarcinilor exterioare care au produs deformarea.

În ortodonție, arcurile sunt frecvent caracterizate prin alungirea max , observată la limita elastică e, definite prin relația:

și denumită incorect flexibilitate maximă (springback). Termenul corect pentru această relație ar fi domeniul de elasticitate (elastic range).

Odată cu creșterea sarcinii dincolo de limita de elasticitate a materialului deformațiile specifice cresc mai rapid decât crește tensiunea. Panta curbei caracteristice devine din ce în ce mai mică până când în punctul C curba devine orizontală înregistrându-se niște oscilații în jurul unei valori medii. Începând cu acest punct lungirile devin semnificative la o valoare constantă a forței. Fenomenul se numește curgere aparentă a materialului.

Tensiunea dată de punctul C poartă denumirea de limită de curgere (yield point) aparentă notată cu σc sau Re conform standardului.

unde Fc reprezintă valoarea forței înregistrată în momentul curgerii materialului. În porțiunea CD materialul devine perfect plastic ceea ce înseamnă că se poate deforma fără o creștere a forței de solicitare. Plasticitatea este proprietatea materialului metalic de a-si schimba forma datorită acțiunii forțelor exterioare și de a rămâne deformat după ce aceste forțe nu mai acționează. Rezistența la curgere (yield strength) este deci data de valoarea forței în punctual C, adică al limitei de curgere.

În literatura ortodontică, termenii de limită de proporționalitate și limită de elasticitate sunt considerate sinonime, deși valorile lor pot fi diferite pentru un anumit aliaj. De asemenea, datorită dificultății de a determina cu precizie, practic, limita de curgere, rezistența la curgere este calculate la o deformarea plastică de 0,1% sau 0,2% . Deși determinarea rezistenței la curgere într-o asemenea manieră este aproximativă, importanța ei practică este semnificativă.

În zona de curgere se poate pune în evidență o limită inferioară de curgere ReL și o limită superioară de curgere ReH . După parcurgerea palierului de curgere curba caracteristică are din nou un traseu ascendent până în punctul E, numită zonă de ecruisare (de întărire). În timpul ecruisării materialul suferă modificări ale structurii atomice și cristaline, rezultând o rezistență crescută a materialului la deformare. Astfel zona se caracterizează prin deformații specifice care cresc considerabil cu creșterea tensiunii.

În zona de ecruisare unde se produc deformații plastice semnificative nu se mai respectă legea lui Hooke. Dacă încărcarea se face până în punctul M și descărcarea se face lent, relația dintre tensiunea σ și deformația specifică ε este liniară, curba caracteristică urmând traseul MN, reprezentat de o dreaptă paralelă cu porțiunea liniară a curbei caracteristice. Deformația totală εt are două componente: una elastică εe și una plastică εp.

Dacă epruveta se reîncarcă, curba caracteristică va urma traseul NMEF până la rupere. Explicația acestui fenomen este legată de ecruisarea materialului care s-a produs în urma solicitării la tracțiune.

Fig 3.14 Diagramele tensiune-alungire al arcului 0.016 SS.

Din punct de vedere clinic, o proprietate extrem de importantă pentru un aliaj, o reprezintă intervalul de revenire după deformarea elastică maximă, numit și modul de reziliență definită prin raportul dintre limita de proporționalitate și modulul de elasticitate. Însă, datorită faptului că, în timpul activării arcurilor ortodontice, clinicianul poate determina o deformare plastică minimă, raportul folosit de majoritatea autorilor este de fapt limita de curgere/ modul de elasticitate.

Rezistența la rupere σr (Rm) (ultimate tensile strength) reprezintă valoarea maximă a tensiunii pe care o suportă epruveta și este dată de raportul dintre forța maximă suportată de epruvetă (Fm) și aria secțiunii inițiale a acestuia.

În realitate, ruperea are loc la o valoare mai mică a forței decât cea maximă, datorită apariției fenomenului de gâtuire a epruvetei. Forța la care are loc ruperea poartă denumirea de tensiune de rupere reală (true breaking strength), fiind calculată folosind aria secțiunii epruvetei în momentul ruperi. Gâtuirea se localizează într-o anumită secțiune din zona calibrată a epruvetei. După apariția gâtuirii forța necesară continuării deformării până la rupere (punctul F) se micșorează, pe curba caracteristică înregistrându-se porțiunea descendentă EF.

Dup Proffit, cele mai relevante proprietăți elastice ale arcurilor ortodontice sunt:

rigididatea (stiffness) sau inversul elasticității – prima porțiune a regiunii liniare caracterizată de proporționalitatea deformațiilor cu tensiunile

rezistența de rupere (tensile strength) dată de forța maximă pe care o suportă arcul

zona de deformare elastică (elastic range).

Relația dintre ele este : Rigiditatea= rezistența/ intervalul de deformare.

Kusy a prezentat monograme ale proprietăților elastice, bazate pe această relație, a diferitelor dimensiuni și tipuri de aliaje ale arcurilor ortodontice. În figura 3.15 este reprezentată diagrama comparativă tensiune-alungire ale unor arcuri de aceeași dimensiune dar din aliaje diferite.

Fig 3.15 Diagramele tensiune-alungire ale arcurilor de 0.016×0.022

Studiul materialelor dentare și ortodontice a acordat o atenție deosebită evaluării proprietăților arcurilor noi, în timp ce modificările produse în urma utilizării arcurilor în mediul intraoral au fost prea puțin cercetate.

Astfel, studiile arată că arcurile de NiTi rotunde folosite intraoral au prezentat valorile medii ale rezistenței de curgere, rezistenței de rupere la tracțiune și ale modulului de elasticitate mai mici decât cele ale arcurilor noi, dar nu semnificativ din punct de vedere statistic. Acest lucru sugerează că folosirea arcurilor de NiTi rotunde, timp îndelungat în mediul intraoral nu determină alterarea semnificativă a celor trei parametrii.

Cele mai afectate arcuri par a fi cele de secțiunea de 0.016x 0.022 NiTi, utilizate mai mult de 6 săptămâni în mediul intraoral. În cazul lor, valorile celor trei parametrii au scăzut semnificativ. Eliades și colab au testat rezistența de fracturare al arcurilor noi și a celor recuperate prin aplicarea unor forțe de încovoiere repetate până în momentul fracturării efective a lor. Ei au concluzionat că rezistența la rupere scade la arcurile rectangulare și pătrate în comparație cu cele rotunde de NiTi. De asemenea, rezistența la rupere este mai mare în cazul arcurilor noi comparate cu cele folosite intraoral.

Spre deosebire de arcurile de NiTi, cele rotunde de SS sunt mai afectate în urma utilizării intraorale. Astfel, scăderea semnificativă a rezistenței de curgere, rezistenței de rupere la tracțiune și al modulului de elasticitate al arcului de 0.016 inch SS s-a produs indiferent de timpul de utilizare intraorală. Posibila explicație a scăderilor valorilor ar putea fi deformările permanente (plastice) produse în timpul ligaturării arcurilor, dar mai ales în momentul exercitării funcțiilor masticatorii. Acești factori pot cauza deformări ale arcurilor de secțiune rotunda și dimensiuni mici, mai mult decât în cazul celor de dimensiuni mai mari și secțiune rectangulară. Analiza macroscopică a arcurilor rotunde de SS recuperate de la pacienți confirmă prezența acestor deformări plastice (fig 3.16).

Fig 3.16. Arc de 0.016 inch SS deformat după 6 săptămâni de utilizare intraorală.

Încercarea la încovoiere

Utilizarea încercărilor de încovoiere în evaluarea proprietăților mecanice ale arcurilor ortodontice reprezintă o metodă din ce în ce mai folosită, datorită relevanței în determinarea deformărilor produse în timpul utilizării clinice a acestora.

Aceste încercări se clasifică în:

în trei puncte

în patru puncte

Încercarea cea mai utilizată în studii este încovoierea în trei puncte, conceput de Miura, modificat de Krishnan. Acest test este relativ simplu de realizat în laborator dar are dezavantajul că există o variație lineară a momentului de încovoiere, acesta fiind maxim la nivelul unde acționează forța și zero la nivelul capetelor epruvetei. În urma acestei Încercări se obțin diagramele tensiune-deformare, asemănătoare celor de la încercarea la tracțiune.

Din punct de vedere clinic, importanța majoră îl are forța de deactivare, respectiv intervalul de deformare în care această forță acționeaza, sau platoul de deactivare (platoul clinic).

Deși sunt puține date referitoare la forța ideală care ar trebui utilizată în timpul tratamentului ortodontic, se presupune că deplasarea dentară optimă se produce sub influența unor forțe de intensitate redusă și continue. Aceste forțe ar trebui să depășească magnitudinea de 0.5-0.7N (valoarea suficientă pentru a declanșa remodelarea tisulară) dar nu ar trebui să depășească 2-3N.

În timpul tratamentului ortodontic, arcurile sunt, inserate în slotul bracketilor, prin aplicarea unei forțe de activare. În urma aplicării acestei forțe se dezvoltă tensiuni interne în interiorul arcului, care, în momentul revenirii acestuia determină aplicarea unor forțe asupra dinților, numit forțe de deactivare. În laborator, testul la încovoiere reproduce modul de utilizare al arcului intraoral.

Forța de deactivare este definită de următoarea ecuație:

Unde: F-forța, I-momentul de inerție al secțiunii transversal a arcului (momentum of inertia), E- modulul de elasticitate a lui Young, δ-deformarea (săgeata), l-lungimea segmentului).

Momentele de inerție ale secțiunii arcurilor se calculează:

I = πd4 / 64 pentru arcurile rotunde

I= w t3/12 pentru arcurile rectangular

Distanța interbracketară dată de lungimea segmentului și deformarea dată de gradul malpoziției se cunosc, iar modulul de elasticitate respectiv diamentrul arcului pot fi alese de clinician, astfel magnitudinea forței poate fi controlată. Însă, pe măsura corectării malpozițiior, deformarea arcului se modifică, arcul alunecând în slotul bracketului și intervine fricțiunea, ca element important în biomecanică.

Numeroși factori fizici, chimici și biologici pot modifica proprietățile mecanice ale arcurilor ortodontice. În ceeace privește variațiile proprietăților de încovoiere în funcție de tipul aliajului folosit în fabricarea arcului, acestea sunt exemplificate sugestiv în figura 3.17.

Nivelul rigidității și corelația acestuia cu dimensiunea arcurilor prezintă semnificație clinică. Se observă o creștere a rigidității odată cu creșterea dimensiunii arcului. De exemplu arcurile de 0.014 inch prezintă valori semnificativ mai mici ale forțelor de activare și deactivare, în comparație cu cele de dimensiunea 0.016 inch, și mult mai mici față de cele rectangulare.

Corelația rigidității arcurilor de aceeași dimensiune dar din aliaje diferite relevă importanța practică de cunoaștere a forțelor dezvoltate de arcuri. De exemplu, în timp ce un arc de 0.016×0.022 NiTi dezvoltă o forță de 3.35 (0.17) N, unul de SS dezvoltă forța de 5.07 (0.42) iar cel de -Ti de 3.52 (0.81) N. Astfel tensiunea transmisă la nivelul ligamentelor parodontale, în biomecanica ortodontică variază de la valori scăzute la cele ridicate în funcție de caracteristicile de încovoiere ale materialulul utilizat.

Fig 3.17. Diagramele comparative ale arcurilor de dimensiunea de 0.016×0.022 NiTi, SS și -Ti obținute în urma încercării la încovoiere în trei puncte.

Încercarea la încovoiere al arcurilor ortodontice cu stabilirea forțelor de activare și deactivare sunt impuse de ultimele specificații ISO, iar pentru că forțele de deactivare sunt cele responsabile pentru deplasarea dentară, importanța lor clinică este majoră.

Studiile arată că În cazul arcurilor de NiTi de secțiune rotunda folosite intraoral, valorile forțelor de deactivare au fost semnificativ mai reduse. Eliades a afirmat că după expunerea intraorală, topografia de suprafață a arcurilor de NiTi este alterată semnificativ, cu posibile implicații asupra proprietăților mecanice. Astfel, prin creșterea rugozității de suprafață, determinate cu ajutorul rugozimetrelor, poate crește forța fricțională la nivelul interfeței slot-arc. După deformare, forța de revenire trebuie să învingă și rezistența fricțională suplimentară de la nivelul slotului. Această explicație este valabilă și în cazul arcurilor rectangulare, cu atât mai mult cu cât suprafața de contact dintre arc și slot, și implicit suprafața de frecare este mai mare.

Valori semnificativ reduse ale forțelor de deactivare s-au obținut și în cazul arcurilor de SS. Atât în cazul celor rotunde cât și în cazul celor rectangulare, forțele de deactivare la 0.5 și 2 mm au fost egale cu 0. În timp ce la arcurile de SS valoarea 0 a forței de deactivare la 2 mm se poate explica prin apariția deformărilor permanente (figura 3.16). Creșterea rugozității de suprafață și a fricțiunii la interfața slot-arc este un alt factor care poate determina reducerea valorilor medii ale forței de deactivare. Studiul lui Marques confirmă această ipoteză, autorul observând o creștere de până la 20.8% a fricțiunii arcului de SS după 8 săptămâni de utilizare in vivo. În figura 3.18 este prezentată diagrama comparativă a forțelor de deactivare în cazul arcurilor rectangulare și pătrate de NiTi și SS noi și folosite intraoral.

Numeroase cercetări au confirmat faptul că arcurile cu înveliș estetic expuse mediului intraoral suferă alterări majore atât ale proprietăților mecanice cât și ale celor estetice ca urmare a deteriorării accentuate a învelișului. Elavyan a obținut forțe de deactivare egale cu zero la încercarea la încovoiere. Același autor a obținut valori mai crescute a forțelor de activare al arcurilor recuperate față de cele noi, valori explicate prin fricțiunea crescută.

Valorile reduse ale forței de deactivare în cazul arcurilor utilizate in vivo pune sub semnul întrebării eficacitatea clinică a acestor arcuri, în cazul folosirii lor intraorale perioade lungi de timp.

Figura 3.18 Încovoiere – arcuri noi și folosite intraoral rectangulare – 4 mm

Încercarea la torsiune

Analiza mecanică la torsiune a barelor este extrem de complexă din punct de vedere matematic, pentru că secțiunile plane perpendiculare pe axa longitudinală a barei se răsucesc una în raport cu cealaltă. Importanța acestei încercări apare în cazul arcurilor rectangulare, în special în momentul introducerii îndoiturilor de gradul III, respectiv al cuplului mecanic. Acest tip de testare nu face subiectul lucrării de față și din aceste considerente nu va fi descrisă în detaliu.

3.3 Selecția clinică a arcurilor ortodontice

În ceea ce privește selecția clinică a arcurilor ortodontice acesta depinde de numeroși factori, dintre care cei mai importanți sunt: filozofia de tratament, faza tratamentului ortodontic, dimensiunea arcului, aliaj și nu în ultimul rând proprietățile fiecărui arc. Bishara , face următoarele recomandări:

• În faza de aliniere și nivelare se utilizează arcuri care se pot insera în întregul slot al bracketului, astfel arcuri de NiTi, torsadate sau de SS multiloop.

• În faza intermediară este nevoie de un control mai bun al mișcărilor dentare, iar în cazuri extracționiste de rigiditate crescută a arcurilor, furnizate de aliajele de SS și de -Ti.

• În fazele de finisare, flexibilitatea este cerința de baza a arcurilor pentru a asigura stabilizarea ocluziei și idealizarea pozițiilor unităților dentare. Utilizarea arcurilor de SS de secțiune rotundă sau a celor de -Ti este recomandată.

Cap IV. Elemente declanșatoare de forțe ortodontice: Elasticele intermaxilare

4.1 Definiție. Tipuri de elastice

Elasticele intermaxilare reprezintă elemente declanșatoare de forțe ortodontice. Avantajul major constă în ușurința de aplicare a unei forțe prin intermediul lor, deși acțiunea lor este dependentă de gradul de cooperare al pacientului. De asemenea, dacă sistemul forțelor dezvoltate de aceste elastice nu este atent analizat, efectul lor poate fi unul nedorit.

Denumirea de elastice intermaxilare nu este corectă întotdeauna, pentru că ele se pot folosi și în cazul unui singur maxilar, în acest caz fiind vorba de elastice intramaxilare. Principalul lor scop, este de a realiza acea ”potrivire” interarcadică care lipsește, uneori, în cazul a două arcade dentare aliniate și nivelate. O altă ulilizare a lor o reprezintă întărirea ancorajului sau corecții intraarcadice.

Primii care au folosit latexul în ortodonție au fost Baker, Case și Angle. În anul 1846, Baker a publicat articolul intitulat ”The use of Indian rubber in regulating teeth”, în care explică folosirea unui inel elastic tăiat și întins ajută la alinierea dinților. Ulterior, prin dezvoltarea polimerilor sintetici, în timpul primului război mondial, latexul a fost parțial înlocuit. Catenele elastice au fost introduse în 1960, ca parte integrată a terapiei ortodontice.

Elasticele intermaxilare reprezintă un sistem ușor de aplicare al forței ortodontice. Spre deosebire de arcurile ortodontice, care sunt inserate în slotul brackeților și ligaturate la acest nivel, elasticele acționează și în momentul mișcărilor mandibulare, ceea ce face ca sistemul de forțe să fie destul de imprecis. Un alt dezavantaj al elasticelor îl reprezintă degradarea lor precoce datorată variațiilor de temperatură din cavitatea bucală și a acțiunii salivei.

Clasificarea elasticelor intermaxilare se poate realiza în funcție de mai multe criterii, cum ar fi: punct de aplicare, dimensiune (diametru și grosime) (figura 4.1).

Fig 4.1 Diferite tipuri de elastice intermaxilare

Clasificarea elasticelor după punctul de aplicare al lor:

Elastice intermaxilare sau interarcadice: tracțiunile sunt aplicate la nivelul ambelor arcade și se subclasifică în:

Tracțiuni elastice de clasa a II-a: aplicate în zona frontală a arcului maxilar și laterală a celui mandibular

Tracțiuni elastice de clasa a III-a: de la regiunea canină inferioară spre zona distală a arcadei superioare

Tracțiuni elastice criss-cross sau oblice

Tracțiuni elastice verticale

Elastice intramaxilare sau intraarcadice: sunt aplicate la nivelul unei singure arcade

Elastice folosite pentru tracțiuni extraorale: se atașează dispozitivelor intra-extra orale

Clasificarea elasticelor după dimensiune (figura 4.2) se face în funcție de diametrul inelului măsurat în inch (1 inch=2.45 cm):

De la 1/8”până la 3/8”

Clasificarea elasticelor în funcție de forța declanșată se face de la 71g forță (2 ½ oz) până la 184 g forță (6 1/2oz)(1 oz=28.35 g).

Forțele date sunt declanșate prin întinderea elasticului până la de 2 ori diamentrul său aflat în repaus. Astfel putem avea:

Tracțiuni mici: 71 g force (2 ½ oz).

Tracțiuni medii: 128 g (4 ½ oz)

Tracțiuni puternice: 184 g (6 1/2oz)

Fig 4.2 Diametrul unui elastic intermaxilar

Clasificarea lor în elastice de clasa a II a și a III a, este considerată deficitară după unii autori, întrucât aceasta clasificare ia în considerare numai direcția lor, însă pentru a descrie un sistem de forțe, direcția nu este suficientă.

4.2 Compoziție, caracteristici fizice și mod de acțiune

Din punct de vedere la compoziției elasticele intermaxilare pot fi din:

Latex (cauciuc natural)

Poliuretani (polimeri sintetici)

ambele materiale prezentând proprietăți elastice.

Cel mai mare dezavantaj al latexului natural, folosit în fabricarea produselor ortodontice îl reprezintă sensibilitatea lui exagerată la efectul oxigenului și razelor UV. Acești factori determină ruperea legăturilor duble nesaturate de la nivel molecular, ceea ce duce la slăbirea catenei. Umplerea golurilor produse din matricea polimerului cu placă bacteriană și resturi alimentare duce la colorarea și degradarea catenei. Polimerii sintetici, sunt și ei sensibili la acțiunea radicalilor liberi, aceștia determinând reducerea elasticității și a rezistenței la rupere. Adăugarea de antioxidanți în compoziția lor prelungește durata de viață a polimerilor sintetici, determinând, totodată, îmbunătățirea proprietăților lor. Un alt mare dezavantaj al latexului îl reprezintă apariția numeroaselor reacții alergice.

Structural, polimerii prezintă o structură non-cristalină, constituite pe baza de compuși macromoleculari naturali sau sintetici.

Bradley afirmă că cea mai importantă caracteristica a acestor materiale o reprezintă elasticitatea. Realizând testul de tracționare, se obține o diagrama (figura 4.3). Spre deosebire de diagramele specifice arcurilor ortodontice, aceasta prezintă o regiune inițială curbă și nu dreaptă. Limita elastică apare la punctul de inflexiune. Regiunea corespunzătoare deformării elastice se caracterizează prin modificări reversibile moleculare din structura polimerică. O altă specificitate o reprezintă lipsa regiunii lineare corespunzătoare elasticității Hook. Fenomenul se explică prin variații ale lungimii și structurii lanțurilor polimerice, care, în momentul apariției deformației elastice determină deplasări ireversibile și chiar rupturi la acest nivel.

Fig 4.3 Diagrama specifică a materialelor elastice la tracționare după Kovatch

Altă diferență față de materialele metalice o reprezintă modificarea forței dezvoltate și a comportamentului din timpul relaxării în funcție de încărcarea materialului. Astfel, clinic, ele trebuie activate progresiv pentru a obține gradul cel mai redus al degradării forțelor.

4.3 Biomecanica elasticelor intermaxilare.

Pentru a putea prezenta caracteristicele biomecanice ale aplicării forței de către elasticele intermaxilare și pentru a ușura înțelegerea lor, Burnstone propune ca cele două arcade dentare (superioară și inferioară) să fie considerate unități rigide, prin inserarea unui arc ortodontic de dimensiune crescută și flexibilitate redusă la nivelul slotului brackeților, nepermițând deformarea arcadei dentare. Această prezumție simplifică vizualizarea forțelor care acționează la acest nivel. De asemenea, de o importanță majoră este localizarea centrului de rezistență al arcadei superioare, respectiv al celei inferioare. Localizarea ei la nivelul maxilarelor între cei doi premolari a fost determinată prin studii. Totuși, la fel ca în cazul centrului de rezistență al dinților și centrul de rezistență al arcadelor dentare ca întreg, pot suferi variații morfologice.

Elasticele de clasa a II a

Aplicarea elasticelor de clasa a doua se poate face de la nivelul caninului superior la nivelul molarului secund inferior, în acest caz fiind vorba de un elastic lung. După Burnstone, sistemul de forțe echivalent, care acționează la nivelul centrelor de rezistență ale arcadelor va determina rotația în jos și posterior a maxilarului și în sus și înainte al mandibulei. Pentru că distanța perpendiculară de la centrele de rezistență ale arcadelor maxilare și mandibulare este aproximativ aceeași, momentele vor fi aproximativ identice (figura 4.4).

Fig 4.4 Forțele și momentele produse de elasticele de clasa a doua de tip lung (după Burnstone)

Clinic, acest tip de elastic, lung, determină rotația în sens orar a planului ocluzal, astfel încât gradul de supraacoperire va fi menținut. Atragem atenția asupra faptului că nu s-a luat în considerare extruzia dinților frontali sau rotația mandibulară.

După Burnstone, aplicarea unui elastic de tip scurt, între premolarul prim superior și premolarul secund inferior, va avea un alt efect asupra celor două maxilare. Principala diferență constă în direcția forței dezvoltate, aceasta având o componentă verticală mai mare decât cea orizontală, în timp ce momentele echivalente la nivelul centrului de rezistență sunt mult mai mici decât la elasticele lungi (figura 4.5).

Fig 4.5 Forțele și momentele produse de un elastic de clasa a doua de tip scurt (după Burnstone)

Clinic, acest tip de elastic va determina creșterea dimensiunii verticale prin extruzia dinților și o rotație mai mică la nivelul planului ocluzal.

Astfel, în cazul pacienților cu exces de creștere vertical, de tip hiperdivergenți, elasticele de clasa a II a ar trebui să evite creșterea dimensiunii faciale anterioare. Acest obiectiv este greu de atins, în special în condițiile în care, elasticele lungi determină o rotație mandibulară semnificativă, precum și o extruzie nedorită a molarilor mandibulari. De asemenea, se produce extruzia frontalilor superiori cu înrăutățirea aspectului facial al acestor pacienți. Pe de altă parte, folosirea elasticelor de clasa a doua la acești pacienți dezvoltă componenta verticală, ceea ce nu este de dorit.

Pe lângă extruzia molarilor mandibulari, alte efecte secundare ale purtării excesive a elasticelor de clasa a II-a o reprezintă înclinarea lor spre lingual, precum și meziorotația lor. Pentru a contracara aceste efecte, unii autori recomandă folosirea elasticelor doar pe arcuri rigide rectangulare precum și introducerea unei îndoituri de tip toe-in la nivelul molarului.

Protruzia incisivilor inferiori poate să apară în cazul folosirii elasticelor de clasa a II-a timp îndelungat. Introducerea unui torque radicular vestibular și reducerea timpului de purtare a elasticelor poate să reducă acest efect.

Conform lui Burnstone, efecte diferite ale elasticelor de clasa a II a se pot obține, cel puțin teoretic, în funcție de aplicarea lor față de centrul de rezistență a maxilarelor:

Aplicarea unui elastic scurt anterior (anterior de caninul superior și între caninul inferior) face ca forța să treacă prin centrul de rezistență al mandibulei și la distanță față de cel al maxilarului. Efectul va fi: rotația în sens orar al maxilarului și nici un efect pe mandibulă (figura 4.6)

Fig 4.6 Efectul unui elastic de tip scurt inserat anterior. Forța trece prin centrul de rezistență al mandibulei astfel încât va determina rotația maxilarului dar nu și a mandibulei (după Burnstone)

Aplicarea aceluiași elastic posterior (între molarul prim superior și secund inferior) determină efect de rotație în sens orar pe mandibulă, fără să afecteze maxilarul, pentru că trece prin centrul lui de rezistență (figura 4.7)

Fig 4.7 Efectul unui elastic de tip scurt inserat posterior. Forța trece prin centrul de rezistență al maxilarului determinând doar rotația mandibulei, nu și a maxilarului (după Burnstone)

Din păcate, variații morfologice ale maxilarelor cu modificarea centrelor de rezistență, magnitudinea forțelor, precum și exercitarea funcțiilor fonatice, eventual masticație, în timpul purtării elasticelor, fac ca efectul elasticelor să varieze.

Elasticele de clasa a III a

Elasticele de clasa a treia sunt inserate, de obicei de la nivelul caninului inferior la molarul prim sau secund superior. Biomecanica acestora este extrem de similară cu cea a elasticelor de clasa a II-a, fiind în strânsă relație cu dezvoltarea forțelor față de centrul de rezistență al maxilarelor.

De exemplu, folosirea unui elastic de lasa a III-a de tip scurt va determina rotația în sens antiorar al mandibulei și lipsa momentului de rotație la maxilar, linia de acțiune al forței fiind la distanță de centrul de rezistență al mandibulei și trecând prin cel al maxilarului.

Elastice de tip criss-cross

Acest tip de elastice poate fi folosit la nivelul unei arcade dentare întregi, la nivelul segmentului posterior al arcadelor sau numai la nivelul unei perechi de molari.

Purtarea lor la nivelul unei singure perechi de molari (suprafața palatinală a celui superior și vestibulară a celui inferior) se indică în cazul unei ocluzii încrucișate la acest nivel. Din punct de vedere biomecanic, principiul este cel al ancorajului reciproc. Burnstone recomandă deci, întărirea ancorajului la nivelul molarului inferior (de exemplu cu un arc lingual) pentru a preveni reducerea diamentrului transversal al arcadei inferioare (figura 4.8)

Fig 4.8 Elastice de tip criss-cross aplicate pentru corecția ocluziei încrucișate

Efectul elasticelor criss-cross folosite pe arcade dentare rigidizate depinde de direcția forțelor față de centrul de rezistență al maxilarelor. De exemplu, folosirea unui elastic de acest fel, unilateral, va determina înclinarea planului ocluzal spre inferior de partea elasticelor și superior de partea opusă (figura 4.9).

Fig 4.9 Efectul elasticului de tip criss-cross aplicat unilateral dreapta: pe lângă deplasare, se produce și rotația maxilarului în sens antiorar și a mandibulei în sens orar (după Burnstone)

Efectul se datorează trecerii liniei de acțiune al forței prin centrul de rezistență al mandibulei (deci nu va rota mandibula) dar la distanță de cel al maxilarului, determinând înclinarea acestuia. Clinic, acest efect se manifestă prin apariția unei ocluzii deschise de partea opusă elasticelor. Pentru a contracara acest efect, Burnstone recomandă aplicarea unui elastic vertical sau criss-cross de partea opusă (figura 4.10).

Fig 4.10 Pentru a contracara efectul secundar al elasticelor criss-cross unilaterale prezentat în fig 4.9 se poate folosi un elatic vertical de partea opusă (după Burnstone)

La nivelul arcadelor, văzute dinspre ocluzal poate să apară un alt efect nedorit al elasticelor criss-cross constând în rotația acestuia (figura 4.11).

Fig 4.11 Elasticele de tip criss-cross au efect de rotație a arcadelor dentare dacă forța nu trece prin centrul de rezistență al acestora (vedere ocluzală)

Aceleași principii se aplică în cazul elasticelor folosite în zona anterioară pentru corecția discrepanțelor liniilor mediene. Însă și în acest caz apar efectele secundare manifestate prin înclinarea planului ocluzal. De exemplu, un elastic tip criss-cross folosit pentru redresarea liniilor mediene, aplicat de la stânga (superior) la dreapta (inferior) va determina rotația maxilarelor în sens invers unul față de celălalt.

Elasticele de tip vertical

Aceste elastice pot fi aplicate sub diferite forme: triunghi, trapez, fiind frecvent folosite pentru corectarea unor discrepanțe în plan vertical, în special în faza de finisare (figura 4.12).

Fig 4.12 Diferite tipuri de inserare a elasticelor verticale intermaxilare

Principiul aplicării lor corecte este asemănător celorlalte tipuri de elastice: cu cât brațul forței este mai aproape de centrul de rezistență al maxilarului cu atât efectul va fi cel de translație verticală a maxilarului. Elasticele aplicate excentric, la distanță de centrele de rezistență vor dezvolta efecte secundare nedorite de rotații ale maxilarelor și apariția ocluziilor deschise.

Burnstone face astfel câteva recomandări legate de folosirea elasticelor maxilare:

Înainte de inserarea oricăror elastice intermaxilare trebuie studiat judicios efectul acestora asupra maxilarelor în toate cele trei planuri spațiale pentru a minimiza efectele secundare nedorite

Schemele complexe de inserare ale elasticelor pot fi înlocuite cu elastice mai simple, dacă ortodontul cunoaște sistemul de forțe, precum și efectul dorit (vezi sistemul forțelor echivalente capitolul I)

Folosirea elasticelor intermaxilare trebuie limitată în cazurile în care purtarea lor este absolut necesară, este mai importantă aplicarea unei biomecanici corecte din fazele inițiale decât corectarea unei biomecanici greșite cu elastice intermaxilare în etapele finale.

Cap V. Elemente declanșatoare de forțe ortodontice: Resorturile

5.1 Definiție. Clasificare.

Resorturile coil-spring, au fost intoduse în practica medicală ortodontică în 1931, fiind folosite pentru a iniția diferite deplasări dentare. Ele reprezintă, elemente declanșatoare de forță ortodontică sub formă elicoidală, spiralele putând fi apropiate sau depărtate. Principiul acțiunii lor se bazează pe deformarea elastică a acestor spire.

Clasificarea resorturilor se poate realiza în funcție de mai multe criterii.

În funcție de dispoziția spirelor resorturile pot fi împărțite în două categorii (figura 5.1):

Deschise sau de deschidere (open coil-spring): spirele sunt depărtate inițial, prin activare ele se apropie iar forța este declanșată de revenirea spirelor comprimate

Închise sau de închidere (closed coil-spring): spirele sunt inițial apropiate, prin activare ele se depărtează iar forța este declanșată prin revenirea spirelor tracționate

Fig. 5.1 Resorturi de deschidere și închidere

În funcție de aliajele folosite pentru fabricarea lor, resorturile se clasifică în:

oțel inoxidabil

Crom-cobalt (Elgiloy)

NiTi.

După dimensiune resorturile pot fi de la 0.008×0.032 inch până la 0.012×0.032 inch, prima dimensiune reprezentând grosimea sârmei din care este confecționat resortul iar a doua dimesiune reprezentând lumenul interior.

În funcție de aspectul lor se clasifică în (figura 5.2):

Resorturi metalice neacoperite estetic

Resorturi metalice acoperite estetic

Figura 5.2 Resorturi ortodontice metalice și acoperite estetic

5.2 Proprietăți. Mod de acțiune

Introducerea resorturilor în practica ortodontică curentă a oferit variante noi de abordare a diferitelor etape de tratament. Dintre acestea, faza de închidere a spațiilor postextracționale prin mecanica de alunecare a fost ușurată de resorturile de tip închis (figura 5.3).

Astfel, resorturile pot avea utilizări multiple în cadrul tratamentului ortodontic:

Menținerea, închiderea sau redeschiderea spațiilor (figura 5.4)

Distalizarea caninului sau retruzia unui grup de dinți

Tracționarea unor dinții impactați

Fig 5.3 Resort de tip închis folosit pentru retruzia grupului frontal

Caracteristicile arcurilor sunt influențate de:

aliajul folosit în fabricare lor

diametrul sârmei arcului

diametrul interior al resortului

unghiul de înclinare al spirei

lungimea arcului.

Aliajul folosit în fabricare resorturilor influențează proprietățile acestora, la fel ca în cazul arcurilor ortodontice. Pentru a determina materialul optim în fabricarea resorturilor ortodontice, studiile realizate s-au axat pe simularea mediului bucal și obținerea unor forțe cât mai fiziologice, adică constante și de intensitate redusă. Un alt criteriu de evaluare al resorturilor îl reprezintă modificările caracteristicilor fizice și de suprafață după utilizarea intraorală pe diferite perioade de timp. În studiul realizat de Han, resorturile din SS au prezentat deformări permanente după 2 săptămâni de utilizare intraorală, ceea ce a dus la rigidizarea lor, în comparație cu cele de NiTi, a căror proprietăți mecanice nu s-au alterat.

a b

Fig 5.4 Resort de tip deschis folosit intraoral: a pentru uprighting-ul molarului și b pentru redeschiderea spațiului

Astfel, în zilele noastre aliajul nichel titan este materialul cel mai des folosit în fabricarea resorturilor datorită proprietăților sale specifice de memorie a formei și superelasticitate.

Alte proprietăți importante ale resorturilor ortodontice din NiTi sunt:

Rezistență crescută

Interval de lucru crescut, ceea ce înseamnă că în timp ce acestea sunt deformate, energia eliberată este constantă, forța dezvoltată ușoară și continuă oferind o aplicare optimă pentru deplasarea dintelui în condiții clinice adecvate.

Dimensiunea lumenului resortului influențează intervalul de lucru prin reducerea ratei de încărcare/deformare, datorită creșterii lungimii sârmei încorporate în resortul respectiv.

În sens opus, creșterea dimensiunii sârmei, va scădea rata de încărcare/deformare, ceea ce duce la scăderea elasticității arcului.

Unghiul de înclinare a spirei este definit ca fiind unghiul format de perpendiculara dusă la axul lung al resortului și înclinarea spirelor. Creșterea acestui unghi duce la scăderea elasticității resortului. La fel ca în cazul arcului ortodontic, lungimea crescută a resortului va duce la creșterea elasticității acestuia.

Modul de acțiune al resorturilor depinde de tipul acestora.

Astfel, cele deschise sunt concepute pentru a oferi o forță după comprimarea lor, forță indicată în deschiderea spațiilor.

Resorturile închise se activează prin tracționarea capetelor, tendința spirelor fiind cea de revenire la forma inițială, dezvoltând o forță de tracțiune asupra structurilor legate la capătul lor (de ex. distalizarea caninilor).

5.3 Metode de testare a proprietăților mecanice

Metodele de testare a proprietăților mecanice includ, în general două tipuri de încercări mecanice:

Încercare la tracționare a resorturilor închise

Încercarea la compresie a resorturilor deschise (figura 5.5)

Principiul celor două tipuri de încercări mecanice se bazează pe obținerea graficelor tensiune respectiv compresiune/deformare și calcularea diagramei specifice tensiune-alungire sau comprimare (figura 5.6). Metodologia de lucru este similară cu cea descrisă în amănunt în cadrul capitolului 3.2.2.3, aici făcându-se referire la concluziile studiilor existente în literatura ortodontică.

Fig. 5.5 Încercarea la compresiune a resorturilor ortodontice

Spre deosebire de studiile despre arcurile ortodontice, cele realizate pe aceste resorturi sunt puține în literatura de specialitate.

Webb și colaboratorii, într-un studiu despre resorturile închise de diferite diametre de sârmă și diametru al lumenului au observat că o creștere a diametrul sârmei și micșorarea diametrului lumenului generează o forță mai mare. Au observat de asemenea că, resorturile de dimensiuni similare de la diferiți producători prezintă valori diferite, fiind astfel intens influențate de procedeul de fabricare.

Harris și colaboratorii, au concluzionat că modululul de elasticitate și limita de curgere scad semnificativ în cazul expunerii unor resorturi la un mediu oral simulat. Boshart și colaboratorii, au demonstrat că arcurile elicoidale deschise sunt mai rigide decât arcurile elicoidale închise.

Un alt studiu, extrem de cuprinzător este cel a lui Miura. El a supus resorturile Japoneze închise și deschise din aliaj nickel titan la încercare de tracționare și compresie. Arcuri de diferite diametre ale lumenului, fabricate din sârme de diametre diferite au fost incluse în studiu. S-a observat că la același diametru interior forța a crescut o dată cu creșterea diametrului sârmei. La același diametru al sârmei forța crește dacă diametrul lumenului resortului se micșorează. De asemenea, arcurile deschise au o elascititate mult mai constantă în comparație cu arcurile închise.

Angolkar și colaboratorii, au efectuat un studiu in-vitro pe resorturile închise de diferite lungimi și diametre interioare din oțel inoxidabil (SS), cobalt crom-nichel și aliaj de nichel-titan. Ei au arătat că toate resorturile au prezentat o scădere a forței dezvoltate într-o anumită perioadă de timp. Astfel, la cele mai multe s-a observat o pierdere a elasticității în primele 24 ore, după 3 zile, declinul a fost mai liniar, iar dupa 21 zile reducerea elascitității a fost mică.

Fig 5.6 Diagrama specifică testului de compresiune

În concluzie, resorturile ortodontice oferă o modalitate diversificată de obținere a forțelor ortodontice, dar la fel ca și arcurile ortodontice, sunt sensibile la diferiți factori interni (de structură, suprafață) și externi (mediul de utilizare) care pot modifica proprietățile mecanice. Este nevoie de alegerea tipului de resort potrivit pentru deplansarea ortodontică optimă.

În ceea ce privește proprietățile de suprafață ale resorturilor, precum și caracteristicile microscopice, acestea sunt asemănătoare cu cele ale arcurilor fabricate din același aliaj. În plus, acoperirea estetică cu înveliș de teflon a resorturilor poate duce la reducerea lumenului acestora și implicit modificarea caracteristicilor mecanice. Din acest motiv, unii producători măresc diametrul lumenului resorturilor estetice și precizează acest aspect (de exemplu un resort de 0.010×0.030 inch estetic, este de fapt de 0.012×0.030 inch). Un alt neajuns al acoperirii estetice îl reprezintă creșterea fricțiunii dintre resort și arcul subiacent, parțial determinat de micșorarea lumenului resortului, parțial determinat și de rugozitatea de suprafață (figura 5.7).

Fig 5.7 Aspectul microscopic al unui resort acoperit estetic nefolosit: se observă lipsa omogenității îvelișului.

Cap VI. Biomecanica aparatelor ortodontice

6.1 Mecanica arcurilor: clasele geometrice a lui Burnstone și mecanica arcurilor în V și în trepte

6.1.1 Clasele geometrice a lui Burnstone

În cursul tratamentului ortodontic aplicat la nivelul unei arcade întregi este dificil de calculat și cuantificat valoarea forțelor care intervin, datorită numeroaselor variabile (poziții diferite ale brackeților ca urmare a malpozițiilor dentare, fricțiunea etc). Pentru simplificare, Burnstone propune un sistem de forțe obținute prin inserarea unui arc drept sau îndoit la nivelul unui segment dentar format din 2 dinți și brackeții acestora (figura 6.1).

Fig 6.1 Reprezentarea grafică a unui arc ortodontic care trece prin slotul a doi brackeți. Unghiul făcut de axa dintre brackeți (cu negru) respectiv axa slotului (cu roșu) va fi A și B. Raportul celor două unghiuri ne va da clasa geometrică (după Burnstone)

Relația unui bracket față de altul poate fi clasificată într-una din cele 6 clase geometrice a lui Burnstone. Pentru a putea prezenta clasele geometrice descrise de Burnstone vom lua situația a doi brackeți (A și B) colați pe suprafața a doi dinți. Dimensiunea lor este standard și distanța interbracketară constantă. Conectând centrul celor doi brackeți vom obține axa interbracketară cu negru, iar linia care trece prin slotul fiecărui bracket formează axa slotului, cu roșu. Între cele două axe se vor forma unghiurile A și B (figura 6.1). Pentru a putea identifica clasa e nevoie de determinarea bracketului cu cel mai mare unghi între axul interbracketar și axul slotului. Se va determina totodată sensul (pozitiv sau negativ) al unghiului respectiv. Următoarea etapă este determinarea momentelor care acționează asupra brackeților. Raportul dintre cele două unghiuri ne va da clasa geometrică. În momentul inserării unui arc în slotul celor doi brackeți, arcul va dezvolta o forță de activare. Din punct de vedere ortodontic însă, forța de deactivare este cea care determină deplasarea dentară, aceasta fiind opusă celei de activare. Cunoscând deci distanța interbracketară și forța aplicată prin intermediul arcului, se poate vizualiza poziția finală a dinților, cu alte cuvinte, sistemul moment-forță poate fi controlat pentru a ghida deplasarea dentară. Sistemul de forțe obținut este deci un sistem de forțe static determinat.

Clasa I

În această clasă sloturile sunt paralele dar nu coliniare (figura 6.2). În clasa I A/B este egal cu +1.0 , adică ambele unghiuri sunt pozitive și au aceeași angulație. În clasa I momentele A și B sunt ambele pozitive, determinând o rotație în sens orar al dinților. Fiind în echilibru, MA/MB=+1.0. În figura 6.2 apare reprezentarea grafică a unei clase geometrice I de la nivelul a 2 premolari. Pentru a ajunge la o poziție de echilibru final (conform legii lui Newton), suma tuturor momentelor și forțelor care acționează asupra sistemului trebuie să fie egală cu 0.

Clinic, când un asemeanea sistem ajunge la echilibru, ambii premolari vor avea o rotație în sens orar, unul extruzându-se celălalt intrudându-se.

Fig 6.2 Clasa I geometrică (după Burnstone)

Clasa II

Reducând valoarea unghiului A, în așa fel încât A este jumătate din B, obținem clasa geometrică II. Raportul dintre cele două unghiuri va fi A/B=0.5 Momentele produse nu vor fi proporționale cu gradul angulației, astfel încât MA/MB=+0.8. Clinic, sistemul este similar cu cel de la clasa I, numai că premolarul B va suferi o rotație mai mare în sens orar, premolarul A se intrudează iar cel B se extruzează (figura 6.3).

Fig 6.3 Clasa a II geometrică (după Burnstone)

Clasa III

În clasa III, angulația bracketului de pe premolarul A este 0, astfel încât A/B=0, iar raportul dintre momente MA/MB=0.5. Acest sistem de forțe nu se schimbă semnificativ, însă momentul de la nivelul bracketului A este jumătate din cel a lui B, astfel încât premolarul A va suferi o rotație mai mică în sens orar. Componenta verticală va fi și ea prezentă însă în măsură mai mică pentru A și mai mare pentru B (figura 6.4).

Fig 6.4 Clasa a III a geometrică a lui Burnstone

Clasa IV

Clasa IV se caracterizează prin rotația bracketului de pe A mai mult în sens orar astfel încât A/B=0.5. Spre deosebire de clasele I și II, angulația slotului este negativă, astfel încât, numai asupra unuia din cei doi dinți va acționa un moment în sens orar, astfel încât MA/MB=0. Componentele verticale, intruzive și extruzive vor fi prezente și în această situație (figura 6.5).

Fig. 6.5 Clasa a IV-a geometrică (după Burnstone)

Clasa V

Prin rotația mai mare a bracketului A în sens orar, se obține un raport A/B=-0.75, creând o geometrie de clasa a V-a. Momentul la nivelul premolarului A este de 4 ori mai mare față de cel de pe B și va acționa în sens invers (figura 6.6).

Fig 6.6 Clasa a V-a geometrică (după Burnstone)

Clasa a VI

Rotând bracketul A în sens orar mai mult, se obține o angulația A egală dar în sens opus față de B, raportul fiind de A/B=-1. Momentele vor fi în sens opus dar egale ca magnitudine, în timp ce forțe verticale nu apar (figura 6.7).

Fig. 6.7 Clasa a VI-a geometrică a lui Burnstone

În concluzie, dinții pot fi considerați unități independente, fiecare având centrul lui de rezistență. Însă, în cursul tratamentului ortodontic fix, prin folosirea unui arc ortodontic, dinții se vor deplasa datorită elasticității acestuia, influențând reciproc mișcarea unuia față de cea a altuia. Această deplasare se va opri în momentul în care arcul ortodontic ajunge la o poziție de echilibru static.

6.1.2 Mecanica arcurilor în V

În cursul tratamentului ortodontic fix se pot realiza diferite îndoituri pe arc, cu scopul de a determina deplasarea dentară într-un sens sau altul. Aceste îndoituri pot fi clasificate în:

Îndoituri în V simetrice

Îndoituri în V asimetrice

Îndoituri artistice-sub formă de trepte

Cunoașterea biomecanicii acestor îndoituri ajută la eficientizarea tratamentului ortodontic, chiar dacă medicul folosește tehnica straight-wire și nu cea edgewise clasică.

Îndoituri în V simetrice

Cosiderând doi dinți cu valoare de ancoraj identică (de exemplu doi premolari), și un arc ortodontic inserat între brackeții acestuia, putem realiza o îndoitură în V la mijlocul distanței dintre cei doi brackeți. Astfel, prin inserarea arcului în bracketul distal, capătul mezial al acestuia va avea o poziție gingivală, arcul fiind pasiv. Prin inserarea și fixarea capătului mezial al arcului, se realizează un sistem de forțe, în care momentele vor determina rotația în sens orar al dintelui situat distal și antiorar al celui situat mezial (figura 6.8). Conform principiului sistemelor de forțe determinate static, suma tuturor momentelor și forțelor trebuie să fie egal cu 0. Rădăcinile celor doi premolari se vor apropia iar coroanele lor se vor depărta unul de celălalt, până când arcul inserat devine pasiv. De fapt, acest sistem este identic cu cel de clasa VI a lui Burnstone.

Fig 6.8 Îndoitura V simetrică determină două momente de sens opus pe cei doi dinți

Dacă coroanele sunt solidarizate una de cealaltă, se va produce o deplasare a rădăcinilor, acestea apropiindu-se una de cealaltă. Această modificare este cunoscută sub denumirea de gable-bend (figura 6.9).

Fig 6.9 Gable bend (după Nanda)

Îndoituri V asimetrice

În momentul în care îndoitura V este deplasată excentric, la o treime din distanța de premolarul situat distal, premolarul situat mezial nu va prezenta moment de rotație, însă cel distal se va roti în sens antiorar (figura 6.10). Capătul mezial al arcului va determina doar o forță verticală de intruzie asupra premolarului mezial. Premolarul distal, pe de altă parte se va extruda, datorită componentei verticale a forței. Sistemul fiind similar cu cel al clasei IV a lui Burnstone.

Fig 6.10 Îndoitura V asimetrică situată la 1/3 distanță a arcului

Deplasând îndoitura mai aproape de dintele distal putem obține un sistem de clasa a III-a Burnstone, ambii premolari rotindu-se în sens antiorar, iar în sens vertical cel distal extrudându-se iar cel mezial intrudându-se (figura 6.11).

Fig. 6.11 Îndoitura V asimetrică situată mai aproape de dintele distal

În situația în care cei doi dinți nu au aceeași valoare de ancoraj, unul fiind un molar celălalt un premolar, se va modifica amplitudinea forțelor în sens vertical. Centrul de rezistență fiind mai aproape de molar, premolarul se va intruda mai puțin decât se va extruda molarul (figura 6.12).

Fig. 6.12 Îndoitură V asimetrică în cazul a doi dinți cu valoare de ancoraj diferită

Îndoituri artistice (trepte)

Îndoiturile în trepte, mai sunt numite și îndoituri Z și includ: îndoiturile artistice, step-up și step-down, precum și îndoiturile de ancoraj. Mecanic, aceste îndoituri se caracterizează prin prezența momentelor egale atât ca amplitudine, cât și ca direcție, astfel încât aceste sisteme sunt echivalente cu geometria de clasa I. Modificarea poziției îndoiturii între brackeți nu va determina modificarea sistemului de forțe, întrucât raportul MA/MB=1. Modificarea raportului M/F în mecanica acestor îndoituri este posibilă prin modificarea distanței interbracketare. Exemple ale acestor îndoituri sunt prezentate mai jos:

Îndoituri artistice: acestea reprezintă o combinație între îndoiturile V și în trepte, realizate în zona frontală, cu scopul corectării înclinației axiale mezio distale (de ordinul doi) a incisivilor (figura 6.13)

Fig. 6.13 Îndoituri artistice (după Nanda)

Îndoiturile Step-up și step-down sunt realizate cu scopul corecției poziției verticale a doi dinți, fără a fi necesară recolarea brackeților (figura 6.14)

Fig. 6.14 Îndoituri step-up și step-down

Îndoiturile Tweed pentru întărirea ancorajului sunt folosite cu scopul de a înclina coroana molarilor spre distal pentru a întări ancorajul în cazul folosirii elasticelor de clasa a doua; efectul secundar nedorit este cel în plan vertical care determină extruzia molarilor și intruzia premolarilor (figura 6.15).

Fig. 6.15 Îndoiturile Tweed pentru întărirea ancorajului (după Nanda)

Mecanica arcurilor în V și trepte, precum și clasele geometrice a lui Burnstone ne furnizează informații legate de momentele și forțele care apar în cazul inserării unui arc ortodontic în slotul brackeților. Însă clinic, biomecanica descrisă poate fi modificată de diferiți factori, cum ar fi: densitatea osului alveolar, forțele ocluzale, parafuncțiile, numărul și dispoziția rădăcinilor, etc.

6.2 Biomecanica arcului transpalatal

Arcurile transpalatale au fost introduse în 1972 în Ilinois de către Robert A. Goshgarian și sunt o componentă integrală în terapia cu dispozitive fixe. Ca alcătuire, arcul transpalatal include:

O bară transpalatinală (din sârmă inoxidabilă de diametrul de 0.036”), care prezintă o buclă centrală, sub formă de U, având convexitatea orientată fie spre anterior, fie spre posterior

În unele cazuri, lipsește bucla centrală, ceea ce duce la obținerea unei bări mai rigide și mai greu de activat

Arcul se termină sub forma a două recurbări care intră în tubușoarele de pe inelele molarilor prim (figura 6.16); inserarea se poate face atât dinspre distal cât și dinspre mezial

În cazul arcurilor transpalatale fixe, arcul central face corp comun cu inelele de pe molari, fiind sudat la acest nivel

Astfel, arcurile transpalatale pot fi fixe sau mobilizabile în funcție de preferințele clinicianului.

Fig 6.16 Arc transpalatinal detașabil

Indicații

Arcul transpalatal este indicat în tratamentul pacienților cu dentație permanentă sau mixtă, în cazuri ortodontice cu sau fără extracții și malocluziii severe ce necesită intervenții chirurgicale ortognate. Șansele de a obține ocluzia ideală sunt mărite de rotația molarilor și de o înclinare radiculară vestibulară adecvată.

Este recomandată folosirea ATP pe parcursul tranziției dentație mixtă – dentație permanentă. Acest tip de dispozitiv poate fi folosit spre finalul dentației mixte nu numai pentru rotația molarilor, ci și pentru stabilizarea poziției acestora, asigurând astfel menținerea spațiului leeway disponibil de regulă în timpul tranziției dintre al doilea molar temporar si premolarul al doilea.

Contraindicații

Arcul transpalatal este contraindicat în două tipuri de malocuzii: anumite ocluzii de clasa a II-a în care premolarii primi superiori sunt extrași și majoritatea cazurilor non-chirurgicale de clasa a III-a. În cazul malocluziei de clasa a II-a decizia de a folosi arcuri transpalatale depinde de severitatea relației molare. Dacă molarii sunt în poziție accentuată de clasa a II-a și se dorește ancorarea lor, se poate folosi un arc transpalatal. Totuși dacă molarii sunt situați cap-la-cap și premolarii sunt extrași, este contraindicată utilizarea ATP deoarece mezializarea și rotația spre mezial a molarilor cu accentuarea clasei a II-a molare sunt dorite și un astfel de dispozitiv ar împiedica închiderea completă a spațiilor obținute prin extracții.

O altă contraindicație a arcului transpalatal o constiuie pacienții cu clasa a III-a ce nu sunt supuși intervențiilor chirurgicale ortognate și nici extracțiilor. O poziție mezială a segmentelor vestibulare, inclusiv molare, este necesară pentru a camufla discrepanțele mandibulare antero-posterioare. Așadar ATP nu ar trebui folosit în aceste cazuri.

Utilizările și biomecanica arcului transpalatal (ATP)

Arcul transpalatal s-a dovedit eficientă atât ca menținător de spațiu, cât și ca aparat ortodontic activ. Arcului transpalatal i-au fost atribuite numeroase funcții precum:

derotarea molarilor

stabilizarea si ancorarea molarilor

distalizarea sau mezializarea molarilor

corecția discrepanței transversale a arcadelor (a crossbite-ului molar)

deplasări molare adiționale

menținător de spațiu

Derotarea molarilor

Înaintea stabilirii unui tratament, evaluarea pacientului ortodontic trebuie să cuprindă in mod deosebit observarea poziției primilor molari superiori, mai ales dacă este prezentă o malocluzie de clasa a II-a. Lemons și Holmes, citați de McNamara au concluzionat că în majoritatea cazurilor cu ocluzie de clasa a II-a, primii molari maxilari sunt rotați mezial. Astfel, prin corectarea acestor rotații se pot câștiga 1-2 mm de fiecare parte a arcadei dentare. Dacă se urmărește obținerea derotării molarilor, ea poate fi obținută prin activarea secvențială a arcului transpalatal.

În evaluarea poziției molare se pot folosi și alte tehnici pentru a determina dacă derotarea molarilor este indicată în tratamentul respectiv. Ricketts, citat de McNamara susține că în ocluzia ideală se poate trasa o linie între cuspizii disto- și mezio-vestibular ai molarului prim superior care se extinde prin vârful caninului de partea opusă (figura 6.16). La majoritatea pacienților cu ocluzie de clasa a II-a, linia desenată între cuspizii disto- și mezio-vestibular ai primilor molari superiori trece deseori fie prin primul sau al doilea premolar, fie prin molarii temporari în cazul dentației mixte. Poziția acestei linii poate sugera necesitatea rotației molarilor.

Fig 6.16 Evaluarea rotației molarilor primi: linia trasată între cuspizii disto și mezio vestibulari ai molarului prin superiori trebuie să treacă prin vârful caninului de partea opusă sau suprafața vestibulară a molarului prim trebuie să fie paralele între ele și cu planul medio-sagital (după McNamara)

Clinic, rotația molarilor primi superiori trebuie corectată în cazuri precum cele în care este împiedicată plasarea arcurilor faciale prin rotația mezio-palatinală a molarului prim superior în axul rădăcinii palatinale. Arcurile transpalatale pot fi folosite cu succes în aceste situații.

Din punct de vederea biomecanic, ATP poate fi considerat un sistem de două cupluri. Indiferent de materialul din care este fabricat arcul și indiferent de cum este ancorat se poate intui eficacitatea sa prin designul generator de cupluri de forțe (V simetric, V asimetric și îndoirile secvențiale). De multe ori se dorește rotația molarilor primi maxilari așa încât cuspidul mezio-vestibular să se deplaseze vestibular. Acest deziderat poate fi atins fie bilateral prin îndoiri simetrice, fie unilateral prin îndoire asimetrică. O activare asimetrică tinde să rotească molarul spre partea cea mai apropiată de îndoitură, mișcându-se spre mezial, în timp ce molarul de pe partea opusă se va deplasa distal (figura 6.17 a și b).

Fig 6.17 Activarea ATP pentru deroratea molarului drept: a după activarea și inserarea ATP în partea dreaptă, inelul stâng va fi situat în zona molarului secund; b după inserarea ambelor inele se produce un moment de derotare în partea dreaptă și o ușoară distalizare în partea stângă (după McNamara)

Deși teoretic se poate obține o distalizare a ambilor molari prin repetarea acestul proces pe fiecare parte (figura 6.18 a și b), în practică este puțin probabil să se obțină deplasarea distală mai semnificativă decât rotația cusipizilor vestibulari (doar deplasarea spre mezial a molarilor folosiți pentru ancorare este posibilă).

Fig 6.18 Activarea ATP pentru derotarea molarului stâng: a după activarea și inserarea ATP în partea stângă, inelul drept va fi situat în zona molarului secund; b după inserarea ambelor inele se produce un moment de derotare în partea stângă și o ușoară distalizare în partea dreaptă (după McNamara)

Stabilizare si ancorare

După ce poziția molarilor a fost corectată, arcul transpalatal poate servi ca dispozitiv de stabilizare prin arcul palatinal ce unește cei doi molari primi. Se formează astfel o unitate de ancorare ce se opune mezializarii molarilor. ATP se opune tendinței molarilor de a se deplasa spre mezial și în jurul rădăcinilor linguale. Arcurile transpalatale pot fi folosite ca metode de ancorare și în cazurile cu extracții când cerințele de ancorare sunt minime sau moderate. Cazurile de ancorare majoră care folosesc ATP trebuie susținute prin tracțiune extraorală.

Din punct de vedere biomecanic, aplicarea pasivă a unui ATP în cazurile extracționiste, oprește mișcarea de rotație mezială și deplasarea mezială, create de forțele și momentele produse (figura 6.19 a și b). Aplicarea unui ATP rigid, elimină aceste efecte secundare, forțele laterale și momentele reciproce, egale și opuse fiind evitate, deși componenta anterioară va exista. Indiferent de rigiditatea arcului, o oarecare deplasare spre anterior a segmentului posterior va fi produsă. Acesta este motivul indicației ATP în necesitatea de ancoraj minim sau moderat.

Fig 6.19 a închiderea spațiului după extracția premolarului prim poate duce la mezio-rotația molarilor; b inserarea unui ATP rigid contracarează acest efect secundar

Distalizare molară

Pentru a obține distalizarea unuia dintre molarii primi superiori trebuie realizată activarea unilaterală a dispozitivului. Rotația este plasată doar într-unul dintre brațele arcului, urmând ca celălalt braț să se rotească în poziție producând o forță de distalizare. Aceeași ajustare poate fi efectuată de partea opusă 6-8 săptămani mai târziu.

În același mod poate fi obținută deplasarea înspre mezial a unui molar, în situațiile clinice care necesită această mișcare.

Corecția crossbite-ului molar și expansiunea transversală

Crossbite-ul posterior poate fi corectat cu ajutorul arcului transpalatal mobilizabil. Când bucla U mediană este activată (de exemplu când este deschisă) și arcul este prins în tubușoarele palatinale ale inelelor molare, se produce o forță spre vestibular asupra molarilor cauzând tipping-ul vestibular. O altă activare intraorală a arcului transpalatal poate fi efectuată cu ajutorul unui clește cu trei fălci. După expansiune, torque-ul spre vestibular al rădăcinii trebuie plasat în arc pentru a corecta înclinarea molarilor. O altă consecință a expansiunii este ușoara extruzie a cuspizilor palatinali.

Menținător de spațiu

Arcurile transpalatale mai pot fi folosite și ca menținătoare de spațiu bilateral în urma pierderii premature a unui molar temporar secund. Astfel, inserarea unui ATP oprește mezializarea molarilor prim, respectiv meziopozițiile generalizate cu grave consecințe asupra ocluziei și apariția unei dizarmonii dento-maxilare.

Deplasări molare adiționale

Cu ajutorul arcului transpalatal se poate obține un torque radicular palatinal sau vestibular. De asemenea, se mai poate obține și o expansiune sau o micșorare a lățimii transpalatale de 1-2 mm. Pentru expansiuni ce depășesc această valoare sunt recomandate alte tipuri de dispozitive mai eficiente.

Cetlin susține că arcul transpalatal poate preveni extruzia molarilor și eventual chiar să producă o intruzie a acestora. Prin lărgirea buclei omega situată pe linia mediană se oferă un punct de sprijin limbii care astfel aplică o forță pe dispozitiv. Această forță se transmite dinților ce fixează arcul transpalatal, intrudându-i.

Efectul TPA asupra funcțiilor limbii a fost evaluat în studiul lui Lazzara. El a evaluat presiunea verticală a limbii la 11 adolescenți cu unghiul planului bazal mandibular redus și a observat o forță linguală aplicată asupra arcului transpalatal mărită semnificativ la inserție. Cu toate că s-a produs o descreștere a forțelor aplicate asupra barei transpalatale până la sfârșitul săptămânii, intensitatea forței a rămas peste limitele normale raportate anterior de către Kydd și alții. Studii definitive asupra relației dintre funcția limbii și forțele aplicate asupra arcului transpalatal nu au fost raportate.

Activarea arcului transpalatal

Activarea inițială

Primul pas al aplicării dispozitivului este acela de a-l plasa intraoral în mod pasiv. După ce inelele și arcul transpalatal au fost verificate si probate, ATP este îndepărtat din cavitatea orală și evaluat. În mod normal, rotația spre mezial a molarilor este evidentă după cum indică și tubușoarele molare în raport cu planul medio-sagital, deci necesitatea torque-ului vestibular este clară.

Activarea inițială este obținută prin simpla aplicare a cleștelui Weingart la nivelul joncțiunii arc/inel. Activarea antero-posterioară se realizează prin presiune digitală (figura 6.20), în timp ce torque-ul radicular vestibular poate fi aplicat prin îndoirea ocluzală a arcului transpalatal (figura 6.21).

Fig 6.20. Activarea antero-posterioară a ATP: se prinde recurbarea cu ajutorul cleștelui Weingart iar prin presiune digitală pe arc se imprimă momentul rotațional

FIg 6.21 Activarea transversală a ATP: cleștele Weingart prinde recurbarea iar prin presiune digitală în sus, se imprimă un torque radicular vestibular

La finalul activării, tubușorul vestibular drept ar trebui să fie paralel cu planul medio-sagital, iar suprafața ocluzală a inelului molar drept ar trebui să fie perpendiculară pe planul medio-sagital (figura 6.22).

Fig 6.22 Aspectul ATP la finalul activării: tubușoarele vestibulare paralele cu planul medio-sagital (după Mcnamara)

Activarea ulterioară

Rotația molară de partea activată se produce în aproximativ 6-8 săptămâni de la activare. Îndepărtarea dispozitivului înainte de această perioadă poate cauza disconfort pacientului. După ce dispozitivul a fost îndepărtat din cavitatea orală este activată partea neactivată anterior, aplicând din nou cleștele a nivelul joncțiunii arc/inel. Rotația molară este obținută prin îndoirea arcului transpalatal înspre posterior, iar torque-ul radicular vestibular este încorporat în dispozitiv prin împingerea înspre ocluzal a sârmei.

Înainte de inserare, clinicianul se asigură că tubușoarele vestibulare sunt paralele între ele și cu planul medio-sagital, iar suprafețele ocluzale ale inelelor molare sunt paralele. Dacă dispozitivul nu poate fi activat complet din cauza rotației molare excesive, vor fi necesare activări adiționale.

Arcul transpalatal este activat complet și nu mai necesită ajustări atunci când tubușoarele vestibulare sunt paralele cu planul medio-sagital, iar suprafețele ocluzale ale inelelor molare sunt paralele între ele și perpendiculare pe planul medio-sagital. ATP poate fi menținut în cavitatea orală pe toată durata tratamentului cu dispozitive fixe, atât ca dispozitiv de ancorare intra-arcadică, cât și ca dispozitiv de ancorare pentru alte deplasări în scop ortodontic.

Dezavantaje ale ATP

O problemă des întâlnită este lezarea țesuturilor moi. Din cauza toleranței variabile a pacienților pentru acest tip de dispozitiv nu trebuie să se invadeze spațiul limbii sau al palatului. Deși o ușoară impresie a limbii este obținută fără simptomatologie, ulcerațiile limbii se pot produce în scurt timp. De asemenea, dacă arcul transpalatal este în contact cu mucoasa palatului dur, el se poate inclava și este recomandată îndepărtarea lui pentru a permite vindecarea țesuturilor.

Ruperea acestui dispozitiv nu este un accident des întâlnit dacă arcul transpalatal a fost bine sudat, dar la dispozitivele mobilizabile se poate observa o slăbire a joncțiunilor, mai ales atunci când nu au fost folosite ligaturi de menținere a arcului. De asemenea, îndepărtarea arcului transpalatal mobil poate fi iritativă pentru mucoasa palatinală.

Arcul transpalatal a devenit o parte integrată a tratamentului ortodontic atât în dentația mixtă, cât și în cea permanentă. Există și o preferință pentru folosirea ATP fixe, în detrimentrul celor mobilizabile. Această alegere este bazată pe ideea că dispozitivul poate fi activat cu mai multă precizie dacă este îndepărtat din cavitatea orală pentru această manoperă.

6.3 Biomecanica aparatelor de expansiune

6.3.1 Expansiunea maxilară

Expansiunea maxilară reprezintă tehnica terapeutică de corectare a discrepanțelor transversale și sagitale având ca rezultat creșterea perimetrului arcadelor ca tehnică ortodontică nonextracțională.

Expansiunea maxilară transversală constă în desfacerea suturii medio-palatine și depărtarea celor două hemimaxilare, având drept consecință mărirea transversală a maxilarului superior.

Se acționează asupra suturii în stadiul de simfibroză sau sinartroză, osificarea făcându-se în jurul vârstei de 16-18 de ani la băieți și în jurul vârstei de 14 ani la fete.

Rezultatul expansiunii este relevant prin:

– goniometrie ortodontică,

– apariția diastemei interincisive,

– dispariția unei plicaturi mediane în partea anterioară a palatului,

– ameliorarea respirației nazale,

– depărtarea punctelor de proiecție a canalelor lacrimale observate pe filmul ocluzal.

Înainte de începerea tratamentului trebuie apreciat stadiul de osificare, deschiderea suturii făcându-se în funcție de rezistența ei și de vârstă. Îndepărtarea fragmentelor osoase este inegală datorită osificarii suturii dinspre posterior și datorită conexiunilor maxilarului superior cu structurile craniene. Maximum de spațiu se realizează în zona frontală.

Expansiunea maxilară poate fi rapidă, lentă și ultrarapidă. În cele ce urmează vor fi prezentate schematic caracteristicile celor trei tipuri de expansiune maxilară.

Expansiunea rapidă:

este forma clasică și tehnică cea mai utilizată;

se obține în 5 – 10 -12 zile;

există mai multe scheme de activare;

se consideră clinic, expansiunea adecvată dacă la o rotație completă se obține o deschidere de 2 mm transversal;

la 24 h după cimentarea (fixarea) dispozitivului, se începe activarea șurubului cu 2 – 3 sfert/ ture (echivalează cu punerea suturii mediene în tensiune);

zilele următoare se continuă cu 1 – 3 (1/4 rotații/zi);

sau activarea se face imediat, cu deschidere de 2 sferturi de tură de rotație (0,8 mm);

ziua următoare se activează 1/4 rotație (un sfert de tură de 3 x zi);

perioade de activare 7 – 9 zile.

Expansiunea lentă:

se realizează în 14 – 30 zile sau câteva luni;

se activează la interval de 2 – 3 zile 1/4 tură

Expansiunea ultrarapidă:

asistată chirurgical într-o singură ședință osteotomiei Le Fort I;

după separare și mobilizare se aplică expansorul;

se activează 1 tură de 2 x /zi;

sub anestezie locală;

activarea completă a șurubului în una sau 2 ședințe;

activarea se oprește când cuspizii molarilor superiori și inferiori sunt în contact (hipercorecție);

șurubul este blocat cu acrilat sau lig. de sârmă și menținut 4 – 6 luni;

diastema se închide spontan prin acțiunea fibrelor periodontale transseptale.

Biomecanica expansiunii maxilare

Proffit susține că exercitarea unei presiuni exagerate asupra ligamentului nu va rezulta în reducerea fluxului sanguin din interiorul acestuia ci se va produce un colaps vascular complet, respectiv ischemie.

Când pe un element dentar se aplică o forță lejeră și continuă, la nivelul ligamentului parodontal se observă o reducere a fluxului sanguin. Deplasarea dentară se obține datorită osteoclastelor care reduc țesutul osos (în aria de compresiune) și osteoblastelor, care depun țesut osos pe versantul de tensiune. McAndrews a demonstrat că aplicarea unor forțe reduse și continue la nivelul suprafeței de creștere periostale permit dezvoltarea normală a arcadelor indiferent de vârstă și fără bascularea (tipping) dinților stâlpi.

Expansiunea maxilară rapidă reprezintă expansiunea maxilei realizată prin intermediul forțelor grele intermitente capabile să separe sutura medio-palatină la o rată de activare de 0.2 – 0.5 mm/zi (3 – 20 pounds).

În protocolul expansiunii maxilare rapide, activarea de 2ori/zi, care este des menționată în literatură, s-a demonstrat că determină stres rezidual în timpul tratamentului precoce. Expansorul maxilar rapid nu produce o forță de expansiune doar la nivelul suturii intermaxilare ci și forțe crescute în diferite structuri ale componentei craniofaciale (Isaacson și Ingram). Isaacson și Ingram au raportat faptul că o singură activare pe zi a expansorului palatinal rapid Haas produce o forță de 1,35 kg – 4.53 kg, iar activările multiple zilnice pot produce chiar o forța de 9 kg. Autorii au constatat că forța crește proportional cu vârsta, datorita creșterii rezistenței pe care o opune scheletul.

Expansiunea maxilară lentă reprezintă expansiunea maxilei realizată prin intermediul forțelor ușoare, lente și continue capabile să separe sutura medio-palatină la o rată de activare de 0.5 – 1 mm/săptămână. A fost asociată cu o stabilitate fiziologică mai bună și un potențial de recidivă mai redus, decât prin expansiune rapidă. Adaptarea neuro-musculară a mandibulei față de maxilar în expansiunea lentă permite o închidere verticală normală.

6.3.1.1 Expansiunea maxilară rapidă

În urma expansiunii maxilare se produc modificări scheletale dar și dentare (figura 6.23). Aceste modificări se pot sintetiza în modificări în plan sagital și transversal.

Modificări scheletale în plan sagital ale expansiunii rapide sunt:

Mișcarea spre anterior a maxilei (Haas, Wertz, Davis W.N., Sandikiologu, Hazar)

În timp ce maxilarul se deplasează înainte și în jos, mandibula se rotește spre posterior, lucru demonstrat prin creșterea unghiului planului mandibular și producerea ocluziei deschise anterior

Modificări scheletale ale expansiunii rapide în plan transversal sunt:

Cele două hemimaxilare se separă într-o manieră triunghiulară cu vârful localizat la nivelul suturii fronto-maxilare și baza la nivelul regiunii alveolare (Krebs, Hass, Wertz, Silva)

Efectul expansiunii a fost raportat și posterior de oasele palatine la nivelul proceselor pterigoide și osul sfenoid

Creșterea lățimii cavității nazale

Înaintea separării celor două hemimaxilare, în timpul expansiunii, alveolele arcului maxilar se curbează spre lateral ceea ce duce, după Hass, la coborârea bolții palatine

Fig 6.23 Modificările scheletale și dentare ale expansiunii maxilare (după Haas)

Modificări dentare ale expansiunii rapide sunt numeroase și includ:

Creșteri semnificative a lățimii intermolare posterioare comparativ cu lățimea anterioară intercanină (Silva, Davis, Hazar)

Creșterea se datorează în mare parte și basculării vestibulare a molarilor

Tendința de creștere ușoară a lățimii intermolare mandibulare

Apariția diastemei interincisive cu o divergență a rădăcinilor mai mare decât a coroanelor (Haas, Silva, Thorne)

Sagital incisivii centrali superiori au tendința de uprighting fapt demonstrat de reducerea unghiului dintre SN și incisivii centrali superiori și unghiul interincizal

Ladner și Silva comparând importanța expansiunii scheletale și dentare au afirmat că valorile sunt cuprinse între 0.40 – 0.58, indicând că suma totală a expansiunii este alcătuită din jumătate expansiune scheletală și jumătate expansiune dentară.

Indicațiile expansiunii maxilare rapide pot fi rezumate astfel:

Corectarea crossbite-ului uni și bilateral

Mobilizarea suturilor maxilare pentru a facilita corecția clasei a III-a cu deficiența etajului mijlociu

Creșterea lățimii și lungimii arcului maxilar

Creșterea lățimii bazei apicale pentru a facilita torque-ul rădăcinii vestibulare a dinților posteriori

Reducerea rezistenței nazale și facilitarea unei respirații normale

Îmbunătățirea auzului cauzat de probleme ale urechii medii și a trompei lui Eustachio

O discrepantă mai mare de 5 mm între maxilar și mandibulă este o indicație clară de tratament. O expansiune maxilară reală prin translație este minimă. Tipping-ul produs de forța exercitată pe dinți de către expansorul palatinal se datorează rotării laterale a celor două jumătăți ale maxilarului. Aceasta sugerează că recidiva totală observată în tipping nu a fost doar dentară ci și scheletală. Utilizarea implantelor ca mijloace de ancorare sau a expansorului fixat direct pe osul maxilar, pot demonstra o stabilitate mai mare în timp a rezultatului expansiunii.

Dispozitivele utilizate pentru expansiunea maxilară rapidă sunt destul de numeroase și variate. Vor fi expuse caracteristicile comune ale acestora, urmând apoi prezentarea câtorva dintre acestea.

Caracteristicile comune ale expansoarelor palatale utilizate in expansiunea maxilară rapidă

Fiind nevoie de producerea unor forțe mari, ortopedice, expansoarele ar trebui să împlinească următoarele condiții:

Elementul principal – șurubul – să fie puternic și să nu cedeze în timpul disjuncției

Rigiditatea cât mai mare, cu cât rigiditatea dispozitivului este mai mare cu atât scade componenta forței rotaționale de-a lungul axului dinților (Timms 1981, Bishara and Staley 1987, Sarver and Johnshon 1989)

Brațele cu lungimi și direcții diferite sunt sudate la inele, benzi sau semigutiere acrilice, adaptate în funcție de fiecare caz clinic în parte

Aparatul trebuie să fie cimentat sau ancorat pe dinți.

Tipurile de expansoare palatale prezentate cuprind:

șurubul păianjen (Vite Ragno)

expander-ul rapid Leone

expansorul rapid Veltri

noul expansor palatal modificat Veltri

Expansorul cu șurub păianjen (Vite Ragno)

Acest tip de aparat de expansiune prezintă următoarele particularități:

Dispozitivul este format din 2 componente simetrice care respectă planul sagital, prevăzute fiecare cu 2 brațe care se deschid în evantai și se vor suda la benzi;

Sunt unite între ele cu un șurub de expansiune, cu 3 componente: una posterioară care permite deschiderea zonei anterioare și 2 antero-laterale care controlează realizarea torsiunii pe durata expunerii, menținând diametrul posterior (figura 6.24). Acesta le pune în mișcare îndepărtându-se reciproc în manieră unghiulară, realizând expansiune doar în zona anterioară.

Fig 6.24 Expansorul cu șurub păianjen de la Leone (sursa catalog Leone)

Schema de activare recomandată este de ¼ tură de 3 ori pe zi (dimineața, la prânz și seara), prima activare realizându-se la 24 de ore după cimentare. Activarea totală trebuie să se întindă pe o perioadă de 7-9 zile. Sutura este considerată deschisă când apare diastema la nivelul incisivilor centrali și imaginea radiografică susține aspectul clinic (figura 6.25).

Fig 6.25 Deschiderea suturii maxilare după disjuncție- aspect radiologic

Expander-ul rapid Leone

Acest tip de disjunctor rapid Leone este confecționat din: 4 inele metalice cimentate la nivelul lui molarilor și premolarilor primi, brațe sudate la elementul activ, reprezentat de șurubul A0620-08 Leone (figura 6.26). În funcție de situația clinică, se poate modifica acest tip de disjunctor prin schimabarea unui inel cu o extensie cu punct fix, în special în situațiile erupțiilor incomplete de premolari primi. Schema de activare recomandată include prima activare la 24 h după cimentarea dispozitivului cu 2-3 ture echivalând cu punerea în tensiune a suturii mediane. Ulterior se activează la interval de 2-3 zile ¼ tură pe o perioada de 14-30 zile.

Fig 6.26 Expansor rapid (sursa catalog Leone)

Expansorul rapid Veltri

Acest tip de aparat a fost conceput de Veltri. Principiul pe care se bazează autorul este cel al exploatării zonei de hialinizare. Acest principiu atestă că pentru a evita ca forța generată prin activarea șurubului să fie dispersată, ea trebuie să fie concentrată și transmisă la elementul dentar doar prin două hemibrațe palatale și nu patru (figura 6.27). Astfel acest tip de disjunctor include o bară de siguranță, un șurub cu filet și numai două hemibare palatale.

Fig 6.27 Expansorul rapid Veltri

Noul expansor palatal modificat Veltri

Acest tip de disjunctor a fost conceput de cel care i-a dat numele, în anul 2001. Noul expansor rapid Veltri este alcătuit din două brațe de ancoraj ancorate prin inele pe molarii primi superiori, modificat cu 2 prelungiri sub formă de brațe laterale din sârmă de 1 mm, adaptate pe conturul palatal (figura 6.28).

Fig 6.28 Noul expansor palatal modificat Veltri

6.3.1.2 Expansiunea maxilară lentă

Modificări scheletale ale expansiunii maxilare lente în plan sagital includ creșterea unghiului planului mandibular cu 0.61o (Frank, Engel).

Modificări scheletale ale expansiunii maxilare lente în plan transversal includ:

Deschidere în triunghi – mai semnificativă fiind anterior (dovezi Rx la 50-80% din pacienți) (Hazar).

Creșterea lățimii palatale (1.3mm) comparativ cu cea din expansiunea maxilară rapidă – 2.6 mm

Comparând proporția expansiunii scheletale cu expansiunea totală, Ladner demonstrează că valorile arată o schimbare scheletală mai redusă decât prin procedeul expansiunii rapide.

Modificări dentare ale expansiunii maxilare lente sunt:

Creșterea importantă a lățimii intermolare și intercanine

Rotația molară superioară

În contrast cu expansiunea rapidă, puține studii au raportat apariția diastemei interincisive în cazul incisivilor centrali superiori

Atât expansiunea rapidă cât și cea lentă au declanșat tipping-ul vestibular al molarilor maxilari

Dintre dispozitivele folosite în expansiunea maxilară lentă vor fi prezentate sumar:

Arcul Coffin

Arcul în W

Quad-helixul

Dispozitivele de NiTi: Nitanium Palatal expander

Descrierea mai detailată se va realiza la ultimul dispozitiv, întrucât, spre deosebire de celalalte trei, acesta este prea puțin prezent în literatura de specialitate românească.

Arcul Coffin

Arcul Coffin poate fi considerat ”strămoșul” aparatelor de expansiune maxilară lentă, deși, ca și aplicare clinică este încă recomandat (figura 6.29). După Adams activarea depinde de lungimea și diametrul arcului și de numărul dinților.

Se confecționează din oțel inoxidabil (0,032 – 0,036 inchi).

Acest aparat produce forțe mari, în special dacă este confecționat din sârmă de 0,032 inchi și activarea lui nu trebuie să depășească mai mult de 5 mm.

Fig 6.29 Arcul Coffin

Arcul în W

Arcul în W este o evoluție a arcului Coffin, folosit și ca ancoraj fix, putând avea diferite forme și mărimi.

Se confecționează din sârmă de oțel inoxidabil cu diametrul de 0,032 – 0,036 inchi.

Arcul în W acționează cu o forță ideală dacă este confecționat din sârmă de oțel de 0,032 inchi și 12 mm activare pentru a obține corecția dentară sau 0,036 inchi și 8 – 12 mm activare pentru a obține efecte ortopedice în dentația temporară și dentiția mixtă (figura 6.30).

Fig 6.30 Arcul în W (sursa www.orthodentlab.com)

Quad-helixul

Este un dispozitiv care poate să producă o ușoară deschidere a suturii medio-palatine determinând o creștere a distanței intercanine și intermolare în plan transversal (figura 6.31 a și b). Petren și colaboratorii atestă că cea mai bună eficiența o are în perioada dentației temporare și dentației mixte.

Perioada de activare se recomandă a fi de aproximativ 30 de zile, în această perioadă putându-se realiza și ajustările necesare prin activarea la nivelul helixului. Contenția se recomandă pe o perioadă de 6 săptămâni, riscul recidivei fiind prezent.

Fig. 6.31 a Quad helix, b același dispozitiv inserat intraoral

Dispozitivele de Ni-Ti

Aceste dispozitive au avantajul memoriei aliajului de nichel-titanium care exercită forțe continue și constante. Astfel, aceste aparate permit deplasări dentare și osoase, acțiunea lor fiind mai fiziologică decât cea indusă de cele din aliaje inoxidabile.

Nichel titan-ul poate fi aliat rezultând un metal care să prezinte o temperatură specifică de transfer și astfel rezultă proprietatea de memorie a formei și superelasticitatea. Dintre dispozitivele pe baza de NiTi, Nitanium Palatal expander-ul este descris în detaliu, acesta fiind cel mai des utilizat.

Nitanium Palatal expander

Nitanium Palatal expander reprezintă un aparat parțial mobilizabil, parțial fix de NiTi care transmite forțe uniforme, lente și continue (figura 6.32). Este indicat pentru:

Corecția molară unilaterală

Corecția crossbite-ului posterior unilateral și bilateral

Rotația și expansiunea distală a molarilor primi și premolarilor secunzi

Fig 6.32 Nitanium palatal expander (sursa www.orthodentlab.com)

Caracteristicile de bază ale acestui aparat sunt:

Menține integritatea tisulară stimulând regenerarea tisulară care ține pasul cu rata expansiunii

Temperatura de transfer în cazul NPE este de 94 oF (34,4 oC)

Conține sistemul inovator de atașare cu brațe Ortoloy 0,036 inch

Eliberează forțe de 350 g la o expansiune de 3 mm

Forțele de aplicație sunt preprogramate, adică se autolimitează

Disponibil în 10 mărimi: 26 – 44 mm, cu o creștere din 2 mm în 2 mm

Modificări individuale pot fi efectuate de câte ori este nevoie

Pentru o fixare mai ușoară în cavitatea bucală se recomandă spray-erea suprafețelor sârmelor de Ni-Ti cu tetrafluoreter

În cavitatea bucală devine rigid, iar memoria de curbură va fi restaurată

Nu se folosește un aparat de expansiune mai mult de 4 mm odată

Expansiunea este completă în 2 – 4 luni

Pot rămâne pe loc încă 2 – 3 luni pentru retenție pasivă

Dacă molarii sunt foarte rotați este necesar să se folosească înainte un aparat pentru derotarea molarilor (de exemplu Nitanium molar rotator 2)

Avantajele NPE sunt:

Răspuns fiziologic bun și stabilitate

Preprogramare pentru livrarea exactă a expansiunii și oprirea la acest nivel

Versatilitate în tratament: poate fi folosit pentru ancorare, rotarea molarilor vestibular sau distal

Aplicat fără proceduri de laborator

Nu necesită operații sau ajustări din partea pacientului

Poate influența direcția de creștere a maxilarului și a mandibulei

O comparație a celor două tipuri de expansiune maxilară, lentă și rapidă este prezentată sub forma unui tabel (tabelul V). Autorii au demonstrat că sutura poate prezenta o obliterare în timpul perioadei juvenile, dar un procent ridicat s-a întâlnit rar până în a treia decadă de viață. Ei au stabilit că dacă doar 5% din sutură e obliterată, acest aspect se poate fixa ca și limită pentru expansiunea maxilară rapidă, lucru care nu se întâmplă la pacienții sub 25 ani.

Tabelul V Comparație între expansiunea lentă și rapidă

Concluziile legate de expansiunea maxilară rapidă și lentă sunt:

Ambele tehnici atât expansiunea maxilară rapidă cât și cea lentă sunt capabile să expansioneze maxilarul și să corecteze crossbite-ul posterior, precum și a deficitului de spațiu

Ideal trebuie să se realizeze în dentația temporară și în dentiția mixtă

Scopul lor este de a maximaliza expansiunea scheletală și de a minimaliza mișcarea dentară

Separarea suturii medio-palatine se obține 64% – 85% prin expansiunea lentă și 100% prin expansiunea rapidă

Bascularea vestibulară a molarilor mai accentuată în cazul expansiunii lente (în special cu expansoarele de Ni-Ti

Expansoarele de Ni-Ti au abilitatea corectării molarilor rotați mezio-lingual, expansoarele rapide nu, datorită rigidității.

6.3.2 Expansiunea mandibulară

Expansiunea mandibulară, în contrast cu cea maxilară nu a fost recomandată, până de curând. Motivul este că maxilarul are o sutură palatină asupra căreia se poate acționa, în timp ce la mandibulă acest lucru nu este posibil. Expansiunea maxilară rapidă crește dimensiunea transversală a maxilarului prin separarea suturii, în timp ce expansiunea mandibulară este localizată la nivelul osului alveolar și poate induce înclinarea dentară. Din acest motiv, ca regulă generală, expansiunea mandibulară nu este considerată a fi stabilă. Dacă stabilitatea expansiunii mandibulare este raportată la înclinarea dinților, este foarte important de a investiga modificarea acestei angulații în timpul expansiunii, precum și creșterea perimetrului arcadei, asociată expansiunii. Expansiunea mandibulară poate determina o înclinație bucală excesivă care poate obstrucționa funcționalitatea ocluzală normală. Puține încercări au fost făcute pentru a cuantifica modificările în perimetrul arcadei inferioare asociate cu creșterea lățimii acesteia, în ciuda interesului clinic pe care îl reprezintă. Totuși, s-au înregistrat progrese în privința expansiunii mandibulare și a tratamentului nonextracțional a lipsei de spațiu.

Studii publicate în literatură includ studiul lui Germane și colaboratorii care prezintă regula lui Ricketts care afirmă că o creștere intermolară de 1 mm duce la o creștere a perimetrului de 0,25 mm. Hamula a concluzionat în urma studiilor efectuate că mandibula poate fi crescută permanent, aceste observații fiind aplicate de el cu rezultate clinice bune. Într-un alt studiu realizat de Mitsuru Motoyosi în 2002 s-a simulat expansiunea mandibulară folosind elemente finite tridimensionale și grafică computerizată tridimensională. Pentru realizarea acestei simulari , autorul a utilizat osul mandibular al unui schelet indian și secțiuni de 1mm la computer tomograf. În cadrul simulării a urmărit și a calculat centrul de rotație al molarilor în timpul mișcării de expansiune.

Centrul de rotație a fost localizat sub apexul rădăcinii primului molar, iar spațiul dintre canin și primul premolar ce a rezultat ca urmare a expansiunii a fost considerat ca fiind util în creșterea perimetrului arcadei dentare (figura 6.33). Studiul lui Motoyosi a concluzionat:

o deschidere a spațiului între canin și premolar considerată ca o creștere în perimetrul arcadei

după expansiune s-a obținut o modificare a perimetrului arcadei cu 2,86 mm și o modificare a distanței intermolare de 7,76 mm

o expansiune intermolară de 1 mm duce la o creștere a perimetrului de 0,37 mm

o creștere de 1 mm unilaterală a lățimii arcadei duce la o modificare a axei dentare de 2,6° .

a b

Fig 6.33 Rezultatele studiului lui Motoyosi: a rezultatul deplasării primului molar și b centrul de rotație

Dispozitive folosite pentru expansiunea mandibulară includ:

Placă mandibulară cu șurub median folosită pentru expansiune bilaterală simetrică (figura 6.34)

Expanderul pentru arcada inferioară Leone (figura 6.35)

Fig 6.34 Placă mandibulară cu șurub median

a b

Fig 6.35 Expanderul mandibular Leone: a pe model, b intraoral

6.4 Biomecanica distalizatoarelor

Distalizarea molarilor reprezintă terapia de elecție în cazul pacienților cu anomalii de clasa a II a dentară, cu dentație mixtă târzie sau permanentă tânără. Dispozitivele extraorale de tip Headgear, recomandate în realizarea acestei distalizări molare prezintă câteva dezavantaje, printre care extruzia și înclinarea distală a molarului, ceea ce duce la înclinarea planului ocluzal și creșterea dimensiunii verticale anterioare. Cooperarea redusă a pacienților reprezintă o altă problemă în folosirea acestui dispozitiv și a dus la dezvoltarea unor dispozitive intraorale de tipul distal-jet-ului folosit pentru distalizarea molară. Deși efectul acestor aparate nu mai depinde de cooperarea pacientului, totuși și ele prezintă câteva neajunsuri. Dintre acestea, efectele secundare de tipul pierderii de ancoraj și protruzia zonei de sprijin sunt cele mai frecvente.

Distalizarea molarilor superiori

Majoritatea autorilor sunt de acord că ghidarea distală a molarilor primi ar fi ideal să se efectueze înaintea erupției molarilor secunzi permanenți, adică în dentația mixtă, pentru a câștiga spațiu. Poate fi realizată însă, și în dentația permanentă sau dentația temporară. Indicațiile pentru acest tip de mișcare dentară fiind raporturi molare de clasa a II-a, protruzia scheletală a maxilarului superior dar și în toate anomaliile la nivel dentar caracterizate prin mezializarea molarului prim.

Indicații distalizării molare sunt:

Anomalii la nivel bazal:

protruzie superioară

forme mixte asociate cu retruzie inferioară

Anomalii la nivel dento-alveolar:

mezializarea “în grup” a arcadei dento-alveolare superioare

dizarmonii dento-maxilare ale arcadei superioare

Anomalii la nivel dentar:

Mezializarea molarului prim, datorată pierderii precoce a molarilor secunzi temporari (prin carie, reincluzia molarului temporar, erupția ectopică a molarului).

Istoria dispozitivelor intraorale pentru distalizarea molarilor începe în 1887 când Angle a început folosirea tracțiunilor extraorale. Graber a afirmat că folosirea tracțiunilor extraorale pe molarul prim, înainte de erupția molarului secund duce la înclinarea molarului prim și nu la translația corporeală. În 1983, Cetlin a folosit combinat tracțiunile extraorale cu diferite dispozitive intraorale.

Clasificarea dispozitivelor de distalizare

Aparatele sau dispozitivele pentru distalizarea molarului prim se divid în:

intraorale

extraorale

mobile sau fixe

Dispozitivile intraorale pot fi de tip interarcade și intraarcadă.

În funcție de tipul biomecanic al dispozitivului este esențial să obținem o mișcare corporeală a primilor molari superiori, asociată cu o pierdere mică a ancorajului la nivelul sectorului anterior al arcadei superioare.

Dispozitive intraorale mobile

Placa lui Cetlin

Este confecționată din acrilat, stabilizată cu croșete Adams pe primii premolari, arc vestibular superior în acrilat și arcuri plasate mezial de molarii primi superiori cu buclă pentru distalizare (figura 6.36).

Fig 6.36 Placa Cetlin (sursa www.o-atlas.de)

Dispozitiv superior pentru distalizarea molarilor primi și secunzi permanenți bilateral sau unilateral

Acest dispozitiv este o placă din acrilat superioară stabilizată cu croșete Adams și arc superior vestibular (figura 6.37). Sârmă palatală cu ghid realizează distalizarea unilaterală sau plasată bilateral pentru molarii 1 și 2 permanenți.

Fig 6.37 Dispozitiv superior pentru distalizarea molarilor primi și secunzi permanenți unilateral (sursa www.o-atlas.de)

Dispozitive intraorale fixe

Pendulum

Particularitatea acestui tip de aparat este sârma helicoidală din fir de THA, utilizat pentru distalizarea primilor molari superiori și inele aplicate fie la nivelul molarilor primi, fie la nivelul primilor premolari (figura 6.38).

Fig 6.38 Pendulum

Dispozitivul First Class Leone

Acest dispozitiv este recomandat pentru distalizarea rapidă a molarilor (pentru corectarea clasei a II-a dentare uni și bilaterale în aproximativ o lună și jumătate) fără pierderea ancorajului anterior.

Componentele acestui dispozitiv sunt: paralelizatorul pentru First Class Leone, resorturi Memoria (figura 6.39). Nu este posibilă bracketarea vestibulară completă deoarece șuruburile sunt fixate pe fața vestibulară a inelelor cimentate pe molari și premolari. De asemenea, un alt dezavantaj este că necesită colaborarea cu pacientul sau cu părinții acestuia pentru realizarea activării.

În studiul lor, Fortini și colaboratorii au obținut o distalizare a molarului prim de 4 mm în doar 2-4 luni și o înclinare axială de 4.6 grade.

Fig 6.39 Dispozitivul First Class Leone (sursa catalog firma Leone)

Noul distalizator Veltri

În anul 2000, profesorul Veltri împreună cu firma Leone a dezvoltat acest tip de distalizator (figura 6.40). Componentele aparatului sunt:

șurub sagital bilateral cu biomecanica Veltri

inele pe molarii primi superiori și premolarii secunzi superiori

buton tip Nance

În aproximativ 3 luni și jumătate se poate obține o distalizare de aproximativ 5 mm, iar pierderea ancorajului la nivelul sectorului anterior este minoră, respectând valorile de 20-25% indicate în literatură.

Fig 6.40 Noul distalizator Veltri (sursa catalog firma Leone)

Distal Jet

Acest aparat a fost conceput și realizat de Carano și Testa în anul 1996, fiind alcătuit din inele pentru molarii și premolarii primi superiori, placă de acrilat, resorturi de 180 g pentru dentația mixtă și de 240 pentru cea permanentă (figura 6.41).

Efectele clinice ale Distal Jet-ului ( după Carano et al, 1996) sunt:

produce distalizarea corporeală a molarului superior, cu o disto-înclinație limitată la 0,6° pentru fiecare milimetru de distalizare;

pierderea de ancoraj este de 20% din totalul de spațiu deschis mezial de primul molar permanent;

este confortabil pentru pacient, nu necesită cooperare și este estetic;

spațiul obținut este de 0,9mm/lună, 80% din spațiul obținut prin deplasarea distală a molarului și 20% prin pierdere de ancoraj anterior.

Avantaje acestui aparat sunt:

molarii maxilari sunt distalizați fără mișcarea spre palatinal (pendulului)

poate fi transformat într-un arc cu buton Nance

produce o mișcare corporeală a molarilor și tipping mai redus.

Fig 6.41 Distal Jet

Expansiunea sagitală mandibulară. Distalizarea molarilor mandibulari

Distal-jet inferior bilateral este reprezentat în figura 6.42.

a b

Fig 6.42 a și b Distal jet inferior

Cap. VII Biomecanica miniimplantelor

Mult timp ortodonții și-au concentrat eforturile pentru a obține un control eficient al ancorajului în cursul tratamentului ortodontic. Acest obiectiv a fost numai parțial atins cu ajutorul numeroaselor dispozitive extraorale sau al aparatelor auxiliare de ancoraj. Însă, odată cu introducerea miniimplantelor în ortodonție, s-a găsit o soluție versatilă și eficientă de a contracara principiul acțiunii și reacțiunii lui Newton.

În terapia ortodontică, miniimplantele, numite și miniscrews sau TAD (temporary anchorage devices) sunt utilizate ca auxiliare scheletale de ancoraj (figura 7.1).

Fig 7.1 Mini-implant ortodontic

Era ancorajului scheletal în ortodonție a început târziu, după anul 1945. Primele implanturi ortodontice au fost utilizate cu mai bine de 60 de ani în urmă, când Gainsforth și colaboratorii au publicat primele studii clinice pe câini, utilizând implanturi de crom-cobalt (Vitalium) inserate la nivelul mandibulei, asupra cărora s-au aplicat forțe ortodontice. Eșecul acestei noi abordări terapeutice a apărut în maxim o lună din momentul implantării, ceea ce a dus la o renunțare parțială la ideea ancorajului absolut.

Gainsforth și Higley (1945) au implementat șuruburi de vitaliu în ramura ascendentă la câine și au aplicat elastice de la acestea la cârligele arcului maxilar pentru distalizare. Toate șuruburile au căzut după un interval de 16-31 de zile, ceea ce a descurajat folosirea implantelor endoosoase pentru deplasarea dinților. După ce Branemark și colaboratorii au prezentat osteointegrarea cu succes a implantelor, ortodonții au început sa manifeste interes pentru folosirea lor în vederea ancorajului ortodontic.

Wehrbrein și Glatzmaier au fost primii care au introdus în conduita de tratament un implant specific ortodontic (Orthosystem, Straumann). Aceste implanturi erau inserate în zona palatală, metoda fiind folosită și astăzi. Studiile au demonstrat că dinții pot fi deplasați fără efecte nedorite marcante asupra altor unități dentare și atunci când este folosit ancorajul scheletal.

Odman și colaboratorii au aplicat implante la pacienți cu edentații parțiale, cu vârsta cuprinsă între 17-64 de ani. Un număr de 23 implante au fost folosite ca ancoraj ortodontic pentru a determina mișcări în sens vertical: intruzie și extruzie. Rezultatele au fost favorabile, ceea ce i-a determinat pe autori să recomande tehnica în cazul edentațiilor parțiale la adult.

Roberts și colaboratorii au prezentat aplicarea unui implant Branemark standard de 3,75mm x 7,0 mm ca ancoraj în zona retromolară pentru a închide spațiul unui molar prim mandibular extras. O sârmă de ancoraj legată de implant a fost extinsă la tubul vertical al bracket-ului de pe premolar.

În 2002, Bae și colaboratorii au raportat că microimplantele de 1,2 mm diametru au fost suficiente pentru ancorare în vederea retracției în masă a celor 6 frontali după plasarea microimplantelor în spațiul interradicular dintre premolarii secunzi maxilari și primii molari. În cursul tratamentului de 26 luni, frontalii maxilari au fost retractați corporeal fără vreo pierdere a ancorajului posterior.

Astfel, aceste dispozitive sunt preferate de mulți clinicieni, având numeroase avantaje:

aplicații variate și numeroase (vezi indicațiile)

inserare minim invazivă și relativ atraumatică

dezinserare facilă

posibilitate de încărcare imediată

rezultate bune chiar și în cazul cooperării reduse a pacienților

biomecanica ușurată

eventual, posibilitate de reinserare după sterilizare

Indicațiile miniimplantelor în terapia ortodontică sunt următoarele:

Ancoraj total (absolut) în închiderea de spații, atunci când deplasarea mezială a segmentului distal nu este de dorit

Distalizarea sau mezializarea molarilor

Uprighting-ul molarilor

Intruzia unui dinte sau grup dentar

Ancoraj pentru aducerea pe arcadă a unor dinți incluși

Deplasarea unei arcade întregi

Utilizarea implantelor ca dispozitive temporare de ancoraj (TAD), a revoluționat planificarea biomecanică a tratamentului ortodontic. Apariția miniimplantelor a eliminat din mecanoterapia ortodontică problema pierderii de ancoraj. Datorită noului tip de ancoraj, rezultatele obținute sunt mult mai predictibile, durata tratamentului poate fi scurtată, iar direcțiile terapeutice se diversifică.

Sistemul de forțe

Miniimplantele sunt utilizate să genereze o forță unică, constantă, pornind de la o intensitate redusă spre medie. Utilizarea lor impune cunoașterea anatomiei osoase și zonele ideale de inserție precum și noțiuni de biomecanică pentru a construi un sistem de forțe cât mai precis.

Nanda precizează că forța generată de miniimplante se caracterizează prin :

Forță lineară unică

Un singur miniimplant împreună cu componentele de acțiune (catenă elastică sau resorturi de NiTi) atașate la capul miniimplantului generează o forță lineară a cărei linie de acțiune este reprezentată de direcția componentei elastice. Forța torsională nu este recomandat să fie aplicată pe un singur miniimplant deoarece influențează stabilitatea miniimplantului.

Intensitate moderată a forței

Literatura raportează că o forță de 200-300 grame suportată de un minimplant este suficientă pentru a muta mai multe unități dentare sau un singur dinte. Pentru forțe mai mari este necesar un ancoraj suplimentar.

Componenta intruzivă a forței

Plasarea relativ apicală a miniimplantelor comparativ cu arcurile ortodontice imprimă o forță intruzivă generată de miniimplante comparativ cu mecanica ortodontică convențională care are tendința de extruzie a unităților dentare. Miniimplantele permit o mișcare selectivă asimetrică (spre anterior sau posterior), în timp ce în mecanica convențională, zona posterioară este utilizată ca element de ancoraj și doar restul elementelor de pe arcadă sunt considerate mobile.

În ceea ce privește caracteristicile biomecanice ale miniimplantelor, Burnstone precizează că acestea sunt următoarele:

Lipsa pierderii de ancoraj

În biomecanica convențională, în faza de închidere a spațiilor, cea mai mare problemă pentru clinician o reprezintă pierderea de ancoraj. De exemplu, în cazul retracției en masse a segmentului anterior, există posibilitatea deplasării spre anterior a segmentului posterior, în cazul în care ancorajul este reprezentat de acesta (Fig 7.2 a și b). Astfel, spre deosebire de acest sistem de forțe static nedeterminat, în cazul inserării miniimplantelor și aplicarea forței de retracție de la nivelul lor obținem un sistem de forțe static determinat.

Fig 7.2 Retruzia grupului frontal cu și fără utilizarea miniimplantelor. În cazul folosirii TAD nu există pierdere de ancoraj

Componenta verticală intruzivă prezentă forțelor aplicate

Datorită locului de inserție a miniimplantelor, la nivelul osului, în momentul aplicării forței se dezvoltă o componentă verticală, care va determina intruzia dinților sau a grupurilor dentare. Această caracteristică este cu atât mai importantă, cu cât extruzia zonelor laterale nu este de dorit în tratamentul anomaliilor cu tipar scheletic hiperdivergent.

Posibilitatea aplicării forțelor predictibile

Prin aplicarea dispozitivelor temporare de ancoraj în zonele cheie, se pot exercita forțe simple, având o linie de acțiune și un sens bine stabilit și ușor de vizualizat. Magnitudinea forțelor poate fi, de asemenea ușor de determinat.

În cele ce urmează vor fi prezentate considerentele biomecanice în cazul diferitelor utilizări ale miniimplantelor.

7.1 Biomecanica in controlul vertical, sagital si transversal al molarilor cu ajutorul miniimplantelor

7.1.1 Biomecanica pentru intruzia molară

Principala indicație a deplasării în plan vertical a molarilor, este în scop protetic, eliminând în cazul molarilor extrudați sau egresați, reducția ocluzală și protezarea. Intruzia molarilor aflați în supraalveolodonție este una dintre cele mai dificile deplasări dentare dacă aceasta este realizată cu mecanica convențională, necesitând si un timp îndelungat de tratament.

Nanda consideră că în intruzia posterioară trebuie sa ținem cont de :

existenta unei suprafațe radiculare mari

alegerea locului de inserție (poate fi limitata de anatomie si accesibilitate)

nivelul osului alveolar care trebuie verificat înaintea intruziei

construcția unui sistem de forțe eficient

utilizarea unui sistem de forță determinat static și a forțelor unice; acest lucru implică necesitatea inserării unui număr mai mare de implante pentru a distribui o forță unică mult mai eficientă

utilizarea mecanicii cu arcuri continue nu este eficientă putând accentua extruzia

modificarea verticală în poziția molarului poate afecta înălțimea osului alveolar

forma arcadei

înclinarea planului ocluzal

axele dentare

torque-ul dinților individuali

Intruzia unui singur molar superior sau a segmentului molar superior

Intruzia unui singur molar se poate face :

cu două miniimplante – plasate interdentar unul mezial la nivelul feței vestibulare si unul distal pe fața palatinală sau vice versa; există astfel combinația a două forțe dinspre palatinal si vestibular, producându-se intruzie fără tipping

cu trei miniimplante: două palatinale și unul vestibular

cu patru miniimplante: două vestibulare și două palatinale (figura 7.3)

Fig 7.3 Intruzia molarului cu ajutorul a 2, 3 sau 4 miniimplante

Burnstone afirmă că pentru intruzia absolută a unui molar este nevoie ca forța aplicată să treacă prin centrul său de rezistență. Această forță poate fi obținută, cel mai simplu prin inserarea a două miniimplante: unul vestibular mezial și altul palatinal distal (figura 7.4). Dacă ambele miniimplante sunt inserate spre mezial, forța aplicată va determina o înclinare spre mezial al molarului, la fel și când ele sunt inserate spre distal.

Fig 7.4 Intruzia unui molar cu ajutorul miniimplantelor: pentru a evita tippingul molarului forța aplicată trebuie să treacă prin centrul lui de rezistență

În cazurile de extruzie severă și pentru a evita tipping-ul molarilor se pot adopta câteva variante propuse de Ludwig, astfel intruzia molară poate fi posibilă și cu un singur mini-implant la nivelul suturii medio palatine. Forța intruzivă este eliberată de arcul transpalatal care se confecționează ușor extins pentru a preveni tipping-ul palatal al celor doi molari sau se pot plasa două miniimplante de partea vestibulară si un arc transpalatal (figura 7.5).

Fig 7.5 Intruzia molarilor: a cu ajutorul unui ATP și două mini-implante situate pe linia mediană, b ATP și mini-implante vestibulare

În cazurile de intruzie molară asociată cu lipsa de spațiu mezial sau distal de molar, Ludwig recomandă variante de mecanică cu braț de pârghie, utlizând arcuri rigide de oțel, beta-titan și elastice.

În intruzia molarilor maxilari trebuie avute în vedere câteva aspecte:

inserția în alveola palatinală poate determina traumă

intruzia poate fi împiedicată de contactul cu miniimplantele

inserția la nivelul liniei medio-palatine este mai avantajoasă atunci când se dorește ca forța să acționeze dinspre palatinal

intruzia unilaterală este mai dificilă decât cea bilaterală

Intruzia molarilor mandibulari

În mișcarea verticală de intruzie a molarilor mandibulari, după Ludwig, trebuie să se țină cont de :

densitatea crescută a osului cortical

mobilitatea musculaturii obrajilor

iritațiile produse de masticație

anatomia interproximală vestibulară dintre molarul prim inferior și superior care permite un acces limitat

plasarea miniimplantelor în alveola linguală nu este recomandată datorită ratei crescute de pierdere a acestora

aplicarea unui arc lingual pentru a preveni tipping-ul vestibular atunci când se aplică miniimplante în procesul alveolar vestibular

7.1.2 Biomecanica în extruzia segmentului posterior

Biomecanica cu miniimplante în contrast cu mecanica convențională pentru mișcarea verticală de extruzie este mult mai dificilă de realizat decât mișcarea de intruzie. Controlul tridimensional este necesar ca și în mișcarea de intruzie. Forța extruzivă dinspre vestibular nu este suficientă fiind necesară și o forță dinspre lingual sau palatinal pentru un control eficient al mișcărilor vestibulo-orale (torque-ului).

7.1.3 Biomecanica pentru distalizarea molarilor

Pentru mișcarea sagitală de distalizare a molarilor, plasarea miniimplantelor posterior de molari este dificil de realizat și trebuie să se țină cont de următoarele aspecte :

la maxilar de:

existența unei gingii groase

calitatea osoasă nesatisfăcătoare

la mandibulă de :

mucoasa mobilă (posterior de molari)

relații spațiale strânse

relații anatomice nefavorabile în regiunea retromolară

Pentru distalizarea molarilor, combinația de mai multe implante și mecanică diferită este posibilă, iar pentru a obține o mișcare de translație, linia forței trebuie stabilită la nivelul vertical al centrului de rezistență a molarului, aspect important din punct de vedere clinic. Forța poate fi distribuită departe de centrul de rezistență și va determina rotația tridimensională a dinților. Din acest motiv, forțele distalizatoare ar trebui să fie distribuite molarului secund deoarece din punct de vedere biomecanic, controlul tridimensional al molarului secund este esențial. Este recomandat, conform studiilor, distalizarea molarului secund prin mișcarea de distalizare unul câte unul sau distalizarea în masă.

Distalizarea molarilor în dentiția mixtă

Tratamentul nonextracțional precum si obținerea de relații neutrale la nivelul molarului prim permanent impune utilizarea distalizării ca și tehnică de tratament în dentiția mixtă.

După Nanda, plasarea vestibulară sau palatinală a miniimplantelor este necorespunzătoare datorită riscului de lezare a mugurilor premolarilor. Singura zonă disponibilă este regiunea anterioară, respectiv regiunea suturii medio palatine.

Se cunoaște faptul că în perioada prepubertală, sutura medio palatină este deschisă, acest aspect indică plasarea miniimplantelor într-o zonă parasagitală la aproximativ 2-3 mm față de linia suturii astfel încât să se poată utiliza osul crestal nazal. Literatura raportează că rata de succes a miniimplantelor în perioada prebupertală nu este la fel de mare comparativ cu cea postpubertală. Se recomandă asocierea miniimplantelor plasate în această zonă cu diverse distalizatoare, pendulum, arc transpalatal si brate de parghie, urmate obligatoriu de aparate fixe cu bracket-uri.

Distalizarea molarilor în dentiția permanentă

Erupția premolarilor permite inserția miniiplantelor la nivelul procesului alveolar vestibular sau palatal și combinarea cu o varietate de aparate capabile să distalizeze molarii. Condiția rămâne aceeași, punctul de acțiune al forței să fie la nivelul centrului de rezistență al molarilor. Osul alveolar vestibular este folosit mai frecvent decât osul alveolar interdentar datorită ușurinței de inserare și utilizării lor pe durata tratamentului. Corect plasate permit o mișcare distală de 2-3 mm de fiecare parte. Conform studiilor, plasarea palatinală interdentară a miniimplantelor este mai facilă datorită prezenței mai multor spații interdentare decât în cazul miniimplantelor vestibulare interdentare.

După Nanda, tipurile de mecanică diferă în fucție de:

numărul de implante folosite (tipul de ancoraj indirect sau direct)

locul de inserție (miniimplante plasate palatinal sau vestibular)

tipul de deplasare a unităților dentare (unul câte unul sau mai multe unități)

tipul de arcuri (cu arcuri secționate sau continue)

În ce privește tipul de ancoraj direct sau indirect în mișcarea antero-posterioara de distalizare recomandăm, conform studiilor din literatură, utilizarea ancorajului indirect care dovedește o stabilitate superioară mai ales în mișcările dentare asimetrice și pe distanțe mari.

Fig 7.6. Folosirea arcurilor segmentare în distalizarea molarilor are dezavantajul lărgirii transversale a zonei premolarilor (după Lee)

În ce privește mecanica cu arcuri continue sau cu arcuri secționate, utilizarea arcurilor continue este considerată mai eficientă în controlul formei arcadei putând efectua mișcarea dentară atât în sens sagital (distalizarea simultană) cât și deplasări în sens vertical (intruzia molară). Mecanica cu arcuri secționate nu permite un control eficient al formei arcadei în timpul mișcării antero-posterioare determinând frecvent o lărgire a arcadei în zona premolarilor (figura 7.6).

Distalizarea molarilor utilizând miniimplante palatale

Distalizarea molară utilizând miniimplante palatale asociate cu un aparat de distalizare bilateral reprezintă o metodă optimă, întrucât efectele secundare de protruzie a frontalilor sau mezializarea zonei de sprijin sunt contracarate (figura 7.7).

Fig 7.7 Reprezentarea schematică a distalizării cu ajutorul unui miniimplant asociat cu distal-jet

Se recomandă ca, în timpul distalizării, să fie inclus și molarul doi în sistemul de forțe, prin aplicarea inelelor sau tubușoarelor la nivelul lui cu scopul de a:

avea control tridimensional

evita înclinare lui (figura 7.8 a și b)

Fig 7.8 a distalizarea molarului prim fără distalizarea inițială a celui secund poate cauza, b tippingul lui

evita apariția problemelor parodontale (exces de țesut gingival în zona distală)

evita modificarea formei arcadei

evita forța intruzivă

7.1.4. Biomecanica de mezializare a molarilor

Mișcarea antero-posterioară de mezializare se realizează în cazul în care se dorește închiderea spațiului în urma extracțiior molarului prim, a premolarilor sau în anodonția de premolari. Protracția molarilor mandibulari este mult mai dificilă decât a celor maxilari și de aceea este necesară existența unui ancoraj important. Ludwig precizează că, ancorajul maxim este necesar în zona anterioară în special în situația unei clase a I-a sau a II-a de anomalie când nu se dorește retracția segmentului anterior.

Dacă pentru mecanica de mezializare se utilizează ancorajul direct se poate insera un miniimplant în procesul alveolar vestibular din zona premolarilor (între premolarul prim și premolarul secund sau premolarul unu inferior si caninul inferior), un braț de pârghie confecționat din arcuri rigide de oțel plasat la nivelul molarului și o catenă elastică sau un resort de NiTi plasate între cele două sisteme. Ludwig precizeză că acest sistem va permite o deplasare corporeală a molarului deoarece linia forței de la nivelul miniimplantului va trece prin centrul de rezistență a molarului (figura 7.9).

Fig. 7.9 Ancorajul direct cu ajutorul unui mini-implant pentru mezializarea molarului prim

Conform lui Lee și Ludwig absența brațelor de pârghie poate determina următoarele efecte adverse:

fricțiune la nivelul tubului molarului care poate duce la o prelungire a arcului și o protruzie a grupului frontal

linia forței generează o basculare a molarului care poate determina o înclinare a arcadei în zona ariei premolarilor

Ancorajul indirect folosit pentru mezializarea molarilor prezintă o stabilitate superioară. Conexiunea miniimplantului la ancorajul dentar se poate realiza utilizând arcuri secționate sau continue de oțel.

7.1.5 Uprighting-ul molarilor mezioversați. Corecția axelor molarilor înclinați

Controlul axului molarilor înclinați implică o mișcare radiculară dificil de controlat care trebuie să ia în considerare următoarele aspecte :

sistemul de forță utilizat

severitatea înclinării (ușoară, medie, severă)

controlul tridimensional

considerații parodontale

ocluzia traumatică (când dinții au axul drept)

Se realizează prin inserarea implantelor fie mezial fie distal de molarul mezioversat. În cazul aplicării meziale, un open coil spring comprimat va determina forța necesară redeschiderii spațiului îngustat și verticalizarea molarului. Însă, când înclinarea molarului este exagerată, momentul (M) forței va fi redusă prin reducerea distanței (d) (figura 7.10). Aplicarea unei forțe de tracționare dinspre distal ar avea avantajul unei distațe mărite între centrul de rezistență și linia de acțiune a forței aplicate.

Fig 7.10. Uprightingul molarului cu ajutorul miniimplantelor inserate distal și mezial

Variantele de uprighting molar după Nanda și Ludwig sunt:

în cazul unor molari basculați ușor (ex. molarul secund basculat) se aplică un miniimplant între primul molar și premolarul secund cu un arc segmentat 0,016 sau 0.018 inch de oțel, resort de deschidere iar prin mecanică de împingere se obține deplasarea dentară; distanța dintre linia de forță și centrul de rezistență al molarului secund este suficientă pentru a declanșa forța necesară îndreptării axului molar

în cazul înclinării medii a molarului secund se poate insera miniimplantul în același mod (între molarul prim si premolarul secund), apoi se aplică un resort de deschidere de NiTi pentru a distaliza M2 sau o buclă de corecție a axului molar efectuată pe arc poate furniza un moment de forță considerat a fi mai eficient decât o forță lineară singulară care nu produce un moment suficient datorită distanței scurte față de centrul de rezistență (figura 7.11 a și b)

Fig 7.11 Mecanica de uprighting molar: a cu resort, b cu buclă (după Nanda)

în cazul înclinării severe a molarului secund se inseră un miniiimplant suficient de lung de 8 mm sau 12 mm în regiunea retromolară, iar mecanica va fi cea de tracționare dinspre distal (figura 7.10 a) cu o catenă elastică; dacă există molarul trei se îndepărtează înainte de corecția axului molarului secund

în cazul înclinării severe a molarului secund și a absenței molarului prim permanent se inseră în spațiul edentat un miniiimplant și un arc segmentat de Beta-Titanium sau oțel cu buclă (figura 7.12)

Fig 7.12 Buclă folosită pentru uprighting-ul molarului în asociere cu un miniimplant

în cazul înclinării severe a molarului secund și a absenței molarului prim permanent se inseră două miniimplante între premolarul prim și secund și/sau premolarul prim și canin și se utilizează un arc segmentat de oțel sau beta titanium cu un arc de compresie

în cazul înclinării severe a molarului secund și a absenței molarului prim permanent se inseră un miniimplant între premolarul prim și secund se stabilizează premolarii cu un arc segmentat fixat cu compozit, uitilizându-se un ancoraj implanto-dentar

7.1.6 Coordonarea arcului dentar. Controlul transversal simetric

Expansiunea palatală si expansiunea rapidă palatală

Ancorajul direct sau indirect cu miniimplante permite un control transversal al arcului dentar și scheletal la nivelul maxilarului superior și inferior. Utilizarea miniimplantelor ca și ancoraj direct sau indirect permit corectarea asimetriei transversale unilaterale sau bilaterale.

Literatura ridică câteva probleme frecvente în realizarea efectului ortopedic din cadrul expansiunii maxilare:

bascularea (tipping-ul) vestibulară nedorită pe elementele dentare de ancoraj

stabilitatea postexpansiune

separarea suturii medio palatine la adulți

lipsa de ancoraj dentar eficient în dentiția mixtă

După Ludwig varianta de utilizare a miniimplantelor în expansiunea maxilară este un expansor cu două brațe ancorat la două miniimplante palatale (figura 7.13).

Figura 7.13 Reprezentarea schematică a unui expansor palatal ancorat de două miniimplante

De asemenea, autorul consideră că într-o constricție unilaterală a arcului dentar se impune un ancoraj eficient pe partea contralaterală. Locul de inserție al miniimplantelor în această situație poate fi procesul alveolar palatal sau în zona suturii medio palatine. Corecția ocluziei încrucișate necesită dezocluzie în zona posterioară, care se poate realiza prin înălțarea temporară a ocluziei. Trebuie controlat vectorul de forță intruzivă, eficient în corectarea ocluziei încrucișate dar nefavorabil în alte situații.

Fig 7.14 Constricția bilaterală transversală a arcadei dentare maxilare după Ludwig

Ludwig recomandă pentru constricția unilaterală sau bilaterală a arcadei dentare aplicarea unui miniimplant la nivelul suturii medio palatine și a unui arc segmentat cu tracțiune, cu module elastice sau resorturi de NiTi (figura 7.14).

7.1.7 Mișcarea individuală dentară

Deplasări dentare individuale se pot realiza, de asemenea cu ajutorul miniimplantelor (figura 7.15).

Fig 7.15 Deplasare unidentară cu ajutorul a două miniimplante inserate medio-sagital

Nanda sugerează următoarele variante pentru corecția unui crossbite vestibular:

un sistem de miniimplante la nivelul suturii, arc secționat resorturi NiTi sau module elastice

prin inserția miniimplantelor la nivelul procesului alveolar palatal la maxilar și bucal la mandibulă

Pentru corecția unui molar în malpoziție Suk Lee dă următoarele opțiuni de tratament:

inserția de două miniimplante la nivelul procesului alveolar palatal la maxilar

inserția unui miniimplant la nivelul procesului alveolar bucal la maxilar și arc segment

inserția unui miniimplant la nivelul procesului alveolar vestibular la maxilar și arc continuu

7.1.8 Închiderea de spații extracționale

În momentul folosirii dispozitivelor temporare de ancoraj pentru retracția segmentului anterior în întregime sunt contracarate efectele negative produse în timpul folosirii mecanicii de alunecare numai pe arc total, acestea fiind: pierderea de ancoraj, înclinarea spre distal a segmentului anterior și spre mezial a celui posterior și accentuarea curbei Spee.

În momentul distalizării prin alunecare dar cu ancoraj pe miniimplant, nu mai există riscul pierderii ancorajului, segmentul posterior nedeplasându-se spre anterior. Forța aplicată va determina o intruzie a grupului anterior, numai dacă trece prin sau deasupra centrului de rezistență al arcadei dentare, linia lui de acțiune fiind înspre gingival (figura 7.16).

O atenție deosebită trebuie acordată însă, centrului de rezistență al întregii arcade dentare. Dacă forța aplicată trece sub centrul de rezistență, se produce înclinarea spre lingual a segmentului anterior și extruzia marginilor incizale a zonei anterioare. Totodată, prin deformarea arcului continuu flexibil se pot produce efecte negative la nivelul segmentului posterior.

Fig 7.16. În retruzia grupului frontal cu ajutorul miniimplantelor, forța de tracționare trebuie să treacă prin centrul de rezistență al arcadei dentare.

Pentru a contracara aceste efecte se pot folosi arcuri mai rigide (mai puțin flexibile), renunțarea la un arc ortodontic continuu și înlocuirea lui cu două arcuri parțiale, unul pentru segmentul anterior și altul pentru cel posterior, respectiv orientarea forțelor deasupra sau prin centrul de rezistență al arcadei dentare.

7.1.9 Distalizarea și intruzia unei arcade dentare întregi

Deplasarea unei arcade dentare în întregime devine un obiectiv realizabil cu ajutorul miniimplantelor. Anomaliile de clasa a II-a și a III-a pot fi astfel mai ușor corectate.

Distalizarea arcadei dentare în întregime este similară cu cea a unui molar, diferența constânt în numărul dinților distalizați. Forța va fi aplicată la nivelul unui cârlig sudat pe arcul ortodontic sau poate fi utilizat un arc transpalatal ca punct de aplicare a forței, bineînțeles după solidarizarea arcadei dentare în întregime cu un arc rectangular rigid.

Intruzia în întregime a arcadei este dorită în special în cazul pacienților hiperdivergenți, cu ocluzie deschisă. În acest caz miniimplantul trebuie să fie inserat la nivelul centrului de rezistență al arcadei dentare, ceea ce clinic este destul de greu de identificat. De aici, necesitatea monitorizării pacienților la care s-a aplicat această biomecanică, pentru a contracara eventualele efecte negative datorate înclinării planului ocluzal.

Cu toate beneficiile pe care miniimplantele le aduc terapiei ortodontice, utilizarea lor are câteva dezavantaje:

Inserarea lor implică o mică intervenție chirurgicală cu toate riscurile acestuia

Aplicarea lor la nivelul mucoasei mobile sau la limita dintre cea mobilă și fixă duce la iritații ale țesuturilor moi

Pierderea miniiplantelor este posibilă, în special în cazul în care stabilitatea lor primară nu este adecvată

Anatomia structurilor dentare, precum și a sinusurilor și nervilor și vaselor adiacente limitează inserarea lor la nivelul dorit.

Cap VIII. Aplicabilitatea clinică a noțiunilor de biomecanică.

Acest capitol are ca scop exemplificarea, cu ajutorul cazurilor clinice a noțiunilor expuse anterior. Vor fi prezentate diferite etape de tratament, respectiv caracteristicile biomecanice ale acestora și eventualele erori terapeutice, care trebuie evitate.

8.1 Alinierea și nivelarea.

În momentul alinierii și nivelării trebuie acordată o atenție deosebită dinților situați în infra sau suprapoziție. În figura 8.1 este prezentată posibilitatea alinierii unui canin situat în suprapoziție.

Inserarea arcului de NiTi din prima ședință în slotul bracketului de pe canin poate să determine apariția ocluziei deschise datorată intruziei premolarilor și protruziei frontalilor (figura 8.1).

Fig 8.1 Apariția ocluziei dechise în zona premolarilor și a protruziei frontalilor ca urmare a biomecanicii greșite de aliniere a caninului

În cele ce urmează vor fi prezentate fotografiile intraorale inițiale (figura 8.2), intermediare (figurile 8.3, 8.4) și finale (figura 8.5) ale unei paciente având diagnosticul de clasa a III-a Angle dentară și scheletală, hiperdivergentă cu ectopie bilaterală de canini superiori și inferior și laterodeviere mandibulară. Decizia terapeutică a constat în extracția premolarilor primi superiori și inferiori, inserare de Quad helix la nivelul arcadei superioare și al unui arc lingual inferior pentru controlul ancorajului. A urmat inserarea aparatului fix superior și inferior respectiv al arcurilor inițiale de aliniere 0.014 NiTi. În acest caz, efectul de protruzie al incisivior prin legarea caninului ectopic la arcul flexibil de NiTi a fost de dorit. Foarte importantă este, în aceste cazuri, folosirea unui lace-back, care să ne permită orientarea coroanei caninului spre distal. La nivelul incisivilor inferiori arcul inițial de aliniere nu a fost angajat în slotul brackeților pentru a limita protruzia lor și producerea unei ocluzii inverse frontale.

Fig. 8.2 a-e Imagini intraorale ale pacientului înainte de tratament

Fig. 8.3 a-d Aspectul intraoral la inserarea primului arc, de 0.014 inch NiTi.

După aproximativ 1 an și 9 luni, închiderea spațiilor a fost realizată și au fost inserate arcuri rigide de SS pentru controlul torqului. Fotografiile finale sunt prezentate în fig 8.5 a-c.

Fig. 8.4 a-d Aspectul intraoral în faza de aliniere și nivelare.

Fig. 8.5 a-c Aspectul intraoral la finalizarea tratamentului

8.2 Închiderea spațiilor extracționale. Distalizarea caninului.

Terapia extracțională, deși extrem de controversată de-a lungul istoriei ortodonției, reprezintă o abordare frecvent folosită pentru tratamentul dizarmoniilor dento-maxilare cu înghesuire. Închiderea spațiilor extracțiilor dentare reprezintă o etapă terapeutică extrem de importantă care necesită o pregătire minuțioasă a cazului și un management corect al ancorajului.

Din punct de vedere al închiderii spațiului există următoarele variante:

Închiderea dinspre anterior a spațiului prin retruzia grupului frontal; în acest caz fiind nevoie de ancoraj maxim

Închiderea parțial dinspre anterior și parțial dinspre posterior a spațiului, caz în care e nevoie de ancoraj moderat

Închiderea dinspre posterior a spațiului, prin deplasarea anterioară a segmentului lateral, caz în care necesitatea ancorajului e minimă.

Modalitățile de obținere a celor trei tipuri de ancoraj au fost detailate în capitolul 1.7, aici urmând doar exemplificarea lor cu ajutorul cazurilor clinice.

Ca secvență, închiderea spațiilor poate fi realizată prin:

Retracția en-masse, adică în grup atât a caninilor cât și a grupului frontal în același timp

Distalizarea caninului urmat de retruzia incisivilor.

Fig 8.6 a-c Caz tratat prin extracția celor patru premolari primi: a și b lace-back la nivelul caninilor, c și d aplicarea unui arc transpalatal și al unui arc lingual.

În figura 8.6 a-c se observă abordarea terapeutică a unui caz cu extracție bilaterală de premolari primi. Distalizarea caninilor s-a realizat pe arcuri segmentare, colarea brackeților la nivelul incisivilor fiind amânată până în momentul creării de spațiu. Au fost aplicate lace-backuri atât la nivelul caninilor superiori cât și inferiori pentru a realiza controlul radicular. Ancorajul necesar în acest caz a fost cel moderat, furnizat de aplicarea unui arc transpalatinal și unul lingual.

După finalizarea tratamentului au fost obținute rapoarte neutrale la nivelul caninilor și molarilor (figura 8.7 a-c).

Fig 8.7 a Aspectul intraoral la finalul tratamentului

Fig 8.7 b și c Aspectul după închiderea spațiilor și finalizarea cazului.

În figura 8.8 a și b este exemplificată folosirea miniimplantelor pentru ancoraj maxim în distalizarea caninilor. În această situație trebuie acordată o atenție deosebită locului de inserție al miniimplantelor respectiv la orientarea brațului forței.

Fig. 8.8 a și b Miniimplante dentare pentru ancoraj maxim în distalizarea caninilor.

8.3 Utilizarea miniimplantelor

Intruzia molară realizată cu ajutorul a patru miniimplante inserate vestibular și palatinal este exemplificată în figura 8.9 a și b. Protezarea edentației terminale nu s-a putut realiza datorită egresiunii molarului prim superior stâng.

Fig 8.9 a și b Intruzia molarului cu ajutorul a 4 miniimplante

Intruzia molară (figura 8.10 a și b) s-a realizat printr-un sistem de ancoraj direct, elementele declanșatoare de forțe fiind reprezentate de resorturi de NiTi.

Fig 8.10 Aspectul final după realizarea intruziei molare și protezarea edentației laterale mandibulare cu implante dentare; a aspect intraoral, b aspect radiologic

În imaginile din figura 8.11 a-c sunt exemplificate utilizarea ancorajului scheletal direct pentru retruzia grupului frontal maxilar, în cazul extracțiilor de premolari primi. Pacientul a prezentat o afectare parodontală, ceea ce a determinat necesitatea creșterii ancorajului pentru retruzia grupului incisiv.

Fig 8.11 a-c Utilizarea miniimplantelor pentru retruzia grupului frontal maxilar

Intruzia grupului incisiv inferior cu ajutorul miniimplantelor este reprezentat în figura 8.12.

Fig 8.12 Utilizarea a două miniimplante și a catenelor elastice pentru intruzia grupului frontal inferior

Utilizarea miniimplantelor pentru redresarea unui molar mezioversat este prezentată în imaginile 8.13 a-c.

Fig 8.13 a-c Uprighting-ul unui molar mezioversat

8.4 Arcul transpalatinal

Folosirea auxiliarelor intraorale de ancoraj, precum arcul transpalatinal și cel lingual sunt frecvent indicate, în special în cazurile în care nu există posibilitatea inserării miniimplantelor ortodontice, iar auxiliarele extraorale nu sunt agreate de pacienți.

Cazul de mai jos exemplifică folosirea arcului transpalatal în cazul unei paciente cu anomalie de clasa II/1 Angle și dizarmonie dento-maxilară cu înghesuire (figura 8.14 a-e). Atitudinea terapeutică a constat în extracția premolarilor primi superiori și inserarea aparatului fix superior și inferior, respectiv a arcului transpalatal (figura 8.15). Aspectul intraoral al pacientei la finalul tratamentului este prezentat în imaginile din figura 8.16 a-e.

Fig 8.14 a-e Aspectul intraoral la începutul tratamentului

Fig 8.15 Arcul transpalatinal aplicat

Fig 8.16 a-e Aspectul intraoral la finalul tratamentului

8.5 Expansiunea maxilară

Expansiunea maxilară reprezintă o metodă frecventă de tratament a ocluziilor încrucișate bilaterale, precum și în managementul înghesuirilor dentare. Discrepanța maxilarelor în plan transversal este asociată, de foarte multe ori de o compensare dentară, caracterizată de înclinarea linguală a molarilor și premolarilor inferiori și cea vestibulară a dintilor superiori.

În imaginile din figura 8.17 a-e sunt prezentate fotografiile intraorale ale unei paciente în vârstă de 11 ani având diagnosticul de compresie de maxilar, dizarmonie dento-maxilară cu înghesuire, laterodeviere mandibulară și ocluzie încrucișată bilaterală.

Fig 8.17 a-e Aspectul intraoral înainte de disjuncție.

Planul de tratament a inclus, inserarea în prima fază, a unui disjunctor maxilar cu șurub în păianjen, cu scopul de realiza expansiunea maxilară rapidă. Decizia terapeutică de folosi acest tip de șurub a fost luată pentru a obține mai mult spațiu necesar alinierii grupului frontal, precum și o expansiune accentuată în zona anterioară.

Expansiunea s-a realizat în supracorecție, până când cuspizii palatinali ai molarilor superiori contactau cu fața linguală a cuspizilor vestibulari ai molarilor primi inferiori, știut fiind faptul că un oarecare grad de recidivă are loc după închiderea șurubului (figura 8.18 a-b).

Fig 8.18 a și b Aspectul după inserarea disjunctorului și la finalizarea activării.

Disjuncția rapidă a fost urmată de inserarea unui aparat fix superior și inferior, timpul total de tratament fiind de 2 ani și 2 luni. Aspectul final după tratament este prezenat în imaginile din figura 8.19 a-d.

Fig 8.19 a-d Aspectul intraoral la finalizarea tratamentului ortodontic

Utilizarea disjunctorului clasic cu 4 brațe este exemplificat în figura 8.20 a-d. În acest caz diagnosticul pacientului a fost de dizarmonie dento-maxilară cu înghesuire, canin ectopic, compresie de maxilar și ocluzie încrucișată unilaterală stângă.

Fig 8.20 a-d Aspectul intraoral înainte de tratament

S-a inserat un disjunctor maxilar pentru realizarea expansiunii maxilare și rezolvarea crossbitelui unilateral. Disjuncția rapidă a fost urmată de inserarea aparatului fix bimaxilar (figura 8.21 a-c). Timpul total de tratament ortodontic a fost de 2 ani și 4 luni, aspectul final postratament fiind prezentat în figura 8.22 a-b.

Fig 8.21 a Disjunctorul maxilar în momentul cimentării, b și c aparatul fix superior inserat iar brațele anterioare ale disjunctorului secționate

Fig 8.22 a și b Aspectul final intraoral al cazului

Folosirea noului expansor maxilar Veltri este exemplificat în cazul pacientei din figura 8.23- 8.25, având diagnosticul de dizarmonie-dento-maxilară cu înghesuire, angrenaj invers la incisivul central superior drept și ocluzii încrucișate bilaterale.

Fig 8.23 a-c Aspectul intraoral inițial

Fig 8.24 Noul disjunctor Veltri modificat cimentat intraoral

Fig 8.25 a, b Aspectul intraoral după finalizarea disjuncției

8.5 Distalizarea

În figura 8.26 a-e sunt prezentate fotografiile intraorale ale unui pacient cu dentație mixtă târzie, având anomalie de clasa a II a dentară și dizarmonie dento maxilară cu înghesuire. Aparținătorii pacientului au refuzat extracțiile dentare, astfel s-a optat pentru aplicarea unui distalizator.

Fig 8.26 a-e Aspectul intraoral inițial înainte de distalizarea molarilor superiori

După aproximativ 6 luni de activare a resortului distalizatorului s-a realizat deplasarea molarilor în clasa I, supracorectate (figura 8.27 a și b). Distalizarea molarilor a fost urmată de distalizarea premolarilor și a caninilor pe arcuri segmentare. Aspectul intraoral la finalizarea tratamentului este prezentă în imaginile din figura 8.28 a-e. Deși rapoartele molare sunt neutrale, se poate observa un grad de protruzie mărit al incisivilor superiori.

Fig 8.27 Aspectul înainte (a) și după distalizarea molarilor primi superiori (b)

Fig 8.28 a-e Aspectul după finalizarea tratamentului.

Distalizatorul inferior folosit în cazul unei paciente cu dizarmonie dento-maxilară cu înghesuire inferioară și meziopoziția molarilor primi inferior este exemplificat în figura 8.29 a-e.

Fig 8.29 Distalizare molară inferioară: a aspectul intraoral înainte de inserarea aparatului, b și c distalizator mandibular unilateral combinat cu menținător de spațiu controlateral, d-e aspectul aparatului cimentat

Expansiunea maxilară sagitală prin folosirea noului distalizator a lui Veltri este exemplificată în imaginea din figura 8.30 și 8.31. Pacientul s-a prezentat la consult ortodontic din motive estetice. Diagnosticul rezultat în urma examenului clinic și al examinărilor paraclinice a inclus: dizarmonie dento-maxilară cu înghesuire și anomalie de clasa II/2 Angle. Pacientul a refuzat extracția premolarilor astfel încât s-a decis inserarea distalizatorului urmat de aparat fix bimaxilar (figura 8.32).

Fig 8.30 Noul ditalizator a lui Veltri

Fig 8.31 Distalizatorul aplicat în cavitatea bucală: a și b ocluzia în zona laterală, c faza intermediară a distalizării, d faza finală a distalizării

Fig 8.32 Aparatul fix inserat după distalizare

8.7 Tratamentul ortodontic al pacienților parodontopați

La pacienții cu afectare parodontală, tratamentul ortodontic trebuie să fie precedat de o terapie parodontală, iar inițierea terapiei fixe se recomandă să fie realizată numai după stabilizarea bolii parodontale. Un alt aspect important îl reprezintă reducerea suprafeței de contact dintre rădăcina dinților și osul alveolar, ceea ce implică necesitatea reducerii intensității forțelor ortodontice și adaptarea sistemului de forțe la situația dată.

Pacientul din figura 8.33 a-e a prezentat afectarea parodontală a incisivilor inferior datorită căreia, diasteme interincisivă s-a mărit progresiv. Planul de tratament a inclus aplicarea unui aparat fix inferior cu scopul închiderii diastemei și o ușoară intruzie la nivelul lor. Deplasarea dentară ortodontică a fost inițiată prin inserarea unui arc de NiTi rotund de 0.014 inch iar forțele folosite au fost moderate. Închiderea spațiului s-a realizat pe arc de secțiune rectangulară de 0.016×0.022 SS (slotul bracketului a fost de 0.018 inch), întregul tratament realizându-se în 9 luni.

Fig 8.33 a Aspectul intraoral înainte de tratament, b în cursul tratamentului și c la finalul tratamentului

Pacientul din imaginea din figura 8.34 a și b a prezentat o dizarmonie dento-maxilară severă cu înghesuire și boală parodontală avansată. În urma examinării clinice, precum și analiza investigațiilor paraclinice s-a hotărât instituirea unui tratament parodontal inițial și de menținere, urmat de tratament ortodontic fix bimaxilar. Obiectivele propuse în cadrul tratamentului ortodontic fix au fost alinierea și nivelarea arcadelor dentare, după extracție lui 2.4, intrudarea lui 21 dar cu păstrarea parțială a diastemei interincisive. S-a decis aplicarea brackeților cu 1 mm mai apical față de centrul coroanei cu scopul reducerii tensiunilor la nivelul coletului și implicit limitarea pierderilor suplimentare de os alveolar (figura 8.35). Studiile prin element finit și biodinamică au arătat că aceasta metodă de colaj este eficientă în limitarea pierderii osoase.

Fig. 8.34 a și b Aspectul intraoral al pacientei cu dizarmonie dent-maxilară severă cu înghesuire și diastemă interincisivă

Tratamentul ortodontic a durat 11 luni fiind urmat de reabilitarea protetică a arcadei inferioare. Contrar indicațiilor medicului, reabilitarea arcadei superioare a fost amânată (figura 8.36).

Fig 8.35 Aparat ortodontic fix bimaxilar.

Fig. 8.36 a și b Aspectul inraoral după finalizarea tratamentului ortodontic fix și aplicarea restaurării protetice inferioare

Bibliografie:

Burstone CJ, Choi K. The Biomechanical Foundation of Clinical Orthodontics. Qiuntessence Publishing, 2015

https://ro.wikipedia.org/wiki/Legile_lui_Newton

Nanda R. Biomechanics and Esthetic Strategies in Clinical Orthodontics. WB Saunders, 2005

Nanda RS, Tosun YS. Biomechanics in Orthodontics. Principles and practice.Quintessence Publishing, 2010

Nanda RS, Ghosh J. Biomechanical considerations in sliding mechanics. In: Nanda E, ed. Biomechanics in Clinical Orthodontics. Philadelphia, Pa: WB Saunders; 1997, 188–217.

Graber TM, Vanarsdall RLJr. Orthodontics. Current principles and techniques, 2nd edn. 1994, Mosby, Year Book Inc., St Louis University of Michigan.

McNamara JA, Brudon W, Kokich V. Orthodontics And Dentofacial Orthopedics, 2001

Proffit WR, Fields HW. Contemporary Orthodontics. Mosby, St. Louis, Mo, USA, 3rd edition, 2000, 405-410.

Pop Silvia Izabella. Influența proprietăților mecanice și a caracteristicilor de suprafață ale arcurilor în biomecanica ortodontică. Teză de doctorat. 2014

Brudvik P, Rygh P. The initial phase of orthodontic root resorption incident to local compression of the PDL, Eur J Orthod 1993, 15:249-263.

Kovatch JS, Lautenschlager EP, Apfel DA, Keller JC. Load-extension-time behavior of orthodontic alastiks. J Dent Res 1976; 55:783-786

Behrents R. Growth in the aging craniofacial skeleton. In Craniofacial growth series, Monograph 7, 1985, Ann Arbor, Michigan.

Bjork A, Skiller V. Normal and abnormal growth of the mandible. A synthesis of longitudinal cephalometric implant studies over a period of 25 years, Eur J Orthod 1983; 5:1.

Bjork A. The use of metallic implants in the study of facial growth in children: method and application, Am J Phys Anthropol 1968;29: 243-254.

Iseri H, Solow B. Continued eruption of maxillary incisors and first molars in girls from 9 to 25 years, studied by the implant method, Eur J Orthod 1996;18:245-256.

Thilander B et al. Osseointegrated implants in adolescents. An alternative in replacing missing teeth? Eur J Orthod 1994;16:84-95.

Reitan K. Tissue behavior during orthodontic tooth movement. Am J Orthod 1960; 46:881-900.

Tanne K, Koenig HA, Burstone CJ. Moment to force ratios and the center of rotation. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1988;94:426-431.

Braun S, Winzler J, Johnson BE. An analysis of orthodontic force systems applied to the dentition with diminished alveolar support. Eur J Orthod 1993;15:73-77.

Vanden Bulcke MM, Dermaut LR, Sachdeva RC, Burstone CJ. The center of resistance of anterior teeth during intrusion using the laser reflection technique and holographic interferometry. Am J Orthod Dentofacial Orthop 198;90:211-220.

King GJ, Archer L, Zhou D. Later orthodontic appliance reactivation stimulates immediate appearance of osteoclasts and linear tooth movement. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1998; 114: 692-697.

Davidovitch Z, Shanfeld JL. Cyclic nucleotide levels in alveolar bone of orthodontically treated cats. Arch Oral Biol 1975; 20: 567-574.

Grieve WG, Johnson GK, Moore RN, et al. Prostaglandin-E and interleukin-1 beta levels in gingival crevicular fluid during human orthodontic tooth movement. Am J Orthod Dentofac Orthop 1994; 105: 369-374.

Cocârlă E. Aparate ortodontice fixe. Ed. Med univer Iuliu Hațieganu. 2002

Miyoshi K, Igarashi K, SAeki S, Shinoda H, Mitani H. Tooth movement and changes in periodontal tissue in response to orthodontic force in rats vary depending on the time of day force is applied. Eur J Orthod 2001; 23: 329-338.

Dudescu M. Rezistența materialelor. Noțiuni fundamentale. Solicitări simple. Editura U.T Press, Cluj Napoca 2013

Zetu I, Păcurar M. Ortodonție-tehnica arcului drept. Ed Lyra, Tg Mures 2000.

Ghafari J. Problems associated with ceramic brackets suggest limiting use to selected teeth- Angle Orthod, 1992; 62(2): 145-152.

Stenvik A, Mjor IA. Pulp and dentine reactions to experimental tooth intrusion: a histologic study of the initial changes- Am J Orthod, 1970; 57: 370-385.

Brezniak N, Wasserstein A. Root resorption after orthodontic treatment: Part 1. Literature review- Am J Orthod, 1993;103: 62-66.

Brantley WA, Eliades T. Orthodontic wires. In: Brantley WA, Eliades T, eds. Orthodontics Materials—Scientific and Clinical Aspects. New York, NY: Thieme; 27, 2001: 78–103.

http://www.substech.com/dokuwiki/lib/exe/fetch.php?w=&h=&cache=cache&media=crystal_lattice.png

Darvell BW. Materials Science for Dentistry. Woodhead publishing limited. Ninth edition, 2009

Kusy Robert P. A review of contemporary archwires: their properties and characteristics. Angle Orthod. 1997;67(3):197-208

Miura F, Mogi M, Ohura Y, and Hamanaka H. “The super-elastic property of the Japanese NiTi alloy wire for use in orthodontics,” Am J Orthod Dentofacial Orthop.. 1986; 90: 1:1–10.

Oltjen JM, Duncanson MG Jr, Ghosh J, Nanda RS, Currier GF. Stiffness-deflection behavior of selected orthodontic wires. Angle Orthod. 1997;67:209–218.

Johnson E, Lee RS. Relative stiffness of orthodontic wires. J Clin Orthod. 1989;23:353–363.

Kusy RP, Dilley GJ. 1984 Elastic modulus of a triple-stranded stainless steel archwire via three and four point bending. JDR 63: 1232–1240

Kusy RP, Stush AM. Geometric and material parameters of nickel-titanium and a beta-titanium orthodontic archwire alloy. Dent Mater. 1987;3:207–217.

Goldberg AJ, Burstone CJ. Status report on beta-titanium orthodontic wires. Council on dental materials, instruments, and equipment. J Am Dent Assoc. 1982;105:684–685.

Garrec Pascal, Jordan Laurence. Stiffness in bending of a superelastic Ni-Ti orthodontic wire as a function of cross sectional dimension. Angle Orthod 2004;74:691-696

Krishnan V, Kumar KJ. Mechanical properties and surface characteristics of three archwire alloys. Angle Orthod, 2004; 74:825–831.

Lim Y, Quick A, Swain M, Herbison P. Temperature effects on the forces, moments and moment to force ratio of nickel-titanium and TMA symmetrical T-loops. Angle Orthod, 2008; 78:1035–1042.

Nakano H, Satoh K, Norris R, Jin T, Kamegai T, Ishikawa F, Katsura H. Mechanical properties of several nickel-titanium alloy wires in three-point bending test. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 1999;115: 390–395.

Parvizi F, Rock WP. The load-deflection characteristics of thermally activated orthodontic archwires. Eur J Orthod. 25, 2003, p.417–421

Ingram SB, Gipe DP, Smith RJ. Comparative range of orthodontic wires. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1986;90:296–307.

Meling TR, Odegaard J. The effect of short-term temperature changes on superelastic nickel-titanium archwires activated in orthodontic bending. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2001; 119:263–273.

Wilkinson PD, Dysart PS, Hood JA, Herbison GP. Load deflection characteristics of superelastic nickel-titanium orthodontic wires. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2002; 121:483–495.

Elayyan F, Silikas N, Bearn D. Mechanical properties of coated superelastic archwires in conventional and self-ligating orthodontic brackets. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2010; 137:213–217.

Ren Y, Maltha JC, and Kuijpers-Jagtman AM. “Optimum force magnitude for orthodontic tooth movement: a systematic literature review,” Angle Orthod, 2003; 73(1): 86–92.

Reznikov N, Zion G, Barkana I, Abed Y, Redlich M. Influence of friction resistance on expression of superelastic properties of initial NiTi wires în “reduced friction” and conventional bracket systems. J Dent Biomech. 2010; 1:25-30.

Kusy RP and Whitley JQ, “Friction between different wirebracket configurations and materials,” Seminars in Orthodontics, 1997; 3 (3): 166–177.

Drescher D, Bourauel C, and Schumacher H-A, “Frictional forces between bracket and arch wire,” Am J Orthod Dentofacial Orthop, 1989; 96 (5): 397–404.

Walker M, Ries D, Kula K, Ellis M, Fricke B. Mechanical properties and surface charachterization of beta titanium and stainless steel orthodontic wire following topical fluoride treatment. Angle Orthod. 2007; 77(2) :342-348.

Eliades T, Athanasiou A. In Vivo Aging of Orthodontic Alloys: Implications for Corrosion Potential, Nickel Realease, and Biocompatibility. Angle Orthod, 2002;72: 222-237.

Rândașu I, Rândașu OV Materiale dentare. București, Editura Medicală, 2001

Watanabe I, Watanabe E. Surface changes induced by fluoride prophylactic agents on titanium-based orthodontic wires. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2003; 123:653–656.

Kaneko K, Yokoyama K, Moriyama K, Asaoka K, Sakai J. Degradation in performance of orthodontic wires caused by hydrogen absorption during short term immersion in 2.0% acidulated phosphate fluoride solution. Angle Orthod. 2004; 74(4): 487-495.

Nakagawa M, Matsuya S, Udoh K. Corrosion behavior of pure titanium and titanium alloys in fluoride-containing solutions. Dent Mater J. 2001;20:305–314.

Kerosuo H, Moe G, Hensten-Pettersen A. Salivary nickel and chromium in subjects with different types of fixed orthodontic appliance. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 1997; 111 (6) :595-598.

Iijima M, Muguruma T, Brantley W, Choe H-C, Nakagaki S, Alapati SB, Mizokuchi I. Effect of coating on properties of esthetic orthodontic nickel-titanium wires. Angle Orthod 2012, 82(2): 319-325.

Kusy RP, Tobin EJ, Whitley JQ, Sioshansi P. Frictional coefficients of ion-implanted alumina against ion-implanted beta-titanium in the low load, low velocity, single pass regime. Dent Mater. 1992;8:167–172.

Wichelhaus A, Geserick M, Hibst R, Sander FG. The effect of surface treatment and clinical use on friction in NiTi orthodontic wires. Dent Mater. 2005;21:938–945.

Andreasen GF, Morrow RE. Laboratory and clinical analyses of nitinol wire. Am J Orthod. 1978;73:142–151.

Agwarwal Abhishek, Agarwal DK. Newer orthodontic wires: A Revolution in orthodontics. The orthodontic Cyber Journal. April, 2011 Available from URL: http://orthocj.com/2011/04/newer-orthodontic-wires-a-revolution-in-orthodontics/

Talass MF. Optiflex archwire treatment of a skeletal Class III open bite. J Clin Orthod 1992; 26(4): 245-252

Zufall SW, Kusy RP. Sliding mechanics of coated composite wires and the development of an engineering model for binding. Angle Orthod 2000; 70: 34-47.

Imai T, Watari F et al. Mechanical properties and aesthetics of FRP orthodontic wire fabricated by hot drawing. Biomat. 1998;19(23):2195–2200.

Watari F, Yamagata S, Imai T, Nakamura S. The fabrication and properties of aesthetic FRP wires for use in orthodontics. Journal of materials science 1998;33: 5661-5664.

Bishara SE. Textbook of orthodontics .2001 – Philadelphia: WB Saunders

Waters NE. A rationale for the selection of orthodontic wires. Eur J Orthod. 1992; 14 (3): 240-245.

Banks P, Elton V, Jones Y, Rice P, Derwent S, Odondi L. The use of fixed appliances in the UK: a survey of specialist orthodontists. J. Orthod. March 2010 ; 37( 1) 43-55.

McNamara C, Drage KJ et al. An evaluation of clinicians’ choices when selecting archwires. Eur J Orthod 2010, 32(1):54-59.

McLaughlin R, Bennett JC, Trevisi H. Systemized orthodontic treatment mechanics. Mosby, St. Louis, Mo, USA, 2001;25-55.

Daems J, Celis JP, Willems G. Morphological characterization of as-received and in vivo orthodontic stainless steel archwires European Journal of Orthodontics, 2009, 31(3):260-265

Zinelis S, Eliades T, Pandis N, Eliades G, Bourauel C. Why do nickel-titanium archwires fracture intraorally? Fractographic analysis and failure mechanism of in-vivo fractured wires. Am J Orthod Dentofacial Orthop, July 2007; 132(1): 84–89.

http://www.mdeo.eu/mdeo/AD/docs/sem-19-11-2010.pdf

http://www.rasfoiesc.com/educatie/biologie/Microscopia-electronica33.php

http://dexonline.ro/

Huang H. Variation in surface topography of different NiTi orthodontic archwires in various commercial fluoride-containing environment. Dent Mat. 2007; 23(1): 24–33.

Lee SH, Chang YII. Effects of recycling on the mechanical properties and the surface topography of nickel-titanium alloy wires. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2001; 120: 654-663.

Widu F, Drescher D, Junker R, Bourauel C. Corrosion and biocompatibility of orthodontic wires- J Mat Science: Materials in medicine, 1999;10:257-281.

Quintao C, Brunharo I. Orthodontic wires: knowledge ensures clinical optimization. Dental Press J. Orthod,2009;14(6): 144-157.

Russell JS. Aesthetic orthodontic brackets. J Orthod, 2005; 32: 146 – 163.

Husmann P, Bourauel C, Wessinger M, Jäger A. The frictional behavior of coated guiding archwires . J Orofac Orthoped. 2002; 63:199 – 211.

Eliades T, Eliades G, Athanasiou AE, Bradley TG. Surface characterization of retrieved NiTi orthodontic archwires. Eur J Orthod 2000; 22 (3): 317-326.

Eliades T, Bourauel C. Intraoral aging of orthodontic materials: the picture we miss and its clinical relevance. Am J Orthod Dentofacial Orthop,2006; 127(4):403-412.

http://en.wikipedia.org/wiki/Epoxy

Postlethwaite KM . Advances in fixed appliance design and use: Brackets and archwires. Dental Update.1992;19: 276-280.

Paul A, Abalos C, Mendoza A, Solano E, and Gil FG. Relationship between the surface defects and the manufacturing process of orthodontic Ni-Ti archwires, Mater. Lett., 2011; 65 (23–24): 3358–3361.

Articolo LC, Kusy K, Saunders CR, Kusy RP. Influence of ceramic and stainless steel brackets on the notching of archwires during clinical treatment. Eur J Orthod, 2000, 22(4):409-425.

Oshida Y, Sachdeva R, Miyazaki S. Microanalytical characterization and surface modification of NiTi orthodontic archwires. Bio Med Mat Eng. 1992; 2: 51-69.

Van Eygen I, Vannet BV, and Wehrbein H. Influence of a Soft Drink with Low pH on Enamel Surfaces: An In Vitro Study, Am. J. Orthod.Dentofacial Orthop, 2005,128(3): 372–377.

Von Fraunhofer JA and Rogers MM. Dissolution of Dental Enamel in Soft Drinks, Gen. Dent, 2004;52: 308–312.

Abalos C, Paul A, Mendoza A, Solano E, Palazon C, Gil FJ. Influence of soft drinks with low ph on different NiTi orthodontic archwire surface patterns. Published online: J of Mat Eng and Perf., 2012

Maijer R, Smith DC. Corrosion of orthodontic brackets. Am J Orthod. 1982;81:43–48.

Iijima M, Endo K, Ohno H, Yonekura Y, Mizoguchi I. Corrosion behavior and surface structure of orthodontic Ni-Ti alloy wires. Dent Mater J. 2001;20(1):103–113.

Yuasa T, Endo K, Iijima M, Yonekura Y, Ohno H, Mizoguchi I. Study of dissimilar metal corrosion of orthodontic metallic appliances—corrosion potentials measured in saline solution. Higashi Nippon Dent J. 2004;23:223–235.

Es-Souni M, Fischer-Brandies H, Koc N, Bo O, Ratzke K. Chemische Zusammensetzung, Umwandlungsverhalten und mechanische Biegeeigenschaften ausgewahlter kieferorthopadischer NiTi-Drahtbogen. IOK 2001; 33: 87–106.

Tselepis M, Brockhurst P, West VC. The dynamnic frictional resistance between orthodontic brackets and arch wires. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 1994, 106,131-138.

Ryan R, Walker G, Freeman K, Cisneros GJ. The effects of ion implantation on rate of tooth movement: an in vitro model. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 1997,112,64-68.

Downing A, McCabe JF, Gordon PH. The effect of artificial saliva on the frictional forces between orthodontic brackets and archwires. J Orthod, 1995; 22: 41-46.

da Silva DL, Mattos CT, de Araújo MVA, de Oliveira Ruellas AC. Color stability and fluorescence of different orthodontic esthetic archwires Angle Orthod, 2013; 83(1): 127-132.

Trethewey KR, Chamberlain J. Crevice and pitting corrosion. In: Trethewey KR, Chamberlain J, eds. Corrosion for Students of Science and Engineering. New York, NY: John Wiley & Sons Inc; 1988:134–149.

Kapila S, Rohit S. Mechanical properties and clinical applications of orthodontic wires. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1989;96 (2): 100–109.

Pelsue BM, Zinelis S, Bradley TG, Berzins DW, Eliades T, Eliades G. Structure, Composition, and Mechanical properties of Australian Orthodontic Wires. Angle Orthod. 2009: 79: 97-101.

ISO 15841

Acharya A, Jayade VP. Metallurgical Properties of Stainless Steel Orthodontic Archwires: A Comparative Study. Trends. Biomat. 2005; 18(2):125-136.

Pernier C, Grosgogeat B, Ponsonnet et al. Influence of autoclave sterilization on the surface parameters and mechanical properties of six orthodontic wires. Eur J Orthod. 2005; 27(1): 72-81.

Hammad Shaza M, Al-Wakeel Essam E, Gad El-Sayed. Mechanical properties and surface characterization of translucent composite wire following topical fluoride treatment. Angle Orthod 2012; 82(1):8-13.

Lombardo L, Toni G, Stefanoni F, Mollica F, Guarneri M, Siciliani G. The effect of temperature on the mechanical behavior of nickel-titanium orthodontic initial archwires. Angle Orthod. 2013; 83(2):298-305.

Bartzela TN, Senn C, Wichelhaus A. Load deflection characteristics of superelastic nickel titanium wires. Angle Orthod, 2007;77(6):991-998.

Obaidi Hussain A, Al-Qassar Sarmad S. Elasticity and Plasticity Behaviors of the Orthodontic Arch Wires. Al-Rafidain Dental Journal.2011;11(1).

Kaphoor AA, Sundareswaran S. Aesthetic nickel titanium wires- how much do they deliver? Eur J Orthod, 2012; 34 (5):603-609.

Gurgel J, Pinzan-Vercelino C, Powers J. Mechanical properties of beta-titanium wires. Angle Orthod. 2011;81(3):478-483.

Nakagawa M, Matsuya S, Udoh K. Effects of fluoride and dissolved oxygen concentrations on the corrosion behavior of pure titanium and titanium alloys. Dent Mater J. 2002;21:83–92.

Huang H-H. Effects of fluoride concentration and elastic tensile strain on the corrosion resistance of commercially pure titanium. Biomaterials. 2002;23:59–63.

Huang H-H. Electrochemical impedance spectroscopy study of strained titanium in fluoride media. Elecrochim Acta. 2002;47: 2311–2318.

Schiff N, Grosgogeat B, Lissac M, Dalard F. Influence of fluoride content and pH on the corrosion resistance of titanium and its alloys. Biomaterials. 2002;23:1995–2002.

Braun S, Legan H. Changes in occlusion related to the cant of the occlusal plane. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 1997, 111 (2): 184–188

Kaneko K, Yokoyama K, Moriyama K, Asaoka K, Sakai J, Nagumo M. Delayed fracture of beta titanium orthodontic wire in fluoride aqueous solutions. Biomaterials. 2003;24:2113–2120.

Takemoto M, Shonohara T, Shirai M, Shinogaya T. External stress corrosion cracking (ESCC) of austenitic stainless steel. Mater Perf. 1985;24:26–32.

Nanda R, Uribe FA. Temporary Anchorage Devices in Orthodontics. Mosby –Elsevier 2009

Ludwig B, Baumgaertel S, Bowman J. Mini-Implants in Orthodontics –Innovative Anchorage Concepts. Quintessence Verlags-GmbH, 2007

Lee JS, Kim JK, Park YC, Vanarsdall R. Applications of Orthodontic Mini-Implants. Quintessence Publishing Co, 2007

Miyawaki S, Koyama I, Inoue M. Factors associated with the stability of titanium screws placed in the posterior region for orthodontic anchorage. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2003, 124:373-378

Chung YK, Lee YJ, Chung KR. The experimental study of early loading on miniplate in the beagle dog. Kor J Orthod 2003, 33:307-317

Yoon BS, Choi BH, Lee WY. A study on titanium miniscrew as orthodontic anchorage: an experimental investigation in dogs. Kor J Orthod 2001, 31:517-523

Kyung SH, Choi JH, Prk YC. Miniscrew anchorage used to protract lower second molars into first molar extraction sites. J Clin Orthod 2003, 37:575 -579

Roberts WE, Arbuckle GR, Analoui M. Rate of mesial translation of mandibular molars using implant –ancored mechanics. Angle Orthod 1996, 66:331-338

Roberts WE, Marshall KJ, Mozsary PG. Rigid endosseous implant utilized as anchorage protract molars and close an atrophic extraction site. Angle Orthod 1990, 60:135-152

Germane N, Lindaeur SJ, Rubestein lk, Revere JH, Isaacson RJ. Increase in arch perimeter due to orthodontic expansion. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1991, 100(5):421-427

Hamula W. Modified mandibular Schwartz appliance. J Clin Orthod. 1993, 27(2): 89-93

Fortini A, Lupoli M, Giuntoli F, Franchi L. Dentoskeletal effects induced by rapid molar distalization with the first class appliance. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2004, 125(6):697-704

https://www.northstardental.com

Webb RI, Caputo AA, Chaconas SJ. Orthodontic force production by closed coil springs. Am.J.Orthod. 1978, 74:405-409.

Chaconas SJ, Caputo AA, Harvey K. Orthodontic force characteristics of open coil springs. Am.J. Orthod.1984, 85:494-497.

Esequiel ER, Larry W, Rogelio CA, Ana Maria GG, Edith R. 1.001 Tips for Orthodontics and its Secrets, Ed. AMOLCA, USA, 2008;103-106

Clocheret K, Willems G, Carels C, Celis JP. Dynamic frictional behaviour of orthodontic archwires and brackets. Eur J Orthod. 2004; 26:163–170.

Pop S, Dudescu M, Bratu C, Merie V, Pacurar M. Effect of Esthetic Coating on the Load Deflection and Surface Characteristics of the NiTi Orthodontic Archwires. Rev Chim. 2015;66(2):364-367.

Han and Quick DC. Nickel-titanium spring properties in a simulated oral environment. Angle Orthod 1993;63:67-71.

Boshart BF, Currier GF, Nanda RS and Duncanson MG. Load deflection rate measurement of activated open and closed coil springs. Angle Orthod, 1990;60:27-31.

von Fraunhofer JA, Bonds PW, Johnson BE.Force generation by orthodontic coil springs. Angle Orthod. 1993;63(2):145-148.

Miura F, Mogi M, Ohura V, and Karibe M. The super elastic Japanese nickel titanium alloy wire for use in orthodontics. (Part III) Studies on the Japanese NITI alloy coil springs. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1988;94:89-96.

Angolkar V, Arnold J, Nanda R, Duncanson MJ. Force degradation of closed coil springs: An in vitro evaluation. Am J Orthod Dentofac Orthop.1992, 102(2):127–133

Bishara SE, Jakobsen JR, Treader J, Nowak A. Arch width changes form 6 weeks to 45 years of age. Am J Orthod Dentofac Orthop 1997;111:401-409

Sillman JH. Dimensional changes of the dental arches: Longitudinal study from birth to 25 years. Am J Orthod 1964;50:824-842.

Lebret ML. Growth changes of the palate. J Dent Res 1962;41:1391-1404

Korn EL, Baumrind S. Transverse development of the human jaws between the ages of 8.5 and 15.5 years, studied longitudinally with use of implants. J Dent Res 1990;69:1298-1306.

Bjork A, Skieller V. Growth in width of the maxilla studied by the implant method. Scand J Plast Reconstr Surg 1974;8:26-33

Sandikcioglu M, Hazar S. Skeletal and dental changes after maxillary expansion in the mixed dentition. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1997, 111:321–327

Wertz R, Dreskin M. Midpalatal suture opening: a normative study. Am J Orthod 1977, 71:367–381

Haas AJ. Long-term posttreatment evaluation of rapid palatal expansion. Angle Orthod 1980, 50:189–217

Krebs AA. Midpalatal suture expansion studied by the implant method over a seven yearperiod. Trans Eur Orthod Soc 1964:131-42

Davis WM, Kronman JH. Anatomical changes induced by splitting of the midpalatal suture. Angle Orthod 1969;39:126-32

da Silva Filho OG, Boas MC, Capelozza F. Rapid maxillary expansion in the primary and mixed dentitions: a cephalometric evaluation. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1991, 100:171–179

da Silva Filho OG, Montes LA, Torelly LF. Rapid maxillary expansion in the deciduous and mixed dentition evaluated through posteroanterior cephalometric analysis. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1995, 107(3):268–275

Bishara SE, Staley RN. Maxillary expansion: Clinical implications. Am J Orthod Dentofac Orthop 1987; 91:3-14

Thorne NAH. Experiences on widening the median maxillary suture. Trans Eur Ortho Soc 1956; 31:279-90

Ladner PT, Muhl ZF. Changes concurrent with orthodontic treatment when maxillary expansion is a primary goal. Am J Orthod Dentofac Orthop 1995; 108:184-193.

Akkaya S, Lorenzon S, Ucem TT. Comparison of dental arch and arch perimeter changes between bonded rapid and slow maxillary expansion procedures. Eur J Orthod 1998, 20:255–261

Akkaya S, Lorenzon S, Ucem TT. A comparison of sagittal and vertical effects between bonded rapid and slow maxillary expansion procedures. Eur J Orthod 1999, 21:175–180

Adkins MD, Nanda RS, Currier GF. Arch perimeter changes on rapid palatal expansion. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1990, 97:194–199

Timms RJ. A study of basal movement with rapid maxillary expansion. Am J Orthod 1980, 77:500-507

Ricketts RM, Roth RH, Chaconas SJ, Schulhof RJ, Engel GA. Orthodontic diagnosis and planning. USA: Rocky Mountain Data Systems; 1982.

Frank SW, Engel AB. The effects of maxillary quad-helix appliance expansion on cephalometric measurements in growing orthodontic patients. Am J Orthod 1982, 81:378-89

McAndrew JR. The continuous force control system, Lancer Technical Report, Lancer Pacific, Carlsbad, CA, 1985.

Angell EH. Treatment of irregularity of the permanent or adult teeth. Dental Cosmos 1860, 1:540-544

Montagna L, Piras A, Montagna F, Lambini N. Storia Dell’ortodonzia -History Of Orthodontics Tagete – Archives Of Legal Medicine And Dentistry 2010

Basavaraj Subhashchandra Phulari. History Of Orthodontics Jaypee Brothers Medical Publishers Ltd. 2013

Falconi P, Nidoli G, Palladini F. Manuale Di Tehnica Ortodontica. Edizioni Martina,Bologna, 1994.

Sarver DM, Johnston MW. Skeletal Changes In Vertical And Anterior Displacement Of The Maxilla With Bonded Rapid Palatal Expansion Appliances. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1989, 95:462–466.

Sarver DM. Rapid Palatal Expansion-Another Perspective. Clinical Impressions. 1995, 4 (1): 2-12

Bishara SE, Staley RN. Maxillary expansion: clinical implications. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 1997, 91: 3-14

Isaacson RJ, Ingram AH. Forces produced by rapid maxillary expansion. Part II. Forces present during treatment. Angle Orthod. 1964, 34: 261-269

Isaacson RJ, Wood LJ, Ingram AH. Forces produced by rapid maxillary expansion. Design of the force measuring system. Angle Orthod. 1964, 34: 256-260

Petrén S, Bondemark L. Correction of unilateral posterior crossbite in the mixed dentition: a randomized controlled trial. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2008, 133(6):790-713

Ciambotti C, Ngan P, Durkee M, Kohli K, Kim H. A comparison of dental and dentoalveolar changes between rapid palatal expansion and nickel-titanium palatal expansion appliances. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2001, 119:11–20.

Arndt WV. Nickel titanium palatal expander. J Clin Orthod 1993; 27:129-137.

Andreasen GF. Treatment advantages using nitinol wire instead of 18-8 stainless wire with the edgewise bracket. Quint Int 1980; 12:43-51.

Ferrario V, Garattini G, Colombo A, Filippi V, Pozzoli S, Sforza C. Quantitative effects of a nickel-titanium palatal expander on skeletal and dental structures in the primary and mixed dentition: a preliminary study. Eur J Orthod. 2003, 25:401–410

Motoyoshi M, Hirabayashi M, Shimazaki T, Namura S. An experimental study on mandibular expansion: increases in arch width and perimeter. Eur J Orthod 2002, 24( 2):125-130

Motoyoshi M, Shirai S, Yano S, Nakanishi K, Shimizu N. Permissible limit for mandibular expansion. Eur J Orthod. 2005, 27(2):115-120

Knott VB. Longitudinal study of dental arch widths at four stages of dentition. Angle Orthod 1972;42:387-95.

Lemons J. Biomaterials, Biomechanics, Tissue Healing, and Immediate-Function Dental Implants. J Oral Implant. 2004, 30(5):318-324

Cardaropoli D, Gaveglio L. The influence of orthodontic mouvement on periodontal tissues level. Semin Orthod, 2007, 13: 234-245

Cattaneo PM, Dalstra M, Melsen B. The finite element method: a tool to study orthodontic tooth movement. J Dent Res, 2005, 5, 84: 428-433

Cattaneo PM, Dalstra M, Melsen B – Moment-to-force ratio, center of rotation, and force level: a finite element study predicting their interdependency for simulated orthodontic loading regimens – Am J Orthod Dentofacial Orthop, 2008, 5, 133: 681-689

Djeu G, Hayes C, Zawaideh S. Correlation between mandibular central incisor proclination and gingival recession during fixed appliance therapy. Angle Orthod, 2002, 72: 238-245

Dorobăț V, Stanciu D. Ortodonție și ortopedie dento-facială .Ed Med, 2009, 204-206.

Henneman S, Von den Hoff JW, Maltha JC. Mechanobiology of tooth movement. Eur J of Orthod, 2008, 30: 299–306.

Iino S, Sakoda S, Ito G, Nishimori T, Ikeda T, Miyawaki S. Acceleration of orthodontic tooth movement by alveolar corticotomy in the dog. Am J Orthod Dentofac Orthop, 2007,131,440-448

Krishnan V, Davidovitch Z. Biological mechanisms of tooth movement. The adaptation and Development of Biological Concept in Orthodontics. John Wiley and Sons, 2009: 1-18.

Lindhe J, Lang NP, Karring T. Clinical periodontology and implant dentistry. 5th ed., Copenhagen, Blackwell Munksgaard, 2008: 3-50, 955-1011, 1241-1275.

Marangalou JH, Ghalichi F, Mirzakouchaki B. Numerical simulation of orthodontic bone remodeling. Orthodontic Waves, 2009, 2, 68: 64–71.

Ilon JJ, Kuijpers-Jagtman AM, Maltha JC. Magnitude of orthodontic forces and rate of bodily tooth movement: an experimental study in beagle dogs. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 1996, 1, 110: 16-23.

Sung JH. Microimplants in Orthodontics. Dentos, Korea 2007, 57-120

Widu FO, Grivu O. Microimplantele în Ortodonție Ed. Waldpress, Timișoara 2011. 33- 57

Werbein H, Bauer W, Diedrich PR. Gingival invagination area after space closure. A histologic study. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 1995, 6, 108: 593-598.

Yamaguchi M. – The Role of Inflamation in defining the Type and Pattern of Tissue Response in Orthodontic Tooth Movement – In : Krishnan V, Davidovitch Z, Biological mechanisms of tooth movement, Blackwell Publishing Ltd 2009: 81-91.

Zetu I, Păcurar M. Ortodonție- Tehnica arcului drept – vol II, 2000, 81-85.

Petrey JS, Saunders MM, Kluemper GT, Cunningham LL, Beeman CS. Temporary anchorage device insertion variables: effects on retention. Angle Orthod. 2010;80:634–641

Wilmes B, Drescher D. Impact of insertion depth and predrilling diameter on primary stability of orthodontic mini-implants. Angle Orthod. 2009;79:609–614

Anka G. Use of miniscrews as temporary anchorage devices in orthodontic practice.Introduction. Austral Orthod J, 2006, 22:131-139

Jeon J-M, Yu H-S, Baik H-S, Lee JS.En masse distalisation with miniscrew anchorage in Class II nonextraction treatment. J Clin Orthod 2006;40:472–6