Resistencia friccional entre brackets cerámicos y brackets de autoligado usando un análisis de elementos finitos / Frictional resistance between conventional ceramic brackets and self-ligating ceramic brackets using a finite element analysis / Resistência ao atrito entre braquetes cerâmicos e braçadeiras autoligáveis usando análise de elementos finitos

Resumen Introducción y objetivo: La fricción en la ortodoncia se produce por contacto directo entre el bracket, el alambre y la ligadura. La fricción reduce la eficiencia en los tratamientos de ortodoncia. Esta investigación comparó la resistencia a la fricción entre los brackets cerámicos convencionales y los brackets cerámicos de autoligado pasivos utilizando un método de elementos finitos (MEF). Materiales y métodos: Se realizó un total de 810 deslizamientos, combinando brackets cerámicos convencionales y autoligados, y alambres de ortodoncia de acero inoxidable, níquel-titanio y de la aleación β-titanio de 0.016 pulgadas, 0.017x0.025 pulgadas y 0.019 x0.025 pulgadas. La media máxima de resistencia a la fricción estática (MRF) se comparó entre las diferentes combinaciones de brackets, alambre, ligadura y angulación del bracket de 0 °, 7 ° y 13 °. Resultados: Las variables con el comportamiento de fricción más alto fueron 13 °, aleación β titanio, 0.017x0.025 pulgadas, y brackets cerámicos convencionales con ligaduras elásticas. Conclusión: MEF es una alternativa adecuada para la predicción de la MRF en varias combinaciones de brackets, alambres, ligaduras y angulaciones. El método permitió definir una menor resistencia a la fricción para los brackets de autoligado, así como una relación directa entre el aumento del ángulo y el área de contacto entre el bracket y el alambre, con valores más altos de resistencia al deslizamiento. Se estableció que un alambre de mayor calibre no implica un área de mayor contacto con el bracket.

Abstract Introduction and objective: Friction in orthodontics is produced by direct contact between the bracket, the wire, and the ligature. Friction reduces efficiency in orthodontic treatments. This research aims to compare the frictional resistance between conventional ceramic brackets and passive self-ligating ceramic brackets using a finite element method (FEM). Materials and methods: A total of 810 slidings were performed, combining conventional and self-ligating ceramic brackets, and stainless steel, nickel-titanium, and b-titanium alloy orthodontic wires of 0.016inch, 0.017x0.025inch, and 0.019x0.025inch. The maximum static frictional resistance (MSFR) mean was compared between the different brackets, wire, ligature, and bracket angulation combinations of 0°, 7°, and 13°. Results: The variables with the highest frictional behavior were 13°, b-titanium alloy, 0.017x0.025inch, and conventional ceramic brackets with an elastic ligatures. Conclusion: FEM is an adequate alternative for the prediction of MSRF in a various brackets, wire, ligating, and angulation combinations. The method allowed defining lower frictional resistance for self-ligating brackets, as well as a direct relationship between the increase in the angle and contact area between bracket and wire, with higher values of sliding resistance. It was established that a larger wire size does not imply a higher area of contact with the bracket.

Resumo Introdução e objetivo: O atrito na ortodontia é produzido pelo contato direto entre braquetes, fios e ligaduras. O atrito reduz a eficiência em tratamentos ortodônticos. Esta pesquisa tem como objetivo comparar a resistência ao atrito entre braquetes cerâmicos convencionais e braquetes cerâmicos autoligáveis paacero inoxidableivos usando um método de elementos finitos (MEF). Materiais e métodos: Foram realizados 810 deslizamentos de terra, combinando braquetes de cerâmica convencionais e autoligáveis e fios ortodônticos de aço inoxidável, liga de níquel-titânio e β-titânio em 0,016 polegadas, 0,017 x 0,025 polegadas e 0,019 0,025 polegadas. A máxima resistência média ao atrito estático (MRF) foi comparada entre as diferentes combinações de braquetes, fios, ligaduras e angulações de braquetes de 0 °, 7 ° e 13 °. Resultados: As variáveis com maior comportamento de atrito foram 13 °, liga β-titânio, 0,017x0,025 polegadas e braquetes cerâmicos convencionales com ligadura elástica. Conclusão: MEF é uma alternativa adequada para previsão de MRF em várias combinações de braquetes, fios, ligaduras e angulações. O método permitiu definir uma menor resistência ao atrito para braquetes autoligáveis, bem como uma relação direta entre o aumento do ângulo e a área de contato entre os braquetes e o fio, com maiores valores de resistência ao escorregamento. Foi estabelecido que um tamanho de cabo maior não implica uma área de contato mais alta com o suporte.

M/F changes after T-loop upper horizontal bending in segmented arch mechanics / Cambios en relación M/F después del doblaje horizontal superior en ansas en T para mecánicas de arco segmentado

bTi T-type loops are a frictionless, efficient alternative for extraction space closure. Changes in the upper horizontal portion of T-type loops to improve their mechanical behavior have been proposed, but differences in their biomechanical characteristics have not been well described. This stu dy analyzed the biomechanical differences among three T-type loops with differential bends in their upper horizontal portion. Ninety loops (0.017"x0.025" bTi) were bent and randomly divided in 3 groups according to the form of their upper horizontal portion (Tstraight, M convex, and C-loops concave), to evaluate force characteristics up to 6 mm of activation. Stiffness, maximum horizontal loads, total loop moments, and moment-to-force ratios were obtained. Nonparametric statistical analyses were used to test differences among groups. M-loops demonstrated lower force than T- and C-loops, and higher total loop moment than T-loops. A significant increase in M-loop moment-to-force ratio compared with T- or C-loops was obtained. C- and T-loops did not demonstrate significant differences in moment-to-force ratio between them. The convex upper bend in M-loops produced an increased total loop moment compared with T-loops. M-loops demonstrated moment-to-force values slightly higher than translation values, while the other loops reported only controlled inclination values at 6 mm of activation. M-loops are ideal when a higher control of root movement is indicated since the beginning of dental retraction in segmented arch mechanics.

Las ansas tipo T de bTi son una alternativa eficiente para el cierre de espacios de extracción. Cambios en la porción horizontal de las ansas tipo T se han propuesto para mejorar su comportamiento mecánico, pero sus diferencias con relación a las características biomecánicas no han sido bien descritas. Este estudio analizo las diferencias biomecánicas entre tres ansas tipo T con dobleces diferenciales en su porción horizontal superior. Noventa ansas (0,017"x0,025" bTi) fueron dobladas y divididas en tres grupos aleatoriamente, de acuerdo a la forma de su porción horizontal superior (ansas en T recta, M convexa, y C cóncava), para evaluar características de fuerza hasta 6 mm de activación. Rigidez, cargas horizontales máximas, momentos totales del ansa, y razones momento-fuerza fueron obtenidas. Análisis estadísticos no paramétricos se utilizaron para comprobar diferencias entre los grupos. Las ansas en M demostraron una menor fuerza que las ansas en T y C, y momentos totales del ansa mas altos que las ansas en T. Se obtuvo un incremento significativo en la razón momento-fuerza de las ansas en M comparado con las ansas en T o en C. Las ansas en C y T no demostraron diferencias significativas en la razón momento-fuerza entre si. El doblez convexo superior en las ansas en M produjo un momento del ansa total incrementado comparado con las ansas en T. Las ansas en M mostraron valores de momento-fuerza ligeramente mas altos que los valores para translación, mientras que las otras ansas solo reportaron valores para inclinación controlada a 6 mm de activación. Las ansas en M son ideales cuando un control alto de movimiento radicular esta indicado desde en comienzo de la retracción dental en mecánicas de arco segmentado.

Evaluación de la fricción en arcos ortodóncicos de acero inoxidable con y sin recubrimiento vítreo aplicado por el método Sol-Gel / Friction evaluation in stainless steel arches with and withouth glass coating using the Sol-Gel method

Introducción: el propósito de este estudio in vitro fue comparar la fuerza de fricción estática y dinámica generada entre brackets y alambres de acero inoxidable con y sin recubrimiento vítreo aplicado por el método Sol-Gel. Métodos: en todas las pruebas de fricción fueron utilizados brackets (0,018 x 0,025”), alambres de acero inoxidable (0,016 x 0,016”) y ligaduras elásticas. Se realizó una caracterización con microscopia óptica y microscopia electrónica de barrido (SE M). La fuerza friccional fue evaluada utilizando una máquina de pruebas Testresources® en medio seco. Resultados: los resultados mostraron que el grupo de alambres de acero inoxidable sin modificación (grupo control) presentaron los valores más bajos de fuerza de fricción estática, seguido del grupo de alambres recubiertos por el método Sol-Gel (grupo Sol-Gel) y el grupo de alambres con tratamiento térmico (grupo térmico). Para la fricción dinámica, el grupo Sol-Gel mostró los valores más bajos, seguido del grupo control y el grupo térmico. Conclusión: los recubrimientos evaluados no mostraron mejor comportamiento friccional sobre brackets de acero inoxidable cuando son comparados con el grupo control.

Introduction: the aim of this in vitro study was to compare the static and dynamic frictional force generated between surfaces of metallic brackets and glass coated applied by the Sol-Gel method, and non coated wires. Methods: metallic brackets (0,018 x 0,025″), stainless steel wires (0,016 x 0,016″) and elastic ligatures were used in all frictional tests. All components were characterized using SEM and optical microscopy. The frictional force was evaluated using a machine of tests Testresources® in dry environment. Results: the results showed that the stainless steel wires without modification (control group) showed the lowest values of static friction force followed by the stainless steel wires group coated by Sol-Gel method and the wires group with thermic treatment (thermic group). For dynamic friction force, the Sol-Gel group showed the smallest values, followed by the control group and the thermal group. Conclusion: the evaluated coating did not show a better frictional performance applied on stainless steel brackets in comparison with the control group.

MEDICIÓN IN VITRO DE LA FUERZA DE FRICCIÓN EN DUPLAS ARCO-BRACKET CON ANGULACIÓN

En este trabajo se evaluó el efecto de la angulación de segundo orden en el deslizamiento en sistemas arco bracket usado en ortodoncia. Los brackets y alambres utilizados en este estudio son de acero inoxidable AISI 316L. La angulación se hizo en 0°, 2°, 4°, 6° y 8°, y la resistencia al deslizamiento fue medida con una máquina universal de ensayos a una velocidad de 5mm/s. La evaluación de las superficies deslizadas se hizo por microscopía óptica de luz reflejada y electrónica de barrido. Los resultados mostraron que la resistencia a la fricción aumenta con la angulación, pero depende fuertemente de la geometría de la ranura y los módulos de rigidez del bracket y el alambre.

In this work the effect of second order angulation on sliding resistance for orthodontic wire-bracket couples was evaluated. Both the evaluated wires and brackets were made of AISI 316L stainless steel. The tests were performed at angles of 0°, 2°, 4°, 6° and 8°, by means of a universal testing machine at 5 mm/s. The surfaces were evaluated via scanning electron and optical microscopy. The results showed that the frictional resistance increases proportionally to the angulation of the wire, but at the same time, this frictional resistance strongly depended on the geometry of the slot and the Young´s modulus of the bracket and the wire.

Diseño y construcción de un prototipo de ortesis para el tratamiento de la plagiocefalia occipital posicional / Design and construction of a prototype orthesis device for the positional occipital plagiocephaly treatment

Este artículo presenta el desarrollo de un prototipo de dispositivo ortésico para cráneo de pacientes con plagiocefalia occipital posicional, con el fin de aplicarlo en la rehabilitación de infantes entre los cuatro y doce meses de edad. La geometría del dispositivo se obtuvo a partir de las medidas estadísticas estándar de cráneo para infantes de 6 meses de edad de acuerdo con La Academia Americana de Pediatría y por medio del software GID 8. Los esfuerzos y las deformaciones sufridas por el dispositivo durante su aplicación fueron simuladas por medio de elementos finitos usando el software ANSYS® 10.0. Para estandarizar el tratamiento y conocer la presión aplicada por el dispositivo ortésico en el cráneo del paciente, se elaboró un sensor de presión de aire que trabaja en un intervalo de 0 mm Hg a 55 mm Hg. Los resultados muestran que el dispositivo cumple las especificaciones tanto desde el punto de vista de una validación matemática, como desde las especificaciones del diseño en cuanto a la resolución mínima para las medidas de presión sensadas, confort y resistencia...

This paper presents the development of a prototype orthesis device for the cranium of patientswith positional occipital plagiocephaly. This device will allow the rehabilitation of infants between four months and twelve months old. The device geometry was obtained from statistical cranium measurements evaluated in children of 6 months old by the American Academy of Pediatrics as well through software called GID 8. The stress and strain results were taken from the device during activity, or while the equipment applied some forces on the head; simulations were made by the software of finite element called ANSYS® 10.0. An implementation of air sensor to the device made it possible to know the levels of pressure in a range of 0mm Hg a 55mm Hg. This implementation was done in order to get the standardization of the treatment. The mathematic results as well as the design specifications (minimum resolution of the pressure measurements, comfort and resistance) showed that the device maybe used in rehabilitation.