ARTIGO INÉDITO

 

A força de atrito em braquetes plásticos e de aço inoxidável com a utilização de quatro diferentes tipos de amarração^*

 

 

Vanessa Nínia Correia Lima^I; Maria Elisa Rodrigues Coimbra^II; Carla D'Agostini Derech^III; Antônio Carlos de Oliveira Ruellas^IV

^ICirurgiã-dentista - RJ
^IIMestre em Ortodontia pela UFRJ. Doutora em Ciência dos Materiais pelo IME-RJ
^IIIDoutora em Ortodontia pela UFRJ. Professora do curso de especialização em Ortodontia da UFSC-SC
^IVProfessor doutor do departamento de Ortodontia da UFRJ-RJ

Endereço para correspondência

 

 

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RESUMO

OBJETIVO: a finalidade deste estudo in vitro foi avaliar e comparar a resistência friccional em braquetes de aço inoxidável e de policarbonato compósito amarrados com fio metálico e elastômeros.
MÉTODOS: foram utilizados quatro braquetes de aço inoxidável e quatro de policarbonato compósito (PC) para pré-molares levados à máquina universal de ensaio mecânico para a tração de um segmento de fio de aço inoxidável 0,019" x 0,025" na velocidade de 0,5mm/min, com 8mm de deslocamento total. A forma de amarração variou entre as seguintes possibilidades: amarração metálica com pinça de Steiner, metálica com pinça Mathieu, elastômero da marca Morelli e elastômero da marca TP Orthodontics.
RESULTADOS E CONCLUSÕES: os módulos elastoméricos geraram mais atrito do que os metálicos e a amarração com pinça Mathieu provocou menor atrito quando comparada a todas as situações avaliadas. Os braquetes de PC geraram menor atrito do que os metálicos, porém, na escolha do material a ser utilizado na clínica, outras variáveis - tais como a resistência ao cisalhamento e à fratura, a estabilidade de cor e a aderência por microrganismos - devem ser consideradas.

Palavras-chave: Atrito. Amarração ortodôntica. Braquete metálico. Braquete plástico.

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INTRODUÇÃO

A Ortodontia baseia-se na movimentação dentária, dentro do leito ósseo alveolar, resultante de força aplicada. Esse processo pode ser otimizado ou prejudicado dependendo da resposta subsequente do tecido e da utilização apropriada e racional de mecanismos mecânicos disponíveis⁸. A força de atrito é um desses desafios clínicos, devendo ser reconhecida e controlada, uma vez que seu aumento pode ser vantajoso quando aplicado como meio de ancoragem e prejudicial no caso das mecânicas de deslizamento¹².

A natureza da fricção em Ortodontia é multifatorial, derivada de fatores mecânicos e biológicos^1,3,9.

Fatores físico/mecânicos

• Propriedades do fio ortodôntico: material, secção transversa, espessura, textura da superfície e rigidez.

• Tipo de amarração entre fio e braquete: material e forma da amarração, e o tipo de instrumento utilizado.

• Propriedades do braquete: material, tratamento de superfície, processo de fabricação, dimensões do slot, quantidade de aletas.

• Aparelho ortodôntico: distância interbraquetes, diferença de altura entre os braquetes e força aplicada para a retração.

Fatores biológicos/ambientais

• Saliva, microfilme bacteriano, película adquirida.

• Corrosão.

Portanto, a força gerada depende primariamente dos materiais envolvidos no sistema, suas propriedades físicas, sua relação com o ambiente e sua utilização, incluindo a forma de amarração.

Sob o ponto de vista do material, os braquetes estéticos estão em foco na indústria de materiais ortodônticos. Muitos materiais têm sido testados - como a zircônia, a porcelana e o policarbonato -, sendo, atualmente, fabricados e pesquisados sempre com pequenas modificações de estrutura, dependendo do fabricante. Embora braquetes transparentes sejam mais estéticos do que os metálicos, eles apresentam uma série de desvantagens, como: alta incidência de fratura e danos ao esmalte durante a descolagem (no caso da porcelana); e falta de estabilidade de cor, pouca resistência ao desgaste e falha na incorporação da força de torque (no caso dos braquetes plásticos).

Porém, os braquetes estéticos fazem parte da realidade atual e seu futuro na Ortodontia parece certo. Portanto, o presente trabalho propõe-se a avaliar as propriedades mecânicas - mais especificamente a força de atrito gerada, relacionada às seguintes variáveis: tipo de material do braquete (material metálico ou policarbonato compósito), tipo de amarração (metálica ou elastomérica) e o instrumento utilizado (pinça Mathieu ou pinça de Steiner).

 

MATERIAL E MÉTODOS

Foram utilizados na pesquisa oito braquetes geminados para pré-molares, quatro de aço inoxidável (Fig. 1) e quatro de policarbonato compósito (PC, reforçados com 30% de fibra de vidro), (Fig. 2) cujos slots apresentavam a dimensão de 0,022" x 0,030". Os braquetes foram fixados com resina epóxi em suporte metálico e o conjunto levado à máquina universal de ensaio mecânico para a tração de um segmento de fio de aço inoxidável, com secção retangular de 0,019" x 0,025", na velocidade de 0,5mm/min, num total de 8,0mm de deslocamento, em meio seco (Fig. 3).

 

 

 

 

 

 

Segundo informações do fabricante, os braquetes de policarbonato compósito utilizados são peças injetadas com densidade de 1,4g/cm³ e dureza típica de 74 Shore. Os metálicos são convencionais ou não-sinterizados e apresentam densidade de 7,4 a 7,9g/cm³.

O instrumento utilizado para a amarração metálica variou entre a pinça de Steiner e a Mathieu, sendo realizada - para cada situação experimental - pelo mesmo operador, com fio de amarrilho de aço inoxidável com espessura de 0,010" (10 voltas). Já a amarração elástica foi simples, ao redor das aletas dos braquetes, feita com duas marcas diferentes de elastômeros: TP Orthodontics (EUA) e Morelli (Sorocaba/SP). O elastômero foi colocado em posição com o adaptador para amarrilho elastomérico.

Ao todo, 15 repetições foram realizadas para cada uma das 8 situações ou grupos (Tab. 1).

 

 

Após a obtenção dos resultados - descritos na forma de médias, desvios-padrão, valores mínimos e máximos -, foi realizada a análise de variância ANOVA para avaliação da significância da diferença estatística entre os grupos, e o teste complementar de Tukey para comparação múltipla entre pares, com intervalo de confiança de 95% (p < 0,05). Os pares analisados foram: PL Steiner x PL Mathieu; PL Morelli x PL Steiner; Met Steiner x Met Mathieu; Met Morelli x Met TP; PL Steiner x Met Steiner; PL Mathieu x Met Mathieu; PL Morelli x Met Morelli; PL TP x Met TP.

 

RESULTADOS

A tabela 2 apresenta a média da força de atrito (gf) gerada durante o ensaio mecânico nas oito situações analisadas, assim como seu desvio-padrão, valores mínimo e máximo.

 

 

A análise de variância (ANOVA) mostrou diferença estatisticamente significativa entre as médias dos oito grupos (p < 0,05). Da mesma forma, quando a variável tipo de braquete foi mantida e modificada a forma de amarração, também houve significância estatística, tanto para o braquete metálico quanto para o plástico (p < 0,05).

Todos os pares analisados pelo teste complementar de Tukey mostraram diferenças estatisticamente significativas (p < 0,05) nas forças de atrito geradas, com exceção do par PL Mathieu x Met Mathieu, o qual se mostrou estatisticamente semelhante.

 

DISCUSSÃO

Houve grande variação na geração da força atrito (de 41,43gf a 254,63gf), onde a maior ocorreu quando o braquete metálico foi amarrado ao fio através do elastômero TP Orthodontics, e a menor quando o braquete plástico foi amarrado com fio metálico e pinça Mathieu.

De forma geral, a força de atrito gerada nos grupos com braquete metálico foi superior à do braquete plástico, e a amarração metálica com pinça Mathieu apresentou a menor geração de atrito, com braquete plástico ou metálico.

A sequência dos grupos em ordem crescente de atrito gerado foi: PL Mathieu, Met Mathieu, PL TP, PL Steiner, PL Morelli, Met Steiner, Met Morelli e Met TP.

O gráfico 1 ilustra que, no presente trabalho, os braquetes metálicos geraram mais atrito, se comparados aos plásticos. Testes anteriores mostraram que a rugosidade superficial dos braquetes à base de policarbonato - quando comparada com outros materiais estéticos, como a porcelana - é significativamente menor¹⁴. Porém, quando comparados aos metálicos (aço inoxidável), a literatura demonstra que os plásticos geram mais atrito durante o deslizamento - devido, provavelmente, à sua deformação quando amarrados^11,13. Pode-se inferir que, no presente ensaio experimental, não houve deformação, dos braquetes plásticos utilizados, suficiente para aumentar o atrito entre os mesmos e o fio metálico.

 

 

Apesar dos braquetes plásticos terem gerado menor atrito do que os metálicos, a escolha do material a ser utilizado na clínica inclui a consideração de outras variáveis, tais como resistência ao cisalhamento, à fratura, à deformação, estabilidade de cor e aderência por microrganismos.

A força de amarração pode variar de 50 a 300gf e os módulos elastoméricos geram aproximadamente 225gf de força, com perda gradual devida ao relaxamento⁹. Neste trabalho, as amarrações elásticas tenderam a gerar mais atrito do que as metálicas, concordando com Berdnar, Gruendeman e Sandrik². Porém Omana, Moore e Bagby¹⁰, oportunamente, acrescentam que, apesar desse procedimento gerar menor resistência, é difícil padronizar a força empregada¹⁰. Sendo interessante lembrar que as ligaduras elastoméricas lubrificadas geram menor atrito do que as não-lubrificadas utilizadas nesse estudo^4,7.

A pinça de Mathieu como instrumento de amarração produziu menor atrito se comparada à pinça de Steiner - seja com braquetes metálicos, seja com plásticos -, o que já era esperado, uma vez que amarração metálica leve produz menor atrito do que se ajustada^7,9.

Classicamente, a superfície padrão da mecânica de deslizamento é o metal - particularmente o aço inoxidável. Contudo, outros materiais ortodônticos vêm apresentando resultados satisfatórios ou melhores do que em ensaios mais antigos, destacando-se os braquetes plásticos - que nesse ensaio, sob o ponto de vista de atrito, tiveram melhor comportamento do que os metálicos. Portanto, uma vez que os materiais são modificados e/ou modernizados, a constante atualização na investigação do atrito gerado sobre eles é de fundamental importância^5,6.

 

CONCLUSÕES

1. A força de atrito variou consideravelmente dentre as oito situações apresentadas, o que é positivo quando fornece ao clínico opções no uso da mecânica ortodôntica, com mais ou menos atrito, conforme a necessidade de cada caso.

2. Os braquetes plásticos geraram menor atrito se comparados aos metálicos.

3. Os módulos elastoméricos geraram mais atrito do que os metálicos e a amarração com pinça de Mathieu provocou menor atrito se comparada a todas as situações avaliadas.

 

REFERÊNCIAS

1. Bággio PE, Telles CS, Domiciano JB. Avaliação do atrito produzido por braquetes cerâmicos e de aço inoxidável, quando combinados com fios de aço inoxidável. Rev Dental Press Ortodon Ortop Facial. 2007 jan-fev;12(1):67-77.         [ Links ]

2. Bednar JR, Gruendeman GW, Sandrik JL. A comparative study of frictional forces between orthodontic brackets and arch wires. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1991 Dec;100(6):513-22.         [ Links ]

3. Braga CP, Vanzin GD, Marchioro EM, Beck JC. Avaliação do coeficiente de atrito de braquetes metálicos e estéticos com fios de aço inoxidável e beta-titânio. Rev Dental Press Ortodon Ortop Facial. 2004 nov-dez;9(6):70-83.         [ Links ]

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Endereço para correspondência:
Carla D'Agostini Derech
Av. Rio Branco, 333/306 - Centro
CEP: 88.015 201 - Florianópolis
E-mail: carladerech@hotmail.com

Enviado em: fevereiro de 2008
Revisado e aceito: outubro de 2009

 

 

* Pesquisa elaborada como requisito do Programa de Iniciação Científica do Departamento de Ortodontia da Faculdade de Odontologia da Universidade do Brasil, UFRJ