Contributions to a More Realistic Characterization of Corrosion Processes on Cut Edges of Coated Metals Using Scanning Microelectrochemical Techniques, Illustrated by the Case of ZnAlMg-Galvanized Steel with Different Coating Densities.

Corrosion processes at cut edges of galvanized steels proceed as highly localized electrochemical reactions between the exposed bulk steel matrix and the protective thin metallic coating of a more electrochemically active material. Scanning microelectrochemical techniques can thus provide the spatially resolved information needed to assess the corrosion initiation and propagation phenomena, yet most methods scan cut edge sections as embedded in insulating resin to achieve a flat surface for scanning purposes. In this work, the galvanized coatings on both sides of the material were concomitantly exposed to simulated acid rain while characterizing the cut edge response using SECM and SVET techniques, thereby maintaining the coupled effects through the exposure of the whole system as rather realistic operation conditions. The cut edges were shown to strongly promote oxygen consumption and subsequent alkalization to pH 10-11 over the iron, while diffusion phenomena eventually yielded the complete depletion of oxygen and pH neutralization of the nearby electrolyte. In addition, the cathodic activation of the exposed iron was intensified with a thinner coating despite the lower presence of sacrificial anode, and preferential sites of the attack in the corners revealed highly localized acidification below pH 4, which sustained hydrogen evolution at spots of the steel-coating interface.

Flexural strength of mini-implants developed for Herbst appliance skeletal anchorage. A study in Minipigs br1 cadavers.

OBJECTIVE: The present study was designed to verify if mini-implant prototypes (MIP) developed for Herbst appliance anchorage are capable of withstanding orthopedic forces, and to determine whether the flexural strength of these MIP varies depending on the site of insertion (maxilla and mandible). METHODS: Thirteen MIP were inserted in three minipig cadavers (six in the maxilla and seven in the mandible). The specimens were prepared and submitted to mechanical testing. The mean and standard deviation were calculated for each region. A two-way Student's t test was used to compare the strength between the sites. A one-way Student's t test was performed to test the hypothesis. Orthopedic forces above 1.0 kgf were considered. RESULTS: The MIP supported flexural strength higher than 1.0 kgf (13.8 ± 2.3 Kg, in the posterior region of the maxilla and 20.5 ± 5.2 Kg in the anterior region of the mandible) with a significantly lower flexural strength in the anterior region of the mandible (p < 0.05). CONCLUSIONS: The MIP are capable of withstanding orthopedic forces, and are more resistant in the anterior region of the mandible than in the posterior region of the maxilla in Minipigs br1 cadavers.

Flexural strength of mini-implants developed for Herbst appliance skeletal anchorage: a study in Minipigs br1 cadavers

OBJECTIVE: The present study was designed to verify if mini-implant prototypes (MIP) developed for Herbst appliance anchorage are capable of withstanding orthopedic forces, and to determine whether the flexural strength of these MIP varies depending on the site of insertion (maxilla and mandible). METHODS: Thirteen MIP were inserted in three minipig cadavers (six in the maxilla and seven in the mandible). The specimens were prepared and submitted to mechanical testing. The mean and standard deviation were calculated for each region. A two-way Student's t test was used to compare the strength between the sites. A one-way Student's t test was performed to test the hypothesis. Orthopedic forces above 1.0 kgf were considered. RESULTS: The MIP supported flexural strength higher than 1.0 kgf (13.8 ± 2.3 Kg, in the posterior region of the maxilla and 20.5 ± 5.2 Kg in the anterior region of the mandible) with a significantly lower flexural strength in the anterior region of the mandible (P < 0.05). CONCLUSION: The MIP are capable of withstanding orthopedic forces, and are more resistant in the anterior region of the mandible than in the posterior region of the maxilla in Minipigs br1 cadavers.

OBJETIVO: o presente estudo foi delineado para verificar se protótipos de mini-implantes (PMI) desenvolvidos para a ancoragem esquelética do aparelho de Herbst são capazes de suportar forças ortopédicas e, também, determinar a variação da força de flexão desses PMI de acordo com o local de inserção (maxila ou mandíbula). MÉTODOS: após o cálculo do tamanho da amostra, 13 PMI foram colocados em três cadáveres de Minipigs br1 (seis na maxila e sete na mandíbula). Os corpos de prova foram preparados e submetidos a um teste mecânico. Cálculos da média e o do desvio-padrão foram realizados para cada região. O teste t de Student para duas amostras não pareadas foi utilizado para comparar a resistência dos PMI entre as regiões de inserção. O teste t de Student para uma amostra foi realizado para o teste de hipótese. Foram consideradas forças ortopédicas aquelas acima de 1,0kgf. RESULTADOS: os PMI foram capazes de suportar forças de flexão maiores que 1,0kgf (13,8 ± 2,3Kg na região posterior da maxila, e 20,5 ± 5,2Kg na região anterior da mandíbula), apresentando significativa menor força de flexão na região anterior da mandíbula (p < 0,05). CONCLUSÃO: os PMI são capazes de suportar forças ortopédicas, sendo mais resistentes quando utilizados na região anterior da mandíbula do que na posterior da maxila, em cadáveres de Minipigs br1.

Avaliação in vitro da resistência à flexão de um protótipo de mini-implante desenvolvido para ancoragem do aparelho de Herbst / In vitro flexural strength evaluation of a mini-implant prototype designed for Herbst appliance anchorage

OBJETIVO: o propósito do presente estudo é avaliar o limite de resistência à flexão de um protótipo de mini-implante desenvolvido para ancoragem do aparelho de Herbst. MÉTODOS: após a realização de um cálculo do tamanho da amostra, quatro corpos de prova contendo os protótipos de mini-implantes foram submetidos a uma força de flexão por engastamento simples, utilizando-se uma máquina universal de ensaios mecânicos, sendo calculado o limite de resistência à força de flexão. RESULTADOS: após os ensaios mecânicos, os novos mini-implantes apresentaram o limite de resistência à força de flexão de 98,2kgf, que foi o menor valor encontrado. CONCLUSÃO: os protótipos de mini-implantes desenvolvidos para ancoragem do aparelho de Herbst foram capazes de suportar forças de flexão maiores do que as forças de mordida descritas na literatura.

AIM: The purpose of this study was to evaluate the limit of flexural strength of a mini-implant prototype designed for Herbst appliance anchorage. METHODS: After sample size calculation, four specimens with the new mini-implant were submitted to a single cantilever flexure test using a universal testing machine. The limit of flexural force strength was calculated. RESULTS: The mini-implant prototype showed a limit of flexural force strength of 98.2 kgf (982 N), that was the lowest value found. CONCLUSION: The mini-implant prototype designed for Herbst appliance anchorage can withstand flexural forces higher than the maximum human bite forces reported in the literature.

Forças liberadas por alças ortodônticas disponíveis no mercado / Forces delivered by orthodontic loops available in the market

O presente estudo procurou avaliar as forças liberadas por arcos com alças (disponíveis no mercado), com variações de geometria (espessura, número e forma das alças), liga metálica e fabricante; e, determinar a quantidade de ativação onde ocorre o limite de proporcionalidade. Foram utilizados 19 tipos de arcos, submetidos a testes de tração e registradas as forças continuamente até uma deformação das alças de 4 mm. Os resultados revelaram variações importantes nas forças. Os limites de proporcionalidadeocorreram na sua maioria acima de 1,5 mm de ativação, podendo em arcos mais flexíveis ocorrer acima de 4,O mm.

The present study tried to evaluate the forces delivered by arches with loops (available in the market) with variations in geometry (thickness, number and shape of loops), metal alloy and manufacturer; determining, afterwards, the activation level for the proportional limit. Nineteen different types of arches were submitted to tension tests and forces were continuously measured up to4 mm level of loop deformation. Results revealed important variations in forces. Proportional limits occurred, mostly, over 1.5 mm, although they might occur over 4.0 mm for more flexible arches.

Estudo comparativo das forças geradas por alças ortodônticas / Comparative study of forces devivered by orthodontic loops

O objetivo desta pesquisa foi determinar as forças liberadas por arcos com alças produzidos industrialmente e, ainda, compará-los agrupando-os de forma a isolar uma única variável (geometria, liga metálica e fabricante). Foram utilizados 19 tipos diferentes de arcos, submetidos a testes de tração. Os resultados demonstraram diferenças estatísticas significativas entre todosos grupos comparados. A combinação destas variáveis pode determinar incrementos ou decréscimos nas forças liberadas, julgando-se útil fornecer ao ortodontista um guia de orientação para a escolha do arco adequado.

This research’s objective was to determine forces delivered by arches with industrially manufactured loops and to compare them in groups, changing one variable at a time (geometry, metal alloy and manufacturer). Nineteen different types of arches were submitted to tension tests. Results showed significant statistical differences between groups compared. The combination of these variables may determine increases or decreases in forces delivered and can be a useful guide for orthodontists when choosing proper arches.

Avaliação mecanodinâmica de ligas utilizadas em arcos ortodônticos de retração / Mechanodynamical evaluation of alloys used in retraction orthodontic wires

Buscando uma melhor compreensão das propriedades mecânicas dos fios ortodônticos utilizados nos arcos de retração foi empregada uma metodologia diferente que usa um analisador mecanodinâmico. Este equipamento permite determinar o módulo de elasticidade, quando um material é submetido a uma carga oscilante, em função do tempo, da temperatura e da freqüência. Para a avaliação mecanodinâmica utilizou-se testes de flexão por engastamento simples. Foram analisados e comparados fios retangulares de SS (aço inoxidável), TMA (beta-titânio) e Elgiloy azul (cromo-cobalto) com espessuras diferentes e provenientes de três fornecedores comerciais (Ormco, GAC e A Company). Os ensaios foram feitos a uma temperatura de 35,5º C (temperatura média do meio bucal).Os dados obtidos foram comparados pelo teste t de Student com nível de significância de 5%. Verificou-se não haver diferença estatisticamente significante entre os módulos do SS e do Elgiloy. Porém, em valores absolutos, o Elgiloy apresentou um módulo ligeiramente superior ao do SS. As ligas de SS de mesma espessura e fabricantes diferentes não apresentaram diferenças de módulo significantes, embora o módulo de elasticidade do TMA é, aproximadamente, a metade do módulo do SS e do Elgiloy azul, o que, clinicamente resulta em forças mais leves. Porém, dependendo da necessidade mecânica, cada liga pode desempenhar importante papel e auxiliar o ortodontista nas diversas fases do tratamento ortodôntico.

Looking for better understanding of the mechanical properties of orthodontic wires used in retraction arches, it was employed a different methodology using dynamic mechanical analyser. The equipment allows the evaluation of the modulus of elasticity when the material is submitted to an oscillating load, as a function of time, temperature and frequency. Dynamic mechanical evaluation was carried out by using single cantilever bending tests. It was analysed and compared rectangular wires made of SS (stainless steel), TMA (beta-titanium) and Elgiloy (chromium-cobalt), with different thickness, produced by three commercial brands (Ormco, GAC and A Company). Experiments were realized under a temperature of 35,5ºC degree (oral average temperature). The obtained data was compared using t Student test with a 5% level of significance. It has been observed that there was no statistically significant difference between SS and Elgiloy modulus. However, in absolute values, Elgiloy has presented slightly superior values in comparison to SS modulus. SS alloys with same thickness but of different brands did not present significant differences, although the GAC .019”x.025” wire modulus has proved to be smaller than that of A Company. By the results, it can be observed that the modulus of elasticity of TMA is nearly a half of stainless steel and Elgiloy’s, what clinically results in lighter forces. However, depending on the mechanical needs, each alloy can play an important role and help the orthodontist in the different stages of orthodontic treatment.

Análise mecanodinâmica de ligas de níquel-titânio em ortodontia / Mechanodynamical analysis of nickel-titanium alloys for orthodontics application

Este trabalho teve como objetivo a análise mecanodinâmica de quatro tipos de arcos de níquel-titânio 0,17"X.025" para uso ortodôntico de diferentes marcas comerciais. O módulo de elasticidade de cada arco foi avaliado em relação a variação de temperatura. Os experimentos forma realizados sem força estática e com força estática de um 1 N, para avaliar influência da tensão na transformação de fase. A proporção do módulo de elasticidade da fase austenítica para a fase martensítica, nos experimentos sem força estática foi de 1,29 a 1,60, devido ao aumento do módulo de elasticidade da fase martensítica. Com a determinação da variação do módulo de elasticidade em relação à temperatura, o ortodontista tem informação sobre a variação da força aplicada no dente, em relação à mudança da temperatura bucal, nas ligas que sofem transformação de fase. As temperaturas de transformação de fase são alteradas quando os arcos são submetidos a uma força. Este fator é importante para o ortodontista, pois quando o arco é inserido no encaixe do braquete de um dente em posição irregular, está sendo aplicada uma força neste arco, alterando-se as temperaturas de transformação de fase da liga.