UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO
CURSO DE MESTRADO EM ORTODONTIA
ANÁLISE METALOGRÁFICA DA ESTRUTURA INTERNA DE MINI-IMPLANTES ORTODÔNTICOS
RUBÉN PATRICIO VÁSQUEZ PERALTA
Dissertação apresentada à Universidade Cidade de São Paulo, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Ortodontia.
São Paulo 2009
UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO
CURSO DE MESTRADO EM ORTODONTIA
ANÁLISE METALOGRÁFICA DA ESTRUTURA INTERNA DE MINI-IMPLANTES ORTODÔNTICOS
RUBÉN PATRICIO VÁSQUEZ PERALTA
Dissertação apresentada à Universidade Cidade de São Paulo, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Ortodontia.
Prof. Dr. Flávio Augusto Cotrim-Ferreira
São Paulo 2009
Ficha Elaborada pela Biblioteca Prof. Lúcio de Souza . UNICID P426a Peralta, Rubén Patricio Vásquez.
Análise metalográfica da estrutura interna de mini-implantes ortodônticos / Rubén Patricio Vásquez Peralta. São Paulo, 2009.
79 p.; anexos.
Bibliografia
Dissertação (Mestrado) – Universidade Cidade de São Paulo. Orientador: Prof. Dr. Flávio Augusto Cotrim-Ferreira
1. Implantes dentários. 2. Procedimentos de
ancoragem ortodôntica. 3. Ortodontia I. Cotrim-Ferreira, Flávio Augusto.
BLACK. D726
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE E COMUNICADA AO AUTOR A REFERÊNCIA DA CITAÇÃO.
São Paulo, ____ / ____/ _____
Assinatura: _____________________________
FOLHA DE APROVAÇÃO
Peralta, R. P. V. Análise metalográfica da estrutura interna de mini-implantes ortodônticos [Dissertação de Mestrado]. São Paulo: Universidade Cidade de São Paulo; 2009. São Paulo, ____/____/_______
Banca Examinadora
1) ... Julgamento: ... Assinatura: ... 2) ... Julgamento:... Assinatura: ... 3) ... Julgamento:... Assinatura: ... Resultado: ...Dedicatória
À minha esposa Maria Isabel e às minhas duas lindas filhas Valentina e Catalina, pela paciência e, por compreenderem a minha ausência, por tantos meses, meus sinceros agradecimentos.
À Deus, por ser o criador do mundo e de todas as suas maravilhas. Agradeço pela minha vida, cercada de pessoas e oportunidades maravilhosas.
Aos meus pais, Rubén e Norma que tanto amo. A eles devo tudo o que sou e o que tenho. Esta é mais uma etapa vencida com grande apoio de vocês. Agradeço pela pureza dos seus sentimentos, pela presença em todos os momentos e pelos valores que vocês me ensinaram.
Ao Prof. Dr. Flávio Cotrim-Ferreira, orientador e grande mestre. Sempre de bem com a vida, tranqüilo e dinâmico. Obrigado por seus ensinamentos, não somente em Ortodontia, mas também pelo seu exemplo de vida.
Agradecimentos Especiais
Ao Prof. Dr. Flávio Vellini-Ferreira, coordenador do Curso de Mestrado, por proporcionar o meu aprendizado em Ortodontia com professores altamente capacitados.
A todos os professores que contribuíram para o meu crescimento profissional e pessoal, em especial ao Prof. Dr. Hélio Scavone Jr., Prof. Dr. Paulo Eduardo Guedes Carvalho, Profª. Drª. Daniela Gamba Garib, Profª. Drª. Ana Carla Raphaelli Nahás, Profª. Drª. Karyna Martins Valle-Corotti, Profª.Drª. Rívea Inês Ferreira.
Às empresas Conexão e SIN, pela doação dos mini-implantes de suas respectivas marcas, facilitando sobremaneira este trabalho.
Ao Eng. Leopoldo Rosalin Oliveira, do Laboratório Tork Controle Tecnológico de Materiais Ltda,,pelo apoio oferecido nas análises realizadas para este trabalho.
Ao Eng. Emanoel Ribeiro de Almeida, coordenador de qualidade assegurada da empresa Dental Morelli Ltda, pessoa de excelente qualidade humana, muito obrigado por sua consultoria para esta pesquisa.
Aos funcionários e colaboradores da pós-graduação e da clínica de Odontologia da UNICID, especialmente à Sra. Arlinda, por toda a sua dedicação e paciência com alunos e pacientes.
Peralta, R. P. V. Análise metalográfica da estrutura interna de mini-implantes ortodônticos [Dissertação de Mestrado]. São Paulo: Universidade Cidade de São Paulo; 2009.
RESUMO
A ancoragem absoluta pode ser obtida em Ortodontia por mini-implantes, isto é, parafusos entre 1 e 1,8 mm de diâmetro e 6 até 12 mm de comprimento, que são inseridos nos ossos maxilares. Os mini-implantes são fabricados com Titânio grau V, uma liga constituída de Ti-6Al-4V. O objetivo deste trabalho foi analisar, por meio de microscopia óptica, a estrutura interna de mini-implantes ortodônticos. Foram então adquiridos 6 exemplares de mini-implantes da marca DEWIMED, fabricados na Alemanha e outros 6 das marcas SIN e CONEXÃO, fabricadas no Brasil. As amostras foram embutidas a frio em polímero de metil metacrilato, seccionados longitudinalmente (3 amostras de cada marca) e transversalmente (outros 3 parafusos) e lixados sucessivamente com abrasivos de granulações decrescentes. Após o polimento, foi realizado um ataque químico, para o contraste da microestrutura do parafuso. Depois dessas etapas, a amostra foi submetida à analise metalográfica pela observação em microscópio óptico com ampliações de até 2000 vezes, com o objetivo de detectar a conformação da estrutura metálica, verificando possíveis descontinuidades, desde a superfície até o núcleo do parafuso. Os resultados mostraram que os mini-implantes analisados não apresentavam qualquer tipo de defeito no seu interior, tais como fraturas, descontinuidades ou bolhas tanto no corte longitudinal como transversal. Além disso, evidenciou-se, no corte transversal, que todas as amostras avaliadas apresentam fase globular Alfa+Beta, portanto atendendo aos requisitos das normas internacionais.
Peralta, R. P. V. Metallographic analysis of the internal structure of orthodontic mini-implants [Dissertação de Mestrado]. São Paulo: Universidade Cidade de São Paulo; 2009.
ABSTRACT
A thorough anchorage in Orthodontics may be obtained through mini-implants, that is, with screws between 1 and 1.8mm in diameter and from 6 to 12mm in length, which are inserted into the maxillary bones. The mini-implants are manufactured with Titanium grade V, an alloy made up of Ti-6Al-4V. The objective of this project was that of analyzing, by means of optic microscopy, the internal structure of orthodontic mini-implants. Subsequently, 6 samples of mini-implants, brand DEWIMED, manufactured in Germany, and 6 more samples, brands SIN and CONEXÃO, manufactured in Brazil, were obtained. The samples were cold embedded in metal metacrilate polymer, longitudinally sectioned (3 samples from every brand) and cross sectioned (the other 3 screws) and successively sanded down with decreasing abrasive grains. After the polishing, a chemical attack was performed, for the contrast of the microstructure of the screw. Once those stages were finished, the sample was observed under an optic microscope with a zoom of up to 2000X, with the objective of detecting the composition of the metal structure, thus verifying possible discontinuities from the surface to the core of the screw. The results showed that the mini-implants which were analyzed did not present any sort of defect on its interior, such as fractures, discontinuities or bubbles, neither on the longitudinal nor on the cross sections. Moreover, it was evident that, on the cross section, all samples assessed presented an Alpha+Beta globular phase, thus fulfilling the requirements of international standards.
LISTA DE FIGURAS
p. Figura 2.1 - Radiografia periapical do implante osseointegrado com coroa
provisional e braquete orto-dôntico,do livro: Ortodoncia e Microimplante, Pablo Echarri et al. (2007) ... 6 Figura 2.2 - Colocação de Onplant , instalação da supraestrutura, do livro:
Ortodoncia e Microimplantes,de Pablo Echarri et al, (2007)... 7 Figura 2.3 - Intrusão com miniimplantes e tração elástica, do livro Ortodoncia e
Microimplantes,de Pablo Echarri et al, (2007) ... 8 Figura 4.1 - Corpos de prova embutidos em resina acrílica ... 31 Figura 4.2 - Amostra após o polimento final ... 31 Figura 5.1.- Núcleo do parafuso com ampliação de 400x da marca DEWIMED ... 34 Figura 5.2.- Roscas do parafuso com ampliação de 50x. da marca DEWIMED ... 34 Figura 5.3.- Rosca do parafuso com ampliação de 400x da marca DEWIMED .... 34 Figura 5.4 - Núcleo do parafuso com ampliação de 400x da marca SIN ... 34 Figura 5.5 - Roscas do parafuso com ampliação de 50x da marca SIN ... 34 Figura 5.6 - Roscas do parafuso com ampliação de 400x da marca SIN ... 34 Figura 5.7 - Núcleo do parafuso com ampliação de 400x da marca CONEXÃO .. 35 Figura 5.8 - Roscas do parafuso com ampliação de 50x da marca CONEXÃO ... 35 Figura 5.9 - Roscas do parafuso com ampliação de 400x da marca CONEXÃO . 35 Figura 5.10 - Imagens micrográficas dos cortes transversais dos mini-implantes
das marcas DEWIMED (esquerda) SIN (centro) e CONEXÃO (direita) com ampliação de 200x. ... 36 Figura 6.1- Estrutura cristalográfica do titânio comercialmente puro ... 42
SUMÁRIO
p.
1 INTRODUÇÃO ... 1
2 REVISÃO DE LITERATURA ... 4
2.1 Utilização dos implantes osseointegrados na ortodontia ... 5
2.2 Mini-implantes ortodônticos ... 8
2.3 A estrutura interna dos mini-implantes ... 21
3 PROPOSIÇÃO ... 26
4 MATERIAL E MÉTODOS ... 28
4.1 Material ... 29
4.2 Método ... 30
4.2.1 Divisão dos grupos experimentais ... 30
4.2.2 Preparo da Amostra ... 31
4.2.3 Ataque Químico ... 32
4.2.4 Análise Metalográfica ... 32
5 RESULTADOS ... 33
5.1 Avaliação dos cortes longitudinais ... 34
5.1.1 Mini-implantes da marca DEWIMED ... 34
5.1.2 Mini-implante da marca SIN ... 34
5.1.3 Mini-implantes da marca CONEXÃO ... 35
5.2 Avaliação dos cortes transversais ... 35
6 DISCUSSÃO ... 38
7 CONCLUSÃO ... 47
INTRODUÇÃO
1 INTRODUÇÃO
Em muitas ocasiões clínicas surge a necesidade, por parte dos ortodontistas, de se criar uma ancoragem completamente estável para o movimento dental. Essa ancoragem dita absoluta, foi inicialmente obtida às custas de implantes osseointegrados (GAINSFORTH e HIGLEY, 1945; ROBERTS et al 1989). Contudo, os implantes convencionais de titânio, utilizados originariamente para repor dentes perdidos, teriam uso limitado para ancoragem ortodôntica, por ocuparem muito espaço e não poderem ser instalados em locais com limitação de osso alveolar, ou seja, somente em áreas edêntulas ou na região retromolar. Outra limitação seria a direção da aplicação da força, pelo fato do implante convencional ser muito grande para a realização de tração ortodôntica horizontal. Além disso, necessitariam de uma cirurgia extensa para a sua instalação, gerando desconforto ao paciente, devido ao período de cicatrização inicial e dificuldade na higiene bucal
Em virtude dessas limitações, surgiram os mini-implantes, que podem ser instalados em diversos sítios ósseos dos maxilares. Os mini-implantes apresentam diversas vantagens em comparação aos implantes convencionais: baixo custo, simples instalação e remoção, possibilitando a aplicação de uma carga imediata, além de possuírem pequenas dimensões e proporcionarem menor irritação ao tecido gengival (LABOISSIÈRE JR et al.,2005; PARK et al., 2004; RITTO e KYUNG, 2004).
O procedimento de inserção dos mini-implantes requer uma técnica muito simples, podendo ser colocados pelo próprio ortodontista, com mínima prática cirúrgica. Os mini-implantes são fáceis de inserir e remover, já que não produzem osseointegração completa, por apresentarem polimento em suas superfícies, diferentemente dos implantes convencionais, que são jateados nas suas superfícies
para proporcionar a osseointegração.. Isso é importante porque os mini-implantes são removidos após concluida sua função durante o tratamento ortodôntico.
Por serem resistentes às forças ortodônticas usuais (de 50 a 400 gramas), as mesmas podem ser aplicadas imediatamente após a colocação do mini-implante. Os estudos não têm apresentado diferenças entre aplicações de força imediata ou mediata, pois a estabilidade dos mini-implantes se faz principalmente por retenção mecânica (AKIN-NERGIZ et al.,1998)
Graças a essas vantagens, os mini-implantes podem ser utilizados nos movimentos ortodônticos de intrusão anterior ou posterior, retrusão da bateria anterior, mesialização dos dentes posteriores, tração de dentes inclusos e verticalização de molares, dentre outras aplicações.
Contudo, as propriedades mecânicas dos mini-implantes usualmente empregados no Brasil são desconhecidas, em virtude da carência de estudos desse tema. Pretende-se assim, nesta pesquisa, analisar a estrutura micrográfica interna dos mini-implantes ortodônticos, contribuindo assim com o conhecimento desse importante recurso ortodôntico.
REVISÃO DE LITERATURA
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Utilização dos implantes osseointegrados na ortodontia
Em 1945, Gainsforth e Higley testaram em mandíbulas de cães, pela primeira vez, a utilização de parafusos de vitalium como ancoragem ortodôntica. Contudo, não obtiveram sucesso, pois os parafusos só se mantiveram estáveis por, no máximo, um mês após a aplicação da força. Mesmo assim, esses registros serviram para que outros profissionais e pesquisadores estudassem maneiras de contornar as deficiências e, então, demostrassem a possibilidade real de se conseguir ancoragem por meio de implantes.
Com a descoberta, por Branemark na década de 60, das propriedades de osteointegração de metais em superfícies ósseas, e a consequente utilização do titânio como material para confecção de pinos e parafusos, é que foi possível obter altas taxas de sucesso com o implante dental.(BRANEMARK 1969)
Os implantes osteointegráveis foram utilizados com sucesso para substituição de dentes perdidos com o objetivo de restabelecer a função mastigatória, além de terem proporcionado uma melhora psicossocial dos pacientes reabilitados com próteses convencionais (ADELL et al., 1981).
Estudando os implantes de titânio, Roberts et al. (1984) investigaram uma técnica cirúrgica para a preparação do local de inserção dos implantes na cortical óssea, avaliando a biocompatibilidade óssea, os períodos de cicatrização, a modelação e remodelação óssea após a aplicação de carga e assim, determinaram parâmetros para a remodelação da cortical óssea em 14 coelhos de 3 a 6 meses de idade. Para tanto, foram colocados 2 implantes de titânio no fêmur de cada animal e após 6, 8 e 12 semanas de cicatrização foi realizada a cirurgia de reabertura dos implantes e colocadas molas de aço inoxidável com 100g de força entre os implantes, os quais permaneceram por 4 a 8 semanas. Os autores verificaram que os implantes de titânio desenvolveram uma rígida interface óssea e que o período de
6 semanas seria o mais adequado para a cicatrização. Observaram que se uma carga contínua fosse aplicada sobre os implantes, os mesmos se manteriam estáveis dentro da base óssea. Além disso, em locais de compressão, foi observada formação óssea. Os autores concluíram então que os implantes endósseos seriam recursos potenciais para ancoragem óssea rígida na Ortodontia e na Ortopedia Facial.
Com o propósito de investigar implantes de titânio endósseos, Turley et al. (1988), utilizaram técnicas de marcadores ósseos vitais, histológicos e radiográficos. Com esse propósito, foram colocados 42 implantes de titânio em 5 locais da mandíbula de 6 cachorros adultos. Após 8 semanas da realização da cirurgia de colocação dos implantes, foi realizada a cirurgia de reabertura dos mesmos. Após 20 semanas a mobilidade dos implantes foi checada, sendo que apenas 24 permaneceram estáveis. Foi aplicada carga em 8 dos 24 implantes utilizando-se um segmento de fio 0,016” x 0,022” contendo uma mola helicoidal fechada ou aberta entre o implante e o segundo pré-molar. Foi feita uma ativação do aparelho para manter uma força de aproximadamente 300g, semanalmente, por um período de 9 semanas. Os autores concluíram que todos os 8 implantes que receberam carga permaneceram estáveis durante o período de ativação de força, confirmando o seu potencial de unidade de ancoragem ortodôntica e ortopédica.
Figura 2.1 - Radiografia periapical do implante osseointegrado com coroa provisional e braquete orto-dôntico,do livro: Ortodoncia e Microimplante, Pablo Echarri et al. (2007)
Vários métodos alternativos de implantes para ancoragem óssea foram utilizados pelos pesquisadores e descritos na literatura técnica, tais como: parafusos vitallium, fibra de carbono, implantes revestidos por óxido de aluminio, placas e parafusos de aço inoxidável, implantes Branemark, implantes retromolares, onplants, implantes zigomáticos, implantes palatinos, mini-placas e mini-implantes (KANOMI,1997).
Favero, Brollo e Bressan (2002) fizeram uma revisão de literatura, relatando os maiores estudos publicados entre 1970 e 2000, relacionados ao uso de implante para ancoragem ortodôntica. A análise da literatura foi dividida em tópicos específicos como materiais, tamanhos e formas dos dispositivos, biomecânica, tempo de cicatrização, aplicação de força, nível de força, procedimento cirúrgico e critérios para o sucesso.
Os implantes foram considerados uma excelente alternativa para possibilitar a ancoragem ortodôntica, principalmente quando a ancoragem máxima fosse requerida e o uso dos aparelhos extra-bucais se tornassem impraticáveis (CHENG et al., 2004).
Figura 2.2 - Colocação de Onplant, instalação da supraestrutura, do livro: Ortodoncia e Microim-plantes, de Pablo Echarri et al, (2007)
Uma revisão de implantes dentais para ancoragem ortodôntica foi feita por Huang, Shortwell e Wang, em 2005, abordando as indicações, tipos, tamanhos, materiais, cirurgia, tempo de cicatrização, força e biomecânica, tempo de aplicação da força, considerações pós-tratamento e desvantagens, de forma concisa e esquemática.
2.2 Mini-implantes ortodônticos
Creekmore e Eklund em 1983 fizeram o relato de um caso clínico em que foi inserido um mini-implante abaixo da espinha nasal anterior e realizada a intrusão dos incisivos de um paciente que apresentava mordida profunda e sorriso gengival, obtendo excelentes resultados e ausência de mobilidade do implante após um ano de tratamento.
Figura 2.3 - Intrusão com miniimplantes e tração elástica, do livro Ortodoncia e Microimplantes,de Pablo Echarri et al, (2007)
A descrição de um mini-implante especificamente desenhado para uso ortodôntico foi feita por Kanomi em 1997. O autor preconizou a utilização de parafusos com 1,2 mm de diâmetro e 6,0 mm de comprimento, pequenos o suficiente para serem usados entre as raízes dos molares. Relatou também que os
recursos de ancoragem ortodôntica abriram um novo horizonte dentro da Ortodontia, pois eles proporcionariam resultados clínicos mais previsíveis e seriam de fácil utilização pelo profissional. Além disso, os mini-implantes seriam pequenos o suficiente para serem aplicados nos mais variados locais, inclusive entre os ápices radiculares. O procedimento cirúrgico seria simples e, com o advento dos novos sistemas de mini-parafusos auto-perfurantes, a técnica tornou-se mais fácil. A sua remoção seria outro procedimento de fácil realização e sem complicações.
Costa e Raffini, em 1998, desenvolveram um mini-implante ortodôntico que apresentava uma extremidade externa simulando o encaixe de um braquete com dimensões de 2 mm de diâmetro e 9 mm de comprimento. Esse dispositivo, de acordo com os autores, teria colocação e remoção simplificada, além da possibilidade da aplicação de força poder ser realizada imediatamente após a sua inserção. Contudo, a sua estabilidade seria limitada quando uma força de torção fosse aplicada ao dispositivo durante o período de ativação.
Com o intuito de avaliar a osseointegração dos mini-implantes antes, durante e após a aplicação de força ortodôntica, Melsen e Lang (2001) realizaram uma análise histomorfométrica da reação tecidual que ocorreu em volta de implantes de titânio endo-ósseos inseridos na mandibula de macacos. Os implantes foram submetidos a um sistema de força ortodôntica bem definida. A análise foi feita em cortes de secções descalcificadas, de forma perpendicular ao longo eixo do implante. O grau de osseointegração, densidade óssea e a reabsorção e formação de osso alveolar adjacente à interface osso-implante foram avaliados. A remodelação óssea e a densidade do osso alveolar se mostraram maiores em regiões adjacentes aos implantes que receberam força, quando comparados com os que não receberam carga. Entretanto, até mesmo os implantes não submetidos à
carga demonstraram um aumento significativo na resposta óssea e aumento de densidade, comparando-se com o osso de regiões mais distantes ao implante. Concluíram que a presença de implantes, principalmente os que são submetidos à forças seriam benéficas para a manutenção do processo alveolar. Assim, o processo de remodelação óssea na adaptação às funções do implante, seria influenciado pela força aplicada. Ainda, os implantes orais osseointegráveis poderiam promover uma ancoragem estável em tratamentos ortodônticos.
Em 2002, Bae et al. descreveram um caso clínico em que o paciente apresentava sorriso gengival e relação de caninos de Classe II. Os mini-implantes foram instalados para proporcionar ancoragem para corrigir a má-oclusão com intrusão e retração dos dentes anteriores.
Park, Hyung e Sung em 2002, descreveram um método simplificado para verticalização de molares com a aplicação clínica dos mini-implantes. De acordo com os autores, os segundos molares superiores e inferiores poderiam ser verticalizados sem efeitos colaterais para os dentes anteriores e sem o uso de braquetes.
Fávero, Brollo e Bressan, em 2002, relataram que a carga máxima a ser aplicada deve ser proporcional à área de superfície de contato entre o implante e o tecido ósseo. Essa força deve ser determinada pelo comprimento, diâmetro e forma do implante
Foi relatado por Kyung et al., em 2003, que o grande desenvolvimento dos mini-implantes ortodônticos para ancoragem intra-bucal se deu em função de suas características positivas, tais como sua simplicidade de instalação e remoção, aliada ao baixo custo e alta flexibilidade de uso clinico. Estes fatos predispõem a uma grande aceitação e conforto por parte do paciente, tornando a mecânica ortodôntica
mais segura, desde que fossem bem selecionados os modelos dos mini-implantes, os sítios de inserção, o procedimento de colocação e a atenção quanto aos cuidados cirúrgicos. O sucesso dos mini-implantes dependeria também de diversos fatores como a habilidade do cirurgião, as condições físicas do paciente, além de uma adequada higiene bucal. Também foi notado que poucas falhas foram observadas quando os mini-implantes foram colocados em áreas de gengiva inserida se comparadas com áreas de gengiva marginal ou livre..
Segundo Park em 2003, as lesões causadas por perfurações radiculares intencionalmente geradas em animais, durante a cirugia de instalação de mini-implantes, recuperaram-se completamente sem gerar maiores danos à vitalidade pulpar dos dentes lesados.
Os fatores relacionados à estabilidade dos mini-implantes instalados na região posterior para ancoragem ortodôntica foram estudados por Miyawakiet al. em 2003. Os autores analisaram a estabilidade de mini-implantes com diferentes diâmetros e constataram que a ocorrência de mobilidade de implantes instalados na cortical vestibular estaria relacionada com diâmetros menores ou iguais a 1mm, cortical óssea delgada, presente nos pacientes com plano mandibular elevado e inflamação do tecido periimplantar. Não foi observada correlação positiva entre taxa de sucesso e o comprimento do mini-implante, tipo de cirurgia,carga imediata de até 2N, local de instalação, idade e gênero.
Kyung et al. (2004) afirmaram que os mini-implantes suportariam cargas de até 450g, considerando que em Ortodontia as forças intrabucais desejadas para movimentação dentária não ultrapassariam 300g. Entretanto, relataram que, na literatura técnica, seria encontrada uma grande variedade de intensidades de força, entre 50 e 400g, descritas nos trabalhos de diversos pesquisadores e clínicos. Essas
forças, quando aplicadas aos mini-implantes, não comprometeriam a estabilidade dos mesmos.
A seleção de dispositivos, extra e intra-bucais, para ancoragem mínima, moderada, máxima ou absoluta, consistiria em uma importante etapa do planejamento ortodôntico. A efetividade da ancoragem dependeria do caso clínico e da fase do tratamento ortodôntico. (VILELA, 2004).
A utilização de mini-implantes para correção de mordida aberta anterior severa de um paciente, do gênero feminino, de 33 anos de idade foi descrita por Kuroda, Katayama e Takano-Yamamoto em 2004. De acordo com os resultados o mento retruído e o perfil convexo do paciente foram melhorados por uma rotação anti-horária da mandíbula. Os mini-implantes foram úteis para a intrusão de molares e assim, possibilitariam a conseqüente resolução de casos severos de mordida aberta anterior.
O tratamento da mordida aberta anterior com o uso de mini-implantes foi feito também por Park, Kwon e Kwon, em um caso clínico, descrito em 2004. Foram utilizados mini-implantes nas regiões vestibular e mesial dos primeiros molares superiores, nas faces distal e vestibular dos primeiros molares inferiores e realizou-se a extração de quatro pré-molares. Os mini-implantes superiores permitiram a ancoragem para a intrusão dos dentes posteriores e para a retração dos dentes anteriores. Os mini-implantes inferiores foram usados para aplicar forças intrusivas distais aos primeiros molares inferiores e para prevenir o movimento mesial dos dentes posteriores durante o fechamento do espaço. O nivelamento do plano mandibular após intrusão dos dentes posteriores superiores e o movimento mesial de corpo dos dentes posteriores inferiores contribuíram para a melhora no perfil facial.
Casos clínicos foram descritos por Park, Kwon e Sung em 2004, demonstrando a aplicação de mini-implantes na verticalização de segundos molares que se apresentavam em mordida cruzada. Essas más-posições dentárias foram corrigidas por meio de elásticos intermaxilares apoiados em mini-implantes instalados na região vestibular do arco inferior e na porção palatina do arco superior. Teixeira e Escossia Jr. em 2004 publicaram o relato de um caso descrevendo a eficiência na verticalização de molares inferiores com o uso dos mini-implantes na região retro-molar do ramo da mandíbula.
Liou, Pai e Lin, em 2004, procuraram avaliar por meio da sobreposição de telerradiografias, se os mini-implantes sofreriam movimentação quando submetidos a forças ortodônticas. Os resultados obtidos demonstraram que os mini-implantes poderiam ser considerados um método de ancoragem estável, contudo não permaneceriam absolutamente imóveis. Os mini-implantes inclinaram significativamente para frente, em média 0,4mm, na cabeça do mini-implante. Os autores ainda recomendaram que a instalação fosse realizada com uma margem de segurança de 2mm entre o mini-implante e a raiz do dente.
Carano et al. (2004) testaram a resistência mecânica dos mini-implantes. Os resultados obtidos demonstraram que o valor médio da resistência à torção dos mini-implantes de 1,5mm foi de 48,7 Ncm e para os de 1,3mm foi de 23,4 Ncm. Já a resistência à flexão para os de 1,5mm e de 1,3mm foram de 120,4 Ncm e de 63,7 Ncm, respectivamente.
Segundo Schnelle et al. (2004), que analisaram radiografias panorâmicas pré-tratamento ortodôntico, verificaram que poucos espaços interdentários teriam dimensões suficientes para acomodar mini-implantes, com exceção das regiões mais apicais, as quais provavelmente estariam em área de mucosa livre. Nas
radiografias pós-tratamento, porém, houve aumento considerável desses espaços. Os autores então sugeriram, a partir dessas observações, a necessidade de um alinhamento dentário inicial, em alguns casos, antes da instalação de mini-implantes. O mini-implante poderia ser classificado em rosqueante ou auto-perfurante. O primeiro, devido ao poder de corte presente, após a osteotomia inicial (perfuração da mucosa gengival e cortical ossea com uma fresa), criaria seu caminho de entrada no osso.O segundo, por não necessitar de fresagem óssea, teria o processo operatório mais simples e rápido. Acreditou-se que os auto-perfurantes apresentariam maior estabilidade primária e ofereceriam maior resistência á aplicação de carga ortodôntica imediata (KIM,AHN,e CHANG, 2005; PARK, KWON e SUNG, 2004 ).
Apesar dos diferentes desenhos, formas e medidas, de acordo com a marca comercial, seria possível dividirmos a constituição dos mini-implantes em três partes distintas: cabeça, perfil transmucoso e ponta ativa (BEZERRA et al.2004)
Uma pesquisa, feita por Huja et al. em 2005, teve como intenção investigar em cães se a resistência à tração dos mini-implantes monocorticais variavam de acordo com o local de instalação, na maxila e mandíbula. Os autores acreditavam que a diferença de espessura da cortical óssea poderia influenciar no potencial de falha desses dispositivos. Os resultados obtidos demonstraram que a resistência à tração diferiu significativamente nas diferentes localizações na mandíbula e na maxila, sendo muito maior na região posterior dos maxilares. Houve uma fraca, mas significante correlação entre resistência à tração e espessura da cortical óssea. Chegou-se a conclusão que a resistência à tração dos mini-implantes corticais seria suficiente para suportar cargas ortodônticas.
No ano de 2005, Cope apresentou um artigo definindo e classificando os dispositivos temporários de ancoragem ortodôntica, cobrindo o seu desenvolvimento histórico, os parâmetros biológicos básicos para o seu uso e as questões que necessitam de maiores pesquisas experimentais, para os mini-implantes se tornarem incorporados à prática diária e rotineira. Como exemplo de questões a serem solucionadas, o autor sugeriu pesquisas mais acuradas quanto à força máxima que poderia ser aplicada a um mini-implante e quanto ao uso de mini-implantes para tratamentos ortopédicos.
De acordo com Melsen, e Verna (2005), as aplicações clínicas dos mini-implantes foram descritas como alternativas aos métodos de ancoragem convencionais. A maioria descreveu casos de pacientes que apresentavam ausências dentárias para aplicação de ancoragem convencional, quando a força da unidade reativa pudesse gerar efeitos colaterais desagradáveis, quando havia a necessidade de movimentação dentária assimétrica em todos os planos do espaço e como alternativa à cirurgia ortognática.
Marassi et al. (2005) avaliaram 190 mini-implantes instalados sem retalho e com aplicação de força ortodôntica imediata (ou no máximo em 30 dias) e obtiveram um índice de sucesso de 91%, enquanto que a maioria dos estudos anteriores indicou índices gerais de sucesso entre 84% e 93%. Os índices de sucesso seriam obtidos logicamente se fossem seguidos adequadamente todos os procedimentos de planejamento e técnica cirúrgica, de modo a proporcionar uma estabilidade primária dos mini-implantes. Outrossim, a escolha do local de instalação, o tipo de mini-implante e o nível de força aplicada seriam importantes. Os autores também aconselharam evitar cirurgias traumáticas, utilizando contra-ângulo de redução, bem como irrigação adequada para não haver aquecimento do osso durante a
perfuração. Quanto ao local de instalação, dever-se-ia evitar a região de mucosa alveolar. Em relação ao tipo de mini-implante, os mais espessos estariam indicados para pacientes dolicofaciais ou com corticais delgadas. Os autores ainda sugeriram evitar força excessiva sobre os mini-implantes durante o tratamento e fornecer orientações pós-operatórias aos pacientes, instruindo sobre a correta higiene oral ao redor dos dispositivos.
Melsen e Verna (2005) relatou que apesar de altos índices de sucesso, as complicações relacionadas aos mini-implantes seriam freqüentes e algumas vezes poderiam ser creditadas às características físicas do parafuso. Esse poderia, por exemplo, sofrer fratura quando sua dimensão transversal fosse muito estreita ou quando a área do pescoço não fosse suficientemente resistente para suportar a tensão do procedimento de remoção. A infecção ao redor dos mini-implantes poderia se desenvolver se a sua porção transmucosa não fosse inteiramente polida; nessas situações se um sistema de mini-implante com comprimento variável de pescoço fosse usado, o clínico poderia selecionar aquele que melhor se adaptasse à área de implantação. Os problemas relacionados ao operador iriam desde a aplicação de excessiva pressão durante a inserção de um mini-implante auto-perfurante (podendo levar à fratura da ponta do mini-implante) até o tremor da chave do mini-implante quando fosse feita a torção. Quanto aos problemas relacionados ao paciente, haveria limitações quando a cortical óssea fosse mais fina que 0,5mm e quando a densidade do trabeculado ósseo fosse baixa. Já em pacientes com mucosa espessa, a distância entre o ponto de aplicação da força e o centro da resistência do mini-implante seria muito maior que o normal, gerando assim um grande momento quando a força fosse aplicada. Segundo o autor, os mini-implantes seriam
contra-indicados em pacientes com alterações sistêmicas do metabolismo ósseo causadas por doenças, medicações e tabagismo exagerado.
De acordo com Carano (2005), a resistência dos mini-implantes superou a maioria das forças ortodônticas, não sendo a fratura um risco muito relevante durante a ativação, mas sim durante os procedimentos de inserção e remoção.
A fratura poderia ocorrer durante a cirugia de instalação, o que seria mais freqüente, ou na remoção dos mini-implantes. Usualmente estaria relacionada ao excesso de pressão aplicada à chave longa de inserção manual ou á utilização de contra-ângulo com torque superior a 10 Ncm. (MARASSI et al., 2005)
Mah e Bergstrandem 2005 produziram um relatório sobre a condição atual dos dispositivos de ancoragem temporária e o impacto que isso teria proporcionado ao planejamento à execução dos tratamentos ortodônticos. Relataram que as falhas e complicações foram dramaticamente reduzidas por meio dos novos desenhos e das novas técnicas de inserção dos mini-implantes, permitindo um grande aumento nos índices de sucesso. Observou-se que os resultados foram mais satisfatórios nos maxilares que nas mandíbulas e mais em adultos, que em crianças
Em 2005, Melsen e Verna classificaram as complicações relacionadas ao uso dos mini-implantes. Entre essas, os autores citaram complicações durante a inserção, onde a falta de estabilidade inicial poderia ser devido à espessura inadequada da cortical óssea, devendo então ser selecionada uma nova localização. Também citaram a inserção do mini-implante no ligamento periodontal ou na raiz do dente e, nesses casos, dever-se-ia remover e eleger um novo sítio. As complicações durante o período da aplicação de força, quando o mini-implante poderia apresentar mobilidade, o profissional não deveria esperar a estabilização, mas sim remover e reposicionar. A hipertrofia da mucosa poderia acontecer na região adjacente ao
mini-implante e geralmente estaria associada a uma deficiência na higiene oral. Quanto ao momento de remoção, o mini-implante poderia não ser retirado facilmente, entretanto, alguns dias após a primeira tentativa de remoção, isso se resolveria naturalmente, pois o dispositivo tenderia a se tornar móvel. Os autores alertaram também para o risco dos mini-implantes fraturarem durante a remoção.
Tido como um dos maiores avanços da Ortodontia contemporânea, e sendo alvo de grande atenção em pesquisas, os mini-implantes ortodônticos estariam disponíveis em titânio, com diferentes graus de pureza e tratamento de superficie, podendo variar entre 4 a 12 mm de comprimento por 1,2 a 2 mm de diâmetro (NASCIMENTO, ARAÚJO e BEZERRA, 2006)
O índice de sucesso na aplicação clinica dos mini-implantes foram estudados extensivamente. Visando examinar as taxas de sucesso e os fatores que poderiam afetar o indice de sucesso clínico dos mini-implantes utilizados como ancoragem ortodôntica, (PARK, JEONG, e KWON, 2006) colocaram 227 mini-implantes em 87 pacientes. Os mini-implantes foram instalados de forma a ficarem com angulações de 30º a 40º em relação ao longo eixo dos dentes superiores, de 10º a 20º em relação aos inferiores e a 90º na região retromolar e na região distovestibular dos segundos molares inferiores. Os seguintes fatores foram avaliados: tipo, comprimento e diâmetro dos mini-implantes, idade e sexo dos pacientes, local que os mini-implantes foram instalados, ângulo de inserção, método e duração da aplicação de força, ligadura utilizada, exposição da cabeça do mini-implante e, ainda, a higiene oral e a presença de inflamação em torno do mini-implante. O tempo médio de aplicação de carga sobre os mini-implantes foi de 15 meses. Em relação ao sexo e idade, não foram encontradas diferenças estatísticamente significantes. Quanto ao local de inserção, os mini-implantes colocados na maxila
tiveram um índice de sucesso maior do que aqueles colocados na mandíbula e os mini-implantes colocados do lado esquerdo tiveram maior sucesso do que aqueles colocados do lado direito, podendo ser devido a facilidade de higiene do lado esquerdo pelos pacientes destros. Não houve diferença estatisticamente significante em relação aos implantes que ficaram com a cabeça exposta em relação aos que tiveram a cabeça coberta por tecido mole, apesar desses últimos terem apresentado maior sucesso clínico. Não houve correlação entre a taxa de sucesso e o método de aplicação de força ou ângulo de inserção dos mini-implantes. Na presença de inflamação e/ou mobilidade, os mini-implantes apresentaram um índice de sucesso significativamente menor. Os autores alcançaram um sucesso de 91% no total da amostra e alertaram que, para minimizar as possíveis falhas, os profissionais deveriam ter cuidados em relação à orientação de higiene, à inflamação ao redor do mini-implante e com a instalação de mini-implantes colocados na mandíbula.
Segundo Motoyoshiem 2006, a intensidade média de torque na colocação de mini-implantes ortodônticos variou de 7,2 Ncm a 13,5 Ncm, dependendo da localização do implante. A densidade óssea aliada à subperfuração poderia influenciar na resistência ao torque de inserção, potencializando o risco de fratura da região próxima à cabeça do parafuso.
Kuroda et al. (2007) compararam os resultados clínicos obtidos em pacientes que apresentavam mordida aberta anterior severa. O estudo foi realizado com uma amostra de 23 pacientes de 16 a 46 anos de idade em que o crescimento ósseo já havia finalizado. Os pacientes apresentavam no mínimo 3mm de mordida aberta e apresentavam Classe I ou Classe II esquelética. Do total da amostra, 10 pacientes foram tratados com intrusão de molares com ancoragem esquelética e os 13 restantes foram tratados com tratamento ortodôntico combinado com cirurgia
ortognática. Os autores verificaram que a intrusão de molares por meio da ancoragem esquelética ocorreu de forma mais simples e se mostrou mais eficaz no tratamento da mordida aberta anterior.
Xun , Zeng , Wang (2007), relataram o tratamento ortodôntico de 12 pacientes que tinham entre 14,3 e 27,2 anos de idade e apresentavam mordida aberta esquelética. No maxilar superior, os autores utilizaram mini-implantes na linha média palatina associados a uma barra transpalatina e, na mandíbula, mini-implantes vestibulares com um arco ou barra lingual. A força de intrusão empregada foi de 150 gramas. Os resultados mostraram que a correção foi feita em um tempo médio de 6,8 meses. O trespasse vertical aumentou 4,2 mm em média, os molares superiores foram intruídos 1,8 mm e os molares inferiores 1,2mm, em média. O ângulo do plano mandibular diminuiu em média 2,3º (anti-rotação mandibular) e a altura facial anterior diminuiu 1,8 mm em média. Assim, concluíram que correção da mordida aberta anterior por meio da intrusão de molares com mini-implantes seria um procedimento por invasivo, muito efetivo e que necessitaria de pouca colaboração por parte do paciente.
O propósito do artigo escrito por Lee et al. 2008 foi verificar as expectativas do paciente, a aceitação e experiência da dor durante a cirurgia de instalação de mini-implantes para ancoragem ortodôntica. Além disso, comparar com o desconforto sentido em outros procedimentos ortodônticos, tais como a extração dental sob anestesia local, a colocação de separadores de 2,1mm de diâmetro e o alinhamento inicial com arcos de 0,016 de Ni-Ti. Neste estudo foi utilizada uma amostra 78 mini-implantes instalados em 37 pacientes, sendo 24 mulheres e 13 homens, com idade média de 23,5 e desvio-padrão de 10,9 anos. Os mini-implantes utilizados foram de 1,3 a 1,4mm de diâmetro e 7mm de comprimento. Em todos os
pacientes, 0,5ml de anestesia local, foi administrada. Para quantificar o desconforto, os pacientes utilizaram uma escada visual analógica, sendo 0 (nenhum desconforto) e 100 (dor insuportável). Os pacientes deveriam quantificar a dor que tinham percebido durante e nos sete dias seguintes após os procedimentos realizados. Após um mês com os mini-implantes, os pacientes preencheram um formulário explicando os sintomas experimentados e o seu grau de satisfação. Os resultados mostraram que o desconforto na cirurgia de colocação dos mini-implantes foi menor que o experimentado durante o alinhamento dental inicial ortodôntico.
2.3 A estrutura interna dos mini-implantes
O principal elemento presente na liga dos mini-implantes é o titânio. De cor cinza, o titânio consiste num metal largamente encontrado no meio ambiente, extremamente resistente á corrosão e, na forma de pó, altamente inflamável e explosivo. Segundo a Organização Mundial de Saúde, WHO (do inglês World Health Organization, 1982) o titânio seria pouco absorvido pelo trato gastrointestinal. Estimou-se que a sua absorção fosse de aproximadamente 3%. O pulmão seria considerado o orgão-alvo primário de deposição do titânio em humanos, embora não fossem encontradas mudanças fibrogênicas nos pulmões de trabalhadores expostos ao pó do titânio. Por ser um metal altamente biocompativel, tornou-se atrativo nas ciências da saúde (WHO, 1982).
O titânio não é de fácil obtenção, pois reage facilmente com o ar, oxigênio, níquel, carbono e hidrogênio, em temperaturas elevadas. Em contato com baixas temperaturas é inerte, em conseqüência da formação de uma película de óxido em sua superfície, o óxido de titânio, que se apresenta em estequiometrias variadas,
como Ti3O, Ti2O, Ti3O2, TiO, Ti2O3 e Ti3O5, sendo o mais estável TiO2 (Dióxido de titânio). Em temperatura ambiente, não é afetado por substâncias ácidas ou alcalinas, sendo assim ideal como composto de implantes no corpo humano (LEE, 1980).
Os metais e ligas metálicas em uso corrente na prática cirúrgica e ortopédicas podem ser subdivididos em três categorias: o do aço inoxidável (AISI 316L e ASTM F- 138), a de liga à base de cromo-cobalto (vitallium) e as ligas de titânio compostas de 90% de Ti, 6% de Al e 4% de V ou 92,5% de Ti, 5% de Al e 2,5% de Fe(COHEN, 1983)
O titânio e suas ligas são amplamente empregados na Implantodontia e os resultados das experiências clínicas comprovaram que esses materiais apresentam excelente biocompatibilidade. Contudo existem ainda dúvidas quanto às propriedades físicas dos implantes de titânio para se obter uma biofixação adequada (BRANEMARK, ZARB e ALBREKTSSON, 1985)
O implante de titânio também pode ser preparado como revestimento poroso, oferecendo maior potencia para a fixação biológica, pois promove o incremento de área de material de implante em contato com o tecido adjacente (COOK et al.,1988).
Os elementos de liga para o titânio podem ser divididos em três categorias: (1) Alfa estabilizadores, tais como, Al, O, N, C; (2) Beta estabilizadores, como, Mo, V, Nb, Ta, Fe, W, Cr, Si, Co, Mn, H; (3) neutros, como, Zr.
As ligas Alfa e Próximas de Alfa são geralmente não tratadas termicamente e soldáveis, apresentam superior resistência à corrosão, boa tenacidade ao dobramento e boa resistência ao escoamento em altas temperaturas. Por outros
lado as ligas Alfa + Beta não possuem boa resistência ao escoamento em altas temperaturas, mas possuem boas propriedades para a conformação plástica. São tratadas termicamente para um moderado acréscimo de resistência mecânica. As ligas Beta possuem um baixo módulo elástico e uma superior resistência a corrosão, Bania P.J., in: D. Eylon, R.R. Boyer, D.A. Koss 1993, e Schutz,R.W. in: D. Eylon, R.R. Boyer, D.A.Koss 1993
Segundo Azevedo (1996), dentre as ligas metálicas utilizadas como implante cirúrgico, a demanda para o titânio e suas ligas vem crescendo desde sua introdução, em 1947, e estima-se que mais de mil toneladas de componentes de titânio sejam implantadas anualmente em pacientes nas áreas de ortopedia, implantes dentários e cirugias buço-maxilo-faciais. As ligas de titânio comerciais para biomateriais podem ser classificadas, em termos da microestrutura,como: Alfa, Alfa+Beta e Beta e apresentam uma maior relação entre resistência e peso do que os seus competidores, além de oferecer elevada biocompatibilidade e alta resistência á corrosão. A gama de propiedades mecânicas vai da liga de Ti comercialmente puro, de alta ductilidade, até ligas tratadas termicamente com limite de resistência acima de 900 Mpa.
O titânio seria geralmente visto como uma substância pouco reativa, com efeitos colaterais mínimos (LUGOWSKI et al., 2000).
A liga de titânio mais utilizada seria a Ti-6Al-4V (Titânio tetra-vanádio hexa-aluminio) e corresponderia a 50% de todo titânio utilizado. Uma das suas principais aplicações foram realizadas na Medicina e na Odontologia, pela sua biocompatibilidade, sendo utilizada em próteses parciais e totais de quadril, joelho, ombro, cotovelo, dedos e em parafusos de fixação óssea na maxila e mandibula. Essa liga apresenta alta resistência específica, que seria a proporção entre
resistência e densidade, além de possuir boa resistência à corrosão (KUPHASUK et al.,2001).
Segundo Shaeffer (2001). as ligas de titânio são classificadas de acordo com as fases presentes em sua microestrutura em temperatura ambiente. A liga de titânio mais utilizada comercialmente é a liga alfa+beta, Ti-6Al-4V, esta liga contém 6% de Al que estabiliza a fase alfa,aumentando a temperatura de transformação alfa+beta---beta, além disso, a presença de alumínio nesta liga aumenta a resistência mecânica a altas temperaturas
A liga de titânio Ti-6Al-4V teria alumínio em sua composição, com o objetivo de aumentar a resistência à fadiga e à corrosão dessas ligas. O alumínio seria um dos elementos mais abundantes na crosta terrestre na forma de óxido de alumínio (Al2O3) e seria um dos poucos elementos na natureza que não apresentaram nenhuma função biológica significativa. Talvez por isso tenha sido considerado inofensivo, entretanto, a exposição a altas concentrações poderia causar problemas de saúde, principalmente na forma de íons, quando solúvel em água. Embora existam controvérsias, a ingestão prolongada do alumínio, em altas concentrações poderia levar a sérios problemas de saúde como: demência, danos ao sistema nervoso central, perda de memória, câncer de pulmão, Mal de Alzheimer e fortes tremores. Algumas pessoas poderiam ainda manifestar alergia ao alumínio, sofrendo dermatites de contato, inclusive desordens digestivas ao ingerir alimentos cozidos em recipientes de alumínio (LUCKEY; VENUGOPAL, 1997; KAWAHARA, 2005)
Também com o objetivo de aumentar a resistência à fadiga e á corrosão das ligas de titânio, o vanádio foi acrescido à liga Ti-6Al-4V (titânio tetra-vanádio hexa-aluminado). Considerado um elemento relativamente tóxico, os sinais de toxicidade variam tanto em espécie quanto em dosagem. A maior fração do vanädio ingerida
não seria absorvida pelo organismo, sendo excretada com as fezes. A parcela absorvida do elemento pelos rins, ossos e fígado seria de aproximadamente 5%. O vanádio sérico consistiria num bom indicador de elevada ingestão de vanádio na dieta, sendo que valores acima de 1,0 ng/mg poderiam indicar exposição excessiva. Uma série de substâncias, inclusive o EDTA(Ácido etilenodiamenatetracético), o ácido ascórbico, cromo, proteína, íon ferroso, cloro e hidróxido de aluminio,
poderiam reduzir a toxicidade do vanádio.
(http:/www.serrana.com.br/n_boletins.asp?Tipo=n&id=79).
O titânio possui duas formas cristalográficas. Quando em temperatura ambiente, o titânio comercialmente puro tem forma hexagonal densamente agrupada (hcp), que corresponde a estrutura cristalina da fase Alfa.
Acima da temperatura de 883°C o titânio passa para forma cúbica de corpo centrado (ccc) conhecida como fase Beta. Ela pode ser prontamente soldada, forjada e usinada, e é disponível em uma ampla variedade de produtos fabricados. A presença de duas fases (Alfa + Beta) provoca, um aumento considerável do limite de ruptura desta liga, que se apresenta duplicado em relação ao titânio puro. (JACHINOSKI, AND SILVA, 2005).
PROPOSIÇÃO
3 PROPOSIÇÃO
Esta pesquisa teve o intuito de realizar uma análise metalográfica da microestrutura interna de 12 mini-implantes ortodônticos, divididos em 3 grupos, de acordo com a marca comercial. Foram utilizados dispositivos das marcas SIN e Conexão, fabricados no Brasil, e da marca Dewimed, fabricada na Alemanha.
MATERIAL E MÉTODOS
4 MATERIAL E MÉTODOS
A metodologia empregada nesta pesquisa baseia-se nas normas ASTM E3 ed. 01 (Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens); ASTM E7 , ed. 03 (Standard Terminology Relating to Metallography); ASTM E407, ed. 99 (Standard Practice for Microetching Metals and Alloys). Essas normas são descritas pela ASTM International, originalmente conhecida como American Society for
Testing and Materials (ASTM), entidade que produz normas técnicas para análise de
materiais, produtos, sistemas e serviços.
Também foi empregada a norma ISO 5832-3 (Implants for surgery - Metallic
materials Part 3), determinada pela "International Organization for Standardization",
que diz respeito às ligas de Titânio hexa-Alumina tetra-Vanádio (Ti-6Al-4V).
4.1 Material
Foram utilizados nesta pesquisa 18 mini-implantes ortodônticos, autoperfurantes, fabricados com ligas de titânio, sendo:
6 mini-implantes ortodônticos autoperfurantes da marca DEWIMED (Tuttlingen, Alemanha), nas seguintes dimensões: 1,6mm de largura, 2,5mm de perfil transmucoso e 9,0mm de comprimento, obtidos de dois lotes distintos.
6 mini-implantes ortodônticos autoperfurantes da marca SIN (São Paulo, Brasil), tipo High Utility, nas medidas: 1,4 mm de largura, 1,0 mm de perfil transmucoso e 8,0 mm de comprimento, obtidos de dois lotes distintos.
6 mini-implantes ortodônticos autoperfurantes da marca CONEXÃO (São Paulo, Brasil), nas medidas de 1,5mm de largura, 1,0 de perfil transmucoso e 9mm de comprimento , obtidos de dois lotes distintos.
Além disso, foram empregados os seguintes materiais no preparo das amostras:
Resina acrílica (Polímero de Metil Metacrilato)
Serra circular de mesa da marca Arotec com disco cortante da marca Norton Lixadeira circular de mesa
Lixas d’água números: 150, 220, 320, 400 e 600
Abrasivo de pasta de diamante com granulação de 6µm, 3µm e 1µm na politriz Reativo Kroll’s, que contém em sua composição: 10ml HF, 5ml HNO3, 85ml H2O Microscópio óptico da marca Union Optical Co. (Tókio, Japão), modelo Neomet,
Nº de serie: 84139, com aumento de até 2000 vezes.
4.2 Métodos
4.2.1 Divisão dos grupos experimentais
Os grupos experimentais foram divididos em três, denominados: Grupo “1”: composto por mini-implantes da marca Dewimed; Grupo “2”: composto por mini-implantes da marca Sin; Grupo “3”: composto por mini-implantes da marca Conexão.
4.2.2 Preparo da Amostra:
Devido às dimensões dos mini-implantes e a dificuldade de manuseio, a amostra foi embutida, a frio, em resina acrílica (Polímero de Metil Metacrilato), como mostra a Figura 4.1.
Figura 4.1 - Corpos de prova embutidos em resina acrílica
Os corpos de prova foram então seccionados, com o auxílio de uma serra circular de mesa. Em cada um dos grupos (1, 2 e 3), três mini-implantes foram seccionados transversalmente e três unidades foram seccionadas longitudinalmente. Em seguida, os corpos de prova foram lixados sucessivamente com lixas d´água de granulações 150, 220, 320, 400 e 600 em lixadeira circular de mesa, sempre lubrificado com água de modo a obter uma superficie plana e homogênea.
Após o acabamento na lixa 600, a amostra foi polida utilizando-se como abrasivo a pasta de diamante de 6µm. Em seguida empregou-se a pasta abrasiva de 3µm e o acabamento final foi obtido com o emprego da pasta de diamante de 1µm (Figura 4.2).
SIN DEWIMED CONEXÃO
4.2.3 Ataque Químico
Após o polimento dos mini-implantes, foi realizado o ataque químico para o contraste da microestrutura do parafuso. O ataque químico para a observação longitudinal dos parafusos foi realizado com reativo Kroll´s, composto por 10mL HF, 5mL HNO3 e 85mL H2O. Já para a observação dos cortes transversais dos mini-implantes empregou-se, para o ataque químico, a solução composta por 6g de NaOH, 60 mL de H2O e 10 mL de H2O2. Esse líquido agiu por contato durante 20 segundos. Logo em seguida, os corpos de prova foram secos com jato de ar quente. Este processo revelou a microestrutura da amostra, propiciando um bom contraste das fases Alfa e Beta sob a observação em microscópio óptico.
4.2.4 Análise Metalográfica
Após as etapas de preparação e ataque ácido das amostras, procedeu-se a observação das mesmas em um microscópio óptico. O objetivo de uma análise metalográfica é o de revelar as fases globulares, assim como a estrutura interna de um metal ou de ligas metálicas.
RESULTADOS
5
RESULTADOSTodas as análises foram realizadas em um laboratório, especializado na caracterização e testes de materiais, denominado TORK – Controle Tecnológico de Materiais Ltda., localizado em São Paulo, S.P.
Estão dispostos abaixo os resultados obtidos na avaliação dos cortes longitudinais e nos cortes transversais dos mini-implantes ortodônticos. Os cortes longitudinais foram analisados visualmente para a detecção de bolhas, fraturas e fissuras na estrutura interna dos mini-implantes. Os cortes transversais foram avaliados e comparados com manual de normas técnicas européias ETTC 2.
5.1 Avaliação dos cortes longitudinais 5.1.1 Mini-implantes da marca Dewimed
Figura 5.1.- Núcleo do parafuso com ampliação de 400x da marca DEWIMED
Figura 5.2.- Rosca do para-fuso com ampliação de 50x da marca DEWIMED
Figura 5.3.- Rosca do para-fuso com ampliação de 400x da marca DEWIMED
5.1.2 Mini-implante da marca SIN
Figura 5.4 - Núcleo do parafuso com ampliação de 400x da marca SIN
Figura 5.5 - Roscas do para-fuso com ampliação de 50x da marca SIN
Figura 5.6 - Roscas do para-fuso com ampliação de 400x da marca SIN
5.1.3 Mini-implantes da marca CONEXÃO
Figura 5.7 - Núcleo do parafuso com ampliação de 400x da marca CONEXÃO
Figura 5.8 - Roscas do parafuso com ampliação de 50x da marca CONEXÃO
Figura 5.9 - Roscas do parafuso com ampliação de 400x da marca CONEXÃO
Segundo o relatório de ensaio 07065435 MESP, datado de 20 de junho de 2007 e assinado por Leopoldo Rosalin de Oliveira, engenheiro responsável pelo Laboratório Tork, foram observadas microestruturas homogêneas e livres de descontinuidades. Também não foram detectados defeitos, tanto no núcleo como nas roscas dos mini-implantes de todas as marcas avaliadas,
5.2 Avaliação dos cortes transversais
A análise metalográfica dos cortes transversais dos mini-implantes realizou-se com base na norma ISO 5832-3 (Implants for surgery - Metallic materials - Part 3), determinada pela "International Organization for Standardization".
As investigações da estrutura interna das ligas de titânio devem seguir as normas do manual ETTC2. Neste manual constam microfotografias, que na série A, variam de A1 até A24 e representam barras de titânio hexa-Alumina tetra-Vanádio (Ti-6Al-4V) em cortes transversais avaliados por microscopia óptica com aumento de 200 vezes. Estas imagens, de A1 até A24, estão representadas no capítulo Apêndice.
Observa-se, na constituição interna das ligas com suas fases globulares, que estas são compostas pelo arranjo microestrutural das fases Alfa e Beta. O titânio fase Alfa mostra-se em cor clara, enquanto que o titânio fase Beta apresenta-se em cor escura.
Ressalta-se que somente os padrões A1 até A10 são aceitos pela ETTC-2 como adequados para a confecção de mini-implantes ortodônticos, uma vez que são aqueles que apresentam nítida distinção entre as fases globulares, grânulos de tamanho reduzido em ambas as fases e equilíbrio no percentual de Alfa e Beta, fatores estes que evidenciam uma alta qualidade de sua estrutura interna.
Figura. 5.10 - Imagens micrográficas dos cortes transversais dos mini-implantes das marcas DEWIMED (esquerda) SIN (centro) e CONEXÃO (direita) com ampliação de 200x.
O relatório do ensaio 08099291 MESP, assinado por Leopoldo Rosalin de Oliveira, engenheiro responsável pelo Laboratório Tork, datado de 10 de setembro de 2008, informou que as três marcas de mini-implantes apresentaram microestrutura bimodal, com fases Alfa e Beta cuja proporção variou entre A1 e A9, conforme o descrito na ETTC-2. Atendem, portanto às normas estabelecidas pelo “Technical Committee of European Titanium Producers”.
O relatório informa ainda que na análise das microestruturas dos mini-implantes, os corpos de prova da marca “DEWIMED” e da marca “SIN” foram classificados como do tipo A1. Já os mini-implantes de marca “CONEXÃO” apresentaram classificação A9, segundo o documento ETTC-2.
DISCUSSÃO
6 DISCUSSÃO
A década de oitenta marcou o início do uso generalizado de implantes dentais na odontolgia, com o objetivo de substituir dentes perdidos e restabelecer a função mastigatória (ADELL, 1981; ROBERTS, 1884). Os ortodontistas perceberam, logo de início, a grande utilidade dos implantes dentais como recurso adicional de ancoragem nos tratamentos corretivos (TURLEY et al., 1988; FÁVERO, BOLLO e BRESSAN, 2002; CHENG,et al 2004; HUANG, SHORWELL e WANG, 2005).
Os sucessores dos implantes dentais como recurso de ancoragem em ortodontia foram os mini-implantes, que pelo fato de possuírem estrutura menor que os implantes dentais, simplificaram a técnica de inserção, sem contudo perder estabilidade nos movimentos dentais (COSTA e RAFFINI, 1998; MIYAWAKI, 2003; VILELA, 2004; LIOU, PAI e LIN, 2004; CARANO et al., 2004; KIM, AHN, e CHANG, 2005; PARK, KWON e SUNG, 2004; HUJA et al., 2005; COPE, 2005; MARASSI et al., 2005; NASCIMENTO, ARAÚJO e BEZERRA, 2006). Estes dispositivos mostraram, sob análise histológica em animais, segurança em seu uso (MELSEN e LANG, 2001; PARK, 2003).
Os mini-implantes beneficiaram todos os movimentos ortodônticos usualmente realizados em tratamentos corretivos, uma vez que propiciavam ancoragem adequada para a correção de mordidas abertas ou profundas, verticalização de molares, distalizações e mesializações dentais. (CREEKMORE e EKLUND, 1983; BAE, 2002; KURODA, KATAYAMA e TAKANO-YAMAMOTO, 2004; PARK, KWON e KWON, 2004; PARK, KWON e SUNG, 2004; TEIXEIRA e ESCÓSSIA JR., 2004; XUNG, 2007)
Notamos, ao revisar a literatura, a inexistência de pesquisas que realizassem análises mais detalhadas da estrutura interna dos mini-implantes e isto nos entusiasmou em desenvolver este trabalho, com avaliação micrográfica dos mini-implantes ortodônticos. O objetivo de uma análise metalográfica é revelar as fases, assim como a estrutura de metais e suas ligas, por meio de avaliação em microscópio.
Para atingir este intento, são necessárias diversas etapas de preparação das amostras, conforme descritas no capítulo Material e Métodos. Estes procedimentos dependem do tipo de material a ser analisado, assim como da especificidade do problema a ser avaliado.
Por este motivo as amostras dos mini-implantes foram seccionadas no sentido longitudinal e transversal. O primeiro corte visa identificar a presença de descontinuidades, tais como bolhas, fissuras ou falhas na estrutura interna dos mini-implantes, problemas estes que poderiam induzir a fraturas durante os processos de inserção ou remoção das peças. Já o corte transversal tem como objetivo avaliar a composição das fases da liga de Titânio empregada na fabricação dos mini-implantes.
Para explicar melhor, dizemos que a liga de Titânio é composta da fusão das fases Alfa e Beta. A fase Alfa, que existe até 883ºC, apresenta estrutura hexagonal e compacta. É uma liga mole, que apresenta boa resistência mecânica e tenacidade, mas possui pouca ductibilidade. Já a fase Beta, com grade cristalina cúbica de corpo centrado, possui boa formabilidade, boa resistência à fadiga a frio e a quente, porém apresenta grande vulnerabilidade à contaminação pela atmosfera (JACHINOSKI e SILVA, 2005).
Por este motivo utilizam-se comercialmente ligas que reúnem as fases Alfa+Beta, uma vez que apresentam uma combinação das duas fases em sua microestrutura, o que confere boa formabilidade e boa resistência à fadiga à frio(JACHINOSKI e SILVA, 2005).
A liga de titânio mais utilizada comercialmente é a liga Alfa + Beta denominada Titânio hexa-Alumina tetra-Vanádio (Ti-6Al-4V). Esta liga contém 6% de Al que estabiliza a fase Alfa, aumentando a temperatura de transformação de Alfa+Beta para Beta. Além disso, a presença de alumínio nesta liga incrementa a resistência mecânica em altas temperaturas. A adição de 4% de vanádio aumenta a resistência mecânica por dois mecanismos: por solução sólida e por estabilizar a fase Beta na temperatura ambiente (SHAEFFER, 2001).
Os metais e as ligas metálicas freqüentemente utilizadas na prática cirúrgica e ortopédica podem ser subdivididos em três categorias: o aço inoxidável, as ligas a base de cromo-cobalto e as ligas de Titânio compostas, em geral, por 90% Ti, 6% Al e 4% V (COHEN, 1983)
O Titânio não é de fácil obtenção, pois reage facilmente com o ar, oxigênio, níquel, carbono e hidrogênio, em temperaturas elevadas. A baixas temperaturas é inerte, em conseqüência da formação de uma película de óxido em sua superfície. O óxido de titânio se apresenta como Ti3O, Ti2O, Ti3O2, TiO, Ti2O3 e Ti3O5, sendo o mais estável TiO2(dióxido de titânio). O Titânio, em temperatura ambiente, não é afetado por substâncias ácidas ou alcalinas, sendo assim ideal como composto de implantes no corpo humano (LEE, 1980).
Além disso, o implante de Titânio apresenta-se com os tecidos adjacentes bem vascularizados, confirmando sua alta bioatividade, maior flexibilidade, isto é, um menor módulo de elasticidade, quando comparado com outros metais. Estes fatores
associados podem melhorar a osseointegração e a fixação mecânica. (CHRISTENSEN et al 2000). O Titânio possui duas formas cristalográficas. Quando em temperatura ambiente, o Titânio comercialmente puro tem forma hexagonal densamente agrupada (hcp), que corresponde a estrutura cristalina da fase Alfa. Acima da temperatura de 883°C o titânio passa para forma cúbica de corpo centrado (ccc) conhecida como fase Beta. Estas estruturas estão esquematicamente representadas a seguir.
Figura 6.1 - Estrutura cristalográfica do titânio comercialmente puro
Os elementos que compõem as ligas de Titânio podem ser divididos em três categorias: (1) Alfa estabilizadores, tais como, Al, O, N, C; (2) Beta estabilizadores, como, Mo, V, Nb, Ta, Fe, W, Cr, Si, Co, Mn, H; (3) neutros, como, Zr.
As ligas Alfa são geralmente não tratadas termicamente e soldáveis, apresentam superior resistência à corrosão, boa tenacidade ao dobramento e boa resistência ao escoamento em altas temperaturas. Por outro lado, as ligas Alfa + Beta não possuem boa resistência ao escoamento em altas temperaturas, mas
