Principios mecánicos de las aleaciones

PRINCIPIOS MECÁNICOS BÁSICOS DE LAS ALEACIONES EN ORTODONCIA - 2014

Dra. María Patricia Lamónica 1

PRINCIPIOS MECÁNICOS BÁSICOS DE LAS ALEACIONES EN ORTODONCIA Dra. María Patricia Lamónica Dra. Stella Tomaszeuski Esquema del texto Propiedades generales de los arcos Aleaciones:

Aleaciones de metales preciosos Aleaciones de Cobre Zinc Acero inoxidable Aleaciones de Cromo-‐Cobalto-‐Níquel Aleaciones de Níquel-‐Titanio Aleaciones de Beta Titanio Aleaciones de CNA Titanio Niobio Fibra óptica

Arcos trenzados Efecto tamaño-‐forma de los arcos Resortes Tips para la elección de los arcos según la fase de la mecánica y la composición Propiedades generales de los arcos En este texto trataremos se introducirlos brevemente en el mundo de la metalurgia que es parte fundamental de la ortodoncia ya que con distintas aleaciones están fabricados los diferentes brackets, aditamentos, arcos y alicates y es necesario conocer cómo funcionan los nuevos materiales para hacer la mejor elección de los mismo a la hora de realizar un tratamiento. Para que los dientes se muevan necesitamos un sistema de fuerzas que en el aparato de ortodoncia se encuentra representado por los arcos o alambres. Así, los alambres constituyen la parte activa o el motor de los aparatos. La capacidad de actuar como fuente energética comprende la producción, transmisión, almacenamiento y neutralización de las fuerzas, que tienen su origen en la capacidad de deformación elástica, para lo cual el alambre acumula energía mediante su flexión y la liberan a través de la deflexión. Tanto la tensión como la deformación se refieren al estado interior del material. Dentro del aparato de ortodoncia, los brackets y bandas son los cuerpos rígidos y pasivos, cementados a los dientes, mientras que los arcos son la parte elástica que pueden deformarse cuando las fuerzas externas actúan sobre ellos y luego tienden a retornar a su forma original (elasticidad) cuando dichas fuerzas dejan de actuar sobre los mismos. Los arcos tienen muchas propiedades, pero para la ortodoncia son tres las esenciales para determinar su utilidad clínica:



Fig. 1 Curva tensión-‐deformación 1. Resistencia o dureza 2. Rigidez / elasticidad (opuestos) 3. Recorrido o flexibilidad

Cada una de estas propiedades se pueden representar en un diagrama de tensión-‐deformación. En dicho diagrama hay tres puntos que son representativos de la resistencia de un material:

1. Límite proporcional(Fig.1) o punto de partida, a partir del cual comienza a observarse una deformación permanente, (por definición es diferente pero en la práctica es casi igual al límite elástico). Esto se observa cuando a una aleación (arco) se le imprime una fuerza cada vez más acentuada en intensidad y al quitarle la tensión el arco vuelve a su posición inicial sin que se produzca ninguna deformación permanente. Ahora bien, si se sigue aumentando la fuerza, nos encontramos con otros 2 puntos importantes: 2. Límite de elasticidad(fig.1) o punto en el que se mide 0,1% de deformación permanente. 3. Resistencia máxima que es el punto que determina la fuerza máxima que puede suministrarse a un alambre antes de deformarse. Esto tiene importancia clínica cuando se aplica a los resortes y a las nuevas aleaciones.

La rigidez y la elasticidad(Fig.1) son propiedades inversamente proporcionales; cuanto menor sea la pendiente de la parte elástica de la curva (hasta el límite proporcional), mayor será la elasticidad del alambre. Acá se manifiesta la ley de Hooke, que dice que “por cada unidad de tensión se produce una de deformación” y esto se mantiene constante hasta el límite proporcional. Se encuentran representadas por la pendiente elástica de la curva tensión deformación. Cuanto más empinada es la pendiente, más rígido es el material y viceversa.

Fig. 2 El recorrido(Fig.2) es la amplitud de trabajo, si es de valor elevado significa que se pueden realizar grandes activaciones necesitando menos ajustes, o sea es la distancia que se puede flexionar un alambre antes de que se produzca una deformación permanente. Se mide sobre el eje horizontal del diagrama tensión-‐deformación, cuando pasa el límite de elasticidad la deformación es permanente pero hay una recuperación de utilidad clínica(Fig.1) a no ser que llegue a la ruptura(Fig.1). Estas tres propiedades se relacionan de la siguiente manera: Resistencia es igual a Rigidez x Recorrido.



Fig. 3

La resiliencia(Fig.3) se grafica como la superficie por debajo de la pendiente de la elasticidad hasta el límite proporcional, y representa la capacidad del alambre para almacenar energía que al ser liberada producirá el movimiento dentario. Es la combinación de resistencia y elasticidad.

La moldeabilidad(Fig.3-‐4) es la cantidad de deformación permanente que puede soportar un alambre antes de su ruptura y esto nos permite confeccionar figuras ya que es el grado de flexión permanente que tolera el arco. Fig.4Otras propiedades a tener en cuenta son: La biocompatibilidad que es capacidad de una aleación para no generar alergias. La fricción(fig.5) es el rozamiento de dos cuerpos que producen disminución del movimiento. La tribología es la parte de la física que estudia el rozamiento y la fricción entre dos cuerpos sólidos y tiene como objetivo mejorar el desplazamiento y minimizar el desgaste.

Fig.5

Fig.6

En el caso de la ortodoncia, es el rozamiento o fricción que se produce entre el arco y el slot o canaleta del bracket cuando se coloca una ligadura elastomérica o metálica durante las fases del tratamiento lo que altera la velocidad del movimiento dental(Fig.6). Este tipo de fricción depende de las fuerzas perpendiculares a la superficie de contacto y del coeficiente de fricción de las superficies puestas en contacto.

Por lo tanto, en la fricción durante el tratamiento de ortodoncia intervienen distintos factores: 1. Aleación del arco (rugosidad de la superficie). 2. Sección del arco. 3. Material de la ranura o slot del bracket. 4. Diseño del bracket. 5. Vínculo entre el bracket y el arco.

En ortodoncia, el arco experimenta fuerzas ligeras que están circunscriptas por el umbral necesario para desplazar los dientes (<15gr) y por la generación del dolor (>600gr) en cualquier punto. Para tratar de disminuir la fricción surgen los brackets autoligantes activos o interactivos(Fig.7) y pasivos(Fig.8), ya que la fuerza que se desperdicia con la fricción es tan importante que no sólo puede impedir el movimiento dental deseado sino que puede desplazar de manera inadecuada los dientes de anclaje. El diseño de estos brackets autoligantes se caracteriza por poseer una tapa (activa(Fig7) o pasiva(Fig8)) en reemplazo de las ligaduras elastoméricas o metálicas y una ranura o slot continua y amplia de superficie pulida que finaliza en extremos redondeados y elevados.



Fig.7 Fig.8

Fig. 9

Fig. 10

Las fuerzas que se pueden aplicar sobre un arco pueden ser por:

1-‐ Flexión se aplican perpendiculares al eje mayor del arco.(Fig.9)

2-‐ Torsión se da cuando la fuerza se aplica alrededor del eje mayor.(Fig.10)

En las primeras fases o etapas de tratamiento, donde estamos nivelando y alineando los dientes, es más importante la activación por flexión, mientras que en las fases intermedias y finales lo es la activación por torsión (torque) que se produce sólo con el uso de arcos de sección cuadrada o rectangular.

Aleaciones Metal es todo elemento que en solución ioniza positivamente (cationes). Las aleaciones están compuestas por metales puros que se mezclan por encima de sus puntos de fusión, como consecuencia tienen características y propiedades diferentes a los elementos originales. Los alambres son metales en forma de hilo que han sufrido estiramiento por fuerzas traccionales. Cuando estas aleaciones sufren estiramientos por fuerzas de tracción se forman los alambres, que pueden ser usados como elementos activos, capaces de almacenar y liberar energía para producir el movimiento dentario; o como elementos pasivos (retenedores). Según la composición los alambres usados en ortodoncia pueden ser:

1. Aleaciones de metales preciosos 2. Aleaciones de Cobre Zinc 3. Aleaciones de Acero inoxidable 4. Aleaciones de Cromo-‐Cobalto-‐Níquel 5. Aleaciones de Níquel-‐Titanio 6. Aleaciones de Beta Titanio 7. Aleaciones de CNA 8. Aleaciones Titanio Niobio 9. Fibra óptica

1-‐ Aleaciones de metales preciosos El oro fue hasta1950 el único material conocido que soportaba las condiciones intraorales.



El oro en estado puro es un metal de color amarillo brillante, inalterable al aire, dúctil, lo que permite reducirlo a hilos o láminas muy delgadas. Funde a 1.060º, cuando se calienta por encima de su punto de fusión se volatiliza. Se amalgama con paladio, platino, plata y cobre para adquirir endurecimiento adicional mediante el trabajo con calor. Las aleaciones de oro son maleables y liberan menor fuerza que el acero.

Fig.11 Fig.12 Por su elevado costo, son pocos los aparatos de ortodoncia que se fabrican con esta aleación. En la actualidad se confeccionan brackets recubiertos por una lámina de oro(Fig.11) y lo más reciente son los brackets linguales Incógnito(Fig.12), totalmente fabricados en oro a través un ordenador computarizado.

2-‐ Aleaciones de Cobre-‐Zinc Es la aleación conocida como acero latón (Fig.13), es amarilla, muy dúctil y maleable, que se usa para separar los molares(Fig.14) previos a la cementación de las bandas.

Fig. 13 Fig.14 3-‐ Acero inoxidable El acero es una aleación compuesta por hierro y carbono (hasta 2%), de fácil oxidación. Para evitar la corrosión se le incorpora cromo y para aumentar la memoria y mejorar las propiedades mecánicas se le agrega níquel, dando una aleación llamada acero inoxidable que a partir de 1940 comienza a reemplazar al oro, siendo Atkinson uno de los pioneros en su uso. Las aleaciones de acero inoxidable tienen una resistencia a la corrosión natural que se forma automáticamente, es decir no se adiciona.

Fig.15

En la actualidad el árbol o familia de los aceros inoxidables(Fig.15) es muy grande considerando que son las aleaciones más utilizadas en la vida cotidiana.

Los aceros inoxidables se clasifican por su fabricación en: Serie 300: son aceros austeníticos cuya composición de Níquel va de 3.5% a 22%, el contenido de Cromo varia de 16% a 28% y el de Molibdeno 1.5% a 6%. Las propiedades básicas son la excelente resistencia a la corrosión, excelente factor de higiene, fáciles de transformar y buena soldabilidad. Aceros Ferríticos: son los que poseen mayor contenido de Cromo de 12% a 18% con bajo contenido de Carbono <0.2% y sirven para la confección de brackets.



Serie 400: son aceros martensíticos, son antimagnéticos, se someten a tratamientos térmicos de temple alcanzando buenas propiedades mecánicas, tienen menor resistencia a la corrosión y se usan según el porcentaje de Carbono en: 0.1%C: para material de construcción, plantas químicas, cuerpos de armas. 0.3%C: para cuchillería, engranajes, cojinetes, cuerpos de válvulas. 0.6%C: para construir resortes, cuchillas de afeitar. 1%C: para fabricar instrumentos quirúrgicos, engranajes. A las fórmulas de aceros inoxidables se las reconoce por los números del porcentaje de Cromo y de Níquel y las más usadas en ortodoncia son: Fórmula de Charlier (15-‐10) por tener Cromo 15%, Níquel 10%, Hierro 74,8% y Carbono 0,2%. Fórmula de Wipla (18-‐8) por Cromo 18%, Níquel 8%, Hierro 73,8% y Carbono 0,2%. Los aceros inoxidables fueron empleados por primera vez en Bélgica por Decoster y rápidamente reemplazó al oro, por el bajo costo (el precio del oro comenzaba a aumentar), por su facilidad de trabajo, por su baja fricción y algo muy importante, se pueden soldar. Se diferencian por su temple, que es el proceso por el cual se endurece el acero mediante tratamiento térmico (se calienta entre 750° y 850° hasta la forma austenítica y se lo enfría con rapidez en agua o aceite). Así según el temple tenemos:

• Aceros inoxidables de temple totalmente blando para ligaduras metálicas(Fig.16) que se comercializan con secciones de .020”, .025” y .030”. Son blandas, permite ligar el arco al bracket, se endurecen al trabajarlas, tienen buena resistencia y alta elasticidad.

Fig.16

• Aceros inoxidables de temple blando para retenedores(Fig.17) de aparatos de ortopedia que se endurece al trabajarlo.

Fig.17• Aceros inoxidables de temple regular para arcos. • Aceros inoxidables de temple de máxima resistencia o clase Súper (Acero

Australiano), son casi quebradizos debido a su alta rigidez. La rigidez del acero nos obliga a usar calibres de arcos pequeños para los movimientos iniciales de alineación y nivelamiento. Los arcos de acero liberan la mayor parte de la fuerza en una distancia pequeña, para lo cual hay que hacer figuras(Fig.18-‐19) (aprovechando la moldeabilidad), si queremos aumentar la elasticidad. La rigidez se torna beneficiosa cuando no queremos deformación del arco en las fases de cierre de espacios(Fig.20) y finales del tratamiento o para estabilizar una arcada para el uso de gomas intermaxilares(Fig.21).

Fig.18 Fig.19 Fig.20 Fig.21 Ventajas El acero es moldeable, tiene alto módulo elástico, es rígido, se puede soldar con soldadura de punto o de llama, es biocompatible aunque se han registrado con frecuencia alergias al níquel, es inalterable en el medio bucal, es resistente y de bajo costo.



Se comercializa en varillas o como arcos preformados en formatos y tamaños diferentes ambos en diferentes secciones redondas, cuadradas o rectangulares. En el mercado se encuentra un tipo de acero altamente templado con propiedades de resistencia y elasticidad que nunca han sido duplicadas, que evitan la fácil deformación y aplican fuerzas específicas a los dientes. Sirven para abrir o cerrar mordidas, control de rotación, creación de auxiliares, resortes, etc., son muy usados en la técnica lingual 2D. Estos aceros son fabricados en Australia y se los conoce como aceros Australianos o Wallaby (Canguro). Se presentan en diferentes temples:

• Regular: de menor dureza y más fácil de doblar. Utilizable para practicar dobleces o para formar auxiliares.

• Regular+: fácil de dar forma, más resiliente que el Regular. Usados para auxiliares y arcos de alambre cuando se desee mayor presión y resistencia a la deformación.

• Especial: alta resiliencia, incluso puede dársele formas complicadas con bajo riesgo de rotura. Se usa de 0,16” de diámetro, para los arcos iniciales tanto en técnica de alambre ligero, como en otras técnicas.

• Especial+: el arco de sección .016” es más duro y resiliente, es excelente para mantener el anclaje y para la reducción de sobremordida. Debe ser doblado con cuidado.

• Premium: es inigualable en resiliencia y dureza. Es más difícil de doblar y más susceptible a la rotura. Se lo usa para abrir mordidas y resistir a la deformación, puede romperse fácilmente si no se dobla de forma apropiada. Los alicates, no se recomiendan los de tungsteno, deben sujetarse con suavidad y no girarlos durante el doblaje. Si se pellizca el alambre “cristalizará” y se romperá. El alambre australiano se vuelve tan duro doblándolo que no necesita tratamiento térmico.

• Premium plus y Supreme: se usaron en tratamientos precoces para rotaciones, alineaciones y nivelaciones. Aunque es más fuerte que el Premium se puede usar tanto en secciones cortas (arcos seccionales) o como arco principal si no se requieren dobleces muy pronunciados.

• Arcos preformados combinados: son los únicos alambres de acero inoxidable altamente resilientes de grado especial plus ideales para el mantenimiento de la forma de arcada, incluso cuando otros auxiliares y elásticos están siendo usados. Los alambres combinados son rectangulares en el segmento anterior para mantener el torque mientras el segmento posterior redondo permite mecánicas de deslizamiento con fricción reducida.

4-‐ Aleaciones de Cromo Cobalto Esta aleación está compuesta por 40% de Cobalto, 20% de Cromo y 18% de Níquel, 15% de Hierro, 7% de Molibdeno. Es más blanda y moldeable que el acero convencional pero posee propiedades elásticas similares. Se fabrica en cuatro temples distintos, de resiliencia creciente que se identifican con colores diferentes: azul (es el más blando y elástico), amarillo (semi elástico), verde (semi resiliente) y rojo (resiliente) es hiperelástico. El tratamiento térmico hace variar sus propiedades elásticas sin que se liberen tensiones, por lo tanto se puede usar un arco azul, doblarlo y luego someterlo al calor y enfriarlo bruscamente para que se endurezca, adquiriendo así la rigidez del acero convencional. La temperatura para el tratamiento térmico es de 482º por 7-‐12 minutos en horno de cerámica. El recocido parcial a más de 700º hace disminuir la resistencia a la deformación. Según se caliente en un horno o sobre mechero de gas y en función de la temperatura alcanzada y del tiempo, podemos endurecer o reblandecer los arcos conformados para modificar la



elasticidad en boca. Clínicamente se utiliza el método calorimétrico: el alambre se calienta sobre mechero y debe alcanzar un color pajizo oscuro. Sin tratamiento térmico la aleación de cromo cobalto azul tiene 60% menos de rigidez que el acero, pero con tratamiento llega a tener el 40% más de rigidez que el acero.

Fig.21 Fig.22 El Elgiloy azul es la aleación utilizada en la técnica Bioprogresiva de Ricketts para la construcción de arcos utilitarios(Fig.21) y seccionales(Fig.22), variando su temple mediante el tratamiento calórico. Ventajas Buena resistencia a la fatiga, buena resiliencia (almacenan energía), son moldeables, se pueden soldar, tienen baja resistencia friccional, los módulos elásticos varían con o sin tratamiento térmico, costo intermedio. Nombres comerciales: Elgiloy (Rocky Mountain), Remoloy (Dentaurun), Flexiloy (Unitek). 5-‐ Aleaciones de Níquel Titanio Son las aleaciones que más se usan en la actualidad en los tratamientos de ortodoncia y muchas áreas de medicina como en cirugía cardiovascular (stent) y ortopédica.

Fig.23

Fue en 1958, que a William Buehler(Fig.23), metalúrgico del Laboratorio Naval de Ordinance de Estados Unidos, se le encomendó buscar una aleación de baja densidad, fatiga-‐impacto y resistente al calor para la fabricación de conos de misiles que pudieran soportar mejor la reentrada. La aleación casi equiatómica, por estar formada por casi partes iguales de Níquel y Titanio, era la que presentaba las propiedades buscadas.

Para demostrar la resistencia a la fatiga, la aleación fue enrollada en frío y estirada y enrollada varias veces. El director técnico Muzzey por curiosidad acercó su pipa al alambre y para asombro de todos, la aleación se estiró hasta alcanzar su forma original. Así surgió la propiedad de memoria de forma, que la hizo tan famosa. La primera de estas aleaciones se llamó Nitinol: Ni= Níquel, Ti= Titanio, Nol= Naval Ordinance Laboratory, lugar donde fue desarrollada. Está compuesta por 55% de Ni y 45% de Ti. Fue utilizada en 1971 por el Dr. George Andreasen en la ortodoncia, encontrando que estos arcos de Nitinol presentaban una tensión recuperable que era 10 o más veces mayor a la del acero inoxidable, es decir tenían un alto límite elásticoa y un bajo módulo elásticob (E:

a El límite elástico, también denominado límite de elasticidad, es la tensión máxima que un material elastoplástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes.(Wikipedia) b Un módulo elástico es un tipo de constante elástica que relaciona una medida relacionada con la tensión y una medida relacionada con la deformación. (Wikipedia) Conocida como módulo de Young (pendiente de la curva por debajo del límite elástico. Los materiales con alto módulo elástico son más rígidos (pendiente vertical).



110GPa) más cercano al módulo elástico del hueso (E: 10-‐20GPa). Cuando hay gran diferencia entre módulo elástico del material, por ej. Acero (E: 210GPa) y el hueso aparece el stress-‐shielding o apantallamiento de tensiones que produce pérdida ósea, atrofia u osteopenia y hasta el fracaso del biomaterial. Las aleaciones de NiTi presenta buena resistencia a la corrosión (similar al acero inoxidable) por una delgada capa de óxido de titanio. La característica más sobresaliente de esta aleación es la memoria de forma que lo ubica dentro de los mnemometales junto al oro-‐cadmio y aleaciones de cobre (68 a 80%), aluminio y zinc. Un material con esta propiedad es capaz de recordar una forma previamente establecida después de soportar serias deformaciones, cuando se la somete al calor, esto es de utilidad cuando se diseñan biomateriales, que deben ocupar un espacio en el cuerpo y no se puedan introducir con el tamaño real como sucede con los Stents(Fig.24). La utilización de NiTi para aplicaciones médicas fue reportada por primera vez en la década del 70 (por Cutright en 1973, Iwabuchi en 1975, Castleman en 1976 y Simon en 1977).

Fig. 24

Las aleaciones de Niti como el resto de las aleaciones presentan dos formas o estructuras cristalinas, una es la martensítica a bajas temperaturas y la otra es la austenítica a altas temperaturas.

Fig.25

La austenita es un cuerpo ordenado, con centrado cúbico de 9 átomos(Fig.25) por células de unidad, el Ni se encuentra en el centro y el Ti en los extremos, que existe por sobre el rango de temperatura de transición (RTT) y es la fase más rígida, más dura y resistente de la aleación.

La construcción en bloque del estado martensítico es más compleja, rómbica, posee 54 átomos(Fig.26) por célula de unidad, es más maleable, blanda y fácil de trabajar, es la fase elástica de la aleación.

Fig.26 La memoria de forma se basa en la transición que se produce entre estas dos fases sólidas y puede ser de un camino o de dos caminos. Memoria de un camino: es cuando el material recuerda su forma a altas temperaturas. Si tomamos una aleación NiTi en su fase austenita y le damos una forma, ejemplo de arco de ortodoncia, dejamos que se enfríe por debajo de su temperatura de transición obtendremos el arco en su fase martensítica a temperatura ambiente. Deformamos el arco por tensión y nos queda la martensita deformada. Tendremos que darle calor para que este arco recuerde la forma que se dio en la fase austenítica y al volver a enfriarse tendrá la forma de arco martensítico(Fig.27) Es un fenómeno intrínseco. Memoria de dos caminos: es la más compleja del material, en la que el cambio de forma ocurre tanto enfriando como calentando. Partimos del arco martensítico y lo deformamos por un proceso cíclico y ahora queda la fase austenítica (rígida) a temperatura ambiente. Debo



enfriar el arco para que pueda deformarse al pasar a la fase martensítica y darle calor para que recuerde su fase austenítica. (Fig.27) El TWSME (Two-‐way Shape Memory Effect / Efecto de memoria de forma de dos caminos) consiste en un cambio de forma espontáneo y reversible al variar la temperatura (ciclo térmico), de la fase de alta temperatura, la fase padre o fase austenítica, a la fase de baja temperatura, la fase martensítica. Este efecto no es una propiedad intrínseca de las aleaciones con memoria de forma, y requiere tratamientos termomecánicos de tipo cíclico, comúnmente conocidos como procesos de entrenamiento.

Fig.27 Se considera que la gran mayoría de los metales comienzan a deformarse plásticamente a partir de un 0.2% de elongación cuando son sometidos a un ensayo de tensión. Las aleaciones con memoria de forma pueden deformarse hasta un 10% sin llegar a su plasticidad. Una aleación metálica posee memoria de forma sí después de una deformación permanente a baja temperatura, esta recupera su forma inicial con un simple calentamiento. Las transformaciones de estado de los sólidos son de dos tipos:

• Difusión: son aquellas en las que sólo se puede formar una nueva fase moviendo átomos aleatoriamente a distancias relativamente grandes, la nueva fase es de diferente composición química que la fase matriz y la transformación depende del tiempo y la temperatura.

• Desplazamiento: no requieren un amplio rango de movimientos y en este caso los átomos se reordenan para llegar a una nueva estructura cristalina más estable pero sin cambiar la naturaleza química de la fase matriz. Son transformaciones atérmicas, dado que la cantidad de nueva fase creada usualmente depende sólo de la temperatura y no de la cantidad de tiempo a esa temperatura.



Los primeros arcos de Niti que se comercializaron eran de forma martensítica estabilizada o M-‐NITI, la fase martensítica se encuentra a temperatura ambiente mientras que la austenítica la encontramos a los 600° aproximadamente, son muy elásticos con bajo módulo elástico y poco moldeables. En estos arcos la memoria de forma es despreciable. Un arco de Niti-‐M de .018”x.025” tiene la misma rigidez (Ws)3 que un arco de acero inoxidable de .016”

Nombres comerciales: Nitinol (Unitek), Titanal (Lancer), Orthonol (Rocky Mountain). Se continúa investigando con el propósito de encontrar el material ideal para realizar el movimiento dental. A finales de los 80´s aparecieron los arcos de Niti con estructura austenítica activa o NITI-‐A cuya principal característica es el fenómeno de superelasticidad, que se manifiesta por una gran deformabilidad reversible y describe valores de tensión que permanecen constantes hasta cierto punto de deformación del alambre. Significa que el arco ejercerá la misma fuerza, así se desvíe una distancia pequeña o grande en la activación y durante la desactivación la fuerza será suave generando un movimiento dental fisiológico y menos molestias para el paciente. El Sentalloy (S: super, E: elástico, N: Níquel, T: Titanio, alloy: aleación), fue el primer arco desarrollado con estas propiedades por el profesor Miura en Japón en el año 1985. Este alambre genera una fuerza óptima para el movimiento dental al 8% de la tensión y tiene su fase austenítica a los 37°C de temperatura bucal.

Fig 28 Fig.29 La superelasticidad de los Niti-‐A radica en que su curva de descarga difiere de su curva de carga, la reversibilidad va acompañada de una pérdida de energía, esto se denomina histéresis(Fig.28-‐29). Si a estas aleaciones se les suministra un tratamiento térmico en sales nitrato nos permite cambiar la forma y a su vez controlar la magnitud de la fuerza que generan estos arcos. Ası́,́ tenemos arcos con rango de fuerza suave o light (100gr), mediano o medium (200gr) y pesado o heavy (300gr). Los arcos de Niti-‐A son de elección para las fases iniciales de tratamiento, para aquellas aplicaciones en las que se necesitan intervalos prolongados de activación con una fuerza relativamente constante; la fase martensítica tiene un módulo elástico de 31 a 35GPa y la fase austenítica tiene 84 a 94GPa. Los arcos de Niti-‐M son útiles en las fases posteriores de tratamiento cuando se requieren arcos flexibles pero algo más rígidos.

3 Ws = Ms x Cs/ Ws representa la rigidez del alambre, Ms representa la rigidez del alambre y Cs es el diámetro del alambre. El número de rigidez del material (Ms), se basa en el módulo de elasticidad del mismo, que puede ser utilizado para determinar la cantidad de fuerza que un alambre ofrece por unidad de activación.



Nombre comercial: Sentalloy (GAC), Ni-‐Ti (ORMCO), Nitinol SE (Unitek). Curva esfuerzo -‐ deformación para una aleación con memoria de forma ideal cargada por encima de la temperatura AS (austenita inicial) y descargada, que muestra diferente comportamiento superelástico. La martensita inducida por tensión se forma durante la carga, es inestable y desaparece en la descarga.� El estado inicial de fase es β (austenita) definido por una temperatura T1>AF (Austenita final): AB es el tramo de deformación elástica de la fase original, σT1β-‐M marca el comienzo de la formación de las primeras placas inducidas por tensión (Fig.30). En el punto C concluye la transformación martensítica. La pendiente BC refleja la facilidad con la que progresa la transformación β-‐martensita inducida por tensión. Si se sigue aumentando la tensión (punto C) el material puede estabilizar una estructura totalmente martensítica que puede ser deformada elásticamente (tramo CD). Si se sigue aplicando tensión se alcanza en el punto D (el límite elástico de la martensita σβ, y el material martensítico empieza a deformarse plásticamente hasta que se produce la ruptura en tensiones superiores (Fig.30).

Fig.30Si se elimina la tensión antes de alcanzarse el punto D (por ejemplo C ́), la deformación se recupera en diferentes etapas: la primera de ellas, C ́F, corresponde a una recuperación elástica de la martensita, al alcanzarse σT1M-‐β (punto F) se inicia la transformación reversa, es decir, la martensita vuelve a fase β, concluyendo totalmente la transformación en el punto G. Por último, en el tramo GH se produce la recuperación elástica de la fase madre. Generalmente se suele hablar de comportamiento pseudoelástico si la deformación recuperada en el calentamiento es parcial, y comportamiento superelástico si esa deformación recuperada es total. La causa principal del comportamiento pseudoelástico es porque la transformación martensítica no es completamente reversible al descargar debido a la existencia de interacciones entre placas de martensita y límites del grano o bien entre placas de martensita que crecen en distintos planos habituales. Estas interacciones producen deformación plástica localizada o, lo que es lo mismo, una martensita no fácilmente reversible que produce deformación permanente después de la descarga. Sin embargo, calentando por encima de AF se lleva a cabo la transformación inversa en toda su extensión, surgiendo ası́́ de nuevo el efecto memoria de forma. Por lo tanto, se puede decir que existe una interrelación entre los dos fenómenos, ya que si la histéresis en el caso de una transformación pseudoelástica es tal



que no se lleva a efecto completamente la transformación inversa al eliminar totalmente la tensión, puede finalizarse calentando, es decir utilizando el efecto memoria de forma (Mtro. Felipe Díaz del Castillo R. Ing. Aldo Gómez López) . La termoelasticidad es una propiedad aún más compleja que consiste en la capacidad de deformarse plásticamente, cuando se enfría por debajo de la temperatura de transición, recuperando su forma original cuando se vuelve a calentar. Por lo tanto ambas propiedades dependen de la fase de transición entre la forma austenítica (cúbica, ordenada y rígida) y la martensítica (monocíclica y elástica) es decir tienen memoria de forma en boca (útil en ortodoncia) y se las conoce como aleaciones martensíticas activas. Hay aleaciones de Niti a las que se les incorpora Cobre, lo que permite establecer con precisión, la temperatura de transición, además, exhiben un 70% menos de fuerza de carga comparándolo con el mismo grado de deformación de un alambre tradicional de Níquel Titanio. La disminución en la histéresis de la aleación Niti Cobre, también permite la presencia de fuerzas mayores y más consistentes que se encuentran activas dentro de un rango óptimo para el movimiento dental. La menor histéresis hace posible evitar fuerzas de carga inesperadas. El NiTi Cobre, desarrollado por Rohit Sachdeva en 1990, representa un avance significativo en la búsqueda del alambre ideal, es fácil de ligar, las fuerzas son óptimas para el movimiento dental y los resultados clínicos son predecibles. El Cu es un conductor del calor eficiente y junto con un tratamiento térmico posibilita la fabricación de alambres con tres diferentes temperaturas de transformación: Cu Niti superelástico a 27º o tipo II: permite movimientos dentales rápidos generando fuerzas en el rango más alto de las fuerzas fisiológicas y produce una descarga constante. Los niveles de descarga de las fuerzas son comparables con la de los alambres superelásticos convencionales de níquel-‐titanio. Cu Niti termoactivado a 35º o tipo III: genera fuerzas medias al alcanzar el alambre la temperatura bucal. El ligar el alambre con anticipación es mucho más sencillo aún con alambres de sección rectangular debido a las fuerzas de carga bajas. Las fuerzas de descarga son más altas y se mantienen constantes por más tiempo cuando llega a los 35°. Son de elección cuando se quiere comenzar con un arco rectangular y fuerzas sostenidas a la temperatura corporal (trabajo grueso). Cu Niti termoactivado a 40º o tipo IV: provee fuerzas leves e intermitentes ya que a temperatura bucal están en fase plástica, martensítica y sólo se activan al tomar algo caliente y llegar a los 40°. Se lo utiliza como alambre inicial en severos apiñamientos o para alinear caninos altos sin crear daño periodontal, ni dolorosos niveles de fuerza o efectos colaterales negativos como las reabsorciones radiculares. Es también el alambre ideal para pacientes programados con intervalos largos entre citas y en pacientes con problemas periodontales. Nombre comercial: Niti Cobre Optimal Force (ORMCO).

Fig.31 Fig.32



Estos arcos generan una fuerza de descarga menor cuanto mayor sea la deflexión, protegiendo la vascularización al trabajar dentro de lo que Damon denominó la biozona(Fig.31-‐32).

Fig.33 Fig.34 A medida que las piezas dentarias se van alineando, la fuerza de descarga va aumentando pero siempre dentro de la biozona(Fig.33-‐34). En estos alambres la transición de fase austenítica-‐martensítica se produce no sólo como respuesta a los cambios de temperatura, sino también a la aplicación de fuerzas. Por lo tanto clínicamente un arco de Niti-‐A puede modificarse con solo activar y desactivar una ligadura (Fig.35). Al enfriarlo, ya sea con un hisopo húmedo enfriado en congelador(Fig.36), con spray frío (Fig.37) o con el Polar Bear (Fig.38), el arco pasa de austenita a martensita donde es altamente elástico, se instala en boca y se ajusta. Al calentarse va recuperando su forma austenítica y su forma original.

Fig.35 Fig.36 Fig.37 Fig.38 Para aprovechar la sensibilidad de los mnemometales a los cambios de temperatura se le puede indicar al paciente alternar una bebida o comida fría, que permita alcanzar la fase plástica martensítica, con una bebida o comida caliente, para la transformación a la fase austenítica de activación. Los alambres termoactivos liberan un 70% menos de fuerza que los Niti convencionales. Para disminuir la fricción de los arcos de Niti-‐A, superficie rugosa, los mismos son cubiertos por una capa de tres micras de nitrógeno producida por bombardeo iónico superficial, esto también disminuye la tendencia a la fractura. Nombre comercial: Ionguard Bioforce (GAC). Los alambres de Niti A se pueden doblar y alterar sus propiedades elevando la temperatura, a través del paso de corriente eléctrica(Fig.39), empleando como electrodos alicates de ortodoncia modificados (Fig.40). A este procedimiento se lo llama tratamiento calórico diferencial; con el cual podemos adecuar la fuerza que ha de generar el alambre en cada segmento de la arcada.



Fig.39 Fig.40

Fig.41

Según Proffit, se necesitan entre 25-‐75gr para mover los incisivos, 75-‐150gr para los caninos y premolares y 100-‐300gr para los molares. Teniendo en cuenta estas consideraciones y haciendo uso del proceso de tratamiento térmico se fabrican arcos que poseen fuerzas diferenciales para los distintos sectores dentarios(Fig.41).

Nombre comercial: Sentalloy Bioforce (GAC), Niti Multiforme (Lancer). La combinación de brackets y alambres de baja fricción y las nuevas tecnologías de diseño y manufactura por ordenador (BAS: bending art system), podrán permitir dentro de unos años el sueño del Dr. Angle de realizar el tratamiento de ortodoncia con un solo arco capaz de llevar progresivamente los dientes a una oclusión ideal. La desventaja que presentan los arcos de acero inoxidable y los de Niti son las alergias producidas por el níquel. La primera vez que se reportó una dermatitis alérgica por níquel fue en 1925. El níquel es el metal al que la gente más comúnmente es alérgica. En las personas sensibles, produce un rash cutáneo, de apariencia irregular y con escozor. Las reacciones pueden producirse hasta dos días luego del contacto con el metal y puede durar hasta un mes. Kerosuo et al. encontraron una prevalencia a este tipo de alergia en pacientes que se encuentran en la etapa final de la adolescencia y se da en un 30% en las mujeres y 3% en hombres. Se cree que esta mayor incidencia en mujeres es debido al uso de aros y bijuterie. Cuando se instala la hipersensibilidad al níquel toda la mucosa oral puede estar expuesta, en pacientes con tratamiento de ortodoncia una concentración de 30ppm aproximadamente pueden ser suficientes para generar una respuesta citotóxica. En pacientes con predisposición alérgica, pueden producir estomatitis, pápula perioral, pérdida del gusto o gusto metálico, sensación de quemazón, queilitis angular, severa gingivitis en ausencia de placa bacteriana y hasta rabdomiosarcoma. Para sintetizar, podemos decir que tenemos tres grupos de arcos de Níquel-‐Titanio: El primer grupo lo forman las aleaciones convencionales, no superelásticas, Martensíticas estabilizadas. Son aceptadas por su flexibilidad aunque su propiedad principal es la memoria de forma (despreciable en ortodoncia). El segundo grupo corresponde a las aleaciones Austeníticas activas, cuya propiedad principal es la superelasticidad. La fase martensítica tiene ME de 31-‐35GPa y fase austenítica de 84-‐94 GPa.



El tercer grupo lo forman las aleaciones Martensíticas activas que presentan memoria de forma a temperatura bucal, superelasticidad y termoelasticidad. Antes de proseguir diremos que las aleaciones con Titanio se clasifican en: 1. Aleaciones de NiTi 2. Aleaciones Beta Titanio 3. Aleaciones Alfa y beta Titanio (T1-‐grado 5): el Aluminio estabiliza la fase alfa y el Vanadio la fase beta (Ti-‐6Al-‐4Va). Es la aleación de titanio más utilizada, sobre todo, en el campo de la aeronáutica, en el de la biomedicina y la estomatología. Tiene una resistencia a la tracción de 896MPa, un límite elástico de 827MPa y una ductilidad del 10%. El titanio es un metal compatible con los tejidos del organismo humano que toleran su presencia sin reacciones alérgicas del sistema inmunitario. Esta propiedad de compatibilidad del titanio unido a sus cualidades mecánicas de dureza, ligereza y resistencia han hecho posible una gran cantidad de aplicaciones de gran utilidad para aplicaciones médicas, como prótesis de cadera y rodilla, tornillos óseos, placas antitrauma e implantes dentales, componentes para la fabricación de válvulas cardíacas y marcapasos, gafas, material quirúrgico tales como bisturís, tijeras, etc. (Wikipedia) 4. Aleaciones de Titanio Niobio 6-‐Aleación de Beta Titanio

Fig.42

Fue desarrollada por ORMCO con la colaboración del Dr. Charles Burstone, profesor emérito en ortodoncia y del ingeniero Jon Goldberg(Fig.42). Se la conoce también como TMA (Aleación de titanio molibdeno).

Está compuesta por 79% de Titanio, 11% de Molibdeno, 6% de Circonio y 4% de Estaño. En el Titanio puro la transformación beta se produce a 500-‐600ºC, si el enfriamiento es rápido, a temperatura ambiente toda la fase es alfa. A medida que se incorpora un metal aleante la temperatura de transformación disminuye y a temperatura ambiente hay fase beta. A una determinada proporción del aleante la fase beta se mantiene estable. El Molibdeno es el aleante que estabiliza la fase beta. Por sus propiedades esta aleación está a mitad de camino entre el acero inoxidable y el Niti convencional. Es eficaz durante las fases intermedias de nivelación y cierre inicial de espacios. El beta titanio tiende a fracturarse si se lo dobla contra los cantos del alicate. Se puede soldar y es moldeable como el acero. Es elástico (parecido al niti), tiene el 42% de la rigidez del acero y el doble de su elasticidad. Un arco de TMA de .018”x.025” tiene la misma rigidez (Ws=406) que un arco de acero inoxidable de .018” (Ws=410)(Uribe Restrepo). El Dr. Damon expresó: “El TMA se ha convertido en una parte integral de mi stock de arcos. En la fase final, cuando necesito un pequeño torque y si tengo que hacer moderados dobleces de detalle, el arco rectangular de TMA baja fricción es la perfecta elección. Las suaves fuerzas de este arco hace terminaciones más fáciles y más cómodas tanto para el paciente como para el profesional.”



Fig.43

Los arcos de TMA generan fricción al desplazarse por el slot de acero inoxidable de los brackets. Para disminuir el coeficiente de fricción y mejorar la mecánica de los arcos se han realizado ciertas modificaciones con Oxígeno y Nitrógeno (implantación dentro del sustrato – proceso híbrido).

Nombre comercial: TMA de Baja Fricción Azul (Fig.43) con el mismo coeficiente de fricción que el acero inoxidable. TMA de Baja Fricción de Color Morado y Dorado con un 1/3 menos de fricción.

7-‐ Aleaciones de CNA Es una variación de las aleaciones de beta Titanio, desarrollada junto al Dr. R. Nanda y libre de Níquel. Se diferencia del TMA por ser más resistente a la fractura y por tener una superficie pulida y lisa que los hace aptos para mecánicas de fricción. Tienen una moderada rigidez y se pueden doblar un 100% más que el acero inoxidable. Tienen un bajo módulo de elasticidad, alta flexibilidad y excelente maleabilidad. Son muy resistentes a la corrosión. No se quiebran tan fácilmente como el TMA tradicional.

Fig.44

Con esta aleación se confeccionan los arcos de intrusión Connecticut(Fig.44) (CIA), el mismo es un arco multifunción desarrollado por el Dr. Ravindra Nanda.

Fig. 45

Pueden usarse para intrusión anterior, extrusión molar y tip-‐back distal molar para la preparación del anclaje posterior y corrección de Clase II(Fig.45). Este arco CNA™ Beta III ejerce fuerzas superiores y soporta dobleces permanentes. La aplicación de dobleces permite el ajuste de la fuerza y el cinchado posterior.

El arco largo (Superior e Inferior) se usa en casos sin extracción y/o arcadas largas. El arco corto (Superior e Inferior) es para casos con extracción y/o arcadas más cortas. 8-‐ Aleaciones de Titanio Niobio La aleación de Titanio Niobio fue concebida en 1977, por investigadores en SulzerBros (Winterthur-‐Suiza). En 1985 es introducida en la práctica clínica ya que presenta buena biocompatibilidad con los huesos humanos por tener tanto densidad como textura parecida a los mismos. Es por ello que se usa en aplicaciones biomédicas para la construcción de prótesis de reemplazo de cadera(Fig.46).

Fig.46

El Niobio es un metal de transición de color gris brillante que cuando se encuentra en contacto con el aire adquiere un color azul. Es dúctil, blando y poco abundante, tiene conductividad térmica y eléctrica por lo que se lo usa en aleaciones superconductoras. Se une en aleaciones con acero y titanio.



El arco de Titinio Niobio es novedoso y diseñado para una finalización precisa diente a diente. Presenta el 80% de la rigidez del TMA, es perfecto para sostener los dobleces, pero lo suficientemente ligero como para no sobrepasar la relación arco a arco. Se recomienda para el uso de elásticos de finalización y aunque parezca suave y plegable, después de ser doblado posee una resiliencia igual a la del acero inoxidable, tiene bajo campo magnético, excelente estabilidad y es maleable(Fig.47). Fig.47

Nombre comercial: Titanio Niobio(ORMCO) 8-‐ Plásticos compuestos

Fig.48 Fig.49 Los nuevos materiales ortodóncicos son adaptaciones de los materiales utilizados en la tecnología aeroespacial, los nuevos aviones son diseñados en plásticos compuestos(Fig.48-‐49). Es un alambre no metálico de fibra de vidrio óptico con un revestimiento final de nylon. Posee un núcleo de dióxido de silicona que produce la fuerza necesaria (suave) para mover los dientes; una capa interna de resina de silicona que protege al núcleo de la humedad y una capa externa de Nylon que le da la resistencia. Sólo existe en tamaño de .017” que produce fuerzas muy suaves y gran estética. Nombre comercial: Optiflex (ORMCO) Para finalizar se expone un cuadro comparativo de rigidez de las diferentes aleaciones que permite evaluar cual sería la aleación de elección según las etapas del tratamiento:

Cromo-‐cobalto tratado térmicamente 120% (más rígida) Acero inoxidable 100% Cromo-‐cobalto sin templar 60% Beta titanio (TMA) 48% Titanio Niobio 28% Níquel titanio martensítico 28% Níquel titanio austenítico 18% (más elástica)

Arcos trenzados Las propiedades elásticas de un alambre se verán modificadas por el tamaño, la sección, la conformación y la longitud interbracket. Así, al aumentar el diámetro del alambre, se aumenta la resistencia y se disminuye la elasticidad y el recorrido. Si aumentamos la longitud del alambre, disminuimos la resistencia a la flexión y aumentamos la elasticidad y recorrido.



Para aumentar la elasticidad de un alambre de ortodoncia podemos aumentar la cantidad de alambre en todo su recorrido (alambres trenzados) o en un sector (resortes o ansas). A parte de nuevas aleaciones se han introducido en la ortodoncia los alambres trenzados o entrelazados de acero inoxidable o Niti. Con estos materiales se consigue mejor elasticidad y resistencia disminuyendo el diámetro transversal del alambre, ya que las propiedades de los mismos dependen de las características de cada hilo por separado y de la fuerza con que se trenzan. Los alambres trenzados actuales tienen una gran combinación de elasticidad y resistencia. Los arcos trenzados pueden ser:

Fig.50

De 3 filamentos: son de sección redonda, de acero inoxidable, ideales para nivelar ya que permiten ejercer fuerzas graduales(Fig.50). Nombre comercial: Twist-‐Flex o Dento-‐Flex

Fig.51

De 6 filamentos: son redondos, de acero inoxidable. Son 5 hilos trenzados alrededor de uno central. Reúne la elasticidad y resistencia para nivelar(Fig.51). Nombre comercial: Co-‐axial, Respond, Dead Soft Respond (está indicado para retenedores linguales fijos).

Los arcos de 3 y 6 filamentos sirven para alinear y nivelar los dientes en las etapas iniciales de tratamiento con fuerzas ligeras y suaves. Son muy flexibles y poseen gran capacidad de recuperación de su forma.

Fig.52

De 8 filamentos: son de sección rectangular, .017”x.025” y .019”x.025” y son utilizados en la fase final del tratamiento, cuando realizamos la intercuspidación con gomas intermaxilares, ya que son más flexibles que un arco rectangular de acero(Fig.52). Nombre comercial: Braided (acero), D-‐Rect

Fig.53

De 9 filamentos: desarrollado por el Dr. Craig Andreiko, son de sección rectangular, de Niti(Fig.53). Dada su elasticidad es posible usarlo durante la fase inicial del tratamiento ya que un arco de .017”x.025” equivale a un arco de Ni-‐Ti de .014” y en la fase final para el asentamiento de la oclusión con el uso de gomas (Dra. Harffin). Un arco de .018”x.025” tiene una rigidez(Ws=75,4) similar a un arco de .012”de acero (Ws=81) (Uribe Restrepo) Nombre comercial: Turbo Wire (ORMCO)

Forma de los arcos El principio básico de los tratamientos de ortodoncia es respetar la forma original de los arcos dentarios del paciente. Los estudios de contención a largo plazo confirman que los cambios o recidivas son mayores cuando se altera la forma de los arcos que cuando se mantiene la misma. Sin embargo no hay variaciones de forma de los arcos preformados disponibles en la actualidad, lo que obliga a realizar los ajustes necesarios para adaptarlos al tamaño de arco del paciente (en los arcos de acero o TMA).



Fig.54 La forma(Fig.54) y secuencia de los arcos son muy importantes en el tratamiento ortodóncico. La correcta selección de la forma del arco para cada paciente, así como el desarrollo de la secuencia de los mismos incrementa la eficiencia y aumenta la estabilidad de los casos terminados .

Los arcos presentan cuatro componentes en su forma: 1. la curvatura anterior, 2. el ancho intercanino, 3. la curvatura posterior 4. ancho intermolar

Fig.55

El Dr. McLaughlin dice “la selección apropiada de la forma del arco para cada paciente así como el desarrollo general de la secuencia de arcos en la práctica de la ortodoncia puede incrementar en gran medida la eficiencia del tratamiento y proveer de gran estabilidad en los casos terminados(Fig.55).”

Fig.56

Dr. Damon desarrolló una nueva forma de arco después de estudiar 7,000 fotografías de sonrisas y dice que “una gran sonrisa(Fig56), cuando se mira de frente, consta de seis dientes anteriores bien posicionados y una forma de arco donde se expone el primer bicúspide, segundo bicúspide y la superficie bucomesial del primer molar.”

Esta forma de arco más amplia previene el “síndrome de esquina oscura” o “triángulos negros”. Después de que evaluó con cuidado varios cientos de pacientes y sus modelos articulados, tomografías y radiografías cefálicas, pudo apreciar que esta forma de arco aumenta la función dental.



Fig.57 La combinación de arco formato Damon con los brackets de baja fricción, autoligantes pasivos, y arcos de níquel titanio con bajas fuerzas, aumenta las posibilidades de tratamiento sin extracciones (Fig57).

Algunos de los arcos que se utilizan en la técnica de Damon son: • Copper Ni-‐Ti® con topes. Los topes se ajustan

fácilmente con pinza How o Weingart(Fig58). Fig58

• Ni-‐Ti®– Pre Torqueado: para los casos de clase II 2°, cuando se requiere intrusión y torque anterior adicional. Los arcos presentan 20° de torque anterior en longitudes de 34mm (para la arcada inferior) y 38mm (para la arcada superior). • Curva Reversa Ni-‐Ti®. Ideal para intrusión(Fig.59).

Fig.59 • Cobre Ni-‐Ti 27°C • Cobre Ni-‐Ti 35°C • Cobre Ni-‐Ti 40°C Resortes Los resortes son aditamentos usados en la ortodoncia. Los primeros resortes fueron fabricados de níquel-‐cromo-‐cobalto o de acero inoxidable. Se seleccionaban según el calibre del alambre y diámetro interno del resorte. En 1988, Miura introduce los resortes NiTi-‐A, superelásticos de Sentalloy. Se pueden seleccionar por la fuerza que generan, no producen daño periodontal. Los resortes pueden ser de espiras abiertas o de espiras cerradas.

Fig.60 Fig.61 Los resortes de espiras abiertas(Fig.60-‐61) sirven para abrir espacios y se usan comprimidos, de tal manera que al tratar de recuperar su forma, separan los dientes entre los que se encuentra, dando espacio a los dientes que lo requieran. Estos resortes pueden ser de espiras continuas o de espiras discontinuas también llamado de doble espira.

Fig.62

Los resortes de espiras continuas(Fig.62) se fabrican en varillas o pre-‐cortados de 15mm de largo que puede ser comprimido a 3mm ycon diferentes fuerzas.

Fig.63

Los resortes de espiras abiertas discontinuos(Fig.63) vienen en varillas, sirven para distalar molares, se utilizan en compresión total y se cortan entre las espiras continuas.



Los resortes de espiras cerradas(Fig.51) sirven para cerrar espacios y se usan por tensión, es decir se los debe estirar y al recuperar su forma original junta los dientes entre los cuales se encuentra.

Fig.64 Fig.65 Se fabrican en varillas o pre-‐cortados con ojales de diferentes medidas y fuerzas(Fig.64-‐65).

Fig.66

Forestadent tiene resortes de espiras cerradas(Fig.66) que actúan como muelles de tensión y compresión con fuerza continua y nivelada, con alambres de ligadura en ambos extremos que sirve para ser atado entre grandes distancias.

Fig.67

Es recomendable para usar reemplazando los elásticos de clase II(Fig.67) y puede ser utilizado como muelle de retracción. Nombre comercial: Forestadent-‐Titanol.

Esquema de comparación carga deflexión(Fig.68) entre las distintas aleaciones de resortes de espiras cerradas. Las aleaciones convencionales muestran un comportamiento lineal, generando fuerzas de 600gr, con deformación al ser estirados al 200%, mientras que las aleaciones superelásticasde Niti-‐A generan fuerzas muy ligeras y recién se deforman al ser estiradas al 500%.

Fig.68

Esquema de comparación carga deflexión(Fig.69) entre las distintas aleaciones de resortes de espiras abiertas al ser comprimidos hasta estar en contacto cada uno de los anillos (compresión total). Las aleaciones convencionales sufrieron una deformación permanente mientras que las aleaciones superelásticas de Niti-‐A mostraron fuerzas ligeras sin deformaciones.

Fig.69 Los resortes de espiras abiertas de Niti-‐A vienen con diámetro de .036” y fuerzas extra suave de 50gr, ligeras de 100gr y medianas de 150gr y con diámetro de .045” y fuerzas pesadas de 200gr y extra pesadas de 250gr. Los resortes de espiras cerradas de Niti-‐A vienen con fuerzas ultra ligeras de 25gr, extra ligeras de 50gr, ligeras de 100gr, medias de 150gr, fuertes de 200gr y extra fuertes de 300gr



para retracción del sector anterior. Se los fabrica con diferentes valores de superelasticidad, controlando la temperatura de transformación con baños de sales de nitrato a 500°. Cuando la temperatura martensítica es elevada, no se pierde la superelasticidad, los valores de carga se reducen, obteniendo materiales que generan fuerzas que van desde ultraligeras hasta extra pesadas. Tips para la elección de los arcos según la fase de la mecánica y la composición. Es necesario tener presente que: 1-‐ Al duplicar el diámetro de un alambre voladizo o con apoyos a ambos lados:

• La resistencia se multiplica por ocho. • La elasticidad se divide entre dieciséis. • El recorrido se reduce por la mitad.

2-‐ Si se duplica la longitud de una viga voladiza o cantiliver del alambre se produce: • Una reducción a la mitad de la resistencia a la flexión. • Se multiplica la elasticidad por ocho. • Se multiplica el rango por cuatro.

Arcos para alinear Durante la etapa inicial se deben alinear las coronas dentarias con el menor movimiento y desplazamiento radicular posible controlando el resalte y la sobremordida incisiva. El ancho y coordinación de los segmentos posteriores se hará respetando la forma de la arcada individual del paciente. Los movimientos más comunes para alinear son labiolinguales y mesiodistales o sea movimientos de 1º y 2º orden, no se necesita control radicular ni torsión (3º orden) y se requieren fuerzas muy suaves para los procesos de remodelación ósea. Los movimientos suaves dentro de la biozona son importantes en pacientes adultos o con compromiso periodontal, para evitar reabsorciones radiculares y pérdidas de inserción periodontal. Se recomienda usar arcos de NITI Cu de 35° o 40° cuando hay gran apiñamiento o pacientes con compromiso periodontal. Los arcos de NiTi cobre de 27º se usan en apiñamientos leves o moderados y pacientes con salud periodontal.

Fig.70 Fig.71 Los alambres iniciales son redondos(Fig.70-‐71), ya que no es necesario el control radicular y si se usan elásticos, estos son de fuerzas ligeras.Hay que evitar los arcos rectangulares para no producir movimiento radicular indeseado que predispongan a lesiones periodontales. Debe existir un juego mínimo entre el arco y la ranura del bracket de aproximadamente .002” con arcos de .016” en brackets de .018” y .004” con arcos de .018” en brackets de .022”. Arcos para la nivelación



La nivelación es la corrección de vertical de los dientes y el aplanamiento de la curva de Spee.

Fig.72 Fig.73 Para nivelar se puede producir intrusión o extrusión de los segmentos anteriores o posteriores de la arcada(Fig.72-‐73).

Fig.74

Se puede realizar simultáneamente la fase de alineamiento y nivelación usando arcos de Niti-‐A, Niti-‐M o TMA (B-‐Titanio), con curva de Spee(Fig.74) incorporada si la mordida es muy profunda.

Recordar que la intrusión incisiva requiere fuerzas muy suaves y continuas, evitando la inclinación incisiva y un efecto de extrusión de los dientes de anclaje. Estos arcos elásticos pueden ser seguidos por arcos de acero, que al ser más rígidos fijan las correcciones logradas. Arcos para el cierre de espacios El cierre de espacios, tanto de extracciones como de diastemas, ha de ser lento y progresivo evitando movimientos de inclinación y rotación coronal en los dientes adyacentes a los espacios a cerrar e impidiendo, en la medida de lo posible, la pérdida de torque del grupo incisivo y la desestabilización de los dientes posteriores de anclaje.

Fig.75 Fig.76 Se pueden usar arcos continuos con ansas como el arco doble llave o DKL(Fig.75-‐76), para el movimiento por desplazamiento de grupos dentarios usados en la técnica de Roth. Son arcos de acero inoxidable rectangulares con sección de .019”x.025” ó .021”x.025” en brackets con ranura de .022”. En el tramo del arco donde se localizan las ansas de cierre se busca la máxima elasticidad, en el resto del arco se necesita suficiente rigidez para estabilizar los sectores e impedir el descontrol de la torsión y movimientos indeseados. El recorrido medio de activación de las ansas puede ser de 1 y 2 mm al mes para el arco de doble llave.



Fig.77

Se pueden utilizar arcos continuos de acero inoxidable con postes soldados(Fig.77) entre incisivos laterales y caninos para el movimiento por deslizamiento en grupo (cierre de espacios) usado en la técnica de Andrews, MBT y Damon. Se lo conoce como arco poste, de sección rectangular de .019”x.025”.

Fig.78 Fig.79 Para la fuerza de retracción se utilizan ligaduras activas(Fig.78) (elastómero-‐ligadura metálica), cadenas elastoméricas o resortes de espiras cerradas con ojales de Niti-‐A(Fig.79). Se pueden usar arcos seccionales para la retracción individual de caninos (técnica Bioprogresiva de Ricketts) en alambres cromo cobalto azul de .016”x.022”. Arcos para la terminación y detalles Antes de pasar a esta fase hay que observar: la sobremordida, el resalte, la clase molar y canina, el correcto alineamiento de todos los dientes en los tres planos del espacio, la ausencia de rotaciones, los puntos de contacto, la forma de la arcada, la nivelación y adecuación de las curvas de la arcada (Spee y Wilson), el cierre de los espacios y la paralelización de las raíces, la línea media, los contactos en relación céntrica y oclusión céntrica. Para la paralelización final de las raíces adyacentes al espacio de la extracción y el torque en los incisivos es necesario un arco con suficiente rigidez para producir el movimiento deseado y llenar la canaleta del bracket.

Fig80 Fig.81 Fig.82 En esta etapa se colocan arcos de Niti-‐M (mayor rigidez), acero o TMA de .019”x.025” y .021”x.025”(Fig.80-‐81-‐82). El encaje de estos arcos debe poder hacerse con suavidad, sin necesidad de forzar el alambre dentro de la ranura.

Fig.83

También pueden usarse arcos rectangulares de acero trenzado(Fig.83) (Braided) o Niti trenzado (Turbo Wire). Los arcos Turbo Wire no deben permanecer en boca más de un mes y medio por el riesgo de producir sobre-‐expansión, extrusión y descontrol del segundo molar o pérdida de torsión.



Sobre la técnica de acabado final hay muchas discrepancias: los que usan posicionadores gnatológicos para el asentado de la oclusión, los que usan aparatos funcionales para aprovechar el crecimiento residual como retención “activa”, los que usan alambres rectangulares gruesos y rígidos y los que por el contrario recomiendan cierta libertad de los dientes que les permita un asentamiento óptimo, combinando arcos muy elásticos con gomas intermaxilares fuertes y cortas que favorezcan la intercuspidación final. Bibliografía

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Principios mecánicos de las aleaciones

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