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ORTODONCIA Y ORTOPEDIA MAXILARComparaCión 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 : 23-03-2008aceptado 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 indi-cation 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.

* Especialistas en Ortodoncia Fundacion CIEO

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

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INTRODUCCIÓN

Siempre que se utilizan mecánicas de deslizamiento en ortodoncia, la fricción generada entre el brac-ket y el alambre tiene un gran impacto en la fuerza que recibe el diente y en la velocidad del movi-miento 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 conjun-to con todo el complejo orofacial y el logro de la reducción en el tiempo de tratamiento. Se ha esti-mado que se reduce el tiempo de tratamiento has-ta en un 25%. Por esta razón se debe desarrollar un modelo de estudio de fricción con los nuevos materiales y brackets; usando un material cono-cido 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 prác-tica 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 ar-cos durante un tratamiento de ortodoncia. Pizzoni y Colaboradores en 1998 (1); y Clocheret y cola-boradores 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 superfi-cies en contacto; y está directamente relacionada con la fuerza normal; que es la que actúa perpen-dicularmente a la superficie de deslizamiento y se aplica en el caso de los arcos al usar módulos elás-ticos, ligaduras metálicas o los sistemas de cierre de autoligado (clips, trampillas) para ligar el arco y mantenerlo dentro del slot

Leyes de la Fricción (Amontons – Coulomb)

1. La fuerza friccional es proporcional a la fuerza normal aplicada, multiplicada por el coeficien-te 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 adimen-sional definido como la razón entre la fuerza de fricción y la fuerza normal.

Se diferencia entre fricción estática y fricción diná-mica.

La fricción estática es la mayor fuerza necesaria para iniciar el movimiento entre dos superficies só-lidas 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 aplica-das externamente (incluyendo el método de ligado)

3. Condiciones ambientales como la temperatura y humedad

4. Topografía de las superficies

5. Propiedades de los materiales


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Kapila y colaboradores en 1990 (4) describen di-versas variables que influyen en el nivel de fricción. Se dividen en mecánicas o biológicas. Dentro de las mecánicas podemos encontrar el material, an-gulación y tamaño del bracket, tamaño del slot, tamaño, forma y material del alambre. Y los bio-lógicos serían la fuerza de ligado, saliva, presen-cia 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 ca-libre 0,019”x0,025” encontraron datos similares entre acero inoxidable, Cr-Co y β-Ti; los cuales mostraron una menor fricción; con niveles de fuer-za estadísticamente significativos con respecto a los arcos de NiTi. Respecto al calibre del arco, no se encontró diferencia significativa en los arcos estu-diados.

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 dise-ñados 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 en-tre las pruebas en seco y con saliva artificial; repor-tan 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 in-fluencia 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; nue-vas aleaciones y brackets de autoligado.

Los brackets de auto ligado pueden ser de auto li-gado 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 li-gaduras metálicas como los brackets convenciona-les; 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 den-tro 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 nega-tivo en el aporte vascular o en el ligamento pe-riodontal. Así mismo describe el auto ligado activo como el sistema de brackets que contiene un clip como mecanismo para ligar el arco; que no requie-re de módulos elásticos ni ligadura metálica como los brackets convencionales. El clip ejerce presión sobre el arco llevándolo al fondo del slot; reducien-do 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 li-gado 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 as-pecto 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 frecuen-temente 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 ligadu-ra; además de fuerzas muy variables. Esta es la razón principal por la cual se utilizan cada vez menos. Los estudios realizados por Pizzo-ni 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 li-gado generan una menor fricción que los brackets convencionales. Según los hallazgos de Kapila y colaboradores en 1990 (4) el au-mento en la fricción arco-bracket puede con-llevar a un anclaje por fuerzas excesivas, con una disminución o ausencia de movimiento

del diente; con consiguiente perdida de an-claje.

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 liga-duras 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. Cuan-do por requerimientos de anclaje sea necesa-rio. Como al colocar las ligaduras elásticas en ocho; lo cual aumenta la fricción entre un 70-220%.

6. Permitir el uso de cadenetas y otros aditamen-tos. Algunos brackets de autoligado han pres-cindido de aletas, haciendo imposible utilizar cadenetas o ligaduras elásticas si se requiere. Por esta razón los brackets de autoligado de-sarrollados recientemente tienen aletas.

7. Permitir buena higiene oral. El uso de ligaduras elásticas incrementa el acúmulo de placa bac-teriana; así como los sitios de corte y termina-ción 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 aumen-tarían al incrementar el calibre del alambre; de esta manera, la dimensión de arco determinará la canti-dad de fricción, ya que varios estudios han encontra-do 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 colabo-radores 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 dife-rentes materiales. Tidy y Orth (5 ) realizaron la prue-ba entre arcos de varios materiales; y encontraron diferencias significativas entre ellos. Hallaron que el Nitinol™ (3M) genera aproximadamente el do-ble 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 su-perficies 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 mó-dulos 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 redon-dos: 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 produ-cir deslizamiento el arco (fricción estática) se encon-tró 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-

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 dis-tancia inter-bracket; Damon en 2004 (6) conclu-yo que esto genera fuerzas más ligeras. Berger y Orth en 1990 (11) también hallaron que hay una reducción significativa de los niveles de fuerza ne-cesarios 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. Se-gún 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 gingiva-les. 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 in-clinación 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 dife-rencia 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 con-vencionales gemelares de titanio; los cuales ex-hiben las propiedades del material como son: flexibilidad, durabilidad, biocompatibilidad y re-sistencia 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 siste-ma recientemente sacado al mercado; no hay mu-chos 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 incremen-tar 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 significati-va. Los estudios realizados por Pizzoni en 1998(1), Read-Ward en 1997(3), Damon en 2004(6) encon-traron 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 en-tre 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 disminu-ye 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 mostra-ron mayor estabilidad estructural en comparación con los de acero inoxidable.

El aumento en el uso de mecánicas de deslizamien-to ha incrementado el interés en las fuerzas fricció-nales desarrolladas entre el alambre y el bracket; lo cual puede inhibir el movimiento dental, requerir mayor fuerza para retraer con consecuente perdi-da 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 rectan-gular 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 de-sarrollo de arcos de diversos materiales y propieda-des, un gran numero de brackets, de diferentes ma-teriales y diseños, de acuerdo a la técnica emplea-da. 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 dife-rentes tipos de alambres disponibles en el mercado pueden aumentar la comodidad del paciente y re-ducir el tiempo de tratamiento, así como el número de citas para control. Los nuevos materiales deben por esto se sometidos a pruebas, para poder com-parar con los materiales conocidos.

El objetivo de este trabajo de investigación fue comparar la fuerza necesaria para produ-cir 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 Inoxida-ble (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 liga-dura metálica 0,0010”, MBT™ (3M) ligados con módulos elásticos (Ormco); Orthos™ (Ormco) li-gado 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 al-terna, se utilizó la siguiente fórmula:

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

calibres; se obtuvieron los datos de desviación es-tándar 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 sie-te modelos de cada uno; y se hicieron siete adicio-nales en caso de necesidad por error o accidentes durante la prueba. En cada mordaza se montaron dos brackets; de manera que se utilizaron 28 brac-kets 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

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
















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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 ac-cidentes o errores durante la prueba que pudieran estropear alguna mordaza. Los brackets se cemen-taron sobre una línea horizontal en la mitad de la mordaza, paralela a los bordes de la misma y se pegaron con acrílico de autopolimerización trans-parente. Se realizó la alineación visual del slot so-bre 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 Ins-tron™ (Instron Corporation); con el arco ligado an-tes de cada medición; de manera que su extremo li-bre quedara pinzado con la tenaza del instron, per-mitiendo un deslizamiento paralelo a las paredes

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 desliza-miento 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 median-te Excelâ y Stataâ V8.0.

RESULTADOS

En el grupo Arco CuNiTi 0,014” (Grupo 1) la me-nor 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

GRUPO 5 - Arco Nitinol™ 0,016” (3M)





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





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






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Se realizó la comparación de los promedios en dife-rentes momentos del movimiento y se encontró que no hay diferencia significativa entre los brackets de autoligado; excepto a los 5 y 10 mm de movimien-to entre los brackets Damon 2 y Smartclip. Tam-poco se encontró diferencia significativa entre los brackets Damon 2 y Orthos con ligadura metálica (Tabla 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 brac-kets 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 di-ferentes momentos del movimiento y se encontró que no hay diferencia significativa entre los brackets Damon 2 y Orthos con ligadura metálica en ningún

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 li-gadura metálica. (Tabla 3)




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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)


Se realizó la comparación entre los brackets en dife-rentes momentos del movimiento y se encontró que no hay diferencias significativas durante todo el des-lizamiento entre los brackets Damon 2 y Gemini con ligadura elástica, ni con los brackets Orthos en am-bos tipos de ligadura (metálica y elástica). Tampoco se encontraron diferencias entre In-ovation y Gemini con ligadura metálica; entre Gemini y Orthos con li-gadura 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 liga-dura metálica. (Gráfico 4)


Tabla 4. Analisis de resultados crupo 3- prueba de bonferroni

Se realizó la comparación entre los brackets en di-ferentes momentos del movimiento y se encontró que no hay diferencias significativas entre los brac-ket Damon 2 y Smartclip; Smartclip y Orthos con ligadura metálica, In-Ovation con ligadura metá-lica 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)


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Grafico 5. Comparacion de promedios -grupo 5

Se realizó la comparación entre los brackets en di-ferentes 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 signi-ficativa entre los dos tipos de ligadura para el brac-ket Orthos. (Tabla 6)


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. (Grá-fico 6)


Se realizó la comparación entre los brackets en di-ferentes momentos del movimiento y se encontró


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que no hay diferencia significativa entre los brac-kets de autoligado; ni en los brackets de ligados convencional excepto para el bracket Orthos con li-gadura metálica el cual presenta diferencias signifi-cativas con todos los brackets estudiados. (Tabla 7)


En el grupo 7 (Arco Acero 0,019” x 0,025”) la me-nor fuerza de fricción se observó con los brackets de autoligado y la mayor fuerza de fricción se ob-servó con el Bracket Gemini con ligadura Elástica. (Gráfico 7)

Se realizó la comparación entre los brackets en di-ferentes momentos del movimiento y se encontró que no hay diferencias significativas para los brac-kets de autoligado entre si. Los brackets Gemini con ligadura metálica no presentaron diferencias significativas con ninguno de los brackets de autoli-gado. Si hubo diferencias significativas para los tres brackets de autoligado y los Gemini con ligadu-

ra elástica y los Orthos con ligadura metálica. Los brackets Gemini con ligadura elástica y Orthos con ligadura metálica presentaron diferencias signifi-cativas 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


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


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realizaron el deslizamiento con menor fuerza fue-ron 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 realizan-do el deslizamiento; no tiene diferencia significativa (Gráfico 8 – Tabla 9)

Grafico 8. Comparacion de promedios – brackets damon

Tabla 9. Analisis de resultados – brackets damon- prueba de bonferroni

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

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 dife-rencias 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 tam-bién 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 ar-cos que presentaron menor fuerza de fricción fue-


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ron nuevamente CuNiTi 0,014” y Nitinol 0,016” sin diferencias significativas entre ellos. Los que presentaron mayor fuerza de fricción fueron los ar-cos Nitinol 0,019”x0,025”, CuNiTi 0,016”x0,025” y CuNiTi 0,018”x0,025” sin diferencias significati-vas 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 to-dos 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 ob-servó que el arco de menor fuerza de fricción es el


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CuNiTi 0,014”, el cual no presenta diferencias sig-nificativas 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 de-más 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 signifi-cativas entre ellos. El arco de acero 0,019”x0,025” no presentó diferencias significativas con los arcos CuNiTi.(Gráfico 13 – Tabla 14)

Grafico 12. Comparacion de promedios – brackets gemini ligadura elastica

En los brackets Orthos con ligadura elástica se ob-servo 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)

Tabla 13. Analisis de resultados. Brackets gemini liga-dura elastica – prueba de bonferroni

Grafico 13. Comparacion de promedios - brackets orthos ligadura metalica

Grafico 14. Comparacion de promedios – brackets orthos ligadura elastica


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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-

zar el deslizamiento de varios arcos de diferentes materiales y calibres con brackets de diferentes ma-teriales 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.

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 tem-peratura 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 fric-ción estática; que hace que los datos de la primera medición (1mm de deslizamiento) no sean confia-bles 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 presen-tan en general una menor fuerza de fricción com-parados 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 autoliga-do pasivo mantienen una menor fuerza de fricción comparados con los brackets de autoligado acti-vo 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 duran-te 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 signifi-cativa 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 investiga-ción, la fuerza de fricción si se encuentra influen-ciada 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 diferen-tes materiales; lo cual podría explicar el aumento significativo en la fuerza al realizar el deslizamiento de arcos de Níquel Titanio con los brackets de tita-nio 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 selec-cionar los materiales a utilizar en un tratamiento de ortodoncia cuidadosamente, ya que el uso apro-piado de los diferentes tipos de alambres y brac-kets disponibles en el mercado pueden aumentar la comodidad del paciente y reducir el tiempo de tratamiento; como concluyeron Kapila y colabora-dores en 1989 (15).

Tidy y Orth (5) realizaron la prueba entre arcos de varios materiales; y encontraron diferencias signifi-cativas 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 en-contró 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 realiza-dos 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 facto-res de variación y su interacción son significativos, cada bracket debe usarse seleccionando el alam-bre más conveniente.

CONCLUSIONES

Para los sistemas de autoligado no existe dife-rencia significativa en los promedios de la fuerza requerida para realizar el deslizamiento, excep-to para los brackets In-Ovation con arcos CuNiTi 0,016”x0,025” y 0,018”x0,025”

Hay diferencias significativas en la fuerza de fric-ción entre los brackets de autoligado y los de liga-do convencional.

Existe gran variación en los sistemas de ligado con-vencionales, 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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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 ace-ro 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, especialmen-te al utilizar ligadura metálica; se produce un in-cremento 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 in-teracción 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 va-riaciones significativas en la fuerza de fricción du-rante el movimiento dental; excepto para los brac-kets Orthos.

PROSPECTIVA

Las investigaciones futuras pueden incluir nuevos parámetros como:

• Realizar nuevos estudios donde se incluyanotras variables como temperatura y humedad.

• Utilizartipodontospararealizardeslizamientossimulando maloclusiónes específicas.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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5. Tidy D.C., Orth D. Frictional forces in fixed appliances. Am J Orthod Dentofac Orthop 1989;96:249-254

6. Damon Dwight. Damon System: The workbook. 2004 7. Trevisi Hugo. SmartClip™ Sistema de Brackets Autoliga-

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