FIOS ORTODÔNTICOS, PROPRIEDADES MECÂNICAS E SUAS APLICAÇÕES CLÍNICAS

Nesta monografia de 2001, apresentada na Faculdade de Odontologia da Universidade São Francisco; pela autor GENÉSIO APARECIDO ROSANI; para obtenção do Título de ESPECIALISTA em Ortodontia pela Universidade Sao Franciscom em Bragança Paulista - São Paulo. Faz um grande apanhado sobre os fios Ortodonticos, tipos de liga e suas devidas aplicações.

O ortodontista utiliza no seu dia-a-dia clínico, em noventa porcento dos casos, metais, mais propriamente dito, ligas metálicas. Mas usar não basta, para se praticar uma Ortodontia de excelência é necessário conhecer as propriedades mecânicas (física) e químicas dos fios, para assim poder otimizar seu uso, a localização anatômica em que se aplicará a força e, por fim, os princípios biomecânicos utilizados (Langlade, 1993).

Entender as propriedades mecânica e química dos fios, promove um aumento de nossas habilidades em virtude das propriedades inerentes a estas novas ligas, é possível desenvolver forças leves e constantes, ideais para a movimentação. O uso destes fios, quando largas deflexões são requeridas no alinhamento e nivelamento dentário do tratamento ortodôntico, é mais indicado (Burstone, 1996).

Dizer que a civilização dos povos marcha paralela com o conhecimento e uso dos metais é uma verdade (Almeida et al., 1996). A palavra metal vem do grego métallon, que significa "procurar".
A história indica que o cobre foi o primeiro metal de que se serviu o homem para fabricar as armas e os instrumentos, isso por volta de 6000 a.C., pois até esse momento estes eram fabricados em pedra. Por volta de 3600 a.C., por acaso, o homem descobriu a primeira liga metálica, quando minérios de cobre e estanho foram aquecidos ao mesmo tempo resultando o bronze, o homem vivia a idade do bronze (Esperidião & Nóbrega, 2001).

Os povos mais antigos conheciam o uso odontológico dos metais, tanto que na época dos Fenícios 2500 a.C. usava-se substituir os dentes que haviam sido extraídos por traumas ou causas patológicas com aparatos protéticos que eram confeccionados por meio dos metais, no caso o ouro (Ring, 1998).

Durante os séculos XVI, XVII e XVIII, foram aparecendo os demais metais, até o século XIX, período em que a metalurgia se converteu em uma verdadeira ciência, com o uso dos metais nos tratamentos médicos e dentários. No caso do aço, ferro ligeiramente misturado com até 2,0% em peso de carbono, é interessante observar que o mesmo já era conhecido desde alguns séculos antes do nascimento de Cristo, quando o ferro contido em meteoritos aparecia misturado nas rochas (Chianca & Portella, 1994). Mas foram precisos mais de 2000 anos para ser atingida a sua era, iniciada há pouco mais de uma centena de anos. Como vimos, semelhante aconteceu com o ferro que sendo conhecido e trabalhado desde as primeiras dinastias egípcias, só foi produzido em larga escala três milênios depois pelos hititas.

Há controvérsias na literatura sobre o período correto do surgimento das ligas de níquel-titânio. Almeida et al. (1996) citam que foram criadas por volta de 1970, inicialmente na URSS no período da Guerra-Fria, para serem usadas em naves espaciais, mas foi nos USA que, pela primeira vez, foram usadas na confecção de arcos ortodônticos. Já Burstone (1994), diz que o Nitinol foi desenvolvido por Willian F. Buehler no início dos anos 60, sendo que esta liga original tinha 55% de níquel e 45% de titânio.

Proffit (1986) diz que na década de 70 o Nitinol (Unitek Corp) foi desenvolvido para o programa espacial (Ni, níquel; Ti, titânio; NOL, Naval Ordinance Laboratory). Nesta mesma época surgiu o Beta titânio (titânio molibdênio). Em 1985 foram vendidas as ligas de NiTi superelásticas japonesas pela Ormco e GAC (Proffit, 1986). A ciência busca agora incorporar novos materiais às ligas, à procura daquele que será chamado "fio ideal".

As propriedades mecânicas e aplicações clínicas dos fios de aço inoxidável, fios de cromo-cobalto, níquel-titânio, beta-titânio e fios trançados, foram descritas por Kapila & Sachdeva, em 1989, a fim de dar ao ortodontista o conhecimento necessário para a aplicação de fios ortodônticos apropriados para determinadas situações clínicas. As propriedades mecânicas destes fios são obtidas por testes de tensão, curvatura e torção. Apesar das características determinadas por estes testes não refletirem necessariamente o comportamento dos fios em condições clínicas, as mesmas nos fornecem uma base para realizar comparações entre os fios. As características desejáveis para um fio ortodôntico são: boa capacidade de memória, baixa dureza, boa formabilidade, alta energia acumulada, biocompatibilidade, baixa fricção e capacidade de aceitar soldas de auxiliares.

Os fios de aço inoxidável são populares desde sua introdução na Ortodontia em virtude de sua formabilidade, biocompatibilidade, dureza, resiliência e baixo custo. Fios de cromo-cobalto podem ser manipulados em um estado e depois serem submetidos a tratamento térmico. Depois de submetidos a tratamento térmico, temos um fio com propriedades semelhantes as do aço inoxidável. Fios de Nitinol têm uma boa memória e baixa dureza, no entanto, tem má formabilidade e má aceitação à solda. Fios de beta-titânio fornecem uma combinação de memória apropriada, dureza média, boa formabilidade e aceita solda de auxiliares. Fios trançados têm uma alta capacidade de memória e baixa dureza, quando comparados aos fios de aço inoxidável.

Devido ao largo espectro das propriedades dos fios ortodônticos, o seu uso pode ser mais bem direcionado para seleção de um tipo de fio adequado para uma situação clínica específica. Assim, a progressão do tratamento pode envolver o aumento na rigidez do aparelho, mudando-se a liga sem aumentar o calibre do fio. Este conceito é chamado módulo variável em Ortodontia, e difere do diâmetro variável em Ortodontia, usado até então, onde o aumento da rigidez do fio era conseguido durante o tratamento, aumentando-se a espessura do fio. As vantagens desse conceito incluem melhor controle na folga entre o fio e o braquete, uso de fios retangulares nos primeiros estágios do tratamento, orientação dos fios como desejado e trocas freqüentes dos mesmos.

As interações entre diâmetro do fio e tipo de liga, sobre a força de fricção braquete-fio, para ambos os canais de encaixe e todas as larguras do braquete foram estatisticamente significantes. Isto implica que, para a seleção do fio apropriado, durante as fases do tratamento que envolve o deslocamento dentário ao longo do fio, é importante considerar tanto o diâmetro como o tipo de liga do fio ortodôntico.

Burstone, em 1997, testou a soldagem em fios beta-titânio (TMA) e percebeu que o fio não ficou debilitado. Além de ser muito útil no tratamento ortodôntico, tem uma carga/deflexão melhor que a do aço inoxidável, quase o dobro. Os estudos mostraram que a solda, corretamente executada, não produz aumento significante em tamanho de grãos ou na carga, garantindo a alta versatilidade da liga.

Ao examinarem as propriedades mecânicas dos fios NiTi japonês, produzidos pela Companhia Elétrica Furukawa Ltda., Miura et al., em 1986, comparando-as com fios de aço de Co-Cr-Ni, fios de aço inoxidável e os fios NiTi trabalhando a frio (Nitinol-Unitek Corp.), através de testes de tração e curvatura, avaliaram, também, a influência do tratamento térmico especial nestes fios. Utilizaram para o teste de curvatura o método de curvatura em três pontos, o qual simula a pressão do fio aos dentes na cavidade bucal.

Pelo teste de tração, o fio NiTi japonês apresentou propriedades superelásticas, indicada graficamente pela deformação linear na mesma quantidade de tensão. De modo diferente, os fios Co-Cr-Ni, aço inoxidável e Nitinol mostraram um relacionamento entre tensão e deformação proporcionais.

Foi publicado recentemente que ligas de níquel-titânio japonesas possuem propriedades positivas quando usadas na clínica ortodôntica. Quando um arco é submetido a uma carga para criar deflexão do fio, a carga permanece constante em razão da presença da superelasticidade. Também, independente da quantidade de deflexão, uma deformação permanente não ocorre em virtude de sua ótima propriedade de memória. Outros estudos demonstraram que usando um processo controlado de tratamento térmico é possível curvar o arco e mudar sua capacidade de superelasticidade a um nível desejado sem perder propriedades mecânicas.

Miura et al., em 1990, determinaram que o tratamento térmico pode favorecer e simplificar o tratamento ortodôntico, uma vez que o novo fio NiTi retangular superelástico (Neo Sentalloy-GAC Int.) poderia ser utilizado na fase inicial do tratamento produzindo forças extremamente leves. Desta forma, proporcionaria um controle tridimensional do movimento dentário, ou seja, permitiria o controle do torque e ao mesmo tempo o nivelamento horizontal e vertical com o mesmo arco.

Os autores explicaram que o nível de força do fio NiTi superelástico poderia ser afetado por muitos fatores, dentre eles as condições do tratamento térmico, o método de processamento e, o mais importante, a proporção dos elementos constituintes da liga, pois obtiveram uma diminuição considerável no nível de força com a redução do índice atômico do níquel. Mencionaram, também, que o tratamento térmico, além de permitir o controle do nível de força, controlava também a memória de forma. Desenvolveram uma técnica para confeccionar um arco individualizado pré-cirúrgico, que poderia ser usado desde o início do tratamento até o período de contenção pós-cirúrgico.

Kusy & Greenberg, em 1982, compararam a força, a elasticidade e a dureza de duas ligas de titânio como configuração de dois arcos. De quatro beta-titânio e oito níquel-titânio, avaliados segundo o tamanho disponível, todos os arcos removidos foram avaliados tanto em dobradura quanto em torção. Os resultados mostraram que a rigidez das duas composições de liga sobrepõem, substancialmente, com exceção daqueles fios de extremo maior e menor rigidez, quer dizer, o 0,016’’ e 0,018’’ níquel-titânio, os 0,017’’ por 0,025’’ e 0,019’’, incluindo o arco de 0,025’’ beta-titânio, respectivamente. A conclusão é de que a variação-secção transversal X módulo de elasticidade, ilustrada dentro do contexto de um quadro de dureza dos fios, se equivale aos fios de aço convencionais.

Três métodos de esterilização de calor aprovados foram usados: calor seco, vapor de formaldeído, álcool, e autoclave a vapor. Foram obtidos módulos elásticos em 3 segmentos que foram dobrados. Um laser de varredura de superfície de fios foi usado para descobrir alterações de superfície e se elas foram causadas por mancha, corrosão ou bolhas. As propriedades elásticas eram determinadas com 7 minutos de duração. Dentro dos métodos de esterilização presente, nenhuma mudança prejudicial foi observada para as propriedades mecânicas selecionadas ou a topografia de superfície. Quando foram comparados os valores dos dois produtos, Nitinol era menos complacente, mas mais forte que Titanal. O aparelho de laser mostrou que o Titanal possuiu, pelo menos, três vezes mais refletividade de espectro que Nitinol.

CONCLUSÕES DO AUTOR

Neste trabalho, foram consideradas várias possibilidades no uso de muitas ligas metálicas na Ortodontia atual e passada.

Muitos autores se preocuparam em avaliá-las dentro de suas propriedades, argumentando vantagens e desvantagens.

Outros fizeram a comparação de uma liga determinada versus outra completamente diferente para chegarem a suas conclusões.

Foram também considerados os meios de avaliação, dando novo alento para que realmente se entenda e se faça o melhor uso dessas ligas.

Mas, ficou óbvio que, estamos longe de conseguirmos um consenso entre os estudiosos e clínicos; por ser a Ortodontia uma especialidade que agrega a Biologia às Ciências Exatas.

Link do artigo na integra via site da Morelli:

https://www.morelli.com.br/arquivos/teses-e-artigos/006-FIOS-ORTOD%C3%94NTICOS-PROPRIEDADES-MEC%C3%82NICAS-E-SUAS-APLICA%C3%87%C3%95ES-CL%C3%8DNICAS.pdf