VANESSA RUZANOWSKY GRILLO
AVALIAÇÃO DA FORÇA DE ATRITO GERADA EM BRAQUETES CERÂMICOS COM E SEM CANALETAS METÁLICAS
CAMPINAS 2009
AVALIAÇÃO DA FORÇA DE ATRITO GERADA EM BRAQUETES CERÂMICOS COM E SEM CANALETAS METÁLICAS
Dissertação apresentada ao Centro de Pós-Graduação/CPO São Leopoldo Mandic, para obtenção do grau Mestre em Odontologia.
Área de Concentração: Ortodontia.
Orientador: Prof. Dr. Rogério Heládio Lopes Motta.
CAMPINAS 2009
Aos meus familiares, por me alertarem sobre a importância de estar sempre atualizada pela ciência, pela motivação e incentivo sempre.
Ao Centro de Pós Graduação e Faculdade de Odontologia São Leopoldo Mandic nas pessoas do seu Reitor, Prof. Dr. José Luiz Cintra Junqueira e seu Diretor, Prof. Dr. Thomaz Wassall.
Aos professores, discentes e funcionários desta Instituição, pela acolhida e convivência nestes três anos de curso.
Ao meu orientador Prof. Dr. Rogério Heládio Lopes Motta, o qual estimulou o senso critico e avaliação criteriosa durante toda a pesquisa, acolhimento e força para seguir em frente. Minha sincera gratidão pela sua ativa e direta participação neste trabalho, resultando minha admiração pela sua competência e caráter.
A Profa. Dra. Flávia Martão Flório pelos ensinamentos e pelo auxílio na realização da análise estatística deste trabalho.
Ao Prof. Marcelo Fabian Martins, por compartilhar o seu dispositivo para avaliação de atrito na realização deste estudo.
À Dental Morelli®, a qual se tornou um campo fértil para estudos e desenvolvimento
científico.
Aos amigos e colaboradores Emanoel Ribeiro e equipe, os quais fazem parte do laboratório de qualidade da Dental Morelli® pela dedicação aos estudos tornando-se
parte fundamental do presente estudo.
Às colegas Cáudia Giacomini e Maria Sussuni Zamora, pela amizade e experiências trocadas.
“Jamais considere seus estudos uma obrigação, mas como uma oportunidade invejável (....) para aprender a conhecer a influencia libertadora da beleza do reino do espírito, para seu próprio prazer pessoal e para proveito da comunidade à qual seu trabalho pertencer”
O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da presença de canaleta metálica em braquetes estéticos, considerando-se a força de atrito, Clarity®(G1) e Transcend®(G2). Para tanto, foi utilizado um dispositivo adaptado a máquina EMIC DL2000 para simular uma situação de movimento de retração na mecânica de deslize. A movimentação simulada foi relacionada a um segmento da arcada superior do lado direito, de incisivo central ao segundo pré-molar. “Foram realizados 14 testes em duplicatas, com fios de aço inoxidável “.019X.025” e ligadura elástica convencional e de mesmo lote. A velocidade do ensaio foi de 10mm/min. Para cada teste realizado, foram trocados os fios e ligaduras. Os parâmetros avaliados foram atrito estático (AE), atrito dinâmico (AD) e força máxima (FM). Os dados foram tabulados e submetidos à análise estatística (Teste t de Student e Mann-Whitney, α=5%). Para G1, os resultados (Média±DP) foram: AE (681,2gf ± 26,4), AD (717,2gf ± 38,5), FM (787,8gf ± 40,8) e para G2: AE (442,3 gf ± 67,5), AD (466,0 gf ± 77,0) e FM (517,9gf ± 89,4). Houve diferença estatística significativa para todos os parâmetros avaliados (p<0,001). Concluiu-se que o braquete Clarity®, que possui canaleta metálica, gera maior atrito que o braquete Transcend®.
Palavras-chave: Braquetes estéticos. Atrito. Fio de aço inoxidável. Caneleta metálica Movimento ortodôntico. Ortodontia.
ABSTRACT
The aim of this study was to evaluate the effect of stainless steel slots in esthetic brackets considering frictional force. (Clarity®(G1) and Transcend®(G2). For this purpose a device adapted to an EMIC DL2000 machine was used to simulate a situation of the movement of retraction by sliding mechanics. The simulated movement was related to a segment of the maxillary arch on the right side, from the central incisor to the second premolar. Fourteen tests were performed in duplicate, with “.019X.025” stainless steel wires and conventional elastic ligatures of the same lot. The test speed was 10mm/min. For each test performed, the wires and ligatures were changed. The parameters evaluated were static friction (SF), dynamic friction (DF) and maximum force (MF). The data were tabulated and submitted to statistics analysis (Student’s-t and Mann-Whitney tests, α=5%). For G1, the results (Mean±SD) were: SF (681.2gf ± 26.4), DF (717.2gf ± 38.5), MF (787.8gf ± 40.8) and for G2: SF (442.3.2gf ± 67.5), DF (466.0.2gf ± 77.0), MF (517.8gf ± 89.4). There was statistically significant difference for all the parameters evaluated. (p<0.001). It was concluded that the Clarity® bracket which has a stainless steel slots, generates greater friction than the Transcend bracket®.
Keywords: Esthetic brackets. Frictional. Stainless steel wires. Stainless steel slots Orthodontic moviment. Orthodontic.
Figura 1 – Braquetes utilizados. 25 Figura 2 – Dispositivo para simulação de atrito. 26 Figura 3 – Posicionamento do segmento do arco no dispositivo. 27 Figura 4 – Parâmetros avaliados em cada teste de deslize realizado. 28 Gráfico 1 – Médias obtidas (±DP)
grupos avaliados.
para a força máxima para os dois
29 Gráfico 2 – Médias obtidas (±DP)
grupos avaliados.
para o atrito estático para os dois
30 Gráfico 3 – Médias obtidas (±DP) para o atrito dinâmico para os dois
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... .9 2 REVISÃO DE LITERATURA ... .12 3 PROPOSIÇÃO ... ...24 4 MATERIAIS E MÉTODOS ... .25 4.1 Grupos avaliados ... ...25 4.2 Ensaio laboratorial ... .25 4.3 Análise Estatística... ....28 5 RESULTADOS... .29 6 DISCUSSÃO ... .31 7 CONCLUSÃO ... .35 REFERÊNCIAS... .36
1 INTRODUÇÃO
Na Ortodontia, um dos métodos mais comuns de transladar um dente é usando a mecânica de deslize (Burrow, 2009). Nessa técnica o movimento mesiodistal é completo guiando o dente através de um arco contínuo com o uso de um braquete ortodôntico. Entretanto, a desvantagem dessa técnica é o atrito entre o braquete e fio (Kusy, Whitley, 2007).
O atrito é definido como a força que retarda ou resiste ao movimento relativo de dois objetos em contato e essa direção é tangencial a um limite comum de duas superfícies de contato. Na mecânica de deslize o atrito é determinado pelo tipo de arco, tipo de braquete e tipo de ligadura (Bednar et al., 1991; Ehsani et al., 2009).
Com o surgimento de novos materiais no mercado odontológico, o estudo do atrito e dos fatores que o influenciam podem implicar diretamente na seleção dos materiais a serem utilizados no tratamento ortodôntico, uma vez que desempenha papel importante na força necessária para deslizar o fio na canaleta do braquete, pois a presença de atrito pode interferir na movimentação dentária retardando-a ou até anulando-a (Maltagliati et al., 2006). Assim o conhecimento das propriedades físicas dos materiais com os quais o ortodontista está habituado a trabalhar tem grande relevância e reflete diretamente no seu cotidiano clínico (Baggio et al., 2007).
A maioria dos braquetes fabricados é de aço inoxidável devido à sua propriedade mecânica adequada, boa resistência à corrosão e baixo custo (Baggio et al., 2007). Os braquetes plásticos foram nos anos 1970 os primeiros acessórios ortodônticos estéticos lançados no mercado sendo compostos por polímeros
denominados policarbonatos (Fernandez, Canut, 1999). Devido ao alto número de desvantagens, uma vez que sua instabilidade estrutural permitia absorção de água, pigmentação excessiva, distorção acentuada e quebra freqüente, esses braquetes foram progressivamente substituídos pelos acessórios cerâmicos (Gottlieb et al., 1991).
O braquete cerâmico foi introduzido em 1986 e seu uso vem crescendo até os dias de hoje pelo aumento da demanda de pacientes ortodônticos que procuram um tratamento estético. Estes são feitos de óxido de alumínio (Al²O³),
chamado de alumina., existindo dois tipos destes braquetes no mercado: alumina policristalina e alumina monocristalina ou braquete de safira (Johnson et al., 2005).
Tem sido relatado que a força de atrito dos braquetes cerâmicos é maior pela sua superfície rugosa (Kusy, Witley, 1990). Além disso, a característica química da alumina na superfície cerâmica pode causar aderência da alumina na superfície do fio. Isto pode gerar uma alta força de atrito nos braquetes, e reduzir a força ortodôntica em 12% a 60% (Johnson et al., 2004). Por causa desses problemas associados com a força de atrito, uma canaleta de metal foi inserida nos braquetes cerâmicos para que diminuísse a força de atrito gerada pelos braquetes cerâmicos, uma vez que o aço inoxidável mostrou-se em estudos prévios, menor força de atrito (Whadhwa et al., 2004).
Bednar et al. (1991) e Ireland et al. (1991) afirmaram que ocorre um aumento do atrito nos braquetes de aço inoxidável à medida que aumenta a dimensão do fio, ocorrendo o inverso com os braquetes cerâmicos. Os mesmos autores relatam que de maneira geral, os braquetes cerâmicos produzem menos atrito que os de aço inoxidável. Kusy & Whitley (1990) e Dawing et al. (1994) não encontraram diferenças significantes nos níveis de atrito entre os braquetes de aço
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inoxidável e os cerâmicos. Entretanto autores como Maltagliati et al. (2006) mostraram que ainda existem controvérsias a respeito do atrito em braquetes cerâmicos.
Atualmente ainda são escassos os trabalhos avaliando atrito em braquetes cerâmicos. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi comparar o efeito da presença da canaleta metálica em dois braquetes de alumina policristalina, de uma mesma marca, avaliando o atrito em um dispositivo o qual permite a movimentação de deslize do fio em noventa graus com a canaleta do braquete por um método computadorizado, sem nenhuma possível interferência externa. Além da diferenciação da mecânica de deslize com maior ou menor atrito,o objetivo do estudo se deu pela grande diferença de preço existente entre os dois tipos de braquetes.
2 REVISÃO DE LITERATURA
Huffman & Way (1983) realizaram um estudo clínico para comparar a taxa média de movimento de inclinação de caninos retraídos com arcos redondos 0,016 e 0,020 polegadas, com uma força contínua de 200g, em braquetes não angulados com canaleta de 0,022x0,028 polegadas. O canino foi retraído com arco 0,016 polegadas em um dos lados da arcada e do outro lado foi retraído com um arco 0,020 polegadas. Não houve diferença significativa entre a taxa de movimento do dente com a variação da espessura dos arcos. Após um período de 10 semanas a quantidade média de inclinação para 17 caninos com arco 0,016” foi de 5,3 graus e para os 17 caninos com arco 0,020” foi de 1,7 graus. Uma vez que menos inclinação ocorreu com arco 0,020” e as taxas de movimento foram similares, parece haver uma vantagem em retrair dentes caninos através de arco redondo 0,020” ao invés de arco redondo 0,016”.
Drescher et al. (1989) estudaram o atrito entre braquetes e fios. Desenvolveram um teste de atrito para simular a translação tridimensional de um dente a fim de estudar os fatores que afetam a força de atrito. Cinco fios (aço inoxidável standard, aço Hi-T, Elgiloy blue, nitinol e o TMA), em cinco espessuras (0,016”, 0,016x0,022”, 0,017x0,025”, 0,018”e 0,018x0,025”) foram examinados com relação ao tamanho de braquetes (2,2mm, 3,3mm e 4,2mm) para quatro níveis de força de retardo (0,1,2 e 3 Newtons) onde 1N = 102g. Verificaram que os seguintes fatores afetam a força de atrito em ordem decrescente: a força de retardo (resistência biológica), a rugosidade da superfície do arco, a dimensão do arco no sentido vertical, a largura do braquete e as propriedades elásticas do fio. Os autores recomendaram então a aplicação do arco de aço 0,016x0,022” combinado com o
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braquete médio (3,3mm) ou o de (4,2mm) com o slot 0,018” para um mecanismo de arco guia.
Angolkar et al. (1990) tiveram como objetivo do estudo determinar a resistência do atrito dos braquetes cerâmicos utilizados em combinação com fios de diferentes ligas e espessuras, durante o movimento de translação do braquete. Os resultados com os braquetes cerâmicos também foram comparados com os resultados dos braquetes de aço inoxidável, fios de diferentes espessuras e secção transversal de aço inoxidável, Cromo-cobalto, Beta-titânio e nickel-titânio em braquetes cerâmicos monocristalinos com canaletas 0,018” e 0,020”. O atrito do fio nos braquetes cerâmicos aumentou da mesma forma que houve um aumento da espessura do fio, e os arcos retangulares produziram maior atrito do que os fios redondos. Os resultados seguiram a mesma tendência geral daqueles resultados encontrados em braquetes de aço inoxidável, entretanto, fios em braquetes cerâmicos geram forças de atrito significativamente maiores do que em braquetes de aço inoxidável.
Pratten et al. (1990) afirmaram que a resistência ao atrito nos aparelhos ortodônticos é reconhecida por muitos clínicos como sendo prejudicial ao movimento dentário. O propósito do estudo foi comparar as forças de atrito estático entre braquetes de aço inoxidável e braquetes cerâmicos. Os testes foram feitos em meio seco e saliva artificial. Um peso de 300g foi suspenso no arco para simular a força normal e uma força horizontal adicional foi aplicada até que o movimento do arco fosse iniciado. Os braquetes de aço inoxidável apresentaram menores coeficientes de atrito do que os braquetes cerâmicos. Esses resultados mostraram que sob condições experimentais os braquetes cerâmicos, arcos de nickel titânio e saliva aumentariam a resistência ao atrito.
Kusy & Withley (1990) estudaram a rugosidade de superfície e o coeficiente de atrito em 16 combinações de composições de arcos e braquetes. A amostra incluiu um arco retangular para cada um dos quatro principais grupos de ligas e braquetes de aço inoxidável e alumina policristalina. Os autores verificaram que a média de coeficiente de atrito cinético da combinação de aço inoxidável foi menor que a do arco de aço inoxidável com braquete de alumina cristalina.
Prososki et al. (1991) estudaram a rugosidade superficial e a força de atrito estático de nove ligas de fio de níquel titânio, uma liga de fio de aço inoxidável, uma liga de fio de cromo cobalto. Os resultados mostraram que as ligas de fio de cromo cobalto e níquel titânio com exceção do Sentalloy e Orthonol exibiram menor atrito; a liga de fio de aço inoxidável e beta titânio mostraram maior atrito; a liga de aço inoxidável mostrou maior lisura, enquanto o níquel titânio Marsenol e Orthonol foram mais rugosos, não sendo encontrada relação significativa entre média aritmética de rugosidade e valores de força de atrito.
Bednar et al. (1991) simularam a retração de canino para avaliar a diferença da resistência ao atrito entre arcos de aço inoxidável e braquetes cerâmicos amarrados com elastômeros, aço inoxidável e autoligados. Cada braquete com canaleta de 0,018x0,025”. Os arcos usados foram 0,014”, 0,016”, 0,018”, 0,016x0,016” e 0,016x0,022” de aço inoxidável. Os braquetes autoligados não demonstraram possuir menor atrito do que aqueles amarrados com elásticos ou braquetes de aço inoxidável autoligados. Para a maioria das espessuras dos fios, os braquetes cerâmicos amarrados com ligadura elástica demonstraram atrito superior quando comparados com outras combinações de técnicas de amarração do braquete.
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Ireland et al. (1991) realizaram um trabalho com o objetivo de considerar o atrito no encaixe do segmento bucal durante a redução do trespasse horizontal. Foi comparado o atrito dos braquetes de aço inoxidável e cerâmico em fios de NITI, e aço inoxidável de duas espessuras, e um fio estético. Os fios foram amarrados aos braquetes com ligaduras elásticas. Comparando os braquetes de aço inoxidável e cerâmicos, os cerâmicos apresentaram maior força de atrito, mas somente quando combinados com fios retangulares menores.
Tanne et al. (1991) investigaram a natureza da fricção entre o fio ortodôntico e os vários braquetes cerâmicos. A quantidade de movimento do dente com braquetes de metal e cerâmicos foi medida, e as superfícies do fio foram examinadas microscopicamente imediatamente após o movimento do dente artificial. A quantidade de movimento do dente produzida pelos braquetes cerâmicos foi significativamente menor do que aquela produzida pelo braquete metal. As superfícies do fio foram riscadas mais obviamente pelos braquetes cerâmicos do que pelo braquete de metal. As superfícies das canaletas e as bordas dos braquetes cerâmicos eram substancialmente mais porosas e mais ásperas do que aquelas superfícies do braquete de metal. Estas diferenças de materiais entre os braquetes de metal e cerâmicos afetam significativamente a eficiência do movimento ortodôntico do dente.
Keith et al. (1993) investigaram o atrito estático de dois tipos de braquetes cerâmicos e um tipo de braquete de aço inoxidável combinados com fios de aço inoxidável retangulares. As variáveis investigadas foram: material do braquete, força de amarração e se os braquetes eram novos ou usados. Sem exceção os testes revelaram que os dois tipos de braquetes cerâmicos produziram maior força de atrito em relação aos braquetes de aço inoxidável. Após um período de simulação de uso
do braquete, o atrito tendeu a aumentar com maior força de amarração, enquanto que os dois braquetes cerâmicos diminuíram sensivelmente seu atrito nas duas forças de amarração inferiores. Os braquetes cerâmicos usados provocaram desgastes abusivos das superfícies do fio e conseqüentes detritos, que contribuíram para as mudanças no atrito observado nos braquetes Starfire e Allure III. Os braquetes Dentaurum produziram mínimo atrito em todos os testes e mudanças insignificantes com o uso.
Dickson et al. (1994) estudaram a força de atrito de cinco fios de alinhamento inicial combinados com braquetes de aço inoxidável Edgewise, canaleta .022”x.030”, com torque e angulação zero. O arco foi angulado em zero, cinco e dez graus em uma máquina universal Instron (Instron Ltd., Reino Unido). Os resultados demonstraram que o atrito estático aumentou significativamente com o aumento de angulação do fio; o fio de aço inoxidável coberto por epóxi apresentou o atrito mais elevado e o fio coaxial o mais baixo; o fio de fibra óptica apresentou baixo atrito e o coeficiente de atrito seguiu a tendência do atrito estático em todos os testes.
Dowing et al. (1994) realizaram um trabalho in vitro com o objetivo de comparar a força de atrito estático e cinético gerada por braquetes cerâmicos e de aço inoxidável em combinação com fios de diferentes espessuras e material, sob condições controladas, durante o movimento de translação no braquete. A amarração do fio no braquete foi efetuada com ligadura elástica. Concluíram que a força de atrito estático foi superior à força de atrito cinético. Não houve diferença significativa entre as forças de atrito geradas pelos braquetes de aço inoxidável e cerâmicos.
Telepsis et al. (1994) realizaram um estudo quantificando a força de atrito dinâmico de deslizamento entre diferentes braquetes e arcos, estudando as
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variáveis: material do fio, material do braquete, angulação braquete /fio e lubrificação com saliva artificial. Observaram que das quatro variáveis investigadas, todas tiveram uma influência significativa no atrito; braquetes de policarbonato mostraram atrito mais elevado, enquanto os braquetes de aço inoxidável, menor atrito.
Edwards et al. (1995) realizaram uma pesquisa in vitro, comparando o efeito de várias técnicas de amarração ortodôntica na força de atrito estático de braquetes de aço inoxidável e arcos sobre condições secas e úmidas. Foram analisadas as técnicas: ligas elásticas amarradas convencionalmente e no padrão em oito, ligaduras de aço inoxidável e ligaduras revestidas de Teflon. Os resultados revelaram que as ligas elásticas amarradas em oito produziram atrito significante superior em relação aos outros métodos testados, sob condições secas e úmidas. Nenhuma diferença significativa foi encontrada nos outros métodos de amarração testados.
Meling et al. (1997) investigaram o efeito da rigidez e curvatura dos fios ortodônticos. Um modelo teórico e experimental tem sido estabelecido quando forças de tensão e compressão são aplicadas em um arco para simular o efeito de atrito adicional durante a ativação e desativação respectivamente. Os resultados mostraram que a tensão aumenta a rigidez do fio, e que a força de compressão aumenta a flexibilidade. Assim, mais força será necessária durante a ativação e mais força será perdida durante a desativação. A quantidade de força perdida aumenta quase linearmente com o aumento da força de atrito. Durante a ativação, a porcentagem de aumento na força devido ao atrito para uma dada deflexão é igual à perda da força com o atrito durante a desativação. O atrito afeta fios flexíveis, finos, mais do que os fios pesados
Kapur Wadhwa et al. (1999a) mediram e compararam o atrito gerado entre braquetes de titânio e aço inoxidável, Edgewise, com canaletas 0,018” e 0,022” foram testados com diferentes tamanhos de arcos retangulares de diferentes tamanhos. A amostra foi composta por 180 fios ortodônticos e 180 braquetes. Os braquetes de titânio mostraram força de atrito estático e dinâmico menores com o aumento da espessura do fio, entretanto os braquetes de aço inoxidável mostraram força de atrito estático e dinâmico inferior com o aumento da espessura do fio.
Kapur Wadhwa et al. (1999b) mediram e compararam o atrito gerado por um projeto experimental repetitivo e não repetitivo para avaliar se o uso do braquete influenciava o atrito. Braquetes Edgewise com canaletas 0,018” e 0,022” de aço inoxidável e de titânio foram testados. Os resultados mostraram haver uma distinta tendência para a média da força de atrito ser maior com o uso repetitivo dos braquetes.
Thorstenson & Kusy (2001) avaliaram as propriedades de atrito entre braquetes convencionais de aço inoxidável combinados com fios de aço inoxidável retangulares amarrados com ligaduras de aço inoxidável, além das propriedades de atrito de braquetes autoligados, amarrados ao mesmo fio, com angulação de segunda ordem. Na configuração passiva os braquetes convencionais exibiram atrito similar ao autoligados abertos, enquanto os braquetes autoligados fechados não receberam atrito. Na configuração ativa, todos os braquetes exibiram aumento do atrito ao deslizamento, assim como o aumento da angulação. Em todas as angulações, o atrito de braquetes autoligados fechados foi menor que os braquetes convencionais, devido à ausência de amarração.
O atrito de 2 braquetes cerâmicos com canaleta metálica (Luxi® e Clarity®) foi comparado com os 2 braquetes convencionais do aço inoxidável
(Mini-19
Taurus® e Mini-Twin®) in vitro. Três mapas dimensionais mostram que os braquetes cerâmicos com canaletas metálicas podem funcionar comparavelmente aos braquetes convencionais do aço inoxidável e que inserções do ouro 18 kt parecem superiores às inserções do aço inoxidável. Porque as morfologias de inserções do metal são melhoradas, estes braquetes cerâmicos com canaletas de metal fornecerão não somente melhor estética entre os braquetes, mas igualmente a fricção mínima entre os braquetes convencionalmente ligados (Kusy, Whitley, 2001).
Iwasaki et al. (2003) afirmaram que a eficiência do movimento dentário associado com mecânicas ortodônticas pede ser comprometida pelo atrito entre o arco e braquete. O estudo examinou a força de amarração quando um braquete desliza ao longo do arco. A força de amarração afrouxada e apertada da ligadura de aço inoxidável foi aferida por alguns ortodontistas e esses valores foram reproduzidos por um operador para calibrar o dispositivo. Dez indivíduos mastigaram chiclete no local para determinar se a variação eliminou o atrito quando comparado com as medidas in vitro. Os resultados sugeriram que a vibração introduzida pela mastigação não eliminou o atrito quando o braquete deslizou ao longo do arco.
Cash et al. (2004) realizaram um estudo in vivo comparando o atrito estático e cinético de oito diferentes arcos testados em braquetes Edgewise simples de aço inoxidável com canaleta de 0.022”x 0.028”. Todos os arcos avaliados tinhas espessura de 0.019”x0.025” fabricados com as seguintes ligas: β-Ti, de baixo atrito, colorido de: β-Ti-aqua, honeydew, purple e violet (Ormco Corporation), β-Ti íon implantado TMA (Ormco Corpotation), Timolium (TP Industres Inc), e de aço inoxidável como controle. Foram encontrados que os arcos de β-Ti com íon implantado e de TMA padrão tiveram vantagens significativas sobre o aço inoxidável.
Johnson et al. (2004) compararam a tensão de fratura das aletas de sete braquetes cerâmicos. Para cada grupo foram usados 10 braquetes de incisivo central superior. Os braquetes foram colados em cilindros de aço inoxidável e testados em uma máquina universal (Instron 1123/5500, Canton, Mass). Foi amarrado um amarril de aço inoxidável nas aletas disto-incisais de cada braquete para testar sua tensão de fratura. Os braquetes com estrutura semi-geminda, com alets de dimensões maiores e com superfície mais lisa apresentaram resistência a fratura por tensão significativamente maior que os braquetes geminados, com aletas de dimensões menores e superfície topograficamente mais rugosa O único braquete monocristalino do estudo não fraturou, diferentemente dos braquetes policristalinos.
Whadhwa et al. (2004) compararam o atrito entre os braquetes cerâmicos e de aço inoxidável. Foram utilizados 60 braquetes para cada tipo de braquetes sendo: cerâmico Clarity (3M Unitek Corporation), cerâmico Contour (Class One Orthodontics, Lubbock, Texas, EUA), cerâmico Transcend (3M Unitek Corporation) e de aço inoxidável Miniatre Twin (3M Unitek Corporation). O braquete Clarity demostrou valores de força de atrito comparáveis ao do braquete de aço inoxidável. O Transcend mostrou maior força de atrito estático e cinético em relação aos demais braquetes.
Maltagliati et al. (2006) estudaram por meio de revisão de literatura e pesquisa comercial as características dos braquetes estéticos disponíveis no mercado enfatizando os interesses clínicos afirmaram que os braquetes estéticos cerâmicos apresentam características muito satisfatórias e possibilitam efetuar qualquer tratamento ortodôntico, independente da quantidade de movimentação, Como sugestão preconizaram o uso dos braquetes cerâmicos com canaletas metálicas, ou para tratamentos mais longos os monocristalinos.
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Whitley & Kusy (2007) utilizaram novas ligas alternativas para produtos ortodônticos, uma vez que a ocorrência de alergia por níquel aumentou de forma significativa. Os autores avaliaram arcos de aço inoxidável ou beta-titânio (β-Ti) em braquetes de titânio comercialmente puros (CP-Ti). Após inúmeros testes, os autores verificaram uma similaridade de propriedades (como a geração de atrito) entre as ligas avaliadas.
Baggio et al. (2007) compararam o atrito produzido por braquetes cerâmicos policristalinos de aço inoxidável, quando comparados com fios de aço inoxidável na mecânica de deslize. Como resultado, os autores concluíram que os coeficientes de atrito verificados na combinação braquete cerâmico e fio de aço inoxidável foram superiores aos da combinação braquete de aço inoxidável e fio de aço inoxidável. Os pesquisadores concluíram que a execução de mecânica de deslize é facilitada quando são utilizados braquetes de aço inoxidável com fios de aço inoxidável.
Reicheneder et al. (2007) compararam o atrito de quarto braquetes estéticos convencionais com dois braquetes estéticos autoligados. Foram usados braquetes de primeiro pré-molar superior da prescrição Roth, e fios retangulares de aço e TMA de duas espessuras, sendo usados também elásticos modulares para os braquetes convencionais. O resultado obtido foi menor atrito para os dois braquetes estéticos autoligados em comparação com os quatro braquetes estéticos convencionais.
Martins (2008) apresentou em sua dissertação um dispositivo que simula o máximo de possibilidades de más posições dentárias, viabilizando a realização de diversos testes de atrito ou testes de força das hastes depreendida no sistema entre arcos e braquetes. O dispositivo compreende uma base de fixação de aço
inoxidável, com alguns adaptadores desenvolvidos para montagem da referida base na máquina de teste de tração convencional, do tipo, por exemplo, EMIC DL 2000. A maior vantagem do presente dispositivo reside no fato do mesmo permitir testar o atrito e a força das hastes de tração aplicadas aos conhecidos arcos ortodônticos e braquetes, objetivando simular as incorretas posições dos dentes, aplicando sobre estes tensões para obter uma boa oclusão e estética. Outra vantagem é que através do dispositivo em questão é permitido alcançar padronização nas variadas situações para a realização de testes.
Zamora at al. (2008) avaliaram a força de atrito gerada em três diferentes braquetes metálicos (Roth Balance, GAC® (1); Gemini, 3M® (2) e Monobloc Morelli®. Para tanto, foi utilizado um dispositivo adaptado à máquina EMIC DL2000 para simular uma situação de movimento de retração na mecânica de deslize. A movimentação simulada foi relacionada a um segmento da arcada superior do lado direito, de incisivo central ao segundo pré-molar. Concluiu-se que o braquete G1 (Roth Balance, GAC®) foi o que apresentou os piores resultados dentre os parâmetros avaliados.
Burrow (2009) fez uma revisão critica avaliando o atrito no contexto do movimento de deslize do braquete ao longo do fio quando o atrito é apenas um componente da resistência total, sendo feito o estudo devido ao surgimento no mercado de braquetes autoligados. Estudos clínicos mostram que a resistência do movimento ocorre também por um fenômeno denominado binding, o qual é igual para os braquetes convencionais e auto ligados, ocorrendo o binário do fio retangular nas bordas das canaletas do braquete dificultando o movimento. Concluiu-se que para os limites clínicos, os braquetes autoligados não reduzem o
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tempo de tratamento total, pois este não depende apenas da redução do atrito, existindo outros fatores que os influenciam.
Ehsani et al. (2009) compararam a quantidade de resistência de atrito expressada entre os braquetes autoligados e braquetes ligados convencionalmente. Concluíram que comparando os braquetes autoligados e convencionais, os autoligados produziram menor atrito quando usados com arcos de baixa espessura na ausência de tip e/ou torque e um arco idealmente alinhado. Observaram também que não existem evidencias suficientes para provar que os arcos retangulares com tip e/ou torque e arcadas com consideráveis maloclusões teriam o atrito diminuído quando usados braquetes autoligados.
Ioi et al. (2009) compararam o atrito de braquetes plásticos pré-ajustados com ligaduras convencionais e ligaduras de baixa fricção. Para o experimento foi usado quatro braquetes plásticos de incisivo central superior até o primeiro pré-molar superior e fios de aço inoxidável e níquel titânio. Para os dois tipos de fios, os braquetes com ligaduras de baixa fricção apresentaram atrito significantemente menor do que os braquetes ligados com ligaduras convencionais.
3 PROPOSIÇÃO
O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da presença da canaleta metálica em braquetes estéticos, considerando-se a força de atrito.
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4 MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 Grupos avaliados
Para a realização dessa pesquisa foram usados dois tipos de braquetes da marca 3M Unitek®: Grupo 1 (G1) – braquetes de alumina policristalina com canaleta metálica – nome comerical Clarity®; Grupo 2 (G2) - braquetes de alumina policristalina sem canaleta metálica – nome comercial Transcend® (figura 1). Para cada grupo foram realizados 14 testes em duplicatas.
G2 - Transcend®
G1 - Clarity®
Figura 1 – Braquetes utilizados
4.2 Ensaio laboratorial
Para avaliar o atrito foi utilizado um dispositivo (Martins et al., 2008) adaptado na máquina EMIC DL2000 para simular uma situação de movimento de retração na mecânica de deslize em uma velocidade de 10mm/min. Esse dispositivo é composto por uma base de fixação de aço inoxidável, onde são encaixadas barras cilíndricas, fixadas por parafusos. Cada barra cilíndrica possui uma cavidade própria para a colagem dos braquetes. Sobre cada uma destas é montado um braquete
permitindo que, juntos, possam simular grupos de dentes. A figura 2 mostra as partes constituintes do dispositivo.
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Figura 2 – Dispositivo para simulação de atrito.
Os braquetes foram previamente presos com elástico corrente a um suporte de padronização para a colagem dos braquetes, o centralizador, nas barras cilíndricas, de modo que todos ficassem com a mesma distância entre si, com a mesma altura e com o mesmo relacionamento vestíbulo lingual, anulando todos os torques e todas as inclinações dos mesmos. Este suporte foi adaptado ao dispositivo e os braquetes foram presos nele com resina fotopolimerizável da Dental Morelli®. Para testar o atrito foram seguidos passos fundamentais para a mecânica de deslize: os braquetes estavam todos alinhados e nivelados através de um centralizador procurando o máximo de padronização entre os grupos para que se pudessem evitar fatores que influenciassem na veracidade dos resultados (Martins, 2008). Esta forma de montagem e ajuste através do centralizador evita um sério problema que seria a inclinação de todo o conjunto dos cinco braquetes em relação à base do dispositivo, o que poderia gerar atrito adicional no momento do teste, fio de aço inoxidável retangular .019” x .025” em vareta por apresentar menor atrito do
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que os fios de outras ligas, de acordo com Kapur Wadhawa et al. (1999a) e Poroski et al. (1991).
Os parâmetros avaliados foram atrito estático (AE), atrito dinâmico (AD) e força máxima (FM), de acordo com Burrow (2009). A movimentação simulada foi relacionada a um segmento da arcada superior do lado direito (de incisivo central ao segundo pré-molar – figura 3), atingindo uma amostra total de 28 segmentos de arcada para cada tipo de braquete. Para cada teste realizado foram trocados o segmento de fio e a ligadura elástica (Ioh et al., 2009), sendo estes da marca Dental Morelli®e de um mesmo lote para que a força de amarração fosse sempre igual.
Figura 3 – Posicionamento do segmento do arco no dispositivo.
Em cada teste realizado, foram considerados 3 parâmetros no movimento de deslize para a tabulação dos dados:
a) Força máxima (FM): a maior força necessária para conseguir o movimento de deslize do fio;
b) Atrito estático (AE): o atrito inicial gerado no movimento de deslize.
c) Atrito dinâmico (AD): o atrito feito durante toda a movimentação de deslize. A figura 4 mostra um gráfico que exemplifica a forma como as medidas foram consideradas em cada teste de simulação de movimento realizado.
Figura 4 – Parâmetros avaliados em cada teste de deslize realizado (Burrow, 2009).
4.3 Análise Estatística
Após a realização das baterias de testes, os dados foram tabulados e submetidos à análise estatística (Teste t de Student e Mann-Whitney, com nível de significância de 5%).
29 F o rç a m á x im a (g f) 5 RESULTADOS
Como podemos observar no gráfico 1, em relação à força máxima (FM), a média (±DP) para G1 foi de 787,8gf ± 40,8 e para G2 foi de 517,9gf ± 89,4. Quando realizada a comparação entre os grupos, houve diferença estatística significativa (p<0,001). 900,0 800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0,0 787,8 518,7 Clarity Transcend
Gráfico 1 – Médias obtidas (±DP) para a força máxima para os dois grupos avaliados. Letras distintas significam diferença estatisticamente significativa (p<0,05).
Observando o gráfico 2, em relação ao atrito estático (AE), a média (±DP) para G1 foi de 681,2gf ± 26,4 e para G2 foi de 442,3gf ± 67,5. Quando realizada a comparação entre os grupos, houve diferença estatística significativa (p<0,001).
A tr it o D in â m ic o (g f) A tr it o E s tá ti c o (g f) 800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 681,2 442,3 100,0 0,0 Clarity Transcend
Gráfico 2 – Médias obtidas (±DP) para o atrito estático para os dois grupos avaliados. Letras distintas significam diferença estatisticamente significativa (p<0,05).
Representado no gráfico, em relação ao atrito dinâmico (AD), a média (±DP) para G1 foi de 717,2gf ± 38,5 e para G2 foi de 466gf ± 77. Quando realizada a comparação entre os grupos, houve diferença estatística significativa (p<0,001).
800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 717,2 466,0 100,0 0,0 Clarity Transcend
Gráfico 3 – Médias obtidas (±DP) para o atrito dinâmico para os dois grupos avaliados. Letras distintas significam diferença estatisticamente significativa (p<0,05).
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6 DISCUSSÃO
Alguns estudos têm avaliado o atrito em braquetes ortodônticos em ensaios laboratoriais. Para tanto, a maioria deles têm utilizado a máquina de ensaio universal (EMIC DL2000) para fazer a avaliação de atrito. Entretanto, poucos trabalhos têm avaliado segmentos de arcos com braquetes fixados, o que segundo Martins et al. (2008) e Burrow (2009), não é o ideal para este tipo de ensaio uma vez que não se aproxima das condições clínicas do tratamento ortodôntico. No sentido de aprimorar este tipo de dispositivo, estudos como o de Zamora et al. (2008) e Ioh et al. (2009) utilizaram um dispositivo que favorece uma maior simulação de posicionamento para o braquete. No presente estudo, este tipo de simulador também foi utilizado, o que segundo estes autores, é um método preciso e eficaz para este tipo de análise.
O resultado do presente estudo para os coeficientes de atrito estático (o atrito inicial gerado no movimento de deslize), atrito dinâmico (o atrito feito durante toda a movimentação de deslize), e força máxima (a maior força necessária para conseguir o movimento de deslize do fio) foi menor atrito nos braquetes Transcend® - alumina policristalina sem canaleta metálica (p<0,001). Estes dados não corroboram com os autores Keith et al. (1993), Tselepis et al. (1994) e Wadhwa et al. (2004), que encontraram resultados opostos ao presente estudo, onde os braquetes que tiveram menor atrito foram os braquetes cerâmicos com canaleta metálica.
Estes resultados diferentes em estudos prévios de atrito que podem ser explicados pelas diferentes técnicas empregadas nos ensaios, como por exemplo, a angulação dos braquetes em relação ao fio, sendo que no presente estudo os braquetes estavam todos alinhados e nivelados. Esta situação é mais próxima
clinicamente para uma mecânica de deslize, e é um pré-requisito para tal, estando de acordo com Martins et al. (2008) e Ioh et al. (2009).
Kusy & Whitley (1990) relataram que os braquetes de alumina policristalina são mais ásperos e mais duros (2300 Kg/mm² na escala de dureza Vickers) do que os de aço inoxidável (450 Kg/mm²), porém, o coeficiente de atrito desses dois tipos de braquetes é similar. Estes resultados talvez possam explicar a diferença encontrada no presente estudo de braquetes de alumina policristalina com e sem canaleta metálica. Além disso, Ireland et al. (1991) encontraram menor coeficiente de atrito nos braquetes cerâmicos apesar da maior rugosidade de superfície, corroborando com os resultados do presente estudo.
Em contrapartida, Keith et al. (1993) investigaram o atrito estático de dois tipos de braquetes cerâmicos, Starfire (“A”Company®) e Allure III (GAC®) comparados ao braquete de aço inoxidável (Dentaurum®) revelando um maior atrito dos braquetes cerâmicos. Os autores afirmaram ainda que estes braquetes provocam desgastes abusivos na superfície do fio e conseqüente atrito. Em estudo posterior de Tselepis et al. (1994), os autores também confirmaram este resultado.
Entretanto, Downing et al. (1994) comentaram que a composição do braquete tem pouco efeito sobre a resistência friccional, relatando em seu estudo não haver diferença significativa entre as forças de atrito geradas pelos braquetes de aço inoxidável e cerâmicos, confirmando os dados encontrados na presente pesquisa.
Contudo, vários estudos recentes têm mostrado que a composição dos braquetes influencia diretamente no atrito destes (Tanne et al.,1991; Kusy, Withley, 2001; Kapur Wadhwa et al., 2004; Baggio et al., 2007; Whitley, Kusy, 2007, Burrow, 2009). Esta controvérsia a respeito da composição do braquete e atrito podem ser
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explicados pelo fato de que a maioria dos estudos envolvendo o tema avaliou os braquetes fixados em segmentos que não permitiam uma mecânica de deslize.
Wadhwa et al. (2004) encontraram menor atrito com o braquete Clarity® do que com o braquete sem a canaleta metálica, o Transcend®, não corroborando com os dados do presente estudo. Entretanto, nesta pesquisa foram utilizados apenas braquetes de pré-molares, diferindo-se do presente estudo, o qual foi utilizado uma hemi-arcada aproximando-se mais das características clínicas reais. Em outro estudo, Reichneder et al. (2007) demonstraram que o braquete Transcend® teve maior atrito entre os braquetes avaliados. Entretanto, estes autores compararam o braquete Transcend® com braquetes auto-ligados, o que segundo Ioi et al. (2009), apresenta atrito significativamente menor do que qualquer tipo de braquete.
Angolkar et al. (1990) afirmaram que os braquetes cerâmicos geram maior atrito do que quando comparados aos braquetes metálicos, concluindo ainda que o atrito aumentou quando houve um aumento da espessura do fio. Seu resultado foi questionado em pesquisa posterior por Ireland et al. (1991), quando afirmaram que os braquetes cerâmicos apresentam maior força de atrito somente quando combinados com fios retangulares menores. Na presente pesquisa foi utilizado o fio de espessura .019” x .025”, o qual clinicamente é usado com mais segurança na mecânica de deslize na preservação da bateria anterior em relação ao torque, sendo assim confirmado pelo autor citado anteriormente.
Portanto, considerando o melhor posicionamento dos braquetes para a avaliação da mecânica de deslize, os resultados do presente estudo sugerem que os braquetes cerâmicos com canaletas metálicas proporcionam um atrito maior e significativo. Desta forma, novos estudos são necessários para avaliar este tipo de
braquetes utilizando-se dispositivos que permitam um maior número de ajustes e posições na simulação de ensaios de atritos.
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7 CONCLUSÃO
Concluiu-se que a presença da canaleta metálica nos braquetes aumentou o coeficiente de atrito.
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