vanessa ruzanowsky grillo avaliação da força de atrito

VANESSA RUZANOWSKY GRILLO
AVALIAÇÃO DA FORÇA DE ATRITO GERADA EM BRAQUETES
CERÂMICOS COM E SEM CANALETAS METÁLICAS
CAMPINAS
2009
VANESSA RUZANOWSKY GRILLO
AVALIAÇÃO DA FORÇA DE ATRITO GERADA EM BRAQUETES
CERÂMICOS COM E SEM CANALETAS METÁLICAS
Dissertação apresentada ao Centro de
Pós-Graduação/CPO
São
Leopoldo
Mandic, para obtenção do grau Mestre em
Odontologia.
Área de Concentração: Ortodontia.
Orientador: Prof. Dr. Rogério Heládio
Lopes Motta.
CAMPINAS
2009
Aos meus familiares, por me alertarem sobre a
importância de estar sempre atualizada pela ciência,
pela motivação e incentivo sempre.
AGRADECIMENTOS
Ao Centro de Pós Graduação e Faculdade de Odontologia São Leopoldo Mandic
nas pessoas do seu Reitor, Prof. Dr. José Luiz Cintra Junqueira e seu Diretor, Prof.
Dr. Thomaz Wassall.
Aos professores, discentes e funcionários desta Instituição, pela acolhida e
convivência nestes três anos de curso.
Ao meu orientador Prof. Dr. Rogério Heládio Lopes Motta, o qual estimulou o senso
critico e avaliação criteriosa durante toda a pesquisa, acolhimento e força para
seguir em frente. Minha sincera gratidão pela sua ativa e direta participação neste
trabalho, resultando minha admiração pela sua competência e caráter.
A Profa. Dra. Flávia Martão Flório pelos ensinamentos e pelo auxílio na realização
da análise estatística deste trabalho.
Ao Prof. Marcelo Fabian Martins, por compartilhar o seu dispositivo para avaliação
de atrito na realização deste estudo.
À Dental Morelli®, a qual se tornou um campo fértil para estudos e desenvolvimento
científico.
Aos amigos e colaboradores Emanoel Ribeiro e equipe, os quais fazem parte do
laboratório de qualidade da Dental Morelli® pela dedicação aos estudos tornando-se
parte fundamental do presente estudo.
Às colegas Cáudia Giacomini e Maria Sussuni Zamora, pela amizade e experiências
trocadas.
E todos aqueles que de alguma forma colaboraram com a realização da pesquisa.
“Jamais considere seus estudos uma
obrigação, mas como uma oportunidade
invejável (....) para aprender a conhecer a
influencia libertadora da beleza do reino
do espírito, para seu próprio prazer
pessoal e para proveito da comunidade à
qual seu trabalho pertencer”
(Albert Einstein)
RESUMO
O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da presença de canaleta metálica em
braquetes estéticos, considerando-se a força de atrito, Clarity®(G1) e
Transcend®(G2). Para tanto, foi utilizado um dispositivo adaptado a máquina EMIC
DL2000 para simular uma situação de movimento de retração na mecânica de
deslize. A movimentação simulada foi relacionada a um segmento da arcada
superior do lado direito, de incisivo central ao segundo pré-molar. “Foram realizados
14 testes em duplicatas, com fios de aço inoxidável “.019X.025” e ligadura elástica
convencional e de mesmo lote. A velocidade do ensaio foi de 10mm/min. Para cada
teste realizado, foram trocados os fios e ligaduras. Os parâmetros avaliados foram
atrito estático (AE), atrito dinâmico (AD) e força máxima (FM). Os dados foram
tabulados e submetidos à análise estatística (Teste t de Student e Mann-Whitney,
α=5%). Para G1, os resultados (Média±DP) foram: AE (681,2gf ± 26,4), AD (717,2gf
± 38,5), FM (787,8gf ± 40,8) e para G2: AE (442,3 gf ± 67,5), AD (466,0 gf ± 77,0) e
FM (517,9gf ± 89,4). Houve diferença estatística significativa para todos os
parâmetros avaliados (p<0,001). Concluiu-se que o braquete Clarity®, que possui
canaleta metálica, gera maior atrito que o braquete Transcend®.
Palavras-chave: Braquetes estéticos. Atrito. Fio de aço inoxidável. Caneleta metálica
Movimento ortodôntico. Ortodontia.
ABSTRACT
The aim of this study was to evaluate the effect of stainless steel slots in esthetic
brackets considering frictional force. (Clarity®(G1) and Transcend®(G2). For this
purpose a device adapted to an EMIC DL2000 machine was used to simulate a
situation of the movement of retraction by sliding mechanics. The simulated
movement was related to a segment of the maxillary arch on the right side, from the
central incisor to the second premolar. Fourteen tests were performed in duplicate,
with “.019X.025” stainless steel wires and conventional elastic ligatures of the same
lot. The test speed was 10mm/min. For each test performed, the wires and ligatures
were changed. The parameters evaluated were static friction (SF), dynamic friction
(DF) and maximum force (MF). The data were tabulated and submitted to statistics
analysis (Student’s-t and Mann-Whitney tests, α=5%). For G1, the results (Mean±SD)
were: SF (681.2gf ± 26.4), DF (717.2gf ± 38.5), MF (787.8gf ± 40.8) and for G2: SF
(442.3.2gf ± 67.5), DF (466.0.2gf ± 77.0), MF (517.8gf ± 89.4). There was statistically
significant difference for all the parameters evaluated. (p<0.001). It was concluded
that the Clarity® bracket which has a stainless steel slots, generates greater friction
than the Transcend bracket®.
Keywords: Esthetic brackets. Frictional. Stainless steel wires. Stainless steel slots
Orthodontic moviment. Orthodontic.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 –
Braquetes utilizados.
25
Figura 2 –
Dispositivo para simulação de atrito.
26
Figura 3 –
Posicionamento do segmento do arco no dispositivo.
27
Figura 4 –
Parâmetros avaliados em cada teste de deslize realizado.
28
Gráfico 1 –
Médias obtidas (±DP) para a força máxima para os dois
grupos avaliados.
Gráfico 2 –
Médias obtidas (±DP) para o atrito estático para os dois
grupos avaliados.
Gráfico 3 –
29
30
Médias obtidas (±DP) para o atrito dinâmico para os dois
grupos avaliados.
30
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ .9
2 REVISÃO DE LITERATURA ................................................................................ .12
3 PROPOSIÇÃO ............................................................. ..........................................24
4 MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................... .25
4.1 Grupos avaliados ............................................................................ ..................25
4.2 Ensaio laboratorial ........................................................................................... .25
4.3 Análise Estatística......................................................................................... ....28
5 RESULTADOS...................................................................................................... .29
6 DISCUSSÃO ......................................................................................................... .31
7 CONCLUSÃO ....................................................................................................... .35
REFERÊNCIAS........................................................................................................ .36
11
1 INTRODUÇÃO
Na Ortodontia, um dos métodos mais comuns de transladar um dente é
usando a mecânica de deslize (Burrow, 2009). Nessa técnica o movimento
mesiodistal é completo guiando o dente através de um arco contínuo com o uso de
um braquete ortodôntico. Entretanto, a desvantagem dessa técnica é o atrito entre o
braquete e fio (Kusy, Whitley, 2007).
O atrito é definido como a força que retarda ou resiste ao movimento
relativo de dois objetos em contato e essa direção é tangencial a um limite comum
de duas superfícies de contato. Na mecânica de deslize o atrito é determinado pelo
tipo de arco, tipo de braquete e tipo de ligadura (Bednar et al., 1991; Ehsani et al.,
2009).
Com o surgimento de novos materiais no mercado odontológico, o estudo
do atrito e dos fatores que o influenciam podem implicar diretamente na seleção dos
materiais a serem utilizados no tratamento ortodôntico, uma vez que desempenha
papel importante na força necessária para deslizar o fio na canaleta do braquete,
pois a presença de atrito pode interferir na movimentação dentária retardando-a ou
até anulando-a (Maltagliati et al., 2006). Assim o conhecimento das propriedades
físicas dos materiais com os quais o ortodontista está habituado a trabalhar tem
grande relevância e reflete diretamente no seu cotidiano clínico (Baggio et al., 2007).
A maioria dos braquetes fabricados é de aço inoxidável devido à sua
propriedade mecânica adequada, boa resistência à corrosão e baixo custo (Baggio
et al., 2007). Os braquetes plásticos foram nos anos 1970 os primeiros acessórios
ortodônticos estéticos lançados no mercado sendo compostos por polímeros
10
denominados policarbonatos (Fernandez, Canut, 1999). Devido ao alto número de
desvantagens, uma vez que sua instabilidade estrutural permitia absorção de água,
pigmentação excessiva, distorção acentuada e quebra freqüente, esses braquetes
foram progressivamente substituídos pelos acessórios cerâmicos (Gottlieb et al.,
1991).
O braquete cerâmico foi introduzido em 1986 e seu uso vem crescendo
até os dias de hoje pelo aumento da demanda de pacientes ortodônticos que
procuram um tratamento estético. Estes são feitos de óxido de alumínio (Al²O³),
chamado de alumina., existindo dois tipos destes braquetes no mercado: alumina
policristalina e alumina monocristalina ou braquete de safira (Johnson et al., 2005).
Tem sido relatado que a força de atrito dos braquetes cerâmicos é maior
pela sua superfície rugosa (Kusy, Witley, 1990). Além disso, a característica química
da alumina na superfície cerâmica pode causar aderência da alumina na superfície
do fio. Isto pode gerar uma alta força de atrito nos braquetes, e reduzir a força
ortodôntica em 12% a 60% (Johnson et al., 2004). Por causa desses problemas
associados com a força de atrito, uma canaleta de metal foi inserida nos braquetes
cerâmicos para que diminuísse a força de atrito gerada pelos braquetes cerâmicos,
uma vez que o aço inoxidável mostrou-se em estudos prévios, menor força de atrito
(Whadhwa et al., 2004).
Bednar et al. (1991) e Ireland et al. (1991) afirmaram que ocorre um
aumento do atrito nos braquetes de aço inoxidável à medida que aumenta a
dimensão do fio, ocorrendo o inverso com os braquetes cerâmicos. Os mesmos
autores relatam que de maneira geral, os braquetes cerâmicos produzem menos
atrito que os de aço inoxidável. Kusy & Whitley (1990) e Dawing et al. (1994) não
encontraram diferenças significantes nos níveis de atrito entre os braquetes de aço
11
inoxidável e os cerâmicos. Entretanto autores como Maltagliati et al. (2006)
mostraram que ainda existem controvérsias a respeito do atrito em braquetes
cerâmicos.
Atualmente ainda são escassos os trabalhos avaliando atrito em
braquetes cerâmicos. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi comparar o
efeito da presença da canaleta metálica em dois braquetes de alumina policristalina,
de uma mesma marca, avaliando o atrito em um dispositivo o qual permite a
movimentação de deslize do fio em noventa graus com a canaleta do braquete por
um método computadorizado, sem nenhuma possível interferência externa. Além da
diferenciação da mecânica de deslize com maior ou menor atrito,o objetivo do
estudo se deu pela grande diferença de preço existente entre os dois tipos de
braquetes.
12
2 REVISÃO DE LITERATURA
Huffman & Way (1983) realizaram um estudo clínico para comparar a taxa
média de movimento de inclinação de caninos retraídos com arcos redondos 0,016 e
0,020 polegadas, com uma força contínua de 200g, em braquetes não angulados
com canaleta de 0,022x0,028 polegadas. O canino foi retraído com arco 0,016
polegadas em um dos lados da arcada e do outro lado foi retraído com um arco
0,020 polegadas. Não houve diferença significativa entre a taxa de movimento do
dente com a variação da espessura dos arcos. Após um período de 10 semanas a
quantidade média de inclinação para 17 caninos com arco 0,016” foi de 5,3 graus e
para os 17 caninos com arco 0,020” foi de 1,7 graus. Uma vez que menos inclinação
ocorreu com arco 0,020” e as taxas de movimento foram similares, parece haver
uma vantagem em retrair dentes caninos através de arco redondo 0,020” ao invés de
arco redondo 0,016”.
Drescher et al. (1989) estudaram o atrito entre braquetes e fios.
Desenvolveram um teste de atrito para simular a translação tridimensional de um
dente a fim de estudar os fatores que afetam a força de atrito. Cinco fios (aço
inoxidável standard, aço Hi-T, Elgiloy blue, nitinol e o TMA), em cinco espessuras
(0,016”, 0,016x0,022”, 0,017x0,025”, 0,018”e 0,018x0,025”) foram examinados com
relação ao tamanho de braquetes (2,2mm, 3,3mm e 4,2mm) para quatro níveis de
força de retardo (0,1,2 e 3 Newtons) onde 1N = 102g. Verificaram que os seguintes
fatores afetam a força de atrito em ordem decrescente: a força de retardo
(resistência biológica), a rugosidade da superfície do arco, a dimensão do arco no
sentido vertical, a largura do braquete e as propriedades elásticas do fio. Os autores
recomendaram então a aplicação do arco de aço 0,016x0,022” combinado com o
13
braquete médio (3,3mm) ou o de (4,2mm) com o slot 0,018” para um mecanismo de
arco guia.
Angolkar et al. (1990) tiveram como objetivo do estudo determinar a
resistência do atrito dos braquetes cerâmicos utilizados em combinação com fios de
diferentes ligas e espessuras, durante o movimento de translação do braquete. Os
resultados com os braquetes cerâmicos também foram comparados com os
resultados dos braquetes de aço inoxidável, fios de diferentes espessuras e secção
transversal de aço inoxidável, Cromo-cobalto, Beta-titânio e nickel-titânio em
braquetes cerâmicos monocristalinos com canaletas 0,018” e 0,020”. O atrito do fio
nos braquetes cerâmicos aumentou da mesma forma que houve um aumento da
espessura do fio, e os arcos retangulares produziram maior atrito do que os fios
redondos. Os resultados seguiram a mesma tendência geral daqueles resultados
encontrados em braquetes de aço inoxidável, entretanto, fios em braquetes
cerâmicos geram forças de atrito significativamente maiores do que em braquetes de
aço inoxidável.
Pratten et al. (1990) afirmaram que a resistência ao atrito nos aparelhos
ortodônticos é reconhecida por muitos clínicos como sendo prejudicial ao movimento
dentário. O propósito do estudo foi comparar as forças de atrito estático entre
braquetes de aço inoxidável e braquetes cerâmicos. Os testes foram feitos em meio
seco e saliva artificial. Um peso de 300g foi suspenso no arco para simular a força
normal e uma força horizontal adicional foi aplicada até que o movimento do arco
fosse iniciado. Os braquetes de aço inoxidável apresentaram menores coeficientes
de atrito do que os braquetes cerâmicos. Esses resultados mostraram que sob
condições experimentais os braquetes cerâmicos, arcos de nickel titânio e saliva
aumentariam a resistência ao atrito.
14
Kusy & Withley (1990) estudaram a rugosidade de superfície e o
coeficiente de atrito em 16 combinações de composições de arcos e braquetes. A
amostra incluiu um arco retangular para cada um dos quatro principais grupos de
ligas e braquetes de aço inoxidável e alumina policristalina. Os autores verificaram
que a média de coeficiente de atrito cinético da combinação de aço inoxidável foi
menor que a do arco de aço inoxidável com braquete de alumina cristalina.
Prososki et al. (1991) estudaram a rugosidade superficial e a força de
atrito estático de nove ligas de fio de níquel titânio, uma liga de fio de aço inoxidável,
uma liga de fio de cromo cobalto. Os resultados mostraram que as ligas de fio de
cromo cobalto e níquel titânio com exceção do Sentalloy e Orthonol exibiram menor
atrito; a liga de fio de aço inoxidável e beta titânio mostraram maior atrito; a liga de
aço inoxidável mostrou maior lisura, enquanto o níquel titânio Marsenol e Orthonol
foram mais rugosos, não sendo encontrada relação significativa entre média
aritmética de rugosidade e valores de força de atrito.
Bednar et al. (1991) simularam a retração de canino para avaliar a
diferença da resistência ao atrito entre arcos de aço inoxidável e braquetes
cerâmicos amarrados com elastômeros, aço inoxidável e autoligados. Cada braquete
com canaleta de 0,018x0,025”. Os arcos usados foram 0,014”, 0,016”, 0,018”,
0,016x0,016” e 0,016x0,022” de aço inoxidável. Os braquetes autoligados não
demonstraram possuir menor atrito do que aqueles amarrados com elásticos ou
braquetes de aço inoxidável autoligados. Para a maioria das espessuras dos fios, os
braquetes cerâmicos amarrados com ligadura elástica demonstraram atrito superior
quando comparados com outras combinações de técnicas de amarração do
braquete.
15
Ireland et al. (1991) realizaram um trabalho com o objetivo de considerar o
atrito no encaixe do segmento bucal durante a redução do trespasse horizontal. Foi
comparado o atrito dos braquetes de aço inoxidável e cerâmico em fios de NITI, e
aço inoxidável de duas espessuras, e um fio estético. Os fios foram amarrados aos
braquetes com ligaduras elásticas. Comparando os braquetes de aço inoxidável e
cerâmicos, os cerâmicos apresentaram maior força de atrito, mas somente quando
combinados com fios retangulares menores.
Tanne et al. (1991) investigaram a natureza da fricção entre o fio
ortodôntico e os vários braquetes cerâmicos. A quantidade de movimento do dente
com braquetes de metal e cerâmicos foi medida, e as superfícies do fio foram
examinadas microscopicamente imediatamente após o movimento do dente artificial.
A quantidade de movimento do dente produzida pelos braquetes cerâmicos foi
significativamente menor do que aquela produzida pelo braquete metal. As
superfícies do fio foram riscadas mais obviamente pelos braquetes cerâmicos do que
pelo braquete de metal. As superfícies das canaletas e as bordas dos braquetes
cerâmicos eram substancialmente mais porosas e mais ásperas do que aquelas
superfícies do braquete de metal. Estas diferenças de materiais entre os braquetes
de metal e cerâmicos afetam significativamente a eficiência do movimento
ortodôntico do dente.
Keith et al. (1993) investigaram o atrito estático de dois tipos de braquetes
cerâmicos e um tipo de braquete de aço inoxidável combinados com fios de aço
inoxidável retangulares. As variáveis investigadas foram: material do braquete, força
de amarração e se os braquetes eram novos ou usados. Sem exceção os testes
revelaram que os dois tipos de braquetes cerâmicos produziram maior força de atrito
em relação aos braquetes de aço inoxidável. Após um período de simulação de uso
16
do braquete, o atrito tendeu a aumentar com maior força de amarração, enquanto
que os dois braquetes cerâmicos diminuíram sensivelmente seu atrito nas duas
forças de amarração inferiores. Os braquetes cerâmicos usados provocaram
desgastes abusivos das superfícies do fio e conseqüentes detritos, que contribuíram
para as mudanças no atrito observado nos braquetes Starfire e Allure III. Os
braquetes Dentaurum produziram mínimo atrito em todos os testes e mudanças
insignificantes com o uso.
Dickson et al. (1994) estudaram a força de atrito de cinco fios de
alinhamento inicial combinados com braquetes de aço inoxidável Edgewise, canaleta
.022”x.030”, com torque e angulação zero. O arco foi angulado em zero, cinco e dez
graus em uma máquina universal Instron (Instron Ltd., Reino Unido). Os resultados
demonstraram que o atrito estático aumentou significativamente com o aumento de
angulação do fio; o fio de aço inoxidável coberto por epóxi apresentou o atrito mais
elevado e o fio coaxial o mais baixo; o fio de fibra óptica apresentou baixo atrito e o
coeficiente de atrito seguiu a tendência do atrito estático em todos os testes.
Dowing et al. (1994) realizaram um trabalho in vitro com o objetivo de
comparar a força de atrito estático e cinético gerada por braquetes cerâmicos e de
aço inoxidável em combinação com fios de diferentes espessuras e material, sob
condições controladas, durante o movimento de translação no braquete. A
amarração do fio no braquete foi efetuada com ligadura elástica. Concluíram que a
força de atrito estático foi superior à força de atrito cinético. Não houve diferença
significativa entre as forças de atrito geradas pelos braquetes de aço inoxidável e
cerâmicos.
Telepsis et al. (1994) realizaram um estudo quantificando a força de atrito
dinâmico de deslizamento entre diferentes braquetes e arcos, estudando as
17
variáveis: material do fio, material do braquete, angulação braquete /fio e lubrificação
com saliva artificial. Observaram que das quatro variáveis investigadas, todas
tiveram uma influência significativa no atrito; braquetes de policarbonato mostraram
atrito mais elevado, enquanto os braquetes de aço inoxidável, menor atrito.
Edwards et al. (1995) realizaram uma pesquisa in vitro, comparando o
efeito de várias técnicas de amarração ortodôntica na força de atrito estático de
braquetes de aço inoxidável e arcos sobre condições secas e úmidas. Foram
analisadas as técnicas: ligas elásticas amarradas convencionalmente e no padrão
em oito, ligaduras de aço inoxidável e ligaduras revestidas de Teflon. Os resultados
revelaram que as ligas elásticas amarradas em oito produziram atrito significante
superior em relação aos outros métodos testados, sob condições secas e úmidas.
Nenhuma diferença significativa foi encontrada nos outros métodos de amarração
testados.
Meling et al. (1997) investigaram o efeito da rigidez e curvatura dos fios
ortodônticos. Um modelo teórico e experimental tem sido estabelecido quando forças
de tensão e compressão são aplicadas em um arco para simular o efeito de atrito
adicional durante a ativação e desativação respectivamente. Os resultados
mostraram que a tensão aumenta a rigidez do fio, e que a força de compressão
aumenta a flexibilidade. Assim, mais força será necessária durante a ativação e mais
força será perdida durante a desativação. A quantidade de força perdida aumenta
quase linearmente com o aumento da força de atrito. Durante a ativação, a
porcentagem de aumento na força devido ao atrito para uma dada deflexão é igual à
perda da força com o atrito durante a desativação. O atrito afeta fios flexíveis, finos,
mais do que os fios pesados
18
Kapur Wadhwa et al. (1999a) mediram e compararam o atrito gerado
entre braquetes de titânio e aço inoxidável, Edgewise, com canaletas 0,018” e 0,022”
foram testados com diferentes tamanhos de arcos retangulares de diferentes
tamanhos. A amostra foi composta por 180 fios ortodônticos e 180 braquetes. Os
braquetes de titânio mostraram força de atrito estático e dinâmico menores com o
aumento da espessura do fio, entretanto os braquetes de aço inoxidável mostraram
força de atrito estático e dinâmico inferior com o aumento da espessura do fio.
Kapur Wadhwa et al. (1999b) mediram e compararam o atrito gerado por
um projeto experimental repetitivo e não repetitivo para avaliar se o uso do braquete
influenciava o atrito. Braquetes Edgewise com canaletas 0,018” e 0,022” de aço
inoxidável e de titânio foram testados. Os resultados mostraram haver uma distinta
tendência para a média da força de atrito ser maior com o uso repetitivo dos
braquetes.
Thorstenson & Kusy (2001) avaliaram as propriedades de atrito entre
braquetes convencionais de aço inoxidável combinados com fios de aço inoxidável
retangulares amarrados com ligaduras de aço inoxidável, além das propriedades de
atrito de braquetes autoligados, amarrados ao mesmo fio, com angulação de
segunda ordem. Na configuração passiva os braquetes convencionais exibiram atrito
similar ao autoligados abertos, enquanto os braquetes autoligados fechados não
receberam atrito. Na configuração ativa, todos os braquetes exibiram aumento do
atrito ao deslizamento, assim como o aumento da angulação. Em todas as
angulações, o atrito de braquetes autoligados fechados foi menor que os braquetes
convencionais, devido à ausência de amarração.
O atrito de 2 braquetes cerâmicos com canaleta metálica (Luxi® e
Clarity®) foi comparado com os 2 braquetes convencionais do aço inoxidável (Mini-
19
Taurus® e Mini-Twin®) in vitro. Três mapas dimensionais mostram que os braquetes
cerâmicos com canaletas metálicas podem funcionar comparavelmente aos
braquetes convencionais do aço inoxidável e que inserções do ouro 18 kt parecem
superiores às inserções do aço inoxidável. Porque as morfologias de inserções do
metal são melhoradas, estes braquetes cerâmicos com canaletas de metal
fornecerão não somente melhor estética entre os braquetes, mas igualmente a
fricção mínima entre os braquetes convencionalmente ligados (Kusy, Whitley, 2001).
Iwasaki et al. (2003) afirmaram que a eficiência do movimento dentário
associado com mecânicas ortodônticas pede ser comprometida pelo atrito entre o
arco e braquete. O estudo examinou a força de amarração quando um braquete
desliza ao longo do arco. A força de amarração afrouxada e apertada da ligadura de
aço inoxidável foi aferida por alguns ortodontistas e esses valores foram
reproduzidos por um operador para calibrar o dispositivo. Dez indivíduos mastigaram
chiclete no local para determinar se a variação eliminou o atrito quando comparado
com as medidas in vitro. Os resultados sugeriram que a vibração introduzida pela
mastigação não eliminou o atrito quando o braquete deslizou ao longo do arco.
Cash et al. (2004) realizaram um estudo in vivo comparando o atrito
estático e cinético de oito diferentes arcos testados em braquetes Edgewise simples
de aço inoxidável com canaleta de 0.022”x 0.028”. Todos os arcos avaliados tinhas
espessura de 0.019”x0.025” fabricados com as seguintes ligas: β-Ti, de baixo atrito,
colorido de: β-Ti-aqua, honeydew, purple e violet (Ormco Corporation), β-Ti íon
implantado TMA (Ormco Corpotation), Timolium (TP Industres Inc), e de aço
inoxidável como controle. Foram encontrados que os arcos de β-Ti com íon
implantado e de TMA padrão tiveram vantagens significativas sobre o aço inoxidável.
20
Johnson et al. (2004) compararam a tensão de fratura das aletas de sete
braquetes cerâmicos. Para cada grupo foram usados 10 braquetes de incisivo
central superior. Os braquetes foram colados em cilindros de aço inoxidável e
testados em uma máquina universal (Instron 1123/5500, Canton, Mass). Foi
amarrado um amarril de aço inoxidável nas aletas disto-incisais de cada braquete
para testar sua tensão de fratura. Os braquetes com estrutura semi-geminda, com
alets de dimensões maiores e com superfície mais lisa apresentaram resistência a
fratura por tensão significativamente maior que os braquetes geminados, com aletas
de dimensões menores e superfície topograficamente mais rugosa O único braquete
monocristalino do estudo não fraturou, diferentemente dos braquetes policristalinos.
Whadhwa et al. (2004) compararam o atrito entre os braquetes cerâmicos
e de aço inoxidável. Foram utilizados 60 braquetes para cada tipo de braquetes
sendo: cerâmico Clarity (3M Unitek Corporation), cerâmico Contour (Class One
Orthodontics, Lubbock, Texas, EUA), cerâmico Transcend (3M Unitek Corporation) e
de aço inoxidável Miniatre Twin (3M Unitek Corporation). O braquete Clarity
demostrou valores de força de atrito comparáveis ao do braquete de aço inoxidável.
O Transcend mostrou maior força de atrito estático e cinético em relação aos demais
braquetes.
Maltagliati et al. (2006) estudaram por meio de revisão de literatura e
pesquisa comercial as características dos braquetes estéticos disponíveis no
mercado enfatizando os interesses clínicos afirmaram que os braquetes estéticos
cerâmicos apresentam características muito satisfatórias e possibilitam efetuar
qualquer tratamento ortodôntico, independente da quantidade de movimentação,
Como sugestão preconizaram o uso dos braquetes cerâmicos com canaletas
metálicas, ou para tratamentos mais longos os monocristalinos.
21
Whitley & Kusy (2007) utilizaram novas ligas alternativas para produtos
ortodônticos, uma vez que a ocorrência de alergia por níquel aumentou de forma
significativa. Os autores avaliaram arcos de aço inoxidável ou beta-titânio (β-Ti) em
braquetes de titânio comercialmente puros (CP-Ti). Após inúmeros testes, os autores
verificaram uma similaridade de propriedades (como a geração de atrito) entre as
ligas avaliadas.
Baggio et al. (2007) compararam o atrito produzido por braquetes
cerâmicos policristalinos de aço inoxidável, quando comparados com fios de aço
inoxidável na mecânica de deslize. Como resultado, os autores concluíram que os
coeficientes de atrito verificados na combinação braquete cerâmico e fio de aço
inoxidável foram superiores aos da combinação braquete de aço inoxidável e fio de
aço inoxidável. Os pesquisadores concluíram que a execução de mecânica de
deslize é facilitada quando são utilizados braquetes de aço inoxidável com fios de
aço inoxidável.
Reicheneder et al. (2007) compararam o atrito de quarto braquetes
estéticos convencionais com dois braquetes estéticos autoligados. Foram usados
braquetes de primeiro pré-molar superior da prescrição Roth, e fios retangulares de
aço e TMA de duas espessuras, sendo usados também elásticos modulares para os
braquetes convencionais. O resultado obtido foi menor atrito para os dois braquetes
estéticos autoligados em
comparação com os quatro braquetes estéticos
convencionais.
Martins (2008) apresentou em sua dissertação um dispositivo que simula
o máximo de possibilidades de más posições dentárias, viabilizando a realização de
diversos testes de atrito ou testes de força das hastes depreendida no sistema entre
arcos e braquetes. O dispositivo compreende uma base de fixação de aço
22
inoxidável, com alguns adaptadores desenvolvidos para montagem da referida base
na máquina de teste de tração convencional, do tipo, por exemplo, EMIC DL 2000. A
maior vantagem do presente dispositivo reside no fato do mesmo permitir testar o
atrito e a força das hastes de tração aplicadas aos conhecidos arcos ortodônticos e
braquetes, objetivando simular as incorretas posições dos dentes, aplicando sobre
estes tensões para obter uma boa oclusão e estética. Outra vantagem é que através
do dispositivo em questão é permitido alcançar padronização nas variadas situações
para a realização de testes.
Zamora at al. (2008) avaliaram a força de atrito gerada em três diferentes
braquetes metálicos (Roth Balance, GAC® (1); Gemini, 3M® (2) e Monobloc
Morelli®. Para tanto, foi utilizado um dispositivo adaptado à máquina EMIC DL2000
para simular uma situação de movimento de retração na mecânica de deslize. A
movimentação simulada foi relacionada a um segmento da arcada superior do lado
direito, de incisivo central ao segundo pré-molar. Concluiu-se que o braquete G1
(Roth Balance, GAC®) foi o que apresentou os piores resultados dentre os
parâmetros avaliados.
Burrow (2009) fez uma revisão critica avaliando o atrito no contexto do
movimento de deslize do braquete ao longo do fio quando o atrito é apenas um
componente da resistência total, sendo feito o estudo devido ao surgimento no
mercado de braquetes autoligados. Estudos clínicos mostram que a resistência do
movimento ocorre também por um fenômeno denominado binding, o qual é igual
para os braquetes convencionais e auto ligados, ocorrendo o binário do fio
retangular nas bordas das canaletas do braquete dificultando o movimento.
Concluiu-se que para os limites clínicos, os braquetes autoligados não reduzem o
23
tempo de tratamento total, pois este não depende apenas da redução do atrito,
existindo outros fatores que os influenciam.
Ehsani et al. (2009) compararam a quantidade de resistência de atrito
expressada entre os braquetes autoligados e braquetes ligados convencionalmente.
Concluíram que comparando os braquetes autoligados e convencionais, os
autoligados produziram menor atrito quando usados com arcos de baixa espessura
na ausência de tip e/ou torque e um arco idealmente alinhado. Observaram também
que não existem evidencias suficientes para provar que os arcos retangulares com
tip e/ou torque e arcadas com consideráveis maloclusões teriam o atrito diminuído
quando usados braquetes autoligados.
Ioi et al. (2009) compararam o atrito de braquetes plásticos pré-ajustados
com ligaduras convencionais e ligaduras de baixa fricção. Para o experimento foi
usado quatro braquetes plásticos de incisivo central superior até o primeiro pré-molar
superior e fios de aço inoxidável e níquel titânio. Para os dois tipos de fios, os
braquetes com ligaduras de baixa fricção apresentaram atrito significantemente
menor do que os braquetes ligados com ligaduras convencionais.
24
3 PROPOSIÇÃO
O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da presença da canaleta metálica
em braquetes estéticos, considerando-se a força de atrito.
25
4 MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 Grupos avaliados
Para a realização dessa pesquisa foram usados dois tipos de braquetes
da marca 3M Unitek®: Grupo 1 (G1) – braquetes de alumina policristalina com
canaleta metálica – nome comerical Clarity®; Grupo 2 (G2) - braquetes de alumina
policristalina sem canaleta metálica – nome comercial Transcend® (figura 1). Para
cada grupo foram realizados 14 testes em duplicatas.
G2 - Transcend®
G1 - Clarity®
Figura 1 – Braquetes utilizados
4.2 Ensaio laboratorial
Para avaliar o atrito foi utilizado um dispositivo (Martins et al., 2008)
adaptado na máquina EMIC DL2000 para simular uma situação de movimento de
retração na mecânica de deslize em uma velocidade de 10mm/min. Esse dispositivo
é composto por uma base de fixação de aço inoxidável, onde são encaixadas barras
cilíndricas, fixadas por parafusos. Cada barra cilíndrica possui uma cavidade própria
para a colagem dos braquetes. Sobre cada uma destas é montado um braquete
26
permitindo que, juntos, possam simular grupos de dentes. A figura 2 mostra as
partes constituintes do dispositivo.
8
Figura 2 – Dispositivo para simulação de atrito.
Os braquetes foram previamente presos com elástico corrente a um
suporte de padronização para a colagem dos braquetes, o centralizador, nas barras
cilíndricas, de modo que todos ficassem com a mesma distância entre si, com a
mesma altura e com o mesmo relacionamento vestíbulo lingual, anulando todos os
torques e todas as inclinações dos mesmos. Este suporte foi adaptado ao dispositivo
e os braquetes foram presos nele com resina fotopolimerizável da Dental Morelli®.
Para testar o atrito foram seguidos passos fundamentais para a mecânica de deslize:
os braquetes estavam todos alinhados e nivelados através de um centralizador
procurando o máximo de padronização entre os grupos para que se pudessem evitar
fatores que influenciassem na veracidade dos resultados (Martins, 2008). Esta forma
de montagem e ajuste através do centralizador evita um sério problema que
seria a inclinação de todo o conjunto dos cinco braquetes em relação à base
do dispositivo, o que poderia gerar atrito adicional no momento do teste, fio
de aço inoxidável retangular .019” x .025” em vareta por apresentar menor atrito do
27
que os fios de outras ligas, de acordo com Kapur Wadhawa et al. (1999a) e Poroski
et al. (1991).
Os parâmetros avaliados foram atrito estático (AE), atrito dinâmico (AD) e
força máxima (FM), de acordo com Burrow (2009). A movimentação simulada foi
relacionada a um segmento da arcada superior do lado direito (de incisivo central ao
segundo pré-molar – figura 3), atingindo uma amostra total de 28 segmentos de
arcada para cada tipo de braquete. Para cada teste realizado foram trocados o
segmento de fio e a ligadura elástica (Ioh et al., 2009), sendo estes da marca Dental
Morelli® e de um mesmo lote para que a força de amarração fosse sempre igual.
Figura 3 – Posicionamento do segmento do arco no dispositivo.
Em cada teste realizado, foram considerados 3 parâmetros no movimento
de deslize para a tabulação dos dados:
a) Força máxima (FM): a maior força necessária para conseguir o movimento
de deslize do fio;
28
b) Atrito estático (AE): o atrito inicial gerado no movimento de deslize.
c) Atrito dinâmico (AD): o atrito feito durante toda a movimentação de deslize.
A figura 4 mostra um gráfico que exemplifica a forma como as medidas
foram consideradas em cada teste de simulação de movimento realizado.
Figura 4 – Parâmetros avaliados em cada teste de deslize realizado (Burrow, 2009).
4.3 Análise Estatística
Após a realização das baterias de testes, os dados foram tabulados e
submetidos à análise estatística (Teste t de Student e Mann-Whitney, com nível de
significância de 5%).
29
5 RESULTADOS
Como podemos observar no gráfico 1, em relação à força máxima (FM), a
média (±DP) para G1 foi de 787,8gf ± 40,8 e para G2 foi de 517,9gf ± 89,4. Quando
realizada a comparação entre os grupos, houve diferença estatística significativa
(p<0,001).
900,0
Força máxima (gf)
800,0
700,0
600,0
500,0
400,0
787,8
300,0
518,7
200,0
100,0
0,0
Clarity
Transcend
Gráfico 1 – Médias obtidas (±DP) para a força máxima para os dois grupos avaliados. Letras
distintas significam diferença estatisticamente significativa (p<0,05).
Observando o gráfico 2, em relação ao atrito estático (AE), a média (±DP)
para G1 foi de 681,2gf ± 26,4 e para G2 foi de 442,3gf ± 67,5. Quando realizada a
comparação entre os grupos, houve diferença estatística significativa (p<0,001).
30
800,0
Atrito Estático (gf)
700,0
600,0
500,0
400,0
300,0
681,2
442,3
200,0
100,0
0,0
Clarity
Transcend
Gráfico 2 – Médias obtidas (±DP) para o atrito estático para os dois grupos avaliados.
Letras distintas significam diferença estatisticamente significativa (p<0,05).
Representado no gráfico, em relação ao atrito dinâmico (AD), a média
(±DP) para G1 foi de 717,2gf ± 38,5 e para G2 foi de 466gf ± 77. Quando realizada a
comparação entre os grupos, houve diferença estatística significativa (p<0,001).
800,0
Atrito Dinâmico (gf)
700,0
600,0
500,0
400,0
717,2
300,0
466,0
200,0
100,0
0,0
Clarity
Transcend
Gráfico 3 – Médias obtidas (±DP) para o atrito dinâmico para os dois grupos avaliados.
Letras distintas significam diferença estatisticamente significativa (p<0,05).
31
6 DISCUSSÃO
Alguns estudos têm avaliado o atrito em braquetes ortodônticos em
ensaios laboratoriais. Para tanto, a maioria deles têm utilizado a máquina de ensaio
universal (EMIC DL2000) para fazer a avaliação de atrito. Entretanto, poucos
trabalhos têm avaliado segmentos de arcos com braquetes fixados, o que segundo
Martins et al. (2008) e Burrow (2009), não é o ideal para este tipo de ensaio uma vez
que não se aproxima das condições clínicas do tratamento ortodôntico. No sentido
de aprimorar este tipo de dispositivo, estudos como o de Zamora et al. (2008) e Ioh
et al. (2009) utilizaram um dispositivo que favorece uma maior simulação de
posicionamento para o braquete. No presente estudo, este tipo de simulador
também foi utilizado, o que segundo estes autores, é um método preciso e eficaz
para este tipo de análise.
O resultado do presente estudo para os coeficientes de atrito estático (o
atrito inicial gerado no movimento de deslize), atrito dinâmico (o atrito feito durante
toda a movimentação de deslize), e força máxima (a maior força necessária para
conseguir o movimento de deslize do fio) foi menor atrito nos braquetes Transcend®
- alumina policristalina sem canaleta metálica (p<0,001). Estes dados não
corroboram com os autores Keith et al. (1993), Tselepis et al. (1994) e Wadhwa et al.
(2004), que encontraram resultados opostos ao presente estudo, onde os braquetes
que tiveram menor atrito foram os braquetes cerâmicos com canaleta metálica.
Estes resultados diferentes em estudos prévios de atrito que podem ser
explicados pelas diferentes técnicas empregadas nos ensaios, como por exemplo, a
angulação dos braquetes em relação ao fio, sendo que no presente estudo os
braquetes estavam todos alinhados e nivelados. Esta situação é mais próxima
32
clinicamente para uma mecânica de deslize, e é um pré-requisito para tal, estando
de acordo com Martins et al. (2008) e Ioh et al. (2009).
Kusy & Whitley (1990) relataram que os braquetes de alumina
policristalina são mais ásperos e mais duros (2300 Kg/mm² na escala de dureza
Vickers) do que os de aço inoxidável (450 Kg/mm²), porém, o coeficiente de atrito
desses dois tipos de braquetes é similar. Estes resultados talvez possam explicar a
diferença encontrada no presente estudo de braquetes de alumina policristalina com
e sem canaleta metálica. Além disso, Ireland et al. (1991) encontraram menor
coeficiente de atrito nos braquetes cerâmicos apesar da maior rugosidade de
superfície, corroborando com os resultados do presente estudo.
Em contrapartida, Keith et al. (1993) investigaram o atrito estático de dois
tipos de braquetes cerâmicos, Starfire (“A”Company®) e Allure III (GAC®)
comparados ao braquete de aço inoxidável (Dentaurum®) revelando um maior atrito
dos braquetes cerâmicos. Os autores afirmaram ainda que estes braquetes
provocam desgastes abusivos na superfície do fio e conseqüente atrito. Em estudo
posterior de Tselepis et al. (1994), os autores também confirmaram este resultado.
Entretanto, Downing et al. (1994) comentaram que a composição do
braquete tem pouco efeito sobre a resistência friccional, relatando em seu estudo
não haver diferença significativa entre as forças de atrito geradas pelos braquetes de
aço inoxidável e cerâmicos, confirmando os dados encontrados na presente
pesquisa.
Contudo, vários estudos recentes têm mostrado que a composição dos
braquetes influencia diretamente no atrito destes (Tanne et al.,1991; Kusy, Withley,
2001; Kapur Wadhwa et al., 2004; Baggio et al., 2007; Whitley, Kusy, 2007, Burrow,
2009). Esta controvérsia a respeito da composição do braquete e atrito podem ser
33
explicados pelo fato de que a maioria dos estudos envolvendo o tema avaliou os
braquetes fixados em segmentos que não permitiam uma mecânica de deslize.
Wadhwa et al. (2004) encontraram menor atrito com o braquete Clarity®
do que com o braquete sem a canaleta metálica, o Transcend®, não corroborando
com os dados do presente estudo. Entretanto, nesta pesquisa foram utilizados
apenas braquetes de pré-molares, diferindo-se do presente estudo, o qual foi
utilizado uma hemi-arcada aproximando-se mais das características clínicas reais.
Em outro estudo, Reichneder et al. (2007) demonstraram que o braquete
Transcend® teve maior atrito entre os braquetes avaliados. Entretanto, estes autores
compararam o braquete Transcend® com braquetes auto-ligados, o que segundo Ioi
et al. (2009), apresenta atrito significativamente menor do que qualquer tipo de
braquete.
Angolkar et al. (1990) afirmaram que os braquetes cerâmicos geram maior
atrito do que quando comparados aos braquetes metálicos, concluindo ainda que o
atrito aumentou quando houve um aumento da espessura do fio. Seu resultado foi
questionado em pesquisa posterior por Ireland et al. (1991), quando afirmaram que
os braquetes cerâmicos apresentam maior força de atrito somente quando
combinados com fios retangulares menores. Na presente pesquisa foi utilizado o fio
de espessura .019” x .025”, o qual clinicamente é usado com mais segurança na
mecânica de deslize na preservação da bateria anterior em relação ao torque, sendo
assim confirmado pelo autor citado anteriormente.
Portanto, considerando o melhor posicionamento dos braquetes para a
avaliação da mecânica de deslize, os resultados do presente estudo sugerem que os
braquetes cerâmicos com canaletas metálicas proporcionam um atrito maior e
significativo. Desta forma, novos estudos são necessários para avaliar este tipo de
34
braquetes utilizando-se dispositivos que permitam um maior número de ajustes e
posições na simulação de ensaios de atritos.
35
7 CONCLUSÃO
Concluiu-se que a presença da canaleta metálica nos braquetes aumentou o
coeficiente de atrito.
36
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