TIPOS de MOVIMIENTO DENTAL Principios de Biomecanica

Maestra en Ortodoncia y Ortopedia Dentofacial EMI II versin

BIOMECNICA Y MECNICA EN ORTODONCIA TIPOS DE MOVIMIENTO DENTARIO

1. INTRODUCCIN El movimiento ortodntico dental resulta de la aplicacin de fuerzas a los dientes por medio de aparatos ortodnticos produciendo una reaccin biolgica en los mismos, teniendo como resultado el movimiento dental a travs del hueso. La base del tratamiento ortodntico es la aplicacin clnica de los conceptos biomecnicos. Mecnica: es la disciplina que describe el efecto de las fuerzas sobre los cuerpos estacionarios o en movimiento. Biomecnica: es la ciencia de la mecnica en relacin con los sistemas biolgicos. Por tanto se considera que si se aplican principios de biomecnica a la mecanoterapia se reduce el tiempo de tratamiento y pueden desarrollarse planes de tratamiento ms individualizados para lograr resultados ms predecibles.

2. CONCEPTOS BSICOS

2.1 Leyes Fundamentales de la mecnica Isaac Newton (1686) presenta las tres leyes del movimiento: 1. Ley de Inercia: Todo cuerpo contina en su estado de reposo o movimiento uniforme en una lnea recta a menos que se le obligue cambiar por la fuerza ejercida sobre l. 2. Ley de Aceleracin: El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz ejercida y se hace en la direccin de una lnea recta en la cual se ejerce la fuerza. Constituye el fundamento de la dinmica.3. Ley de accin y reaccin: para cada accin hay siempre una

reaccin igual y contraria. Es la ley de la mecnica con ms aplicacin en Ortodoncia, es la ley de la esttica.

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2.2 Mecnica La mecnica tiene tres disciplinas diferentes: La Esttica La Dinmica La Resistencia de los Materiales 2.2.1 Esttica Es la parte de la mecnica que tiene por objeto establecer el equilibrio de los cuerpos mediante la aplicacin de fuerzas. Un cuerpo est en equilibrio si se encuentra en reposo. Un cuerpo rgido est en equilibrio esttico cuando la composicin de todas las fuerzas y momentos que se ejercen sobre l en un punto determinado es igual a cero, nula o tiene una velocidad constante a lo largo de una lnea recta. 2.2.2 Dinmica Las fuerzas que se aplican a un cuerpo producen aceleraciones que son proporcionales a ellas. Primera y segunda ley de Newton. La dinmica considera la accin de las fuerzas sobre los cuerpos, las cuales estn siendo aceleradas en forma negativa o positiva. 2.2.3 Resistencia de los Materiales Se relaciona con el efecto que producen las fuerzas sobre la estructura interna y externa de los cuerpos. Es la relacin entre la forma y la tensin. En Ortodoncia se refiere a los dientes brackets y alambres como cuerpos rgidos o flexibles y a los tejidos circundantes como elementos biolgicos.

3. CONCEPTOS MECNICOS EN ORTODONCIA 3.1 Centro de Resistencia (CR) Es el punto a travs del cual se debe aplicar una fuerza para que un objeto libre se mueva linealmente sin ninguna rotacin; es decir es un punto de equilibrio, es el punto donde se concentra la resistencia de un cuerpo a ser desplazado.2


El Centro de Resistencia de un diente depende de la longitud de la raz, la morfologa, el nmero de races y el nivel o altura sea, en dientes uniradiculares se encuentra aproximadamente en la unin del tercio cervical con el tercio medio de la raz y en dientes multiradiculares a 1 -2 mm apical a la bifurcacin o trifurcacin (con una altura sea normal). Fig. 1

Fig. 1 Centro de resistencia A. Centro de resistencia para un diente uniradicular. B. Centro de resistencia para un diente multiradicular. C. Centro de resistencia para un segmento de tres dientes.

3.2 Centro de Rotacin (Cr) Punto alrededor del cual un diente o grupo de dientes gira. Las fuerzas pasan excntricas y no paralelas al centro de resistencia, generando una distancia o brazo de palanca desde el punto de aplicacin de la fuerza (brackets) a la cara vestibular de los dientes lo que produce un momento de rotacin. El centro de rotacin depende de la proporcin que hay entre el momento y la fuerza. Fig. 2

3


Cr

Fig. 2 Centro de rotacin para una pieza dentaria multiradicular 3.3 La Fuerza Son acciones aplicadas a los cuerpos, una carga que se aplica y que tiende a cambiar la posicin en el espacio. En fsica existen dos tipos de magnitudes (medidas): escalares y vectoriales; la fuerza es un tipo de magnitud vectorial. El vector representa grficamente la fuerza, cuyos elementos son: magnitud (cantidad de fuerza), direccin (recta que tiende a seguir la fuerza), sentido (positivo o negativo), y el punto de aplicacin u origen (punto del cuerpo donde se aplica la fuerza) Fig. 3. Sus unidades de medida son Newton o Gramos (en ortodoncia los gramos son sustituidos por Newton). Los vectores mltiples se pueden combinar mediante la adicin de vectores y la suma de dos o ms vectores se conoce como resultante. Fig. 4Lnea de accin

Punto de

Sentido / Direcci

Fig. 3 Vector

Fig.4 Suma de vectores.

Los vectores tambin se pueden dividir en componentes, la descomposicin de una fuerza en los componentes a lo largo de los ejes x, y, z puede ayudar en la adicin del vector. Clnicamente, la determinacin de componentes horizontal, vertical y transversal de una fuerza mejora la comprensin de la direccin del movimiento dental. Fig. 54


Componente Vertical

Componente Horizontal Fig. 5 Componentes Vectoriales Las fuerzas ortodnticas se aplican comnmente en la corona de los dientes, no son aplicadas en el centro de resistencia y toda fuerza que no acta a travs del Centro de resistencia no produce solamente un movimiento lineal sino tambin un movimiento rotacional. 3.4 Momento de la fuerza Es la tendencia para una fuerza de producir rotacin. Cuando la lnea de accin de fuerza pasa a una distancia (D) lejos del centro de resistencia, el cuerpo tiende a rotar y se desplazar con un movimiento combinado de rotacin y traslacin el cual se denomina MOMENTO (M). Fig. 6

Fig. 6 Momento (M) A. Fuerza aplicada a una distancia (D) del CR. B. Movimiento combinado de rotacin y traslacin. Se determina multiplicando la magnitud de la fuerza por la distancia perpendicular de la lnea de accin al Centro de Resistencia. Su direccin se encuentra siguiendo la lnea de accin alrededor del centro de resistencia hacia el punto de origen. Las unidades de medida estn en gramos milmetros (mm de Newton) y su representacin grafica es una flecha curva que puede ser dibujada en sentido horario o en sentido antihorario. Fig. 75


Fig.7 Representacin grfica de momento. A. Sentido horario. B. Sentido anti horario. C. Fuerza que pasa por CR 3.5 Acoplamiento o Cupla Son dos fuerzas paralelas de igual magnitud actuando en direcciones opuestas y separadas por una distancia, es el nico sistema de fuerzas capaz de producir la rotacin pura alrededor del centro de resistencia, en este caso el diente se mantiene en su posicin ya que las fuerzas se anulan una a la otra. El momento de acoplamiento se obtiene multiplicando la magnitud de las fuerzas por la distancia entre ellas. Fig. 8

A

B

Fig.8 Acoplamiento A. Dos fuerzas paralelas en direcciones opuestas separadas por una distancia. B. Magnitud de las fuerzas por la distancia entre ellas. 3.6 Sistemas de fuerzas equivalentes La aplicacin de fuerzas o acoplamiento ocurre en los brackets y se utiliza el sistema de fuerzas equivalentes para predecir el tipo de movimiento que ocurrir al aplicar una fuerza en el diente. Este anlisis encuentra el sistema de fuerza en el centro de resistencia, que es equivalente al sistema de fuerza aplicada, prediciendo exactamente el tipo de movimiento dentario. 3.6.1 Procedimiento6


1. Se aplican los vectores de fuerza en el CR manteniendo la direccin y magnitud.2. Se

determina la magnitud del momento de la fuerza (magnitud por distancia del punto de aplicacin al CR). determinar el momento neto que describe exactamente el tipo de movimiento. Fig. 9

3. El momento fuerza y el momento aplicado se aaden para

A

B

Fig.9 Sistema de Fuerzas Equivalentes. A. Sistema de fuerza aplicada a un bracket. B. Sistema de fuerza en el centro de resistencia (describe el movimiento esperado en el diente. 4. TIPOS DE MOVIMIENTO DENTAL Son cuatro tipos bsicos de movimiento dental. Inclinacin, Traslacin, Movimiento de Raz y Rotacin. Cada tipo de movimiento es el resultante de diferente momento y fuerza aplicada. La relacin entre el sistema de fuerza aplicada y el tipo de movimiento se puede describir por la relacin momento/fuerza; sta ltima determina el tipo de movimiento o el centro de rotacin. El momento que ocurre depende de la relacin momento/fuerza y de la calidad de soporte periodontal. 4.1 INCLINACIN Es el movimiento dental con mayor desplazamiento de la corona del diente que el de la raz. El centro de rotacin del movimiento es apical al centro de resistencia. La inclinacin puede ser clasificada en base a la ubicacin del centro de rotacin en: inclinacin controlada (Cr se encuentra en el vrtice de la raz) y no controlada (Cr se encuentra entre el CR y el vrtice de la raz).7


La fuerza optima para lograr este movimiento es: 50 gr. (uniradicular) y 75 gr. (multiradicular).

4.1.1 Inclinacin no controlada Una fuerza simple horizontal causa movimiento al vrtice y corona de la raz en direcciones opuestas (en imagen espejo). No hay proporcin de momento y fuerza. Solo existen momentos dentro de la ranura de los brackets. Relacin momento fuerza 0:1. Es un movimiento no deseable sobre todo en los segmentos de incisivos superiores e inferiores. Se produce por accin de alambres redondos con ansas de cualquier calibre o aleacin dentro de las ranuras de los brackets. Tambin lo producen: Las cadenas elsticas sobre alambres redondos Los elsticos intermaxilares Los resortes de metal abiertos o cerrados sobre alambres redondos Caractersticas del movimiento:a. La distribucin del estrs que se genera en el ligamento

periodontal a nivel del pice radicular y en la cresta alveolar es muy intensa. Fig. 10 en el pice y la corona del diente.

b. Se produce un movimiento contrario pero de igual magnitud

c. No se produce estrs en el centro de resistencia. d. El centro de rotacin est cerca o coincide con el centro de resistencia. e. Hay solo fuerza sin momento. Sin embargo, puede utilizarse en algunos casos como mala alineacin de Tipo I, Divisin 2 y Clase II donde los incisivos excesivamente derechos ameritan abrirse.

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Fig.10 Inclinacin no controlada. A. Inclinacin producida por una fuerza sencilla (sin movimiento). B. Patrn de estrs en el ligamento periodontal 4.1.2 Inclinacin controlada Se presenta cuando una fuerza horizontal pasa a travs de la ranura del bracket lejos del centro de resistencia. Se aplica un momento para controlar o mantener la posicin del pice radicular. La relacin momento fuerza es de 7:1. El centro de rotacin se ubica en el vrtice de la raz y ste permanece estacionario y controlado, mientras la corona se mueve en direccin de la fuerza. Este movimiento se produce al poner un alambre rectangular de calibre 0.016 x 0.022 0.017 x 0.025 con poca torsin o torque dentro de las ranuras de los brackets. El control lo producen los momentos que se presentan dentro de las ranuras rectangulares de los brackets, por los alambres rectangulares o por la accin de los dobleces de activacin de las ansas, confeccionadas con alambres rectangulares, con mnimo torque, que se utiliza para mover en masa el sector anterior de los incisivos. Es de uso cotidiano en ortodoncia. Generalmente este movimiento se necesita en aquellos casos donde se hacen extracciones de dientes permanentes, ya que reduce la cantidad de correccin radicular al final del cierre de los espacios. Caractersticas del movimiento: a. Produce un estrs no uniforme en todo el ligamento periodontal.b. El estrs en la zona apical es mnimo y en la cresta alveolar

es mximo. Fig. 11

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c. No se produce estrs en el centro de resistencia. d. El centro de rotacin se ubica cerca del pice. e. La relacin entre momento y fuerza es mediana. f. Se debe aplicar entre ocho a doce grados de torque en un alambre rectangular de 0.017 x 0.025 para producir este movimiento.

Fig.11 Inclinacin controlada. A. Centro de rotacin en el pice del diente. B. Patrn de estrs en el ligamento periodontal 4.2 Traslacin o Movimiento en Cuerpo Se conoce tambin como movimiento corporal. Se presenta cuando una fuerza horizontal pasa a travs de la ranura del centro de resistencia de un diente o un grupo de dientes, originando el movimiento en cuerpo en direccin de la fuerza. La relacin momento fuerza es de 10:1 El movimiento de traslacin se produce al colocar un alambre rectangular de calibre 0.016 x 0.022 0.017 x 0.025 dentro de la ranura de los brackets, pero con las caractersticas de fuerzas y de momentos equivalentes al sistema de fuerzas que pasaran por el centro de resistencia de un diente o grupo de dientes. Son producidas por las ansas o un sistema especfico de elsticos. Los momentos dentro de la ranura de los brackets producen el torque o torsin del alambre rectangular. Los momentos se miden en gramos/milmetros. Caractersticas del movimiento:a. La distribucin del estrs en el ligamento periodontal es

uniforme. Fig. 12 b. Se produce un movimiento en la misma direccin y de igual magnitud del pice radicular y de la corona del diente.10


c. El centro de rotacin se ubica en el infinito. d. La relacin del momento es alta con respecto a la fuerza. e. Se debe aplicar entre doce a diecisis grados de torque en un alambre rectangular de 0.017 x 0.025, para producir un momento alto.f. La fuerza optima para lograr este movimiento es: 100 gr.

(uniradicular) y 150 gr. (multiradicular).

Fig.12 Traslacin. A. Traslacin o movimiento de cuerpo del diente. B. Patrn de estrs en el ligamento periodontal. Intrusin o Extrusin pura A ste movimiento se le considera un movimiento de traslacin pero en sentido vertical. 4.2.1 Extrusin

Es un movimiento en sentido axial y cuyo centro de rotacin descansa en el infinito, es un tipo axial de traslacin. Fig. 13

Caractersticas del movimiento: a. Los movimientos extrusivos no producen zonas compresin dentro del ligamento periodontal, solo traccin.b.

de de

Las fuerzas ligeras modifican el hueso alveolar sin exceder la capacidad de adaptacin de los tejidos periodontales resultando en un movimiento fisiolgico del diente.11


c. La fuerza optima para lograr este movimiento es: 50 gr.


Fig.13 Extrusin: es un tipo axial de traslacin

Caracteristicas del movimiento a. Preserva el hueso de soporte y el posicionamiento de un margen gingival normal y armonioso con los dientes adyacentes. b. Mantiene una relacin corona raz ms ideal, aunque sta disminuye la longitud radicular, mantiene la longitud coronal pre tratamiento y no sacrifica el soporte seo.

4.2.2 Intrusin

Como en el caso anterior tambin es un movimiento en sentido axial. Fig. 14 Caractersticas del movimiento:a. En la intrusin ortodntica se comprimen gran parte de los

ligamentos, as como el haz vasculonervioso que llega a la pulpa.12


b. La resorcin sea ocurrir alrededor del pice. c. La fuerza optima para lograr este movimiento es: 15 gr.


La intrusin debe ser lenta y producida por fuerzas de baja intensidad para que no provoque daos tisulares.

Fig.14 Intrusin: es un tipo axial de traslacin

4.3 Movimiento de la raz Se produce cuando el centro de rotacin se encuentra en las ranuras del brackets (borde incisal) y se obtiene restringiendo la fuerza horizontal; moviendo solo las races y dejando las coronas dentarias estacionarias o controladas. La corona se mantiene estable se cambia la inclinacin axial del diente al mover el vrtice de la raz. La relacin momento fuerza es de 12:1. Este movimiento se produce al colocar un alambre rectangular grueso de 0.016 x 0.022 0.017 x 0.025 con torsin o torque dentro de las ranuras de los brackets. No hay fuerzas o estn restringidas, el torque del alambre dentro de las ranuras de los brackets es de gran magnitud (diecisis a veintids grados). Caractersticas del movimiento radicular: a. Produce un estrs uniforme en todo el ligamento periodontal, en el lado de la presin.13


b. El estrs en la zona apical es mximo, a lado de la presin.

Fig. 15 c. El centro de rotacin se encuentra en las ranuras de los brackets d. La relacin momento fuerza es alto. e. Se produce al aplicar diecisis a veintids grados de torque en un alambre rectangular de 0.017 x 0.025.f. La fuerza optima para lograr este movimiento es: 75 gr.


Fig.15 Movimiento de la raz. A. Movimiento de la raz con el centro de rotacin en el borde incisal. B. Patrn de fuerzas en el ligamento periodontal, las fuerzas son mayores a nivel del pice radicular. 4.4 Rotacin La rotacin pura de un diente requiere un acoplamiento. En vista de que no acta una fuerza neta en el centro de resistencia, solo ocurre rotacin. La correccin de un diente rotado suele considerarse un procedimiento mecnico bastante sencillo. Generalmente se prestaran dos reas de presin y dos lados de traccin. La rotacin puede originar algunos cambios en el tipo de respuesta tisular a los lados de la presin. Fig. 16

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Fig.16 Rotacin: la rotacin pura ocurre alrededor del centro de resistencia del diente. 5. CONTROL BIOLGICO DEL MOVIMIENTO DENTAL El movimiento ortodntico es inducido por estmulos mecnicos y se produce por la remodelacin del ligamento periodontal (LPD) que como primera respuesta a este estimulo genera inflamacin induciendo la actividad celular. Existen principalmente dos teoras sobre el movimiento dental ortodntico: la teora bioelctrica y de presin - tensin. 5.1 Teora Bioelctrica Atribuye el movimiento dental a cambios en el metabolismo seo controlado por seales elctricas que se generan cuando el hueso alveolar se flexiona y deforma. El LPD es un sistema hidrosttico y las fuerzas que se aplican sobre l se distribuyen igualmente en todo el sistema. La distorsin mecnica en las matrices seas genera cargas elctricas que interactan y estimulan las membranas celulares a producir una respuesta. Cuando se produce una fuerza ortodntica las zonas caracterizadas por actividad osteoblsticas o de aposicin se cargan en forma positiva y las zonas de actividad osteoclsticas o de reabsorcin en forma negativa. Fig. 17

Fig.17 Teora Bioelctrica: Las zonas caracterizadas por aposicin sea se15


cargan en forma positiva, y las zonas de reabsorcin en forma negativa

5.2 Teora de presin tensin Atribuye los movimientos a cambios celulares producidos por mensajeros qumicos que se generan a partir de alteraciones en el flujo sanguneo a travs del ligamento periodontal. Segn esta teora, la alteracin del flujo sanguneo en el LPD se debe a la presin mantenida que obliga al diente a cambiar de posicin en el espacio del LPD, comprimiendo, y suele mantenerse o aumentar en los puntos de tensin del LPD. Si se tensan excesivamente algunas regiones del LPD, el flujo sanguneo puede disminuir de forma pasajera. Las alteraciones del flujo sanguneo inducen rpidos cambios en el entorno qumico. Por ejemplo, los niveles de oxigeno disminuirn en la zona comprimida, pero podran aumentar en el lado sometido a tensin. Fig. 18 Este concepto del movimiento dental comprende tres fases:a. Las alteraciones del flujo sanguneo asociadas con la presin

en el LPD.

b. La formacin y/o liberacin de mensajeros qumico. c. La activacin celular.

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O2

Fig.18 Teora de presin tensin: Atribuye los movimientos a cambios celulares producidos por mensajeros qumicos que se generan a partir de alteraciones en el flujo sanguneo a travs del ligamento periodontal. 5.3 Efectos de la magnitud de las fuerzas Cuanto ms intensa sea la presin mantenida, mayor ser la reduccin del flujo sanguneo a travs de las zonas comprimidas de LPD, hasta el punto de que los vasos quedan totalmente colapsados y deja de fluir la sangre por ellos. Al aumentar la fuerza que acta sobre un diente, disminuye la perfusin del LPD en el lado de la compresin. Fig. 19 Cuando se aplica sobre un diente una fuerza ligera, pero prolongada, el flujo sanguneo a travs del LPD parcialmente comprimido disminuye tan pronto como los lquidos salen del espacio del LPD y el diente se mueve en su alveolo.

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Fig.19 Diente sometido a carga ortodntica excesiva, la presin sobre los vasos del LPD crea estasis del flujo sanguneo y la consecuente anoxia celular. 5.4 Caractersticas que debe tener la fuerza para no producir dao biolgico La fuerza tiene tres caractersticas particulares: 1. Intensidad Las fuerzas bajas producen un movimiento dental ms eficiente y eficaz que las fuerzas altas, estas ltimas producen una reabsorcin sea basal. 2. Duracin Las fuerzas continuas mueven los dientes en forma ms eficiente y rpida que las fuerzas intermitentes 3. Magnitud Las fuerzas altas generan mayor rea de compresin, ms hialinizacin o hueso necrtico y mayor reabsorcin, ya que aumenta, en forma considerable el componente inflamatorio.

5.5 Tipos de reabsorcin sea 5.5.1 La reabsorcin directa o frontal Cuando las fuerzas producen un estimulo directo sobre el LPD se remodela el hueso alveolar, por la accin directa de18


mecanismos de tensin - presin y de aposicin reabsorcin. Fig. 20

Fig.20 Reabsorcin directa o frontal: Secuencia de eventos provenientes de una fuerza ortodntica suave y continua aplicada sobre el diente. 5.5.2 La reabsorcin indirecta o basal

El proceso de reabsorcin basal, a distancia o retrograda, se debe a la aplicacin de fuerzas muy intensas que ocluyen, totalmente, los vasos sanguneos del LPD y generan una zona de necrosis, asptica y libre de clulas, que se llama zona hialina a donde deben llegar clulas de los tejidos adyacentes para que efecten la reabsorcin sea. Se denomina retrograda o a distancia porque el ataque se efecta desde la parte inferior de la lamina dura y retrasa considerablemente el movimiento dental debido a que inicialmente hay que eliminar parte del hueso y el estimulo llega tarde a clulas ms lejanas. Fig. 19 Esta puede producir: a) b) c) d) e) f) Incremento del espacio del ligamento periodontal. Perdida socavante de hueso alveolar Retardo excesivo en el movimiento dental. Reabsorcin radicular externa. Muerte pulpar por trauma. Mucho dolor y molestias para el paciente

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Los niveles de fuerza ptimos para mover los dientes en ortodoncia deben ser ligeros y constantes, para producir estmulos que incremntenla actividad celular, sin afectar y ocluir los vasos sanguneos del LPD y para que se produzcan respuestas ptimas.

6. BIBLIOGRAFA

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Referencias virtuales www.actaodontologicavenezolana.com

www.monografias.com www.freebooks4doctors.com20


journal hinari

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