What changes in the biology of bone movement induced with mini-implants/miniplates is the synchronicity

ABSTRACT Introduction: Induced tooth-bone movement occurs by a synchronicity of dental and bone phenomena, thanks to the osteocytic network, which is a three-dimensional network that controls the bone shape or design. Objective: To describe the tooth-bone movement induced by enhanced anchorage, divided into three distinct moments: zero, start and stop. Question: From this description, the main question arises: with the use of mini-implants/miniplates, what changes in the biology of induced tooth-bone movement? The answer is: nothing changes, either biologically or microscopically. Conclusion: This technique optimizes the treatment time, and the range of therapeutic possibilities is broadened, thanks to the synchronicity of phenomena - which remain the same, in all teeth and bones, yet in a synchronized manner. Bone anchorage represents synchronicity in induced tooth-bone movement.

RESUMO Introdução: A movimentação osseodentária induzida ocorre meio de uma sincronicidade de fenômenos dentários e ósseos, graças à rede osteocítica, uma rede tridimensional de controle do formato ou design ósseo. Objetivo: Descrever a movimentação osseodentária induzida com ancoragem ampliada, dividindo-a em três momentos distintos: zero, start e stop. Questionamento: Dessa descrição origina-se a principal pergunta: com o uso de mini-implantes/miniplacas, o que muda na biologia da movimentação osseodentária induzida? A resposta é: não muda nada, nem biologicamente, nem microscopicamente. Conclusão: O que se otimiza, com essa técnica, é o tempo de tratamento, e se amplia o leque de possibilidades terapêuticas, graças à sincronicidade dos fenômenos - que continuam sendo os mesmos, em todos os dentes e nos ossos, só que de forma sincronizada. A ancoragem óssea representa a sincronicidade na movimentação osseodentária induzida.

Force distribution is more important than its intensity!

A common question about root resorption is raised in orthodontic practice: What is more important, the intensity of force or its distribution along the root, periodontal and alveolar structures? Diffuse distribution of forces applied to periodontal tissues during tooth movement tends not to promote neither extensive areas of cell matrix hyalinization nor significant death of cementoblasts that lead to root resorption. However, focal distribution or concentration of forces within a restricted area - as it occurs in tipping movements, even with forces of lower intensity - tend to induce extensive areas of hyalinization and focal death of cementoblasts, which is commonly associated with root resorption. In tipping movements, the apical regions tend to concentrate more forces in addition to wounding the cementoblasts due to the smaller dimension of their root structure as well as their cone shape. For this reason, there is an increase in root resorption. In the cervical region, on the other hand, the large area resulting from a large diameter and bone crown deflection tends to reduce the effects of forces, even when they are more concentrated, thus rarely inducing death of cementoblasts and root resorption.

Um questionamento comum sobre as reabsorções radiculares na prática ortodôntica: "O que é mais importante? A intensidade das forças aplicadas ou sua distribuição ao longo das estruturas radiculares, periodontais e alveolares?" A distribuição difusa das forças aplicadas sobre os tecidos periodontais durante o movimento dentário de corpo tende a não promover extensas áreas de hialinização da matriz extracelular, nem morte significativa de cementoblastos que levariam à reabsorção radicular. Porém, a distribuição focal ou concentração de forças - como nas inclinações, mesmo nas de menor intensidade - em uma área restrita tende a induzir áreas extensas de hialinização e morte focal de cementoblastos, associando-se mais comumente à reabsorção radicular. Nos movimentos de inclinação, as áreas apicais, por sua menor dimensão da estrutura radicular e sua forma cônica, tendem a concentrar mais ainda as forças e lesar cementoblastos, aumentando a frequência das reabsorções radiculares. Na região cervical, a maior área decorrente do maior diâmetro e a deflexão óssea da crista óssea tendem a reduzir os efeitos das forças, mesmo quando mais concentradas, muito raramente induzindo a morte de cementoblastos e reabsorções radiculares.

O que analisar nos trabalhos sobre medicamentos e laser na movimentação dentária induzida e reabsorções associadas: quatro critérios / What to analyse in papers concerning drugs and laser effects in induced dental movements and associated resorptions: four criteria

Propusemos quatro critérios, ou pontos fundamentais, para a análise de trabalhos sobre o uso de laser e medicamentos, em modelos clínicos ou experimentais, cujos objetivos principais são acelerar otimizando o movimento dentário ou reduzindo seus efeitos colaterais (como as reabsorções radiculares). São eles: 1) para verificar a influência nas reabsorções radiculares, deve-se garantir que as forças aplicadas experimentalmente lesaram a camada cementoblástica de todos os espécimes; 2) para otimizar a movimentação dentária induzida reduzindo o tempo de tratamento, sem efeitos colaterais, deve-se garantir que as forças aplicadas experimentais não lesaram a camada comentoblástica em nenhum dos espécimes; 3) o aplicador da fototerapia e/ou do medicamento e o colocador dos aparelhos nos dentes não poderiam saber quais animais efetivamente recebiam o tratamento-teste, e os grupos controle devem ter recebido tratamentos simulares; 4) a análise tomográfica e microscópica dos espécimes deve ter sido aleatória, sem que os espécimes fossem identificáveis quanto ao grupo a que pertenciam, para que os imaginologistas e patologistas não sofressem qualquer influência na avaliação dos fenômenos. Se esses cuidados forem adotados, serão oferecidos resultados cada vez mais confiáveis e extrapoláveis para a clínica ortodôntica.

Advancements in the knowledge of induced tooth movement: idiopathic osteosclerosis, cortical bone and orthodontic movement / Avanços no conhecimento da movimentação dentária induzida: osteoesclerose idiopática, corticais ósseas e o movimento ortodôntico

Moving teeth orthodontically through the dense trabecular bone and cortical areas may require a reduction in the intensity and/or concentration of the applied forces. In part, the orthodontic applied forces are dissipated and reduced by bone deflection, which normally occurs by a slight degree of elasticity of bone tissue in normal conditions. In areas of dense trabecular and in cortical bone this deflection should be insignificant or nonexistent. If there is no reduction in the intensity of the forces in these mentioned regions, the entire force will focus on the structure of the periodontal ligament, increasing the risk of death of cementoblasts, hyalinization and root resorption. Further studies could assess the prevalence of these consequences in populations selected for this purpose, so that would no longer be randomly observed notes.

Movimentar ortodonticamente os dentes por áreas densas do trabeculado ósseo e pelas corticais pode requerer uma redução na intensidade e/ou na concentração das forças aplicadas. Em parte, as forças ortodônticas aplicadas são dissipadas e reduzidas pela deflexão óssea que ocorre pelo discreto grau de elasticidade do tecido ósseo em condições de normalidade. Nas áreas de trabeculado denso e nas corticais, essa deflexão deve ser irrisória ou inexistente. Se não houver uma redução na intensidade das forças nessas regiões citadas, toda a força incidirá sobre a estrutura do ligamento periodontal, aumentando o risco de morte dos cementoblastos, hialinização e reabsorções radiculares. Novos trabalhos poderiam avaliar a prevalência dessas consequências em casuísticas selecionadas para essa finalidade, que, assim, deixariam de ser observações aleatórias.

Movimentação dentária experimental em murinos: período de observação e plano dos cortes microscópicos / Experimental tooth movement in murines: study period and direction of microscopic sections

OBJETIVO: este trabalho tem por finalidade explicitar aspectos microscópicos relevantes da movimentação dentária induzida em murinos quanto aos: (1) diferentes períodos de observação e (2) planos dos cortes microscópicos transversais e longitudinais. Os estudos experimentais sobre a movimentação dentária induzida em murinos variam quanto aos períodos e planos de cortes microscópicos, mesmo os trabalhos que utilizam especificamente o modelo de Heller e Nanda, de 1979. Para contribuir (1) na escolha do melhor design experimental de movimentação dentária induzida em murinos em futuros trabalhos, e (2) no aperfeiçoamento dos critérios de análise por outros pesquisadores, propusemo-nos a publicar este artigo. MÉTODOS: Empregaram-se 50 ratos machos Wistar, com 90 dias de vida, submetidos à movimentação dentária induzida por períodos de 3, 5, 7 e 9 dias. Utilizou-se movimento de inclinação mesial no primeiro molar superior esquerdo, com uma força equivalente a 75cN. A análise microscópica qualitativa avaliou os fenômenos teciduais e celulares decorrentes da movimentação dentária induzida, nos diferentes períodos de observação e entre os cortes microscópicos transversais e longitudinais. RESULTADOS: dos fenômenos observados, as áreas hialinas tiveram expressão máxima no período de 5 dias e as reabsorções radiculares apresentaram-se exuberantes e bem demarcadas no período de 9 dias. Nos dois fenômenos, as raízes mais afetadas foram as distais, especialmente a raiz distovestibular. CONCLUSÃO: mediante o delineamento proposto, pode-se sugerir, para futuros trabalhos nesta linha de pesquisa, períodos de análise de 5 a 9 dias e cortes microscópicos transversais.

AIM: This study aims to elucidate the relevant microscopic aspects of induced tooth movement in murines with regard to: (1) different study periods; and (2) transverse and longitudinal directions of microscopic sections. Experimental studies on induced tooth movement in murines use variable study periods and directions of microscopic sections, including those studies that specifically use the model adopted by Heller and Nanda in 1979. This manuscript was prepared in order to contribute to: (1) selection of the best study design for future studies on induced tooth movement in murines, and (2) improve the analysis criteria to be used by other investigators. METHODS: The study was conducted on 50 male Wistar rats with 90 days of age, submitted to induced tooth movement for periods of 3, 5, 7 and 9 days. The maxillary left first molar was submitted to mesial inclination by application of 75cN of force. Qualitative microscopic analysis evaluated the tissue and cellular phenomena secondary to induced tooth movement, at the different study periods and on transverse and longitudinal sections. RESULTS: Among the phenomena investigated, hyaline areas of periodontal ligament were mostly observed at 5 days, and root resorptions were remarkable and well delineated at 9 days. Both phenomena affected mainly the distal roots, especially the distobuccal root. CONCLUSION: Considering the present objective, study periods of 5 to 9 days and transverse microscopic sections may be suggested for future studies on this subject.

Biologia da movimentação dentária induzida e das reabsorções radiculares associadas: influência do gênero e dos bisfosfonatos / Biology of induced tooth movement and associated root resorption: the influence of the gender and bisphosphonates

O presente trabalho discutiu os mecanismos biológicos envolvidos na movimentação dentária induzida e as possíveis consequências deste procedimento, essencial para o tratamento ortodôntico. O estudo do movimento dentário induzido em animais tem como objetivo compreender as reações dos tecidos envolvidos e analisar as variáveis que podem interferir na mecânica ortodôntica aplicada. Assim, pode-se prevenir o efeito mais indesejado de um tratamento ortodôntico: a reabsorção dentária associada. Histomorfometricamente analisou-se a influência do gênero na movimentação dentária em ratos da linhagem Wistar, nos períodos de 3, 5, 7 e 9 dias de movimentação, quando se concluiu que não houve diferença estatisticamente significante na frequência e nas dimensões das reabsorções radiculares entre os gêneros nos diferentes períodos experimentais analisados (p≤0,05). Fatores externos também podem influenciar nas reações teciduais frente à movimentação dentária induzida e na ocorrência das reabsorções radiculares. Desta forma, o estudo também analisou o efeito dos bisfosfonatos, o alendronato, na densidade óssea, já que os bisfosfonatos são reconhecidamente potentes inibidores da reabsorção óssea. Também em ratos Wistar e utilizando histomorfometria determinou-se a densidade óssea alveolar maxilar em cortes transversais na região entre as raízes do primeiro molar murino. Os resultados revelaram que não houve diferença estatisticamente significante na densidade óssea alveolar entre os animais que receberam alendronato e o grupo controle (p=0,3754). De acordo com a metodologia utilizada, pôde-se concluir que o bisfosfonato do tipo alendronato não altera morfologicamente a qualidade óssea alveolar...

The work talked over the biologic mechanisms involved on induced tooth movement and the possible consequences, essential in orthodontic treatment. The tooth movement research in animals has the objective to understand the reactions of the involved tissues and analyze the variables that can interfere in the orthodontic treatment. Thus, we can avoid undesirable effects of the orthodontic treatment such as the external root resorption. The influence of the gender on tooth movement in Wistar rats was quantified by histomorphometry, at the periods of 3, 5, 7 and 9 days of tooth movement. There was no statiscally significant difference in the frequency and in the dimensions of root resorptions between the genders in the analyzed periods (p≤0.05). External factors such as the use of biphosphonate, also may have some influence on the tissue reactions when induced tooth movement is applied and also on the occurrence of root resorption. Therefore, the study also aimed to evaluate the influence of the bisphosphonates (alendronate) on bone density, since the bisphosphonates are recognized as a potent inhibitor of bone resorption. Wistar rats were used to determine histomorphometricly the maxillary bone density. For this, transverse sections in the region between the roots of the first rat up molar were taken. The results showed no statistically significant difference when alveolar bone density was evaluated between the alendronate and the control group (p=0.3754). It can be concluded that the alendronate may not change alveolar bone density, probably keeping the structural and mechanic properties of the tissue in healthy rats. Within the limits of the present study...

Análise comparativa da movimentação dentária induzida entre dois critérios de mensuração: macroscópico e microscópico / Comparative analysis of tooth movement induced between two measurement criteria: macroscopic and microscopic

Este estudo analisou a quantidade de deslocamento dentário por meio de mensurações macroscópicas e microscópicas, após a movimentação dentária induzida. Os dois Grupos Experimentais GI (forças contínuas) e GII (forças contínuas interrompidas) constituíram-se de 30 ratos, da linhagem Wistar, subdivididos de acordo com o período experimental de 8, 16 e 24 dias. Cada subgrupo foi composto por dez animais, assim como o Grupo Controle (GC), perfazendo um total de 70 animais. O aparelho destinado para se obter o deslocamento dentário foi o desenvolvido por Heller e Nanda. As molas de secção fechada foram instaladas no espaço entre os incisivos superiores e primeiro molar superior direito. Após ativações, de acordo com o tipo de força e tempo experimental, os animais foram mortos. Mediu-se a espessura do ligamento periodontal por meio de microscopia histomorfométrica quantitativa na raiz vestibular intermediária do primeiro molar superior direito do rato, na região distal (tração) e macroscópica, no espaço resultante entre os primeiro e segundo molares superiores direitos. A metodologia empregada permite concluir que as mensurações microscópicas são mais precisas e seguras para determinar o deslocamento na movimentação dentária induzida.

This study analyzed the amount of displacement, by measuring macroscopic and microscopic, after induced tooth movement. Both groups GI (continuous forces) and GII (interrupted continuous force) comprised of 30 rats, Wistar, were subdivided according to the experimental period of 8, 16 and 24 days. Each group comprised of ten animals, as well as the control group (CG), totaling 70 animals. The appliance used to obtain the displacement, was developed by Heller and Nanda. The nickeltitanium (NiTi) coil springs were installed in the space between the upper incisors and the upper first right molar. After activation, according to the type of force and experimental time, animals were sacrificed. A quantitative histomorphometric microscopy was used to the measurement of the periodontal ligament thickness in the mesiobuccal root of the first upper right molar of the rat, in the distal and macroscopic region, at reached space between the first and second upper right molars. The microscopic measurements are accurate and reliable to determine the displacement in the induced tooth movement.

Avaliação da movimentação dentária induzida iniciada um e três dias pós-trauma: estudo experimental em ratos / Induced tooth movement initiated one and three days after trauma event: experimental study in rats

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da movimentação dentária induzida no periodonto de dentes de ratos submetidos a uma subluxação dentoalveolar. A amostra foi composta por 40 animais, divididos em oito grupos, sendo que, em dois grupos, aplicou-se um impacto padronizado de 900cN com o objetivo de promover um trauma de subluxação e, posteriormente, realizou-se movimentação dentária induzida (MDI) iniciada um e três dias após o trauma, correspondendo, respectivamente, aos grupos 7 e 8. Os grupos controle foram compostos por um grupo com periodonto normal (grupo 1- sem trauma e sem MDI), grupo MDI (grupo 2), grupos com traumatismo dentoalveolar 1, 3, 8 e 10 dias pós-trauma (respectivamente grupos 3, 4, 5 e 6). Utilizou-se para fins experimentais o primeiro molar superior direito, que foi movimentado por um período de sete dias, com uma força de 50cN. Realizou-se a eutanásia dos animais para proceder preparo histológico convencional (hematoxilina e eosina) e análise microscópica qualitativa. As alterações periodontais em consequência do traumatismo, nos grupos 3, 4, 5 e 6, se mostraram pouco expressivas. Assim, o efeito da aplicação de uma força ortodôntica logo após um evento de subluxação (grupos 7 e 8) foi bastante similar ao encontrado no grupo movimentação (grupo 2). Concluiu-se que, não houve diferença na qualidade da resposta do tecido periodontal quando se aplicou MDI em dentes recém-traumatizados.

The aim of this study was to evaluate the periodontal effect of induced tooth movement (ITM) in rat molars that had been submitted to an intrusive trauma (subluxation). The sample was composed by 40 rats that were dived into eight groups: two groups, in which were applied a standardized 900cN trauma . One and three days after trauma event (groups 7 and 8), the tooth movement was induced. The control groups were composed by group 1- normal periodontium; group 2- ITM; groups 3,4,5 and 6- dentoalveolar trauma groups corresponding, respectively, to 1, 3, 8 and 10 days after trauma. The rats’ maxillary first molars were moved mesially during a seven days period with a closed coil (50cN). The animals were sacrificed and histological procedures and microscopic descriptive analysis were performed. Qualitatively, the periodontal effect of the trauma in groups 3, 4, 5 and 6 was little expressive. Consequently, the effect of induced tooth movement right after a subluxation event (groups 7 and 8) was very similar to group 2. It can be concluded that there was no difference in the quality of periodontal events when ITM was applied to teeth that had been recently traumatized.

Avaliação da movimentação dentária induzida iniciada um e três dias pós-trauma: estudo experimental em ratos / Induced tooth movement initiated one and three days after trauma event: experimental study in rats

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da movimentação dentária induzida no periodonto de dentes de ratos submetidos a uma subluxação dentoalveolar. A amostra foi composta por 40 animais, divididos em oito grupos, sendo que, em dois grupos, aplicou-se um impacto padronizado de 900cN com o objetivo de promover um trauma de subluxação e, posteriormente, realizou-se movimentação dentária induzida (MDI) iniciada um e três dias após o trauma, correspondendo, respectivamente, aos grupos 7 e 8. Os grupos controle foram compostos por um grupo com periodonto normal (grupo 1- sem trauma e sem MDI), grupo MDI (grupo 2), grupos com traumatismo dentoalveolar 1, 3, 8 e 10 dias pós-trauma (respectivamente grupos 3, 4, 5 e 6). Utilizou-se para fins experimentais o primeiro molar superior direito, que foi movimentado por um período de sete dias, com uma força de 50cN. Realizou-se a eutanásia dos animais para proceder preparo histológico convencional (hematoxilina e eosina) e análise microscópica qualitativa. As alterações periodontais em consequência do traumatismo, nos grupos 3, 4, 5 e 6, se mostraram pouco expressivas. Assim, o efeito da aplicação de uma força ortodôntica logo após um evento de subluxação (grupos 7 e 8) foi bastante similar ao encontrado no grupo movimentação (grupo 2). Concluiu-se que, não houve diferença na qualidade da resposta do tecido periodontal quando se aplicou MDI em dentes recém-traumatizados

The aim of this study was to evaluate the periodontal effect of induced tooth movement (ITM) in rat molars that had been submitted to an intrusive trauma (subluxation). The sample was composed by 40 rats that were dived into eight groups: two groups, in which were applied a standardized 900cN trauma . One and three days after trauma event (groups 7 and 8), the tooth movement was induced. The control groups were composed by group 1- normal periodontium; group 2- ITM; groups 3,4,5 and 6- dentoalveolar trauma groups corresponding, respectively, to 1, 3, 8 and 10 days after trauma. The rats’ maxillary first molars were moved mesially during a seven days period with a closed coil (50cN). The animals were sacrificed and histological procedures and microscopic descriptive analysis were performed. Qualitatively, the periodontal effect of the trauma in groups 3, 4, 5 and 6 was little expressive. Consequently, the effect of induced tooth movement right after a subluxation event (groups 7 and 8) was very similar to group 2. It can be concluded that there was no difference in the quality of periodontal events when ITM was applied to teeth that had been recently traumatized