Un arco de alambre en ortodoncia es un alambre conformado al arco alveolar o dental que puede usarse con aparatos dentales como fuente de fuerza para corregir irregularidades en la posición de los dientes . También se puede utilizar un arco de alambre para mantener las posiciones dentales existentes; en este caso tiene una finalidad retentiva . [1]
Los arcos de ortodoncia se pueden fabricar a partir de varias aleaciones , más comúnmente acero inoxidable , aleación de níquel-titanio (NiTi) y aleación de beta-titanio (compuesta principalmente de titanio y molibdeno ).
Los metales nobles como el oro, el platino, el iridio, la plata y sus aleaciones se utilizaron desde el principio en el campo de la ortodoncia debido a su buena resistencia a la corrosión. Algunas de las otras cualidades que tenían estas aleaciones eran alta ductilidad, rigidez variable (con calor), alta resiliencia y facilidad de soldadura. Las desventajas de estas aleaciones fueron: Menos elasticidad, menor resistencia a la tracción y mayor costo. La composición tanto de platino como de paladio elevó el punto de fusión de la aleación y la hizo resistente a la corrosión. El material de cobre, junto con el trabajo en frío del material, dio resistencia a la aleación. La composición de la aleación de los alambres fabricados con metales nobles sería Oro (55%-65%), Platino (5-10%), Paladio (5-10%), Cobre (11-18%) y Níquel (1-2). %). Esta composición era similar a la de las aleaciones de fundición de oro tipo IV. Edward Angle introdujo por primera vez la plata alemana en la ortodoncia en 1887 cuando intentó sustituir los metales nobles en esta práctica. En ese momento, John Nutting Farrar condenó a Angle por utilizar un material que provocaba decoloración en la boca. Luego, en 1888, comenzó a alterar la composición de la aleación de la plata alemana . Sin embargo, las composiciones de Angle eran extremadamente difíciles de reproducir y, por lo tanto, el uso de aleaciones a base de plata no se popularizó en ortodoncia. También se sabía que Angle utilizaba materiales como caucho, vulcanita , cuerda de piano e hilo de seda. [2]
En 1929, se introdujo el acero inoxidable para la fabricación de electrodomésticos. Este fue el primer material que realmente sustituyó el uso de aleaciones nobles en Ortodoncia. Las aleaciones de alambre de acero, en comparación con los metales nobles, eran relativamente más baratas. También tenían una mejor formabilidad y se pueden usar fácilmente para soldar y soldar para la fabricación de aparatos de ortodoncia complejos. [3] Las aleaciones de acero inoxidable son del tipo austenítico "18-8" que contienen Cromo (17-25%) y Níquel (8-25%) y Carbono (1-2%). [4] [5] El cromo en esta aleación de acero inoxidable forma una fina capa de óxido que bloquea la difusión de oxígeno en la aleación y permite la resistencia a la corrosión de esta aleación. Angle utilizó acero inoxidable en su último año practicando ortodoncia. Lo usó como alambre de ligadura en la boca de su paciente. En aquella época, Emil Herbst era el principal oponente de las aleaciones a base de acero inoxidable. Según él, prefería utilizar aleaciones nobles en lugar de acero inoxidable. En 1950, la mayoría de los ortodoncistas en los Estados Unidos utilizaban la aleación de acero inoxidable de la serie 300 , ya que los ortodoncistas europeos creían en el uso de aparatos funcionales como el aparato Activator con las maloclusiones del paciente. [ cita necesaria ]
Los arcos de acero inoxidable tienen alta rigidez , baja elasticidad, resistencia a la corrosión, rango bajo y buena formabilidad. Estos alambres suelen ser más baratos que otros arcos y pueden usarse fácilmente como arcos de "trabajo" en un tratamiento de ortodoncia. El cierre de espacios después de las extracciones a menudo se realiza colocando estos arcos en la boca.
Este tipo de arco de acero inoxidable está formado por múltiples alambres SS de 0,008 pulgadas enrollados entre sí. Hay 3 tipos: Coaxial, Trenzado y/o Trenzado. El tipo de arco coaxial incluye 6 hebras de 0,008 pulgadas que se enrollan entre sí. El arco de alambre trenzado incluye 8 hebras y el arco de alambre retorcido incluye 3. Estos alambres pueden tener forma redonda o rectangular de acero inoxidable. Las propiedades de estos alambres son drásticamente diferentes a las de los tradicionales arcos de acero inoxidable. Tienen baja rigidez y pueden usarse para la etapa inicial de nivelación y alineación en ortodoncia. Sin embargo, debido a su límite elástico inferior, pueden deformarse fácilmente si actúa cualquier otra fuerza, como la de los alimentos. [6]
Arthur J. Wilcock, junto con Raymond Begg , crearon el "arco de alambre australiano" en la década de 1940 en Australia . Era un metalúrgico de Victoria, Australia . Este arco se utilizó de forma destacada en lo que se conoce como Técnica de Begg. Begg buscaba un alambre de acero inoxidable que fuera ligero, flexible y permaneciera activo durante largos períodos de tiempo en la boca. El alambre tenía alta resiliencia y tenacidad y fue tratado térmicamente. El cable inicial producido tenía una dimensión de 0,018 pulgadas. [7] Estos alambres se utilizan a menudo en el tratamiento de mordidas profundas debido a su mayor resistencia a la deformación permanente. [8] El alambre está compuesto de Hierro (64%), Cromo (17%), Níquel (12%) y otros.
En la década de 1950, la aleación de cobalto y cromo comenzó a utilizarse en ortodoncia. Rocky Mountain Orthodontics comenzó a comercializar la aleación de cobalto y cromo como Elgiloy en la década de 1950. Fue la Elgin National Watch Company la que introdujo esta aleación, compuesta de cobalto (40%), cromo (20%), hierro (16%) y níquel (15%). Elgiloy ofrecía mayor resistencia y fuerza, sin embargo, su rigidez era débil. Este tipo de alambres todavía se venden como aleaciones conocidas como Remaloy, Forestaloy, Bioloy, Masel y Elgiloy. Sin embargo, su uso ha disminuido en todo el campo de la ortodoncia debido al hecho de que en el tratamiento actual no se necesitan curvaturas complejas en los alambres. [9]
Elgiloy está disponible en cuatro niveles de resiliencia. Elgiloy azul (blando), Elgiloy amarillo (dúctil), Elgiloy verde (semirresiliente) y Elgiloy rojo (resiliente).
La aleación NiTi fue desarrollada en 1960 por William F. Buehler, quien trabajó en el Laboratorio de Artillería Naval en Silver Springs, Maryland . El nombre Nitinol proviene de Níquel (Ni), Titanio (Ti), Laboratorio de Ordenanza Naval (nol). La primera aleación de ortodoncia de níquel titanio (NiTi), introducida por Andraeson. Esta aleación se basó en la investigación realizada por Buehler. Desde su introducción, los alambres fabricados con aleaciones de Niti se han convertido en una parte importante del tratamiento de ortodoncia. La composición del alambre tiene 55% Níquel y 45% Titanio. La primera aleación de alambre de ortodoncia de níquel-titanio fue comercializada por Unitek Corporation, ahora conocida como 3M Unitek. Estas aleaciones tienen baja rigidez, superelasticidad, alta recuperación elástica, amplio rango elástico y eran frágiles. Los alambres de niti iniciales no tenían efecto de memoria de forma debido al trabajo en frío del alambre. Por lo tanto, estos alambres eran pasivos y se consideraban una aleación martensítica estabilizada.
Los arcos pseudoelásticos de Niti se lanzaron comercialmente en 1986 y eran conocidos como NiTi japonés y NiTi chino . El arco japonés Niti fue producido por primera vez por Furukawa Electric Co en 1978. Miura et al. fueron los primeros en informar su uso en ortodoncia. [10] La aleación japonesa se comercializó como Sentalloy . Las aleaciones de NiTi activadas por calor se hicieron populares y estuvieron disponibles comercialmente en la década de 1990. [11] Los cables Niti chinos también fueron desarrollados en 1978 por el Dr. Hua Cheng Tien en un instituto de investigación en Beijing, China . Este alambre fue reportado por primera vez en la literatura de ortodoncia por el Dr. Charles Burstone . Estas aleaciones son aleaciones austenticas-activas y la transición de la fase austenítica a la fase martensítica se produce debido al contacto del alambre con una fuerza.
En 1994, Ormco Corporation introdujo esta aleación. Esta aleación fue desarrollada con la ayuda de Rohit Sachdeva y Suchio Miyasaki. Inicialmente estaba disponible en tres formas de transición de temperatura: superelástico (CuNiTi 27 °C), activado por calor (CuNiTi 35 °C) y (CuNiTi 40 °C). Esta aleación está compuesta por níquel, titanio, cobre (5%) y cromo (0,2% - 0,5%). [12] La adición de cobre conduce a temperaturas de transición mejor definidas en esta aleación. [13]
Se sabe que los cables Niti tienen una propiedad única de memoria de forma. Los alambres de Niti pueden existir en dos formas conocidas como austeníticas y martensíticas . Una fase de temperatura conocida como rango de transición de temperatura (TTR) sirve para definir estas fases anteriores del cable Niti. Por debajo de la temperatura TTR, los cristales de los alambres de Niti existen en forma martensítica y por encima de la TTR, existen cristales en forma austenítica. La forma austenítica ocurre a altas temperaturas, bajas tensiones y la fase martensítica ocurre a bajas temperaturas y altas tensiones. La forma austenítica tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC) y la martensítica tiene una estructura monoclínica, triclínica o hexagonal distorsionada. El alambre se fabrica y fabrica a temperaturas que existen por encima del TTR. A medida que el cable se calienta por encima de esta temperatura, recuerda su forma original y se adapta a ella. Por ello, esta propiedad del alambre se conoce como aleación con memoria de forma . [14]
Los arcos termodinámicos graduados poseen diferentes TTR en diferentes segmentos de los arcos (frontal, premolar y molar), que corresponden respectivamente a las áreas frontal, premolar y molar del arco dental. Los segmentos frontales poseen la temperatura de transición más alta, seguidos por los segmentos premolares. Las temperaturas de transición más bajas se informaron para los segmentos molares. [15]
Se sabe que los cables Niti tienen otra propiedad única conocida como superelasticidad. Es el comportamiento "similar al caucho" presente en la aleación con memoria de forma Niti. Los alambres superelásticos de Niti tienen una excelente recuperación elástica en comparación con otros alambres de Niti. También pueden generar fuerzas constantes sobre una gran deflexión del cable. [dieciséis]
El titanio puro puede existir en dos fases: Alfa y Beta. La fase alfa representa baja temperatura (por debajo de 885 °C) y la fase beta representa alta temperatura (por encima de 885 °C). Charles J. Burstone y el Dr. Goldberg desarrollaron el β-Titanio cuando combinaron molibdeno con titanio puro . [17] Idearon esta aleación para permitir que estos alambres produzcan fuerzas biomecánicas más bajas en comparación con los alambres de acero inoxidable y cobalto-cromo-níquel. Tienen mejor conformabilidad y recuperación elástica que los alambres de acero inoxidable. Por ello, esta aleación pasó a conocerse como aleación de Beta-Titanio. Se compone de titanio (79%), molibdeno (11%), circonio (6%) y estaño (4%). Esta aleación se conoce comercialmente con el nombre de TMA o aleación de Titanio-Molibdeno . [18] Esta aleación no incluye níquel y puede usarse en pacientes alérgicos al níquel. Los alambres TMA tienen superficies rugosas y producen la mayor fricción de todos los alambres utilizados en ortodoncia, como se encontró en un estudio realizado por Kusy et al. en 1989. [19]
Este tipo de arco es una marca de beta titanio.
Los alambres utilizados en esta fase inicial de un tratamiento de ortodoncia requieren que tengan baja rigidez, alta resistencia y un largo rango de trabajo. El alambre ideal para utilizar en esta fase del tratamiento es un arco de Níquel-Titanio. La baja rigidez permitirá que se produzcan pequeñas fuerzas cuando el alambre se inserte en las ranuras de los dientes del bracket. Una alta resistencia evitaría cualquier deformación permanente cuando el alambre se inserta en dientes muy apiñados. [20]
Hay evidencia que demuestra que los alambres de NiTi superelásticos de múltiples hebras pueden producir un mayor movimiento dental que los de NiTi superelásticos de una sola hebra cuando se usan como primer arco en un aparato ortopédico fijo (“vía de tren”). [21] [ necesita actualización ] El uso de acero inoxidable multifilar versus NiTi superelástico no tiene una diferencia notable en el dolor experimentado por el usuario. Actualmente se requiere más investigación para determinar la superioridad del material del arco en términos de tasa de alineación, tiempo hasta la alineación, dolor y reabsorción radicular. [21]