fios ortodônticos - academia da ortodontia...

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ResumoA efetividade do movimento ortodôn-

tico envolve a interação adequada defatores relacionados ao paciente, à me-cânica aplicada, aos dentes e suas es-truturas de suporte. Particularmente édependente da ação dos fios ortodônti-cos, conforme suas características es-truturais e mecânicas2. Na tradicionalseqüência de troca dos fios de aço ino-xidável utilizada na fase de alinhamen-to e nivelamento, a transição progressi-va dos calibres dos fios altera a quanti-dade de força liberada. A modificaçãoda carga dissipada também pode ser ob-tida pelo uso de fios constituídos por ou-tros materiais. Por muito tempo os fiosde aço inoxidável predominaram naOrtodontia, mas o advento de novas li-gas metálicas tornou diversificado ouniverso de fios disponíveis. Estas no-vas ligas têm propiciado algumas alte-rações no protocolo de tratamento, en-curtando o tempo de cadeira, bem comodo tratamento como um todo. As pro-priedades particulares destas ligas per-mitem a aplicação nas várias fases dotratamento, substituindo em grande par-te o uso dos fios clássicos de aço10,33,35,36.Este artigo revisa alguns conceitos, pro-priedades e aplicação clínica destes no-vos materiais.

INTRODUÇÃOTalvez o primeiro protótipo ortodôn-

tico para estabelecer uma forma de arcoseja o dispositivo “Bandelette”, que PierreFauchard idealizou para correções dasposições dentárias12. Tratava-se de umatira de metal, que se prestava para dara forma do arco, associada às amarriasde prata ou latão, para promover asmovimentações (Fig. 1).

Mantendo a idéia de Fauchard, Angledesenhou seu aparelho (arco E), quecontinha um arco preso à bandas nosmolares. Este arco continha parafusospara aumentar o perímetro do arco e ob-ter espaço para “laçar” os dentes, posi-cionando-os adequadamente12 (Fig. 2).Como historicamente conhecido, Anglerealizou freqüentes transformações emseus aparelhos, passando para um sis-tema mais preciso, onde o fio ortodônti-co se encaixava aos apoios, inicialmen-te de cervical para oclusal – tubos e pi-nos (Fig. 3). Num desenho subseqüen-te, propôs a utilização de um fio desecção retangular em forma de cinta,tornando-se conhecido como “ribbon-arch”. Estas evoluções culminaram coma invenção do conhecido “edgewise”,onde o fio ortodôntico passou a ser in-serido pelo aspecto frontal do braquete,como até os dias atuais12.

Tópico Especial

Palavras-chave:Ligas metálicas; Fiosortodônticos.

Fios OrtodônticosOrthodontic Wires

R Dental Press Ortodon Ortop Facial, Maringá, v. 6, n. 4, p. 103-114, jul./ago. 2001

Júlio deAraújo Gurgel

Adilson LuizRamos

* Doutor em Ortodontia pela Faculdade de Odontologia de Bauru - USP; Professor Responsável pela Disciplinade Ortodontia da Universidade de Marília e Docente da Disciplina de Ortodontia da Universidade do SagradoCoração - Bauru.

** Mestre pela USP - Bauru - Doutorando em Ortodontia pela UNESP - Araraquara, Professor de Ortodontia doDepartamento de Odontologia da UEM - Coordenador do Curso de Especialização em Ortodontia da AMO -ABO - Maringá.

*** Associate Professor and Vice-Chairman, Department of Orthodontics University of Texas-Houston HealthScience Center, Dental Branch

Júlio de Araújo Gurgel *Adilson Luiz Ramos **Stephen D. Kerr***

Stephen D.Kerr

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Desde Angle os braquetes tam-bém passaram por diversas propos-tas de alterações na forma e nosmateriais, evoluindo de simplespara geminado, maiores ou meno-res, metálicos, de policarbonato, oucerâmicos. Mas foi Andrews quemrealmente propôs uma mudançasignificativa, idealizando os braque-tes pré-ajustados, que hoje são am-plamente aplicados, sendo empre-gada a sua idéia mesmo nos bra-quetes linguais. Entretanto,a formado arco continua a ser obtida pelaconfiguração de um fio ortodônti-co12.

Por todo o século XX, a evolu-ção dos fios ortodônticos ocorreuparalelamente à dos braquetes. Noinício o ouro, a prata, o bronze e o

latão eram os materiais disponíveispara os aparelhos ortodônticos.Após a primeira guerra mundial ainvasão do aço na indústria conta-minou também a ortodontia, quepassou a utilizá-lo como rotina. Ouso do aço inoxidável ocorre atéhoje, e paulatinamente vai ceden-do espaço aos novos e atraentesmateriais29.

Descreveremos a seguir algumaspropriedades das ligas metálicas eem seguida a descrição e aplicaçãodos fios.

PROPRIEDADESPara o entendimento das particula-

ridades de cada fio, torna-se fundamen-tal o conhecimento de algumas proprie-dades das ligas metálicas.

CARGA X DEFLEXÃOO comportamento do fio ortodônti-

co quanto à sua liberação de forças,segue um desenho representado por umgráfico carga / deflexão, que registra aquantidade de força acumulada paracada milímetro de deformação. Seguin-do a clássica lei de Hooke29, se um fiofor flexionado para incluir no arco umdente que está desnivelado, haverámaior carga acumulada, quanto maiora distância de deflexão. Logo, para cadamilímetro de aumento da ativação, ofio acumulará proporcionalmente maiscarga. Deste modo, com o uso do açoinoxidável, que se comporta desta ma-neira, quanto mais mau posicionadoestiver este dente, haverá maior dis-persão de carga, obviamente repercu-tindo sobre os dentes adjacentes. En-tretanto, há um limite para estadeflexão. Diante de uma deflexão exa-gerada, este fio não volta mais a suaforma original, ou seja, ocorrerá umadeformação permanente. Isto aconte-ce porque a deflexão ultrapassou o li-mite elástico do fio, também chamadode limite de proporcionalidade (Fig. 4).Após este ponto o fio não responderácom a mesma dissipação de carga.Quando o fio recebe tensão antes deatingir o seu limite elástico, responderávoltando à sua forma original, e por-tanto estará na sua fase elástica. Apóso limite elástico, passará para a faseplástica, porque passa a mudar sua for-ma sem retornar à original.

MÓDULO DE ELASTICIDADEConhecendo-se o gráfico de um

determinado fio (de um determinadocalibre e material), pode-se avaliar oquanto de força será liberado paracada milímetro de ativação, bemcomo o seu limite de elasticidade, ouseja, o quanto suportará de deflexãosem sofrer uma deformação perma-nente. Este dado também pode serfornecido pelo módulo de Young, oumódulo de elasticidade (E), que com-preende um valor obtido da razão datensão pela deformação em qualquersegmento da fase elástica (E = Ten-são/ Deformação)26. Na tabela I ob-

FIGURA 1 - “Bandelette” de Fauchard12.

FIGURA 2 - Arco “E” de Angle12.


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serva-se os valores atribuídos aomódulo de elasticidade para algumasligas metálicas utilizadas na mecâni-ca ortodôntica. Para interpretar osvalores de modo correto, atente parao fato de que quanto maior o módulode elasticidade mais rígido será o fio.

Os fios mais flexíveis ou menos rígi-dos apresentam valores menores.

RIGIDEZUm fio com alto módulo de

elasticidade (E) acumula muita forçapara cada milímetro de ativação. Ou

seja, será um material com maiorrigidez.

A rigidez do fio ortodôntico não éuma característica interessante paraas fases iniciais do tratamento orto-dôntico. Por esta razão, a redução docalibre dos fios torna-se fundamentalpara diminuir sua rigidez. Por isto otratamento convencional com fios deaço incluí uma seqüência de fios pro-gressivamente mais calibrosa (.014”,.016”, .018”, .020”, .019”x.025”,.021”x .025”), para que, enquantoos dentes apresentam-se muito desa-linhados, o fio possa ser defletido mais,com baixa liberação de força e semsofrer uma deformação permanente.A capacidade de deflexão tambémpode ser obtida aumentando-se a dis-tância inter-braquetes, pela inclusãode alças de nivelamento, ou diminu-indo o tamanho mesiodistal dos bra-quetes.

RESILIÊNCIAA resiliência pode ser definida

como a quantidade de energia(tensão) acumulada por uma liga atéo seu limite elástico. Esta energiapode ser calculada pela área gráficado seu regime elástico no gráfico

FIGURA 3 - Tubos, pinos e encaixe do “Ribbon-arch”12.

FIGURA 4 - Gráfico tensão / deformação, esquematização do regime elástico eregime plástico.


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tensão / deformação (Fig. 5).Um fio muito resiliente apresenta

uma fase elástica longa, portantopode ser defletido mais, sem que sofrauma dobra permanente.

FORMABILIDADEA formabilidade é a capacidade da

liga deformar-se no regime plástico,sem sofrer fratura, permitindo o usode suas propriedades quando subme-tido a uma deflexão subseqüente (usoclínico)29.

SUPERELASTICIDADEOU “PSEUDOELASTICIDADE”

A superelasticidade é caracteri-zada pelo comportamento atípico daliga em relação ao clássico gráficode carga/deformação. O fio supe-relástico apresenta duas fases es-

truturais que determinam um regi-me elástico, um regime plástico, umoutro regime elástico e então atin-ge outro regime plástico (Fig. 6).Enquanto a liga está no regimeelástico, comporta-se de maneiraconvencional. Esta fase é caracteri-zada por uma estrutura austenítica.Quando o seu limite “pseudoelásti-co” é ultrapassado, a liga sofre de-formação maior, entretanto com umacúmulo de carga quase constan-te, formando um “platô” no gráfi-co carga/deformação. Nesta fase aestrutura torna-se martensítica, di-tando este comportamento atípico.Como toda liga superelástica apre-senta memória de forma, nadesativação o fio é capaz de retor-nar tanto à forma como à estrutu-ra original.

MEMÓRIA DE FORMA(“EFEITO MOLA”)

A memória de forma é a capaci-dade do fio retornar a sua forma eestrutura original. Quando isto ocor-re, o fio dispersa a energia (carga)acumulada. Este conceito confunde-se com a superelasticidade, pois asmudanças drásticas de forma e es-trutura que ocorrem nos fios com estacaracterística, resultam em maioresamplitudes de deformação e subse-qüente retorno à forma e estruturaoriginal. Esta propriedade, portanto,apresenta-se mais evidente nos fiosde Níquel-Titânio que sofrem a trans-formação martensítica (detalhado aseguir no ítem NiTi).

SOLDABILIDADEComo o próprio nome diz, a solda-

bilidade é a capacidade da liga em re-ceber soldas, elétrica ou de prata. Ofio de aço, por exemplo, apresentaótima soldabilidade tanto para soldade prata como para a elétrica. Já oTitânio-Molibidênio somente recebesolda elétrica, enquanto o Níquel-Titânio não aceita soldas26.

ATRITOO atrito, ou resistência à fric-

ção, refere-se a resistência da su-perfície de um material em movi-mentar-se sobre uma outra. Na Or-todontia corresponde à qualidadede deslize entre o fio ortodôntico eo encaixe (slot) do acessório(braquete ou tubo). O atrito é me-dido no início (atrito estático) edurante a movimentação (atritocinético)5,17. Obviamente nas me-cânicas de deslize, deseja-se umbaixo nível de atrito.

LIGAS E CONFIGURAÇÕES DOSFIOS ORTODÔNTICOS

Aço inoxidávelO aço inoxidável utilizado na

Ortodontia é do tipo austenítico. Suacomposição média é de 18% de Cromo,8% de Níquel, 0.08 a 0.15% de Carbonoe o restante (maioria) de Ferro.

FIGURA 5 - A resiliência pode ser calculada pela área do regime elástico (R).

Te

nsã

o

Resiliência - propriedade de armazenar carga até o limite elástico

R

Deformação

TABELA 1Comparação do módulo de elasticidade (E) entre algumas ligas metálicaspara fios de mesmo diâmetro. Valores expressos por polegada quadrada

(psi) e comparada à rigidez do aço inoxidável. Como o aço apresenta maiorrigidez, as demais ligas exibem valores fracionados do aço.

Tipo de liga

29

28

10,5

4,8

E (x 106 psi)

Aço inoxidável

Elgiloy

Beta-titânio

M-NITI (Nitinol)

Rigidez relativa ao aço

1.00

0,97

0,36

0,17


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As porcentagens de Cromo e Níqueldão nome a este tipo de “aço 18-8”29.

Características:Características:Características:Características:Características: devido a suaversatilidade esta liga metálica tornou-se tradicional para a ortodontia. Comuma ótima formabilidade permite aexecução de dobras com facilidade eprecisão. Apresenta ainda ótimasoldabilidade e baixo atrito, além dobaixo custo.

Aplicações:Aplicações:Aplicações:Aplicações:Aplicações: A excelente forma-bilidade ou plasticidade desta liga per-mite sua versatilidade para o uso or-todôntico. A fácil manipulação destematerial o indica para a aplicação emdiferentes estágios do tratamento or-todôntico. Atualmente o aço é em-pregado nas etapas do tratamentocujo contorno dos arcos deva ser es-tável, visando à manutenção das di-mensões transversais dos arcos den-tários. A combinação da alta rigidezcom o menor atrito na interface fio /ranhura do braquete, quando com-parado às demais ligas, faz do aço ofio de eleição para fechamento de es-paços por deslizamento.

Limitações:Limitações:Limitações:Limitações:Limitações: a alta rigidez destaliga é um fator que deve sercontrolado pela redução do calibresdos fios ou confecção de alças quandoobjetiva-se movimentos dentáriosindividuais. Além de estender otempo de trabalho profissional, a faltade controle sobre sua rigidez podegerar forças excessivas durante omovimento ortodôntico.

Aço Inoxidável Trançado

Inicialmente comercializados pelaUnitek Corp como fio twist-flex, sãocontemporâneos aos fios de níquel-titânio e por determinado tempo forama alternativa mais barata para estesúltimos. Atualmente pouco utilizados emrazão da redução do custo e facilidadede obtenção dos fios de NiTi estáveis .

O fio trançado de aço inoxidávelcom secção retangular (“braided”), porsua flexibilidade e capacidade de receberdobras (de pequena magnitude), temsido utilizado na finalização eintercuspidação por alguns clínicos.

Ca rac t e r í s t i cas :Ca rac t e r í s t i cas :Ca rac t e r í s t i cas :Ca rac t e r í s t i cas :Ca rac t e r í s t i cas : sãoconstituídos de números específicosde fios de secções reduzidas enroladosuns sobre os outros, configurados emsecções redondas ou retangulares.

Aplicações:Aplicações:Aplicações:Aplicações:Aplicações: os fios trançados desecção redonda compreendem umaalternativa de baixo custo para asfases iniciais do alinhamento enivelamento, em apinhamentos mo-derados ou acentuados. Os de secçãoretangular podem ser utilizados nafinalização.

Cromo-Cobalto

No início da década de 60, a“Elgin Watch Company” desenvolveuuma liga metálica contendo 40% deCobalto, 20% de Cromo, 15% deNíquel, 15.8% de Ferro, 7% deMolibidênio, 2% de Manganês,0.16% de Carbono e 0.04% deBerílio9. Esta liga de Cromo-Cobalto,foi introduzida no mercado com onome de “Elgiloy” (Rocky MountainOrthodontics), e atualmente hávários similares no mercado.

Característica:Característica:Característica:Característica:Característica: Suas propriedadessão muito semelhantes às do aço,entretanto com maior formabilidade. OElgiloy é fabricado em quatro têmperascom variação decrescente naformabilidade, de modo que o clínicoseleciona a têmpera mais adequadasegundo a formabilidade requerida. Oazul representa a mais maleável,seguida pela amarela (dúctil), verde(semi-resiliente) e vermelha (resiliente).

Aplicação:Aplicação:Aplicação:Aplicação:Aplicação:. A formabilidade doElgiloy sendo superior ao do aço,auxilia o clínico na conformação dedobras e helicóides, principalmentenos fios retangulares. Na época deseu lançamento, a possibilidade derealizar dobras e helicóides com maisfacilidade indicava a redução do tem-po de trabalho e o fato de utilizá-lasem fios retangulares proporcionavammaior controle do movimento dentá-rio. Entretanto, após as dobras con-feccionadas a formabilidade tornava-se desnecessária e a resiliência tor-nava-se a fundamental para o movi-

mento dentário. De modo a atingireste objetivo realiza-se o tratado tér-mico do fio, sendo o procedimentomais correto processá-lo em fornopor 5 horas na temperatura de 480oC.Contudo, este protocolo embora cor-reto, tornavase inviável para o usoclínico. Para tornar viável o uso des-ta liga o tempo pode ser reduzidoentre 7 a 12 min, certamente sacrifi-cando algumas qualidades da liga9.

Limitações:Limitações:Limitações:Limitações:Limitações: Em virtude de sua ri-gidez ser muito próxima do aço e paraa redução do custo os ortodontistas,após alguns anos, o aço prevaleceu aoCrCo em detrimento das propriedadesmecânicas do ELGILOY16.

O tratamento térmico realizado deforma não controlada resulta noaumento da rigidez, resultando emperda das propriedades inerentes. Emcomparação ao aço apresenta umpouco mais de atrito17,20.

Níquel-Titânio

Além da composição, as diferen-ças entre as ligas metálicas dos fiosortodônticos advém do arranjo da es-trutura da matéria. Esta organizaçãoatômica ocorre em todos os estadosda matéria, compondo uma formaçãoestrutural. No estado sólido a diferen-ça de carga entre os elétrons propor-ciona a formação de uma energia in-terna mínima que une os átomos e,em última instância, define uma con-figuração espacial regular denomina-da de grade espacial ou cristal. A dis-posição geométrica dos átomos deter-mina o tipo de grade espacial da liga,sendo a cúbica a forma mais comum(Fig. 7). Este arranjo cúbico simples,assim como outros que serão apresen-tados, são de certa forma hipotéticos.Nenhum material realmente tem estaestrutura, apenas são definidos parauma compreensão prática dos arran-jos espaciais28. No estado sólido, ummesmo material pode apresentar-seem diferentes tipos de estrutura cris-talina; o aço inoxidável com a estru-tura espacial de forma cúbica é conhe-cido como aço em fase austenítica,


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na qual os átomos se distribuem com-pondo uma estrutura cúbica de facecentrada (Fig. 8). Como a própria de-nominação já sugere, a estrutura cú-bica de face centrada (CFC) apresentaum átomo centrado em cada face. O

aço martiensítico, por sua vez, apre-senta-se como uma estruturatetragonal de corpo centrado (TCC),na qual há um átomo de carbonocentrado entre os 4 átomos de ferro(Fig. 9). A obtenção destes dois tipos

de aços implica em distintos proces-sos metalúrgicos, não obstante suascomposições sejam semelhantes29.

As ligas de níquel–titânio (NiTi) tam-bém apresentam disposiçõescristalográficas típicas que conferem par-ticularidades mecânicas importantes parao uso ortodôntico. Para esta liga, a gra-de espacial de forma cúbica de corpocentrado (CCC) indica a fase austenítica,que compreende a forma mais rígida daliga de Ni-Ti (Fig. 10). Em contra parti-da a estrutura cristalina hexagonal com-pacta representa a forma menos rígidada liga de NiTi, denominada de fasemartensítica (Fig. 11). Dependendo doprocesso de fabricação dos fios NiTi, ha-verá um ou outro tipo de estrutura. Seo fio for trabalhado à frio formará umaliga de NiTi martensítica estável. Estefio não apresentará capacidade demudança de configuração cristalina(transformação martensítica), e apre-sentará um comportamento gráfico se-melhante aos fios trançados de baixocalibre de aço inoxidável. Quando osfios de NiTi são submetidos a um pro-cesso de fabricação sob altas tempera-turas, uma propriedade peculiar será in-corporada. O fio NiTi passará a apre-sentar-se numa fase austenítica inicial,entretanto com a capacidade de trans-formação martensítica24.

A transformação martensítica é,portanto, uma particularidade da ligade NiTi e implica na capacidade demudança de fase austenítica paramartensítica sob mudanças da tem-peratura e da tensão. Sob tempera-tura reduzida estabelece-se a fasemartensítica e com o aumento datemperatura ocorre novamente umatransformação progressiva para afase austenítica. Esta transformaçãodecorre de uma modificação da con-figuração cristalográfica, de estru-tura hexagonal compacta (HC) paracúbica de corpo centrado (CCC) emdecorrência da alteração de tempe-ratura19. Para os fios de NiTi termo-ativados o intervalo de transforma-ção térmica (ITT) deve encontrar-sepróximas à temperatura corpórea(36o C), para induzir maior

FIGURA 6 - Gráfico tensão / deformação de um fio superelástico.

Superelasticidade

“força constante” no platô martensítico

Te

nsã

o

Deformação

fase austenítica

platô martensítico

FIGURA 7 - Cristal cúbico simples. FIGURA 8 - Cristal cúbico de facecentrada.

FIGURA 9 - Cristal tetragonal. FIGURA 10 - Cristal cúbico de corpocentrado.


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ou menor tensão ao movimento den-tário. Como relatado anteriormente,a tensão também induz à esta mu-dança de fase, entretanto esta parti-cular forma de atingir a fase marten-sítica denomina-se transformaçãomartensítica induzida por tensão. Aestrutura CCC (fase austenítica), emvez de atingir o regime plástico, ini-cia o processo de transformação daconformação do cristal, prolongandoa capacidade elástica deste material.Ao final da transformação a liga estácompletamente na fase martensítica(HC), portanto em seu estado menosrígido31.

A transformação martensítica sofrereversão do processo com a reduçãoda tensão, partindo da conformaçãoHC para CCC e devolvendo maior rigidezao fio, característica mecânica típica doNi-Ti em fase austenítica. Este processode transformação e reversão,combinando tensão e temperaturaconfere ao fio o efeito memória deforma (EMF), propriamente dito.Portanto, o EMF refere-se à habilidadedo material de retornar a sua forma eestrutura original após ser deformado31.

Atualmente encontram-se dispo-níveis ligas de NiTi estáveis e ativas,estes dois grupos distinguem-se porcaracterísticas importantes para ouso na Ortodontia22.

Níquel-Titânio Estável(M-NiTi ou trabalhado à frio)

A liga de Ni-Ti do grupo estável, tam-bém referida como NiTi trabalhado a frio,não aceita mudança de fase apresen-tando-se sempre como martensítico, porisso é chamada de M-NiTi23. Esta mo-

dalidade de fios Ni-Ti disponibilizou-separa comercialização nos anos 701. Foidesenvolvido sob a supervisão do pro-grama espacial americano e introduzi-do no mercado com o nome de Nitinol(acróstico das palavras Níquel, Titânio eNOL – Naval Ordinance Laboratory) pela

Unitek Corp. Atualmente há vários si-milares no mercado.

Características:Características:Características:Características:Características: A principal ca-racterística dos clássicos M-NiTi é aboa elasticidade, e como apresentaapenas 30% da rigidez do aço inoxi-dável (comparando-se fios de mesma

FIGURA 12 - Gráfico tensão / deformação comparativo entre um fio de açoinoxidável e de titânio molibidênio (TMA).

Aço Inoxidável x TMA

Te

nsã

o

Deformação

FIGURA 11 - Cristal hexagonal com-pacto.

FIGURA 13 - Gráfico comparativo entre o aço inoxidável e um Níquel Titânio (NiTi).

Aço Inoxidável x NiTi

Te

nsã

o

Deformação


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secção) permite uma favorável adap-tação do fio ortodôntico nas etapas ini-ciais do alinhamento e nivelamento paraos caso com apinhamento acentuadoou moderado17.

Aplicações:Aplicações:Aplicações:Aplicações:Aplicações: Na comparação en-tre as ligas metálicas de usoortodôntico, a M-NiTi possui boaresiliência, oferecendo forças de bai-xa intensidade, favorável ao movi-mento dentário. Mesmo exibindo ummódulo de elasticidade próximo dosfios trançados de aço inoxidável, apouca formabilidade dos M-NiTi pro-piciam melhor adaptação aoapinhamento em razão da liga de açodeformar-se plasticamente, enquantoa liga M-NiTi praticamente não defor-ma-se33. Desta forma para um mes-mo apinhamento acentuado o fio deaço trançado pode deformar-se, en-quanto o M-NiTi não.

Limitações:Limitações:Limitações:Limitações:Limitações: Este tipo de fio épobre em formabilidade e não aceitasoldagem. É possível apenas realizardobras discretas e arredondadas.

Fio trançado de M-NiTiCaracterísticas:Características:Características:Características:Características: Ainda dentro

desta modalidade, o M-NiTi podeapresentar-se trançado com configu-ração retangular. No mercado encon-tram-se disponíveis fios deste tipo,como o Turbo da Ormco/Sybron.

Aplicações:Aplicações:Aplicações:Aplicações:Aplicações: devido a sua exce-lente flexibilidade são indicados parafases iniciais do tratamento em ca-sos que requeiram baixíssimos níveisde força (pacientes com perda ósseaacentuada), e alguns clínicos os uti-lizam também para a fase deintercuspidação12.

Limitações:Limitações:Limitações:Limitações:Limitações: reduzida formabili-dade, disponibilidade apenas emsecção retangular, portanto indica-seapenas para técnicas com braquetespré-ajustados.

Níquel-Titânio Ativo (A-NiTi ou NiTitermoativado, superelástico ou tra-balhado em altas temperaturas).

Os fios ortodônticos dos anos 90certamente foram os fios de Ni-Ti dogrupo ativo (A-NiTi), suplantando osM-NiTi por oferecerem a singularvantagem da superelasticidade 4,24.

MIURA E BURSTONE Carac-MIURA E BURSTONE Carac-MIURA E BURSTONE Carac-MIURA E BURSTONE Carac-MIURA E BURSTONE Carac-terísticas:terísticas:terísticas:terísticas:terísticas: Estes fios oferecem a me-lhor adaptação na ranhura do braquete,mesmo para fios com calibre próximo adimensão da ranhura. Isto propiciamaior simplicidade e rapidez ao trata-mento, por facilitar o evolver da fase dealinhamento e nivelamento6, 20.

Detalhes na produção da liga A-NiTideterminam algumas particularidadesaos fios comercializados comosuperelásticos ou termoativados. Osfios A-NiTi podem ser encontrados emdiferentes temperaturas de transiçãoindicando a ação em intervalos de for-ças previamente estabelecidos. Istopossibilita o uso destes fios em diferen-tes situações clínicas, que podem re-querer maior ou menor rigidez. Os fiosCopper Ni-Ti (Ormco /Sybron) diferen-ciam-se segundo a temperatura em queo material encontra-se totalmente nafase austenítica. Os fios Copper 27o C,35o C e 40o C apresentam indicaçõespara diferentes situações clínicas,logicamente quanto maior a tempera-tura de conclusão da reversão marten-sítica, mais maleável torna-se o fio e

menor a força exercida sobre os den-tes. Os fios da série Neo Sentalloy(GAC) também apresentam diferentestipos (F80, 100, 160, 200, 240 e300), entretanto classificados segun-do a quantidade de força encontradano platô de superelasticidade. Atual-mente diversas companhias possuemos fios A-NiTi, entretanto nem todasdescrevem esta importante diferencia-ção em temperatura ou força, o queresulta em variações surpreendentesem testes laboratoriais11,25 (Tab. 2 e 3).

Aplicações:Aplicações:Aplicações:Aplicações:Aplicações: A superelasticidadeassociada ao efeito memória de for-ma, inerentes a estes fios, tornarammais fácil e rápido o alinhamento enivelamento dos arcos dentários.Como estes fios apresentam-se nomercado em diferentes temperaturasde transformação, e portanto altera-ções nos níveis de força diante datemperatura bucal, recomenda-seanalisar fatores como a gravidade doapinhamento e as condições perio-dontais para selecionar o tipo de fiosuperelástico adequado para iniciaro alinhamento e nivelamento.

A adaptação destes fios torna-sefacilitada pelo resfriamento das porçõesem que deseja-se maiores deflexões,quando o fio estiver abaixo da tempe-ratura de sua transformação, esta adap-tação será adequada. Como a adapta-ção melhor do fio superelástico nosencaixes dos braquetes conduzirá umacorreção mais efetiva nos primeirosestágios, a utilização de um fio inicialde secção redonda poderá ser maisadequada que o fio de secção retangu-lar. Mesmo para este tipo de liga aindaé válida a máxima: “o grau do apinha-mento dita a espessura do fio inicial”.

Limitações:Limitações:Limitações:Limitações:Limitações: pouca formabilida-de, e não aceita solda além do altocusto. A baixa rigidez destes fios nãopermite que sejam utilizados para aretração dos dentes anteriores ou fe-chamento de espaços. A aplicaçãode forças na porção anterior do arcopromove a deflexão do mesmo, im-pedindo o movimento de corpo dosincisivos, promovendo excessivasinclinações dentárias. Ainda é

TABELA 2Força de ativação e desativação medida para a deflexão de 1mm em ordem

decrescente para a força de desativação para um fio de Calibre .019 x .025 (GURGEL11)

Wire

Rematitam L

Elastinol 27

Cooper 27

Neo Sentalloy

Cooper 35

Nitinol HA

Elastinol 35

Ativação, g

1300 (100)

1340 (40)

1050 (80)

1110 (10)

930 (60)

1180 (40)

990 (100)

Desativação, g

834 (38)

538 (58)

460 (40)

330 (80)

320 (60)

250 (22)

190 (40)


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discutida a ação dos fios A-NiTi nacorreção de torques, pois avaliaçõeslaboratoriais têm demonstrado quesua efetividade apenas ocorre paraconsideráveis inclinações11, 32.

Beta-titânio outitânio-molibidênio

A liga de Titânio-Molibdênio, maisconhecida na Ortodontia pelo acróstico“TMA” (Titanium Molybdenum Alloy- Ormco Corp.), apresenta uma com-posição de 79% Titânio, 11% Molib-dênio, 6% Zircônio, 4% Estanho. Estaliga foi idealizada por Burstone, nosanos 80, com o objetivo de suplantaras vantagens do aço e do M-NiTi oumartensítico estável 3.

Características:Características:Características:Características:Características: A grande van-tagem desta liga é a resiliência, asso-ciada a uma moderada formabilida-de. Em comparação ao aço inoxidá-vel, o “TMA” apresenta a metade darigidez, consequentemente o dobro deresiliência (Fig. 12). A sua vantagemem relação ao NiTi-M encontra-se naformabilidade e soldabilidade. Deve-selembrar que a solda executada para aliga Beta-Titânio é a ponto elétrico enão com solda de prata26.

O TMA tem sido aplicado paraconfecção de molas de correçãoradicular, molas de retração, molasde verticalização de molares,“cantilever” para intrusão segmen-tada, utilizando fios retangulares decalibre .017 x 022” ou .019 x 025”(Fig. 14). Esta liga de boa resiliênciatambém é utilizada na confecção da

mola do aparelho Pêndulo deHilgers13, empregando-se o fio redon-do secção. 032” (Fig. 15).

Limitações:Limitações:Limitações:Limitações:Limitações: A grande desvanta-gem é o alto atrito da superfície destaliga, até oito vezes maior que o aço8.Em uma tentativa inicial realizou-se otratamento na superfície destes fiospara tornar o atrito semelhante ao aço,porém com um significativo aumentode custo5. Pesquisas recentes tem des-crito que este acentuado atrito estáti-co, observado em testes laboratoriais,pode ser reduzido em razão da asso-ciação entre a discreta oscilação dosdentes provocadas pela mastigação ea flexibilidade do fio beta-titânio. Es-tes dois fatores parecem reduzir oudesestabilizar as áreas de contato nainterface braquete/fio27.

Titânio nióbioRecentemente introduzido no

mercado o fio Titanium-Niobium(Ormco / Sybron) é composto pelaliga dos materiais do seu nome, per-mite dobras e apresenta proprieda-des mecânica semelhante ao TMA,mas com menor rigidez.

Características:Características:Características:Características:Características: segundo o fa-bricante a rigidez é 20% menor quea exibida pelo TMA e 70% da ofere-cida pelo aço inoxidável, entretantoDALSTRA et al7. encontraram valo-res inferiores a esta referência. ParaDALSTRA et al7. o Titânio-Niôbio(TiNb) apresentou-se com rigidez50% inferior ao do aço e 14% maiorque o TMA, em vez de 20% menor.

O TiNb aceita soldagem elétrica e ocoeficiente de atrito não encontra-sedescrito até o momento.

Aplicação:Aplicação:Aplicação:Aplicação:Aplicação: Por não conter Ni emsua liga o fio TiNb tornou-se junto comos braquetes cerâmicos e/ou detitânio a opção mais viável parapacientes com sensibilidade ao níquel.Devido a sua baixa rigidez o TiNbaplica-se como fio de finalização,principalmente quando utilizados emsecção retangular. Aparecem comoopção para os fios de aço em virtudeda baixa rigidez e como alternativapara o M-NiTi trançado porqueaceitam dobras.

Limitações:Limitações:Limitações:Limitações:Limitações: em conseqüência dabaixa rigidez e atrito desconhecido,não é recomendado para mecânicasde retração ou fechamento de espaçopor deslizamento.

Fios de resina e fibra de vidroConfeccionados de fibras cerâmi-

cas embebidas em uma matrizpolimérica, estes fios ainda encon-tram-se como protótipo. Apesar deexcelente compatibilidade com a co-loração dos dentes, o fio Optiflex(Ormco /Sybron) foi recolhido domercado por ser susceptível à fratu-ra, embora numa pesquisa recentetenha demonstrado boa liberação deforças, mas com perda de efetividadeapós submetido ao meio aquoso14.

Caracter íst icas:Caracter íst icas:Caracter íst icas:Caracter íst icas:Caracter íst icas: elasticidadepróxima a dos fios M-NiTi; baixocoeficiente de atrito; formabilidade esoldabilidade desconhecidos.

QUADRO 1Distribuição esquemática dos fios ortodônticos contemporâneos. FILLEUL10.

Fios Ortodônticos

CerâmicosMetálicos

Fibras e CompósitosTitânioCromo-CobaltoAço Inox

Titânio NóbioNíquel TitânioTitânio MolidênioTrançadosConvencional

SecçõesRedondaRetângularQuadrada

SecçõesRedonda

RetângularCoaxial

Martensítico Austenítico

Estável Ativo


112

Aplicação:Aplicação:Aplicação:Aplicação:Aplicação: a disponibilidade emsecções redonda e retangularpossibilita o uso em diferentesestágios do tratamento.

Limitações:Limitações:Limitações:Limitações:Limitações: fragilidade e proble-mas com relação à hidratação damatriz polimérica ainda restringem ouso destes fios, apesar das recentesmelhorias na composição da matrizpolimérica14.

UTILIZAÇÃO RACIONAL DOSFIOS ORTODÔNTICOS ATUAIS

A opção pelo fio mais adequadopara cada etapa do tratamento requeruma avaliação clínica e o conhecimen-to dos diferentes tipos de ligas metáli-cas (Quad. 1 e 2, Fig. 13). Muitas se-qüências de fios ortodônticos sãosugeridas2,23,34, mas torna-se prudenteindividualizar cada situação. Algunsfatores influenciam a seleção dos fios.As condições do elemento dentário e orespectivo periodonto de sustentaçãosão determinantes para a quantidadede força a ser aplicada. Com relaçãoao fio ortodôntico, as propriedades me-cânicas da liga, a secção transversal ea distância interbraquetes é que dita-rão a obtenção da força desejada30.

Uma grande resiliência e umabaixa formabilidade são desejáveispara a primeira etapa do tratamen-to, quando há geralmente um gran-de desnivelamento e desalinhamen-to. Os fios de aço de reduzida secção,aço trançado ou os fios de M-NiTi,estão entre os mais indicados, propi-ciando uma adequada adaptaçãomesmo nos apinhamentos maisacentuados15. Ainda, como melhoropção, o uso dos fios superelásticos(A-NiTi) são preferidos por liberaremforças de baixa intensidade, indepen-dente da quantidade de deflexão.

Num estágio mais tardio do tra-tamento, diante de uma necessida-de de movimentação dentária indi-vidualizada, a associação de fios dediferentes ligas pode ser eleita.Exemplos clássicos são o uso de fiosde titânio-molibdênio em segmentospara correção de inclinações de ca-ninos ou molares utilizando como

FIGURA 13 - Gráfico comparativo entre as ligas de aço, TMA, M NiTi e A NiTipara um fio 019 x 028. (GURGEL11.)

Aço

TMA

M-NiTi

A-NiTi

2200

2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

0 0.2 0.4 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.00.6

Deflexão (mm)

TABELA 3Níveis de força em CN (NG) entre diversas marcas de fios A NiTi (s) e M NiTi

(N), de calibre .016, para ativação entre 0,5 e 1,5mm (NAKANO25).

Type

-

S

-

S

S

S

W

S

W

S

S

S

?

W

W

W

W

W

W

-

-

0,5-1,5 mm

17 (16,7)

20 (19,6)

20 (19,6)

30 (29,4)

33 (32,4)

33 (32,4)

33 (32,4)

43 (42,2)

43 (42,2)

53 (52,0)

56 (54,9)

60 (58,8)

60 (58,8)

63 (61,8)

64 (62,7)

67 (65,7)

90 (88,2)

100 (98,0)

100 (98,0)

107 (104,9)

253 (248,0)

Redondos 016”

Copper Ni-Ti 35

Sentalloy L

Copper Ni-Ti 27

Sentalloy M

VIM

Ni-Ti

Titanal LT

Sentalloy H

Bio-Flex

Tynilloy

Forestadent Titanal

Ortholloy M

Dura-Force

Aline SE

Nitinol SE

Titanal XR

Nitinol Clasic

Aline

Titanal

TMA

Elgiloy G (Co-Cr alloy

QUADRO 2Resumo de uma comparação das propriedades

dos fios (KAPILA et al16).

Liga

aço

CrCo

NiTi

TMA

Twist

Memória

baixa

baixa

alta

média

alta

Resiliência

baixa

baixa

alta

média

alta

Soldab.

sim

sim

não

sim

sim

Atrito

baixo

médio

médio

alto

?

Rigidez

alta

alta

baixa

média

alta

Formab.

boa

boa

ruim

boa

média


113

ancoragem dentes estabilizados porsegmentos de arcos de aço inoxidá-vel. Outra situação pode ser ilustra-da pelo tracionamento de um cani-no próximo ao arco empregando-seum segmento de fio M-NiTi ou A-NiTi, inseridos num mesmo “slot”que contem um arco mais rígido deancoragem (Fig. 16).

Para as técnicas que dependemdo deslizamento durante a retraçãodos caninos ou para o fechamentode espaços (retração anterior), o bai-xo atrito é fundamental para a efi-ciência da mecânica. Para tanto, osfios de aço inoxidável (em secções re-tangulares) são recomendados, ape-sar de alguma evidência de que a mo-vimentação fisiológica dos dentes,provocada pela mastigação, podepermitir o uso de fios com maior graude atrito como os de Titânio-Molibi-dênio32.

Nos estágios finais do tratamen-to, a adequação da forma dos arcosdentários requer um o fio que aceiteser conformado, logo deve-se empre-gar uma liga com melhor formabili-dade. Embora o fio de aço inoxidávelseja normalmente o mais emprega-do, os fios de Titânio-Molibidênio e oTitânio-Nióbio também prestam-semuito bem a esta finalidade.

Mesmo que o uso de fios com pro-priedades diferenciadas indiquem umaumento no custo, os benefícios des-ta opção são cada vez mais claros para

o profissional e para o paciente. O usocoerente dos fios ortodônticos, acom-panhado de um ótimo diagnóstico e

AbstractThe effectiveness of orthodontic

tooth movement requires theappropriate interaction of treatmentmechanics as they relate to the teethand periodontal structures of thepatient. The orthodontic wire actionis particularly dependent upon theproper relationship of its structuraland mechanical characteristics. Inthe more traditional archwiresequence, stainless steel is used in the

alignment and leveling step followedby progressively larger wire sizes andforces. For a long time stainless steelwires prevailed in orthodontics, butsince the 1960’s, new metallic alloyshave diversified the choice ofavailable orthodontics wires. Thesealloys have been modifying thetreatment protocol by shorteningchair time and most mechanicalaspects of treatment. The unique

properties of each one of these alloyspermit their use in most phases oforthodontic treatment, largelyreplacing the use of the classicstainless steel archwires. This articlereviews some concepts, propertiesand clinical application of these newmaterials.

Key-words: Metallic alloy; Orthodon-tic wire.

FIGURA 15 - A mola do pêndulo é confeccionada com fio redondo de titânio-molibidênio (TMA) 0,32”.

FIGURA 16 - Fio superelástico auxiliar encaixado juntamente em um fio maisrígido (0,20”) para movimentação dentária após obtenção de espaço.

FIGURA 14 - Arcos auxiliares (“cantilever”) para intrusão dos incisivos, confecciona-dos com fio 0,19 x 0,25” de TMA produzindo cerca de 25 gramas de cada lado.

planejamento, resultam numa corre-ção ortodôntica mais eficiente e reali-zada em menor período de tempo.


114

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Endereço para correspondênciaAdilson Luiz RamosAv. Tiradentes, 1008 - sala 1106Maringá - PRCEP: 87013-260e-mail: [email protected]


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