Influência do pigmento na elasticidade em longo prazo
de ligaduras elásticas
Érika de Oliveira Dias de Macêdo1, Fabrício Mezzomo Collares2, Vicente Castelo Branco Leitune3,
Susana Maria Werner Samuel4, Carmen Beatriz Borges Fortes5
Objetivo: avaliar a resposta à tração em 4mm de ligaduras elásticas, de diferentes cores, ao longo do tempo. Métodos: as ligaduras, da marca Morelli®, foram submetidas à tração por duas hastes de secção circular, respei-tando a distância de 4mm (correspondente ao diâmetro aproximado de um braquete de incisivo central da mesma marca) e armazenadas em saliva artificial a 37°C. As medidas foram realizadas imediatamente (0h), após 2, 4, 6, 8, 10, 12, 24, 48, 72 e 96 horas, e após 1, 2, 3 e 4 semanas. Os resultados foram submetidos à análise estatística ANOVA de dois fatores de medidas repetidas.
Resultados: a cor cinza apresentou o maior valor inicial de força quando submetida à tração, já os grupos roxo, rosa, verde, preto e vermelho apresentaram os menores valores. Os grupos com maior instabilidade na manutenção das forças foram os das cores vermelho, preto, prata, verde e cinza. Os mais estáveis foram os das cores pink, azul escuro, azul, roxo e rosa.
Conclusão: as ligaduras não apresentam comportamento estável ao longo do tempo quando submetidas à tração, e as que são produzidas com diferentes cores se comportam de forma distinta entre si. Os grupos pink, azul escuro, azul, roxo e rosa apresentaram as forças mais constantes, sugerindo que devem ser utilizadas durante o tratamento para obtenção desse tipo de força.
Palavras-chave: Elastômeros. Cor. Pigmentação. Elasticidade.
Como citar este artigo: Macêdo EOD, Collares FM, Leitune VCB, Samuel SMW,
Fortes CBB. Pigment effect on the long term elasticity of elastomeric ligatures. Den-tal Press J Orthod. 2012 May-June;17(3):27.e1-6.
Enviado em: 26 de abril de 2009 - Revisado e aceito: 12 de abril de 2010
» Os autores declaram não ter interesses associativos, comerciais, de propriedade ou financeiros, que representem conflito de interesse nos produtos e companhias des-critos nesse artigo.
Endereço para correspondência: Érika de Oliveira Dias de Macêdo
R. Ramiro Barcelos, 2492 – Santana CEP: 09.0035-003 – Porto Alegre/RS E-mail: erikaodias@gmail.com 1 Doutoranda em Clínica Odontológica, com ênfase em Materiais Dentários, UFRGS.
2 Professor Adjunto da Disciplina de Materiais Dentários, UFRGS.
3 Doutorando em Clínica Odontológica, com ênfase em Materiais Dentários, UFRGS. 4 Professora Titular da Disciplina de Materiais Dentários, UFRGS.
INTRODUÇÃO
As ligaduras elásticas são utilizadas nas fases de alinhamento e nivelamento dentário, permitindo que fios de calibre reduzido se conectem aos dentes, gerando movimentação nos sentidos horizontal, ves-tibulolingual, mesiodistal e vertical. Atuam, também, auxiliando na correção das giroversões e nas retrações. A possibilidade de escolha da cor da ligadura funcio-na, ainda, como um estímulo à adesão ao tratamento, principalmente aos pacientes jovens, por sua extensa gama de cores produzidas atualmente.
As ligaduras elásticas são polímeros de poliuretano, produzidos pela polimerização por condensação do di--isocianato e poliamida (“step-reaction polymerization process”), com ligações cruzadas que permitem a
recupe-ração elástica ao padrão espiral inicial7. Entretanto,
ape-sar de possuírem propriedades elásticas, não são conside-rados elásticos perfeitos, pois, sofrem degradação estru-tural da cadeia do polímero, levando à deformação per-manente, caracterizando o fenômeno denominado “rela-xamento da força”, que consiste no decréscimo da força
necessária para distendê-lo em função do tempo1,7,8,15.
Pigmentos que são incorporados à matriz elasto-mérica para conferir diferentes colorações ao mate-rial, parecem alterar as propriedades mecânicas das ligaduras, porém, poucos estudos foram realizados
sobre esse tema1,2. O objetivo desse trabalho é avaliar
o comportamento das ligaduras elásticas de diferen-tes cores em diferendiferen-tes tempos de armazenamento, submetidas à tração.
MaTERIal E MéTODOs
Para esse estudo, foram utilizadas ligaduras
elásti-cas tipo “bengalinha”, da marca Morelli®, em 10
diferen-tes cores: verde claro, vermelho, rosa, roxo, pink, azul, azul escuro, preto, cinza e prata. Cada cor representa um grupo com 10 unidades por grupo. Como a função principal das ligaduras consiste em conectar o fio ao braquete, mantendo-o sob constante pressão para que o fio promova a movimentação dentária, utilizou-se o diâmetro de um braquete de incisivo central da marca
Morelli®, como padrão, o que equivale à distância média
do aplicador de amarrilho elástico usado para fixação das ligaduras desse tipo aos braquetes, que é de 4mm.
O tracionamento das ligaduras foi realizado em uma máquina de ensaio universal EMIC DL 2000 (São José dos Pinhais, PR), com o auxílio de um
dispositivo formado por duas hastes em forma de “L” confeccionadas com aço inoxidável com secção circular de 0,7mm (Fig. 1). As porções anguladas das hastes foram colocadas em contato e introduzidas nas ligaduras que foram tracionadas a uma velocida-de velocida-de 1mm/s até que o diâmetro interno da ligadura (1,5mm), em repouso, atingisse 4mm. A força (N) ne-cessária para estirar cada ligadura de cada grupo foi registrada imediatamente (0h) e após os períodos de armazenagem de 2, 4,6, 8, 10, 12, 24, 48, 72, 96 horas e 1, 2 ,3, 4 semanas. As amostras foram armazenadas em saliva artificial e mantidas em estufa, a 37°C.
A análise dos dados foi realizada através de ANOVA de dois fatores para medidas repetidas (cor e tempo). O nível de significância utilizado foi de 95%.
REsUlTaDOs
O comportamento apresentado pelas ligaduras, em relação à força, quando submetido ao ensaio de tração, é apresentado no Gráfico 1 e na Tabela 1. A cor cinza apresentou a maior força inicial quando submetida à tração, em relação aos grupos roxo, rosa, verde, preto e vermelho, mas não houve diferença significativa entre os valores de força obtido para os grupos pink, azul escuro, azul e prata.
Figura 1 - Dispositivo em aço inoxidável utilizado para fixar as ligaduras durante
Na hora, 2 o grupo cinza continuou apresentando o maior valor e passou a apresentar diferença signi-ficativa para as cores pink, rosa e preto. Na semana 1 houve queda da força quando submetida ao ensaio de tração para os grupos verde, preto, cinza e prata, sendo estatisticamente significativa em relação aos demais grupos. Nesse momento, o grupo cinza passou a ser di-ferente somente dos grupos rosa e vermelho.
Em relação ao comportamento ao longo do tempo, as cores roxo, rosa, azul escuro, azul e pink não apre-sentaram uma redução significativa da força, man-tendo um comportamento mais uniforme. O grupo verde foi o único que apresentou redução significati-va na força quando submetido à tração na semana 4, em relação aos valores iniciais. Os grupos vermelho, verde e preto demonstraram durante os períodos de
teste as maiores oscilações de força, com variações entre quedas e elevações.
DIsCUssÃO
Os elásticos de poliuretano são muito utilizados em Ortodontia e substituem os confeccionados de látex em casos de pacientes hipersensíveis; mas, por não serem considerados elásticos ideais, se compor-tam de maneira não uniforme. Parte de sua força é perdida ao longo do tempo, podendo interferir no efeito sobre a movimentação dentária nos 28 dias em que, geralmente, se encontram em uso intrabucal. Além disso, as diferentes cores em que são confec-cionados têm demonstrado variação no seu compor-tamento, sendo sugerido por alguns trabalhos que o processo de manufatura e os tipos de pigmentos Tabela 1 - Média dos valores da força (N) e desvio padrão para estiramento nas diferentes cores e tempos.
Letras maiúsculas diferentes mostram diferença estatística nas colunas. Letras minúsculas diferentes mostram diferença estatística nas linhas.
Tempos Cinza Pink Azul Esc. Azul Prata Roxo Rosa Verde Preto Vermelho
1h 3,70 (±0,25) B,a 3,53 (±0,16) B,a 3,49 (±0,22) B,C,a 3,46 (±0,17) B,C,a 3,44 (±0,17) B,C,a 3,41 (±0,27) C,a 3,39 (±0,24) C,a 3,37(±0,26) C,a 3,35 (±0,19) C,a 3,24 (±0,27) C,a 2h 3,25 (±0,26) B,b,c 2,95 (±0,15) C,D,b 3,06 (±0,19) B,C,D,b 3,05 (±0,16) B,C,D,b 3,02 (±0,16) B,C,D,b 3,00 (±0,26) B,C,D,b 2,95 (±0,22) C,D,b 3,18(±0,21) B,C,a,b 2,95 (±0,17) C,D,b,c 2,88 (±0,20) B,D,b,c 4h 3,28 (±0,22) B,C,b 2,92 (±0,12) C,b 3,02 (±0,19) B,C,b 3,03 (±0,16) C,b 3,02 (±0,13) B,C,b 2,95 (±0,21) C,b 2,92 (±0,19) C,b 3,05(±0,14) B,C, b,c 2,95 (±0,17) C,b,c 2,84 (±0,20) C,b,c 6h 3,08 (±0,21) B,b,c 2,83 (±0,14) B,C,b 2,95 (±0,14) B,C,b 2,94 (±0,14) B,C,b 2,84 (±0,14) B,C,b,c 2,91 (±0,25) B,C,b 2,90 (±0,20) B,C,b 2,99(±0,14) B,C,b,c 2,91 (±0,18) B,C,b,c 2,75 (±0,16) C,b,c 8h 3,06 (±0,23) B,b,c 2,79 (±0,14) B,C,b 2,90 (±0,18) B,C,b 2,87 (±0,18) B,C,b 2,82 (±0,14) B,C,b,c 2,83 (±0,25) B,C,b 2,81 (±0,21) B,C,b 2,92(±0,14) B,C,b,c 2,88 (±0,19) B,C,b,c 2,71 (±0,19) C,b,c 10h 3,05 (±0,21) B,b,c 2,83 (±0,14) B,C,b 2,89 (±0,18) B,C,b 2,92 (±0,12) B,C,b 2,82 (±0,15) B,C,b,c 2,85 (±0,24) B,C,b 2,81 (±0,22) B,C,b 2,86(±0,12) B,C,c 2,88 (±0,15) B,C,b,c 2,71 (±0,18) C,b,c 12h 3,05 (±0,19) B,b,c 2,77 (±0,13) B,C,b 2,85 (±0,16) B,C,b 2,88 (±0,15) B,C,b 2,78 (±0,15) B,C,b,c 2,79 (±0,26) B,C,b 2,78 (±0,19) B,C,b 2,90(±0,14) B,C,b,c 2,79 (±0,18) B,C,c 2,68 (±0,19) C,b,c 24h 3,02 (±0,21) B,b,c 2,94 (±0,13) B,C,b 2,92 (±0,15) B,C,b 2,94 (±0,13) B,C,b 2,85 (±0,15) B,C,b,c 2,97 (±0,36) B,C,b 2,87 (±0,18) B,C,b 2,97(±0,13) B,C,b,c 3,12 (±0,19) B,a,b 2,73 (±0,18) C,b,c 48h 3,12 (±0,18) B,b,c 2,94 (±0,13) B,C,b 2,93 (±0,17) B,C,b 2,89 (±0,25) B,C,b 2,82 (±0,15) C,b,c 2,87 (±0,24) B,C,b 2,83 (±0,20) C,b 2,97(±0,12) B,C,b,c 2,90 (±0,13) B,C,b,c 2,75 (±0,16) C,b,c 72h 3,05 (±0,14) B,b,c 2,92 (±0,11) B,b 2,86 (±0,17) B,C,b 2,87 (±0,14) B,C,b 2,78 (±0,15) B,C,b,c 2,79 (±0,22) B,C,b 2,79 (±0,21) B,C,b 2,83 (±0,20) B,C,c 2,82 (±0,11) B,C,c 2,61 (±0,18) C,c 96h 3,17 (±0,18) B,b,c 3,01 (±0,12) B,C,b 2,96 (±0,18) B,C,b 2,96 (±0,14) B,C,b 2,85 (±0,14) C,b,c 2,89 (±0,23) B,C,b 2,88 (±0,20) C,b 2,94 (±0,10) B,C,b,c 2,91 (±0,13) B,C,b,c 2,94 (±0,10) B,C,b 1ª sem. 2,97 (±0,19) B,c 2,77 (±0,15) B,C,b 2,78 (±0,16) B,C,b 2,77 (±0,14) B,C,b 2,67 (±0,14) C,c 2,73 (±0,24) B,C,b 2,67 (±0,19) C,b 2,83 (±0,15) B,C,c 2,75 (±0,14) B,C,c 2,59 (±0,18) C,c 2ª sem. 3,21 (±0,21) B,b,c 3,02 (±0,14) B,C,b 2,97 (±0,17) B,C,b 2,95 (±0,14) C,b 2,87 (±0,13) C,b,c 2,90 (±0,26) C,b 2,86 (±0,20) C,b 2,91 (±0,15) C,b,c 2,90 (±0,13) C,b,c 2,77 (±0,22) C,b,c 3ª sem. 3,19 (±0,23) B,b,c 2,99 (±0,13) B,C,b 2,99 (±0,17) B,C,b 2,98 (±0,14) B,C,b 2,89 (±0,14) C,b,c 2,91 (±0,25) B,C,b 2,90 (±0,22) C,b 2,94 (±0,16) B,C,b,c 2,97 (±0,15) B,C,b,c 2,73 (±0,21) C,b,c 4ª sem. 3,08 (±0,22) B,b,c 2,90 (±0,11) B,C,b 2,85 (±0,15) B,C,b 2,83 (±0,13) B,C,b 2,77 (±0,14) C,b,c 2,82 (±0,25) B,C,b 2,82 (±0,22) B,C,b 2,88 (±0,13) B,C,c 2,82 (±0,14) B,C,c 2,64 (±0,18) C,c
empregados podem influenciar a estrutura do mate-rial e, por conseguinte, sua capacidade de resistência
à tração ao longo do tempo1,2,11,12.
De acordo com a lei da ação e reação, os valores obtidos indicam, também, a tensão interna remanes-cente no elástico correspondente à sua capacidade potencial de exercer força sobre a arcada para a dese-jada movimentação dentária.
Estudos que avaliaram o comportamento das liga-duras, em relação ao tempo, mostraram que a maior perda de resistência ao estiramento ocorre nas
pri-meiras 24 horas1,3,14,15 e que, em média, 30% de perda
ocorre na 1ª hora4,5,11,13, corroborando os achados desse
trabalho. Essas diferenças podem ser resultadas das diferentes técnicas de manufatura envolvendo cutting ou injection-moulding do material bruto, dos aditivos incorporados ao produto final, das diferenças morfo-lógicas (módulo elipsoide ou circular) e, no caso das correntes, das características dimensionais (presença
ou não de ligações intermodulares)6,7,8,12.
Existe uma grande variação da resistência à tração entre elásticos armazenados em meio úmido e aque-les em meio seco, motivo pelo qual, nesse trabalho,
as ligaduras foram armazenadas em saliva artificial6.
O envelhecimento do poliuretano in vitro envolve, inicialmente, a degradação do grupo éter, seguida da perda do uretano livre não ligado do grupo éster e do hidrogênio ligado ao uretano do grupo éster e do grupo ureia. Desse modo, a água hidrolisa, o éster ou o éter que compõem as ligações da cadeia principal, aceleram o envelhecimento e levam ao enfraqueci-mento do material pela degradação estrutural da ca-deia do polímero. Isso reduz a força necessária para mantê-lo estendido e, consequentemente, diminui
a tensão interna sob tração7,8.
No ambiente seco, diferente do úmido em que o envelhecimento ocorre pela remoção do hidrogênio do grupo beta-metileno levando à perda de álcool e alcenos, essa remoção do hidrogênio é feita a partir do grupo alfa-metileno, o que corresponde a um
pro-cesso de degradação mais lento7,8.
Taloumis et al.14, em seu estudo, demonstraram
a influência do meio de armazenamento na confi-guração das ligaduras, comprovando que a simples imersão desses elásticos em meio úmido já é capaz de alterar suas dimensões, corroborando os achados de
Wong15 que, em 1976, avaliou que essas ligaduras
ab-sorvem saliva, o que leva a uma alteração na sua con-figuração estrutural e no seu comportamento quan-do submetida a forças de tração.
Em relação à manutenção das tensões ao longo do tempo, alguns estudos relataram que forças iniciais maiores determinam perdas maiores ao longo do tem-po10,13,14. Nesse trabalho, tal fenômeno foi
demonstra-do no comportamento das ligaduras cinzas que obti-veram forças iniciais maiores e menor estabilidade na manutenção dessas forças em relação a grupos com valores iniciais intermediários.
Para as cores pink, azul escuro e azul, os resultados encontrados nesse trabalho concordam com achados de De Genova et al., que encontraram valores iniciais maiores e menor perda da força sob tração, uma vez que essas cores apresentaram força inicial elevada, com va-lores sem diferença estatística em relação ao grupo
cin-za e mantiveram boa estabilidade ao longo do tempo5.
Para os valores iniciais menores, cujo comportamento foi o mais instável, os resultados também
relacionam--se com os encontrados por De Genova et al.5 que
rela-taram em seu trabalho maior perda de força para liga-duras com forças iniciais menores quando comparada a ligaduras com forças iniciais maiores, após 21 dias.
Força (N) Tempo ( S) Grupo cinz a 4 0 3 2 1 pink azul escur o azul pret o vermelho prata roxo rosa
verde 6h 8h 10h 12h 24h 48h 72h 96h 1s 2h 4h 2s 3s 4s imediat o
gráfico 1 - Valores da força sob tração, em 4mm, para as diferentes cores nos períodos analisados.
O aumento da força a partir da segunda semana é
justificado pelos achados de Wong15, que revelou uma
provável perda das propriedades elásticas relaciona-da ao tempo e à quantirelaciona-dade de estiramento, levando a uma deformação plástica que torna as ligaduras mais rígidas ao estiramento. A redução nos valores subse-quentes da resistência da força à tração, apresentadas nesse trabalho, segundo Taloums et al., pode estar re-lacionada à alteração dimensional permanente e ao aumento do diâmetro interno da ligadura, assim como da espessura da parede e do diâmetro externo, que
le-vam à perda de força ao longo do tempo14.
As variações encontradas nesse trabalho em relação às diferentes cores, sugerem que os diferentes tipos de pigmentos empregados podem alterar o
comportamen-to das ligaduras, corroborando os achados de Baty et al.2,
que encontraram diferenças entre algumas marcas de li-gaduras e explicaram o fenômeno como sendo resultado não só do tipo de pigmento, como também da
manufatu-ra empregada. Os resultados do estudo de Lu et al.11
tam-bém demonstraram diferenças pela adição de pigmentos com resultados estatisticamente superiores para os elás-ticos transparentes quando comparados a eláselás-ticos cin-za. As diferenças no comportamento das ligaduras para as diversas cores podem influenciar na escolha de uma cor sobre a outra, já que cores que mantém melhor esta-bilidade ao longo do tempo são mais recomendadas por seus efeitos biológicos menos nocivos.
A diferença nos valores da força necessária para o estiramento nos diversos grupos torna necessário um controle individual, já que essas diferenças pro-movem efeitos distintos, dependendo da situação clínica empregada e das condições anatômicas e de suporte ósseo de cada paciente.
A perda de resistência ao longo do tempo pode influenciar, especialmente, os casos em que há
necessidade de manutenção do engrenamento total do fio com o braquete para alcançar a movimentação esperada, como, por exemplo, nas rotações dentá-rias, em casos com apinhamentos maiores que 3mm
(demonstrado pelo estudo de Franchi e Baccetti9) e
nas fases de alinhamento e nivelamento em que essa perda na força sob tração gera estímulos intermi-tentes e decrescentes, que podem influenciar nega-tivamente no movimento dentário, principalmente com a utilização dos fios termoativados que têm sua ação por mais tempo. Como após 28 dias eles não conseguem estabelecer um engrenamento ideal do fio com slot, há uma descaracterização desse fio dos efeitos em longo prazo.
CONClUsÃO
As ligaduras não possuem comportamento está-vel quando submetidas à tração ao longo do tempo. A cor da ligadura é uma variável determinante para o seu comportamento, fazendo com que os grupos de cores diferentes tenham comportamentos dis-tintos entre si. A escolha desse material deve se ba-sear nos efeitos desejados para obtenção de resul-tados efetivos durante o tratamento e ser possível prever seus efeitos nos pacientes.
Considerando as limitações dos testes in vitro, os grupos verde, preto e vermelho foram aqueles com as maiores oscilações na força quando sob tração. E den-tre todos os grupos, o grupo verde apresentou uma re-dução estatisticamente significativa entre as medidas iniciais e a final do experimento. Os grupos formados pelas cores pink, azul escuro, azul, roxo e rosa não mostraram diferença entre as medidas após o estira-mento inicial e final, o que poderia sugerir ao profis-sional serem os grupos de escolha para obtenção de forças mais constantes ao longo do experimento.
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