ORTODONCIA Y ORTOPEDIA MAXILAR

Comparación de la fuerza de fricción generada en tres sistemas de brackets de auto ligado y dos sistemas convencionales con arcos de diferentes aleaciones y calibres. Dra. Marcela Ordoñez S.* Dra. Claudia M. Pardo M.* Dr. Jaime Silva S.* Recibido para publicacion : 23-03-2008 Aceptado para publicacion : 28-07-2010

RESUMEN El presente estudio experimental, in Vitro tuvo como objetivo comparar la fuerza de fricción dinámica que se produce entre 7 sistemas de brackets para premolares superiores y 7 arcos de alambre de diferente aleación y calibre. Se escogieron para la comparación 3 brackets de autoligado (Damon, Smart Clip e In-Ovation) y dos convencionales: Orthos (Ligadura metálica y elástica) y Gemini MBT (ligadura metálica y elástica), con los siguientes arcos: CuNiTi (Ormco) de 0,014, 0,014 x 0,025, 0,016 x 0,025 y 0,018 x 0,025; Acero Inoxidable (3M) de 0,019 x 0,025 y Nitinol (3M) 0,016 y 0,019 x 0,025 pulgadas. Cada bloque del estudio incluyo 10 mediciones en más de 60 puntos del recorrido del movimiento entre 1 y 15mm. El montaje estandarizado para medir fricción se hizo con dos brackets, sobre una mordaza fija, y se tomaron las medidas de fuerza de fricción dinámica, en 1 y 15 mm. El análisis de varianza de dos criterios (brackets y alambres) indicó que había variación significativa atribuible a cada criterio y también por la interacción de ambos factores. Se compararon también los promedios de fricción para distancias de 1, 5, 10 y 15 mm del recorrido. Al comparar el conjunto de los sistemas de autoligado no se encontraron diferencias significativas entre ellos, excepto para In-Ovation con CuNiTi 0,016 “ versus 0,018” x 0,025”, pero si fueron significativas las diferencias entre los sistemas de autoligado y los convencionales, siendo efectivamente menor la fricción en los primeros. Para destacar la relevancia clínica se analizan los resultados indicando cuales son las combinaciones de bracket y alambre más favorables en relación con la fricción, ya que no se encontraron tendencias definidas debido a la significativa interacción de las variables estudiadas. Palabras clave: Ortodoncia, Fricción, Autoligado. ABSTRACT This experimental, in Vitro study was designed with the following purpose: to compare the dynamic friction force produced in seven systems of brackets for upper premolars combined with seven wire archs of different alloys and dimensions. The bracket includes were those of three self-ligation systems (Damon, Smart Clip and In-Ovation) and two conventional: Orthos (metallic and Elastic) and Gemini MBT (Metallic and elastic), with the following compatible wire superior archs: CuNiti (Ormco) 0,014, 0,014 x 0,025, 0,016 x 0,025 and 0,018 x 0,025; Stainless steel (3M) 0,019 x 0,025 and Nitinol (3M) 0,016 and 0,019 x 0,025 inch. Every block of the study includes 10 measurements in more than 60 points of the range of movement between 1 and 15 mm. The standard base to measure the friction was made with two brackets, fixed at the same distance over a platform, measuring the dynamic friction in Kg in a Universal testing machine (Instron), for movements between 1 and 15 mm. The Two-way ANOVA (Brackets and wires) indicate that each of this factors separated or interacting caused significant variation in the friction. The average result for distances of 1, 5, 10 and 15 mm were compared. When the group of self-ligation systems was compared, there are no significant differences among them, except for In-Ovation with CuNiTi 0,016 versus 0,018 x 0,025 inch, but there are very significant differences between the self-ligation systems as compared to the conventional systems, proving that in fact the former have less friction than the conventional. The clinical significance of the study is shown by the indication of the best bracket-wire combinations according to the friction, but there are no clear straightforward tendencies due to the strong interaction between the studied factors. KEY WORDS: Orthodontics. Self-ligation systems. Friction.

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Especialistas en Ortodoncia Fundacion CIEO

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INTRODUCCIÓN Siempre que se utilizan mecánicas de deslizamiento en ortodoncia, la fricción generada entre el bracket y el alambre tiene un gran impacto en la fuerza que recibe el diente y en la velocidad del movimiento del mismo; por lo tanto una menor fricción implicará menos incomodidad para el paciente ya que se logra una respuesta y adaptación biológica de los tejidos al ejercer fuerzas muy ligeras; que no produzcan oclusión de los vasos sanguíneos en el ligamento periodontal; y que trabajan en conjunto con todo el complejo orofacial y el logro de la reducción en el tiempo de tratamiento. Se ha estimado que se reduce el tiempo de tratamiento hasta en un 25%. Por esta razón se debe desarrollar un modelo de estudio de fricción con los nuevos materiales y brackets; usando un material conocido y estudiado como control, lo cual constituirá un nuevo elemento de juicio para decidir entre los diferentes sistemas de ortodoncia disponibles en el mercado, cual es el más apropiado para la práctica clínica. El movimiento de los dientes para alinearlos o para el cierre de espacios generados por extracciones, crea un deslizamiento de los brackets sobre los arcos durante un tratamiento de ortodoncia. Pizzoni y Colaboradores en 1998 (1); y Clocheret y colaboradores en 2004(2); definen la fricción como la resistencia al movimiento cuando se intenta deslizar una superficie sobre la otra. La fuerza de fricción, se opone al movimiento deseado entre las superficies en contacto; y está directamente relacionada con la fuerza normal; que es la que actúa perpendicularmente a la superficie de deslizamiento y se aplica en el caso de los arcos al usar módulos elásticos, ligaduras metálicas o los sistemas de cierre de autoligado (clips, trampillas) para ligar el arco y mantenerlo dentro del slot

1. La fuerza friccional es proporcional a la fuerza normal aplicada, multiplicada por el coeficiente de fricción. 2. Es independiente el área de contacto aparente entre dos superficies que se deslizan. 3. La fricción es independiente de la velocidad de deslizamiento. El coeficiente de fricción, es un parámetro adimensional definido como la razón entre la fuerza de fricción y la fuerza normal. Se diferencia entre fricción estática y fricción dinámica. La fricción estática es la mayor fuerza necesaria para iniciar el movimiento entre dos superficies sólidas en contacto; y la dinámica o cinética se define como la fuerza necesaria para iniciar el movimiento de deslizamiento de dos objetos sólidos en contacto y mantener a una velocidad constante. La fricción estática siempre es mayor que la dinámica. Según la investigación realizada por Read-Ward y colaboradores en 1997 (3), la fricción puede verse afectada por: 1. Cinemática de las superficies en contacto 2. Cargas y/o fuerzas de desplazamiento aplicadas externamente (incluyendo el método de ligado) 3. Condiciones ambientales como la temperatura y humedad 4. Topografía de las superficies 5. Propiedades de los materiales

Leyes de la Fricción (Amontons – Coulomb)

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Kapila y colaboradores en 1990 (4) describen diversas variables que influyen en el nivel de fricción. Se dividen en mecánicas o biológicas. Dentro de las mecánicas podemos encontrar el material, angulación y tamaño del bracket, tamaño del slot, tamaño, forma y material del alambre. Y los biológicos serían la fuerza de ligado, saliva, presencia de placa o película adquirida y corrosión. En brackets de tamaño pequeño encontraron datos similares de fuerza de fricción en los arcos 0,016”, 0,016”x0,016”, 0,016”x0,022”, 0,017”x0,017”, 0,017”x0,025”, 0,018”x0,025” y 0,018”. En calibre 0,019”x0,025” encontraron datos similares entre acero inoxidable, Cr-Co y β-Ti; los cuales mostraron una menor fricción; con niveles de fuerza estadísticamente significativos con respecto a los arcos de NiTi. Respecto al calibre del arco, no se encontró diferencia significativa en los arcos estudiados. Con el auge de las mecánicas de arco continuo, la fricción y su influencia en la cantidad y tipo de movimiento del diente han cobrado gran interés; resultando en una gran cantidad de estudios diseñados para evaluar varios aspectos de la fricción. Los materiales utilizados, tamaño y forma de los brackets, y el sistema de ligado de los mismos han sido analizados en condiciones secas y húmedas, y a diversas temperaturas. Tidy y Orth en 1989 (5 ) consideran que no hay diferencias importantes entre las pruebas en seco y con saliva artificial; reportan disminución en la fricción de un 17% o menos, lo cual consideran no es una variación importante. Según Pizzoni y colaboradores en 1998(1), la influencia de los materiales comprende dos factores: La aleación utilizada y la estructura de la superficie de arcos y brackets. En el afán de encontrar maneras de disminuir la fricción; se han desarrollado técnicas nuevas; nuevas aleaciones y brackets de autoligado.

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Los brackets de auto ligado pueden ser de auto ligado activo o pasivo. Damon en 2004 (6) describe el auto ligado pasivo como el sistema de brackets que no requieren el uso de módulos elásticos o ligaduras metálicas como los brackets convencionales; o de un clip que introduzca el arco en el slot. La tapa o trampilla actúa manteniendo el arco dentro del slot sin hacerle presión; sin empujarlo hacia el fondo del slot; lo cual minimiza la fricción. El lumen del slot es suficientemente grande lo cual permite al arco moverse libremente dentro del mismo dentro de los límites biológicos. El efecto resultante es obtener un mayor rango de movimiento del diente aplicando menor fuerza. Esto nos permite aplicar fuerzas al diente que no tengan un impacto negativo en el aporte vascular o en el ligamento periodontal. Así mismo describe el auto ligado activo como el sistema de brackets que contiene un clip como mecanismo para ligar el arco; que no requiere de módulos elásticos ni ligadura metálica como los brackets convencionales. El clip ejerce presión sobre el arco llevándolo al fondo del slot; reduciendo el lumen del mismo; lo cual limita la libertad del arco y aumenta la fricción. Los brackets de autoligado Damon 2 son brackets de auto ligado pasivo; los In-Ovation tienen un clip como mecanismo de cierre, y son brackets de auto ligado activo. Trevisi en la guía de la técnica SmartClip™ del 2005 (7) y Weinberger en 2005 (8) describen el mecanismo de auto ligado de los brackets, el cual consiste en dos clips de Nitinol que se abren y cierran mediante la deformación elástica del material cuando el arco ejerce una fuerza sobre el clip. El bracket carece de tapa o trampilla de cierre móvil. El diseño geométrico del bracket y del clip asegura una resistencia adecuada a la fatiga para las fuerzas de entrada y salida del arco. Según Harradine y colaboradores (9), el sistema de ligado ideal debería tener las siguientes características:

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1. Ser seguro y fuerte; es decir, que después de que se realice la ligadura, haya una adecuada resistencia a la perdida de ligadura. En este aspecto son adecuadas las ligaduras metálicas; mientras las ligaduras elásticas no presentan estas cualidades, especialmente cuando no se cambian con la frecuencia adecuada. Esta perdida de fuerza de los módulos elásticos ha sido bien documentada. 2. Asegurar un acople completo entre el arco y el bracket; mantener este acople; característica que cumple la ligadura metálica; mientras no lo cumple la ligadura elástica ya que frecuentemente no hacen la fuerza necesaria para que se logre buen acople del arco, aun siendo un arco de gran flexibilidad; y va perdiendo sus características elásticas lo cual disminuye aun mas el acople arco-bracket. En los brackets de autoligado se garantiza el acople ya que el dispositivo del bracket esta abierto o cerrado; pero nunca se produce una apertura parcial involuntaria; o es difícil que se presente; según el diseño y material del bracket. 3. Generar una fricción leve entre el alambre y el bracket. Este es uno de los puntos críticos de la ligadura elástica, ya que genera mayor fricción que cualquier otro método de ligadura; además de fuerzas muy variables. Esta es la razón principal por la cual se utilizan cada vez menos. Los estudios realizados por Pizzoni y colaboradores en 1998(1), Read-Ward y colaboradores en 1997(3), Harradine en 2003(9) y Kuzy y colaboradores en 1990(10) han demostrado que los brackets de auto ligado generan una menor fricción que los brackets convencionales. Según los hallazgos de Kapila y colaboradores en 1990 (4) el aumento en la fricción arco-bracket puede conllevar a un anclaje por fuerzas excesivas, con una disminución o ausencia de movimiento

del diente; con consiguiente perdida de anclaje. 4. Ser fácil y rápida. A pesar de conocer el hecho que la ligadura metálica tiene menor fricción, implica mayor tiempo de sillón al incrementar casi 12 minutos en el proceso de remover ligaduras y ligar nuevamente. Esta es la razón por la cual a pesar de la fricción se utilizan más las ligaduras elásticas que las metálicas. 5. Permitir alta fricción cuando se requiere. Cuando por requerimientos de anclaje sea necesario. Como al colocar las ligaduras elásticas en ocho; lo cual aumenta la fricción entre un 70220%. 6. Permitir el uso de cadenetas y otros aditamentos. Algunos brackets de autoligado han prescindido de aletas, haciendo imposible utilizar cadenetas o ligaduras elásticas si se requiere. Por esta razón los brackets de autoligado desarrollados recientemente tienen aletas. 7. Permitir buena higiene oral. El uso de ligaduras elásticas incrementa el acúmulo de placa bacteriana; así como los sitios de corte y terminación de las ligaduras metálicas. 8. Ser confortable para el paciente. Las ligaduras elásticas no presentan inconveniente para el paciente; excepto en casos excepcionales en que se desaloje una ligadura. En cambio la ligadura metálica requiere un cuidadoso corte y esconder los extremos para evitar lesiones en el paciente Respecto a las superficies de contacto, éstas aumentarían al incrementar el calibre del alambre; de esta manera, la dimensión de arco determinará la cantidad de fricción, ya que varios estudios han encontrado que al aumentar la dimensión del arco aumenta

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la fricción. Tidy y Orth en 1989 (5 ) encontraron que no hay diferencia significativa en la fricción con los diferentes calibres de arcos. Read-Ward y colaboradores en 1997(3) concluyeron que la fricción se determina más por el modo de ligado y no por las dimensiones de los diferentes arcos utilizados. Kuzy y Whitley en 1990(10) en cambio, concluyeron que la fricción depende en gran parte de la aspereza de la superficie y el coeficiente de fricción de los diferentes materiales. Tidy y Orth (5 ) realizaron la prueba entre arcos de varios materiales; y encontraron diferencias significativas entre ellos. Hallaron que el Nitinol™ (3M) genera aproximadamente el doble de fricción que el acero inoxidable en arcos de igual dimensión; y que dependerá del coeficiente de fricción entre los materiales que componen el arco y el bracket. Así mismo Clocheret y colaboradores, en 2004 (2 ) hallaron que cada material utilizado en una relación alambre-bracket dará lugar aun coeficiente de fricción específico. Este coeficiente de fricción es dependiente de las condiciones de la superficie y las características del material de las superficies en contacto; e independiente del área de contacto aparente. A este respecto también influirá el material con el que se liga el arco, por tanto la fuerza de fricción generada por el ligado con módulos elásticos aumenta de 50 a 175g. Berger y Orth en 1990 (11) realizaron un estudio en el cual evaluaron la fricción producida entre cinco sistemas de brackets slot 0.022”x0.028”; tres arcos redondos: calibre 0,016” de acero inoxidable, 0,0175” trenzado y 0,018” de acero inoxidable; y un arco 0,016”x0,022” de acero inoxidable. Encontraron que el mayor nivel de fuerza requerido para producir deslizamiento el arco (fricción estática) se encontró en el arco rectangular y en el alambre trenzado. Cash y colaboradores en 2004 (12) encontraron que el arco que presenta menor fricción es el de acero inoxidable. Los brackets Damon 2 presentan una tapa o trampilla que se abre o cierra con una pinza es-

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pecialmente desarrollada para esto. Tiene menor posibilidad de apertura indeseada de la tapa en comparación con los brackets Damon 1. También presentan un menor tamaño, aumentando la distancia inter-bracket; Damon en 2004 (6) concluyo que esto genera fuerzas más ligeras. Berger y Orth en 1990 (11) también hallaron que hay una reducción significativa de los niveles de fuerza necesarios para deslizar el arco en los brackets de auto ligado Speed™ con respecto a los brackets convencionales; independiente del tipo de ligadura (ligadura metálica o elástica) e independiente del tipo de arco utilizado. Los brackets In-Ovation son brackets gemelares, de bajo perfil, con buen tamaño y resistencia, con poca o ninguna fractura de los clips de cierre. Según el estudio realizado por Harradine (9) en 2003, se encontraron algunos inconvenientes: algunos brackets son difíciles de abrir; comúnmente en el arco inferior donde hay menos visibilidad. Esto también incrementa los excesos de resina gingivales. Son brackets de auto ligado activo ya que el clip de cierre ejerce presión y lleva el arco al fondo del slot. Este clip potencialmente activo será pasivo e irrelevante a menos que el diente se encuentre en malposición hacia lingual con respecto al diente adyacente en fases con arcos de poco calibre. En arcos de mayor calibre, superior a 0,018” el clip será activo aun cuando el arco entre pasivo por la completa alineación y nivelación de los dientes; y aun mas en arcos rectangulares; en contraste, los brackets Damon 2 tienen la tapa que se desliza y crea un espacio en el cual no se invade el slot. Pizzoni y colaboradores en 1998 (1) observaron en los brackets convencionales una relación linear entre las fuerzas fricciónales y el aumento en la inclinación del bracket; mientras en los brackets se auto ligado se observo una reacción diferente. En ausencia de inclinación los brackets de autoligado han demostrado una menor fricción con respecto

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a los brackets convencionales; pero Read-Ward y colaboradores en 1997 (3) hallaron que esta diferencia es menos significativa al aumentar el calibre del alambre. En general se observo menor fricción en los brackets de autoligado en comparación con los brackets convencionales. Los brackets Orthos™ (Ormco) son brackets convencionales gemelares de titanio; los cuales exhiben las propiedades del material como son: flexibilidad, durabilidad, biocompatibilidad y resistencia a la corrosión. Son brackets diseñados por computador. El titanio permite a los brackets deformarse elásticamente y crea un ambiente de trabajo reactivo para un control tri-dimensional del movimiento dental. Sin embargo, al ser un sistema recientemente sacado al mercado; no hay muchos estudios al respecto. Kapur y colaboradores en 1999 (13) realizaron un estudio comparando los brackets de acero inoxidable y de titanio con diferentes arcos de acero inoxidable. Respecto al calibre de los arcos; se observo mayor fricción en los brackets de acero inoxidable; y un aumento progresivo de la valor de esa fuerza al incrementar el calibre del alambre; mientras los brackets de titanio mostraron en cambio, una disminución de la fuerza de fricción al incrementar el calibre del alambre, aunque la diferencia no fue significativa. Los estudios realizados por Pizzoni en 1998(1), Read-Ward en 1997(3), Damon en 2004(6) encontraron que al hacer la prueba con los brackets slot 0,022” se observo el mismo comportamiento; pero la diferencia en los brackets de acero inoxidable al incrementar el calibre del arco si fue significativa. Respecto al tipo de bracket; se observo una mayor fricción en los brackets de titanio con respecto a los de acero inoxidable pero la diferencia no fue significativa; tanto para los de slot 0,018” como los de slot 0,022”. La fricción siempre es mayor entre dos superficies del mismo material que entre dos superficies de diferente material. En otro estudio realizado por los mismos autores en 1999 (14) compararon las propiedades de los brackets

de titanio y de acero inoxidable; y de mantener su integridad morfológica al aplicar fuerzas de torsión. Se realizo la prueba con arcos de acero inoxidable en slot 0,018” y 0,022”. La falla o distorsión de los brackets en un tratamiento de ortodoncia disminuye el control sobre el movimiento del diente arcos de diversos materiales y la fuerza aplicada sobre el diente. Los brackets de titanio en este caso mostraron mayor estabilidad estructural en comparación con los de acero inoxidable. El aumento en el uso de mecánicas de deslizamiento ha incrementado el interés en las fuerzas fricciónales desarrolladas entre el alambre y el bracket; lo cual puede inhibir el movimiento dental, requerir mayor fuerza para retraer con consecuente perdida de anclaje. Los estudios realizados por Pizzoni en 1998(1), Read-Ward en 1997(3), Damon en 2004(6) encontraron que al usar el arco rectangular de acero inoxidable los brackets Damon han demostrado menor fricción que otros brackets de auto ligado y convencionales; lo cual evita estos efectos indeseados. Las diversas investigaciones han conllevado al desarrollo de arcos de diversos materiales y propiedades, un gran numero de brackets, de diferentes materiales y diseños, de acuerdo a la técnica empleada. Kapila y colaboradores en 1989 (15) concluyen que se deben seleccionar los materiales a utilizar en un tratamiento de ortodoncia cuidadosamente, para lo cual es importante conocer las propiedades de cada uno de ellos. El uso apropiado de los diferentes tipos de alambres disponibles en el mercado pueden aumentar la comodidad del paciente y reducir el tiempo de tratamiento, así como el número de citas para control. Los nuevos materiales deben por esto se sometidos a pruebas, para poder comparar con los materiales conocidos. El objetivo de este trabajo de investigación fue comparar la fuerza necesaria para producir un deslizamiento de 15mm de un arco Cu-

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NiTi™ (Ormco) 0,014”, 0,014”´x 0,025”, 0,016”x0,025”, 0,018”x0,025”; Acero Inoxidable (3M) 0,019”x0,025 y Nitinol™(3M) 0,016”, y 0,019”x0,025 en los Brackets de premolar superior del sistema Damon 2™ (Ormco); SmartClip™ (3M); In-Ovation™ (GAC); MBT™ (3M) ligados con ligadura metálica 0,0010”, MBT™ (3M) ligados con módulos elásticos (Ormco); Orthos™ (Ormco) ligado con ligadura metálica 0,0010”; Orthos™ (Ormco) ligado con módulos elásticos (Ormco); montados en las mordazas acrílicas, divididos en 7 grupos utilizando todos los arcos incluidos en el estudio. MÉTODO Para determinar el tamaño de la muestra necesario para probar la hipótesis nula contra la hipótesis alterna, se utilizó la siguiente fórmula:

De acuerdo al estudio realizado por Kapur y colaboradores en 1999 (14); en el cual compararon la fuerza de fricción entre brackets de acero inoxidable y titanio, con arcos de diferentes materiales y

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calibres; se obtuvieron los datos de desviación estándar y diferencia clínicamente significativa, con los cuales se calcula el tamaño de muestra para nuestro estudio.

De acuerdo a esto, se realizaron 10 medidas en cada modelo montado en acrílico. Se utilizaron siete modelos de cada uno; y se hicieron siete adicionales en caso de necesidad por error o accidentes durante la prueba. En cada mordaza se montaron dos brackets; de manera que se utilizaron 28 brackets de premolar superior Damon 2™, 28 brackets de premolar superior Smartclip™, 28 brackets de premolar superior In-Ovation™, 56 brackets de premolar superior Orthos™ y Gemini MBT™; para un total de 196 brackets montados en 98 mordazas con 2 brackets cada una. GRUPOS DE ESTUDIO Los grupos de comparación se establecieron según la tabla 1.

Tabla 1. Grupos de estudio GRUPO 1 - Arco CuNiTi™ 0,014” (Ormco) Damon 2™ (Ormco)

SmartClip™ (3M)

In-Ovation™ (GAC)

MBT™ Gemini (3M) Ligadura metálica

MBT™ Gemini (3M) Ligadura Elástica

Orthos™ (Ormco) Ligadura metálica

Orthos™ (Ormco) Ligadura elástica

Orthos™ (Ormco) Ligadura metálica

Orthos™ (Ormco) Ligadura elástica

Orthos™ (Ormco) Ligadura metálica

Orthos™ (Ormco) Ligadura elástica

Orthos™ (Ormco) Ligadura metálica

Orthos™ (Ormco) Ligadura elástica

GRUPO 2 - Arco CuNiTi™ 0,014”X0,025” (Ormco) Damon 2™ (Ormco)

SmartClip™ (3M)

In-Ovation™ (GAC)

MBT™ Gemini (3M) Ligadura metálica

MBT™ Gemini (3M) Ligadura Elástica

GRUPO 3 - Arco CuNiTi™ 0,016”X0,025” (Ormco) Damon 2™ (Ormco)

SmartClip™ (3M)

In-Ovation™ (GAC)

MBT™ Gemini (3M) Ligadura metálica

MBT™ Gemini (3M) Ligadura Elástica

GRUPO 4 - Arco CuNiTi™ 0,018”X0,025” (Ormco) Damon 2™ (Ormco)

SmartClip™ (3M)

In-Ovation™ (GAC)

MBT™ Gemini (3M) Ligadura metálica

MBT™ Gemini (3M) Ligadura Elástica

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GRUPO 5 - Arco Nitinol™ 0,016” (3M) Damon 2™ (Ormco)

SmartClip™ (3M)

In-Ovation™ (GAC)

MBT™ Gemini (3M) Ligadura metálica

MBT™ Gemini (3M) Ligadura Elástica

Orthos™ (Ormco) Ligadura metálica

Orthos™ (Ormco) Ligadura elástica

Orthos™ (Ormco) Ligadura metálica

Orthos™ (Ormco) Ligadura elástica

Orthos™ (Ormco) Ligadura metálica

Orthos™ (Ormco) Ligadura elástica

GRUPO 6- Arco Nitinol™ 0,019”x0,025” (3M) Damon 2™ (Ormco)

SmartClip™ (3M)

In-Ovation™ (GAC)

MBT™ Gemini (3M) Ligadura metálica

MBT™ Gemini (3M) Ligadura Elástica

GRUPO 7 - Arco Acero Inoxidable 0,019”x0,025” (3M) Damon 2™ (Ormco)

SmartClip™ (3M)

In-Ovation™ (GAC)

MBT™ Gemini (3M) Ligadura metálica

PROCEDIMIENTO Se cementaron dos brackets de premolar superior de cada uno de los sistemas a estudiar en un total de 98 mordazas acrílicas. 14 por cada sistema de brackets; según la distribución de grupos. Fueron necesarias siete mordazas por cada sistema para la prueba, pero se realizaron 14 de cada uno para hacer repeticiones en caso de necesidad, por accidentes o errores durante la prueba que pudieran estropear alguna mordaza. Los brackets se cementaron sobre una línea horizontal en la mitad de la mordaza, paralela a los bordes de la misma y se pegaron con acrílico de autopolimerización transparente. Se realizó la alineación visual del slot sobre esa línea, y se insertó inmediatamente en el slot de los dos brackets un segmento recto de alambre de acero inoxidable de calibre 0,021”x0,025”; sin ligar y sin activar los mecanismos de cierre de los brackets; lo cual completó la alineación del slot de los dos brackets con un mínimo margen de error. Posteriormente se colocó en cada mordaza el arco correspondiente; con el método de ligado para cada sistema. Se fijó la mordaza en el aparato de medición Instron™ (Instron Corporation); con el arco ligado antes de cada medición; de manera que su extremo libre quedara pinzado con la tenaza del instron, permitiendo un deslizamiento paralelo a las paredes

MBT™ Gemini (3M) Ligadura Elástica

del slot. Se generó un movimiento de 15mm a una velocidad constante de 30 milímetros por minuto; y se evaluó con la medición la fuerza requerida en cada uno de los sistemas para lograr el deslizamiento de 15mm. Se realizaron diez repeticiones por cada muestra. Los Datos fueron suministrados automáticamente por el computador conectado al Instron en matrices de Excelâ. Se recolectaron los datos, y se realizó el análisis estadístico con la prueba ANOVA de 2 vías y t de Bonferroni mediante Excelâ y Stataâ V8.0. RESULTADOS En el grupo Arco CuNiTi 0,014” (Grupo 1) la menor fuerza de fricción se observó con los brackets de autoligado (Damon-Smartclip e In-ovation) y la mayor fuerza de fricción se observó en el Bracket Orthos con ligadura elástica. (Gráfico 1)

Grafico 1. Comparacion de promedios – grupo 1

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Se realizó la comparación de los promedios en diferentes momentos del movimiento y se encontró que no hay diferencia significativa entre los brackets de autoligado; excepto a los 5 y 10 mm de movimiento entre los brackets Damon 2 y Smartclip. Tampoco se encontró diferencia significativa entre los brackets Damon 2 y Orthos con ligadura metálica (Tabla 2).

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punto del movimiento. Así mismo se encontró que durante los 5 primeros milímetros de movimiento no hay diferencia entre Smartclip e In-ovation, ni Gemini y Orthos con ligadura elástica; y que a los 10 y 15mm de movimiento no hay diferencia entre Damon 2 y Smartclip, y Smartclip y Orthos con ligadura metálica. (Tabla 3)

Grafico 2. Comparacion de promedios – grupo 2

Tabla 2. Analisis de resultados grupo 1 – prueba de bonferroni

En el grupo 2 (Arco CuNiti 0,014” x 0,025”) la menor fuerza de fricción se observó con los brackets Damon 2 y Orthos con ligadura metálica y la mayor fuerza de fricción se observó en el Bracket Gemini con ligadura metálica. (Gráfico 2) Se realizó la comparación entre los brackets en diferentes momentos del movimiento y se encontró que no hay diferencia significativa entre los brackets Damon 2 y Orthos con ligadura metálica en ningún

Tabla 3. Analisis de resultados grupo 2 – prueba de bonferroni

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En el grupo 3 (Arco CuNiti 0,016” x 0,025”) la menor fuerza de fricción se observó con el Bracket Smartclip y la mayor fuerza de fricción se observó con los brackets Gemini con ligadura metálica e In-ovation. (Grafico3)

Grafico 3. Comparacion de promedios – grupo 3

Se realizó la comparación entre los brackets en diferentes momentos del movimiento y se encontró que no hay diferencias significativas durante todo el deslizamiento entre los brackets Damon 2 y Gemini con ligadura elástica, ni con los brackets Orthos en ambos tipos de ligadura (metálica y elástica). Tampoco se encontraron diferencias entre In-ovation y Gemini con ligadura metálica; entre Gemini y Orthos con ligadura elástica y entre Gemini con ligadura elástica y Orthos con ligadura metálica. (Tabla 4). En el grupo 4 (Arco CuNiti 0,018” x 0,025”) la menor fuerza de fricción se observó con el Bracket Orthos con ligadura metálica y la mayor fuerza de fricción se observó con el Bracket Gemini con ligadura metálica. (Gráfico 4)

Tabla 4. Analisis de resultados crupo 3prueba de bonferroni

Se realizó la comparación entre los brackets en diferentes momentos del movimiento y se encontró que no hay diferencias significativas entre los bracket Damon 2 y Smartclip; Smartclip y Orthos con ligadura metálica, In-Ovation con ligadura metálica y Gemini con ligadura metálica y Orthos con ligadura elástica. Durante el primer milímetro de movimiento se observó que no hay diferencia en la fuerza de fricción entre Smartclip e In-ovation. (Tabla 5) En el grupo 5 (Arco Nitinol 0,016”) la menor fuerza de fricción se observó con el Bracket Damon 2 y la mayor fuerza de fricción se observó con el Bracket Orthos con ligadura metálica. (Gráfico 5)

Grafico 4. Comparacion de promedios – grupo 4

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Tabla 5. Analisis de resultados grupo 4 – prueba de bonferroni

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Tabla 6. Analisis de resultados grupo 5 – prueba de bonferroni

Nivel de significancia =0,001 En el grupo 6 (Arco Nitinol 0,019” x 0,025”) la menor fuerza de fricción se observó con el Bracket Smartclip y la mayor fuerza de fricción se observó con el Bracket Orthos con ligadura metálica. (Gráfico 6)

Grafico 5. Comparacion de promedios -grupo 5

Se realizó la comparación entre los brackets en diferentes momentos del movimiento y se encontró que hay diferencia significativa entre los brackets Orthos con ligadura metálica y elástica con todos los demás brackets. Así mismo hay diferencia significativa entre los dos tipos de ligadura para el bracket Orthos. (Tabla 6)

Grafico 6. Comparacion de promedios – grupo 6

Se realizó la comparación entre los brackets en diferentes momentos del movimiento y se encontró

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Ortodoncia Comparación de la fuerza de fricción generada en tres sistemas de brackets de auto ligado y dos sistemas convencionales con arcos...

que no hay diferencia significativa entre los brackets de autoligado; ni en los brackets de ligados convencional excepto para el bracket Orthos con ligadura metálica el cual presenta diferencias significativas con todos los brackets estudiados. (Tabla 7)

ra elástica y los Orthos con ligadura metálica. Los brackets Gemini con ligadura elástica y Orthos con ligadura metálica presentaron diferencias significativas con todos los brackets estudiados, excepto los brackets Orthos entre si con ambos métodos de ligado. (Tabla 8)

Grafico 7. Comparacion de promedios- grupo 7

Tabla 7. Analisis de resultados grupo 6 – prueba de bonferroni

En el grupo 7 (Arco Acero 0,019” x 0,025”) la menor fuerza de fricción se observó con los brackets de autoligado y la mayor fuerza de fricción se observó con el Bracket Gemini con ligadura Elástica. (Gráfico 7) Se realizó la comparación entre los brackets en diferentes momentos del movimiento y se encontró que no hay diferencias significativas para los brackets de autoligado entre si. Los brackets Gemini con ligadura metálica no presentaron diferencias significativas con ninguno de los brackets de autoligado. Si hubo diferencias significativas para los tres brackets de autoligado y los Gemini con ligadu-

Tabla 8. Analisis de resultados grupo 7 – prueba de bonferroni

También se realizó la comparación de cada uno de los arcos para cada sistema de brackets. Se encontró que para los brackets Damon 2 los arcos que

Ortodoncia Comparación de la fuerza de fricción generada en tres sistemas de brackets de auto ligado y dos sistemas convencionales con arcos...

realizaron el deslizamiento con menor fuerza fueron los de menor calibre (CuNiTi 0,014”, CuNiTi 0,014”x0,025” y el Nitinol 0,016”) y los de mayor fuerza de fricción fueron el CuNiTi 0,016”x0,025”, CuNiTi 0,018”x0,025”, Acero 0,019”x0,025” y Nitinol 0,019”x0,025”, el cual aunque presentó un descenso en la fuerza a medida que se fue realizando el deslizamiento; no tiene diferencia significativa (Gráfico 8 – Tabla 9)

Grafico 8. Comparacion de promedios – brackets damon

Tabla 9. Analisis de resultados – brackets damonprueba de bonferroni

Para los brackets Smartclip se encontró que los arcos que presentaron menor fuerza de fricción

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fueron CuNiTi 0,014”x0,025” y Nitinol 0,016”. Y los de mayor fuerza de fricción fueron los de Acero 0,019”x0,025” y CuNiTi 0,018”x0,025” respectivamente. (Gráfico 9) Se encontraron diferencias significativas entre los arcos CuNiTi 0,014” y CuNiTi 0,018”x0,025”, así como con el Acero 0,019”x0,025”; y esta diferencia se presentó también al compararlos con el Nitinol 0,016” (Tabla 10).

Grafico 9. Comparacion de promedios – brackets smartclip

Tabla 10. Analisis de resultados- brackets smartclip prueba de bonferroni

Para los brackets In-ovation se encontró que los arcos que presentaron menor fuerza de fricción fue-

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Ortodoncia Comparación de la fuerza de fricción generada en tres sistemas de brackets de auto ligado y dos sistemas convencionales con arcos...

ron nuevamente CuNiTi 0,014” y Nitinol 0,016” sin diferencias significativas entre ellos. Los que presentaron mayor fuerza de fricción fueron los arcos Nitinol 0,019”x0,025”, CuNiTi 0,016”x0,025” y CuNiTi 0,018”x0,025” sin diferencias significativas entre ellos; excepto el CuNiti 0,018”x0,025” respecto al CuNiTi 0,016”x0,025” en el milímetro 1 y 15 del movimiento. (Gráfico 10 - Tabla 11)

Grafico 10. Comparacion de promedios – brackets in-ovattion

Tabla 11. Analisis de resultados – brackets in-ovation – prueba de bonferroni

Para los brackets Gemini con ligadura metálica los arcos de menor fricción fueron el CuNiTi 0,014” y el Nitinol 0,016” sin diferencias significativas en-

tre ellos. El arco de mayor fricción fue el CuNiTi 0,014”x0,025” con diferencia significativo con todos los demás arcos. No se encontraron diferencias significativas entre los arcos CuNiTi 0,016”x0,025” y 0,018”x0,025”; ni entre CuNiTi 0,016”x0,025” y Nitinol 0,019”x0,025”. El CuNiTi 0,018”x0,025” y el Nitinol 0,019”x0,025” mostraron diferencias significativas en el milímetro 10 y 15 únicamente. (Grafico 11 – Tabla 12)

Grafico 11. Comparacion de promedios – brackets gemini ligadura metalica

Tabla 12. Analisis de resultados – brackets gemini ligadura metalica – prueba de bonferroni

En los brackets Gemini con ligadura elástica se observó que el arco de menor fuerza de fricción es el

Ortodoncia Comparación de la fuerza de fricción generada en tres sistemas de brackets de auto ligado y dos sistemas convencionales con arcos...

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CuNiTi 0,014”, el cual no presenta diferencias significativas con el Nitinol 0,016” ni 0,019”X0,025”. El arco que requirió la mayor fuerza para realizar el deslizamiento fue el acero 0,019”x0,025” el cual presentó diferencias significativas con todos los demás arcos de la prueba. (Grafico 12 – Tabla 13) Al realizar el análisis de los brackets Orthos con ligadura metálica se pudo observar que los arcos de menor fuerza de fricción fueron los CuNiTi en sus diferentes calibres sin diferencias significativas entre ellos. Los de mayor fricción fueron los arcos de Nitinol en sus dos calibres sin diferencias significativas entre ellos. El arco de acero 0,019”x0,025” no presentó diferencias significativas con los arcos CuNiTi.(Gráfico 13 – Tabla 14) Tabla 13. Analisis de resultados. Brackets gemini ligadura elastica – prueba de bonferroni

Grafico 12. Comparacion de promedios – brackets gemini ligadura elastica

En los brackets Orthos con ligadura elástica se observo que el arco de menor fuerza fue el CuNiTi 0,014” y los de mayor fuerza de fricción fueron los arcos de Nitinol 0,016”y el CuNiTi 0,018”x0,025”. El arco de CuNiTi 0,014” no presentó diferencias significativas con CuNiTi 0,014”x0,025”, CuNiTi 0,016”x0,025”ni Acero 0,019”x0,025”. El arco de Nitinol 0,019”x0,025” presento diferencias significativas con el Nitinol 0,016” y el CuNiti 0,018”x0,025”. (Gráfico 14 – Tabla 15)

Grafico 13. Comparacion de promedios - brackets orthos ligadura metalica

Grafico 14. Comparacion de promedios – brackets orthos ligadura elastica

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Ortodoncia Comparación de la fuerza de fricción generada en tres sistemas de brackets de auto ligado y dos sistemas convencionales con arcos...

zar el deslizamiento de varios arcos de diferentes materiales y calibres con brackets de diferentes materiales y sistemas de ligado. El análisis de dichos factores permitió establecer que la variación en la fuerza se atribuye no solo al sistema de ligado sino también a la interacción entre los materiales que componen el bracket, el arco y la ligadura, y los diversos calibres de los arcos utilizados.

Tabla 14. Analisis de resultados – brackets orthos ligadura metalica – prueba de bonferroni

Tabla 15. Analisis de resultados – brackets orthos ligadura elastica – prueba de bonferroni

DISCUSIÓN El presente estudio realizó un análisis de las fuentes de variabilidad de la fuerza requerida para reali-

Los hallazgos del presente estudio están limitados porque al tratarse de un estudio In-Vitro no posee la misma confiabilidad que los estudios In-Vivo pues se pierden algunas condiciones como lubricación temperatura y humedad, que arrojarían resultados más certeros. Así mismo, al analizar el comportamiento de la fuerza durante los 15 mm de deslizamiento se observa que los brackets de ligado convencional con arcos de cualquier calibre y los de autoligado con arcos rectangulares presentan una variación en la fuerza al inicio del movimiento debida a la fricción estática; que hace que los datos de la primera medición (1mm de deslizamiento) no sean confiables ya que corresponden a la fase de aceleración realizada por el aparato hasta alcanzar la velocidad constante establecida para realizar la prueba. Se observó que los brackets de autoligado presentan en general una menor fuerza de fricción comparados con los brackets de ligado convencional. Esto concuerda con Berger y Orth en 1990 (11) que hallaron que hay una reducción significativa de los niveles de fuerza necesarios para deslizar el arco en los brackets de auto ligado Speed™ con respecto a los brackets convencionales. Dentro del grupo de brackets de autoligado estudiados, Smartclip presentó la menor fuerza promedio y la menor variabilidad para todos los arcos. Así mismo se observó que los brackets de autoligado pasivo mantienen una menor fuerza de fricción comparados con los brackets de autoligado activo al aumentar el calibre de los arcos, ya que los brackets In-ovation generaron un incremento en la

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fuerza comparados con Damon y Smartclip con los arcos CuNiTi de mayor calibre (0,016”x0,025” y 0,018”x0,025”) Al analizar el comportamiento de la fuerza durante los 15 mm de deslizamiento se observa que los brackets de autoligado requieren menor fuerza para iniciar el movimiento; especialmente en los arcos de menor calibre. Se observó que al incrementar el diámetro de los arcos aumenta la fuerza necesaria para realizar el deslizamiento; en contraste con los hallazgos del estudio realizado por Tidy y Orth en 1989 (5) en el que se encontró que no hubo diferencia significativa en la fricción con los diferentes calibres de arcos; y al estudio de Read-Ward y colaboradores en 1997 (3) en el cual concluyeron que la fricción se determina más por el modo de ligado y no por las dimensiones de los diferentes arcos utilizados. De acuerdo a los resultados de nuestra investigación, la fuerza de fricción si se encuentra influenciada por las dimensiones de los arcos, además de la forma de ligado. Kuzy y Whitley en 1990(10), concluyeron que la fricción depende en gran parte de la aspereza de la superficie y el coeficiente de fricción de los diferentes materiales; lo cual podría explicar el aumento significativo en la fuerza al realizar el deslizamiento de arcos de Níquel Titanio con los brackets de titanio Orthosä; especialmente con ligadura metálica, aun con un arco de bajo calibre (Nitinol 0,016”) en contraste con una menor fuerza al deslizar con los arcos de Cu-Ni-Ti y Acero Inoxidable aun de mayores calibres. Por esta razón se deben seleccionar los materiales a utilizar en un tratamiento de ortodoncia cuidadosamente, ya que el uso apropiado de los diferentes tipos de alambres y brackets disponibles en el mercado pueden aumentar la comodidad del paciente y reducir el tiempo de tratamiento; como concluyeron Kapila y colaboradores en 1989 (15).

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Tidy y Orth (5) realizaron la prueba entre arcos de varios materiales; y encontraron diferencias significativas entre ellos. Hallaron que el Nitinol™ (3M) genera aproximadamente el doble de fricción que el acero inoxidable en arcos de igual dimensión; y que dependerá del coeficiente de fricción entre los materiales que componen el arco y el bracket. Esto se corroboró en esta investigación dado que se encontró que en los arcos de Nitinol se genera mayor fuerza de fricción que en los de Acero inoxidable y Cu-Ni-Ti de calibres iguales o similares. Se observó que en los brackets Damon II se genera la menor fuerza de fricción con los arcos de acero inoxidable, lo que coincide con los estudios realizados por Pizzoni en 1998(1), Read-Ward en 1997(3) y Damon en 2004(6) en donde encontraron que al usar el arco rectangular de acero inoxidable los brackets Damon han demostrado menor fricción que otros brackets de auto ligado y convencionales. En general se aprecia que como todos los factores de variación y su interacción son significativos, cada bracket debe usarse seleccionando el alambre más conveniente. CONCLUSIONES Para los sistemas de autoligado no existe diferencia significativa en los promedios de la fuerza requerida para realizar el deslizamiento, excepto para los brackets In-Ovation con arcos CuNiTi 0,016”x0,025” y 0,018”x0,025” Hay diferencias significativas en la fuerza de fricción entre los brackets de autoligado y los de ligado convencional. Existe gran variación en los sistemas de ligado convencionales, por lo que concluimos que influyen el bracket, calibre del alambre, sistema de ligado y los materiales que conforman los arcos y brackets.

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Ortodoncia Comparación de la fuerza de fricción generada en tres sistemas de brackets de auto ligado y dos sistemas convencionales con arcos...

Al aumentar el calibre de los arcos se producirá un incremento en la fuerza de fricción necesaria para realizar un deslizamiento. En los arcos de mayor calibre el que presento menor fricción fue el acero inoxidable 0,019”x0,025” por lo que se debe preferir para realizar mecánicas de deslizamiento y cierre de espacios. Al observar la interacción de los brackets Orthos con todos los arcos del estudio, podemos afirmar que con los arcos de Níquel Titanio, especialmente al utilizar ligadura metálica; se produce un incremento importante en la fuerza de fricción, por lo que deben preferirse arcos de CuNiTi o Acero Inoxidable en cualquier fase del tratamiento. Este incremento en la fuerza puede atribuirse a la interacción entre los componentes del arco y de los brackets. De acuerdo a los resultados obtenidos, se puede establecer que para cualquier sistema de brackets de autoligado o ligado convencional, en las fases iniciales del tratamiento, en la que se usan arcos redondos de bajo calibre se podrían utilizar arcos de Níquel Titanio o CuNiTi y no se producirían variaciones significativas en la fuerza de fricción durante el movimiento dental; excepto para los brackets Orthos.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. 2. 3. 4.

5. 6. 7. 8. 9. 10.

11.

12.

PROSPECTIVA Las investigaciones futuras pueden incluir nuevos parámetros como: • Realizar nuevos estudios donde se incluyan otras variables como temperatura y humedad. • Utilizar tipodontos para realizar deslizamientos simulando maloclusiónes específicas.

13. 14.

15. 16.

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