Estudo da alteração dimensional das diferentes cores e tipos de
armazenamentos dos elásticos ortodônticos.
Bites,C.M.S*; Reges,R.V**;Lenza,M.A***; Santos,F.G*****;Botelho,T.L******.
* Pós-Graduanda pelo Instituto Lenza e UNICID – GO.
** Professor Titular da UNIP – GO. Mestre e Doutor em Materiais Dentários – UNICAMP – SP.
*** Professor Titular da UFG – GO. Pós-Doutorado em Ortodontia pela Universidade de Aarhus – Dinamarca.
RESUMO
Objetivo: Este trabalho foi avaliar a alteração dimensional dos elásticos
ortodônticos modular, avaliando cores e diferentes marcas comerciais, após serem
submetidos à armazenagem em saliva artificial durante o período imediato de 24
horas. Metodologia: Os elásticos foram divididos em cinco diferentes cores com 5
amostras cada (Cinza, azul marinho, Preta, Rosa e Transparentes) e 3 marcas
comerciais (Morelli, 3M Unitek, GAC). Foi utilizada a máquina de análise de
dimensão (perfilômetro) da marca Mitutoyo que avaliou a alteração de dimensão de
cada elástico conforme os fatores envolvidos. Em seguida, os dados foram
analisados estatisticamente, obtendo os resultados e conseqüentemente realizados
as tabelas e gráficos. Resultados e Conclusões: Todas as cores e marcas
comerciais apresentaram alterações dimensionais estatisticamente significantes
sendo que a cor rosa apresentou maior alteração tendo uma diferença nos valores
médios de 0,22mm e a azul marinho apresentou uma alteração menor de 0,10mm.
Entre as marcas comerciais a 3M apresentou uma diferença maior de 0,29mm
seguida da Morelli com 0,20mm e por último a GAC com a diferença na média de
0,19mm.
Palavras-chaves: Ligadura elástica modular, elastômeros, alteração dimensional
ABSTRACT
Objective: to study the dimensional changes of orthodontic elastics modular,
assessing what color and what brand suffers major change, after being subjected to
storage in artificial saliva during the immediate period of 24 hours. Methodology:
The rubber bands were divided into five different colors with 5 samples each (Gray,
Blue, Black, Pink and transparent) and 3 trademarks (Morelli, 3M Unitek, GAC). The
machine was used for analysis of size (profile) Mitutoyo brand that assessed the
change in size of each elastic as the factors involved. Then the data were statistically
analyzed, obtaining the results and consequently made the charts and graphs.
Results and Conclusions: All colors and trademarks dimensional changes showed
statistically significant and the pink showed greater change and a difference in the
average values of 0.22 mm and navy made a minor change of 0.1 mm. Among the
trademarks 3M made a difference greater than 0.29 mm followed by GAC to 0.19
mm and finally to Morelli with a difference in the average of 0.2 mm.
Keywords: Orthodontic elastomeric ligatures, elastomers
INTRODUÇÃO
Os materiais elásticos foram desenvolvidos na década de 60, sendo
comercializados em várias cores e diferentes marcas comerciais17. Estes materiais
vêm se destacando em virtude de suas vantagens em relação aos demais sistemas
de forças existente no mercado. Estão indicados para a correção de rotações
dentárias, fechamento de espaço, retração, tracionamento, desvio da linha média14 e
os pequenos módulos elásticos podem substituir os amarrilhos para prender o fio
aos bráquetes.
A aplicação dos elásticos em ortodontia tem sido uma ferramenta
indispensável para o tratamento ortodôntico e tem como principal característica14
uma aplicabilidade clínica fácil, requerem pouco tempo de trabalho do profissional,
geram forças leves, apresentam baixo custo, possuem a superfície lisa e macia13,
estão disponíveis em varias cores21, são confortáveis para o paciente sendo assim
um importante adjunto para a prática ortodontica22. Porém, as propriedades
mecânicas alteram com o tempo de estiramento e a temperatura fazendo com que
sua força diminua rapidamente em termos clínicos7.
No entanto os elásticos sintéticos não podem ser considerados materiais
elásticos ideais23, pois fatores ambientais como movimento dental, mudanças de
temperatura, variação de pH, banhos orais de flúor, enzimas salivares e força
mastigatória tem sido associadas com a deformação e degradação de força.
Independente das desvantagens das cadeias elastoméricas, elas ainda são um
método conveniente e barato para fornecer um sistema de força para mover dentes
em um período de 3 a 4 semanas4.
Estudos têm mostrado que este material apresenta um alto percentual de
degradação de força nas primeiras 24, quando são estirados e mantidos em torno
dos bráquetes, e esta degradação diminui após este período 1,2,3,7,21,12,16,13,,20. Porem
as alterações nas propriedades químicas destes materiais também é de grande
interesse uma vez que este material ira permanecer na boca por um período
relativamente longo, sendo extremamente desejável que, durante este intervalo os
elásticos apresentassem uma alteração dimensional mínima e com isso teria uma
maior eficácia no tratamento ortodôntico, mas o número de trabalhos clínicos e
laboratoriais nesta área é extremamente reduzido14.
MATERIAIS E MÉTODO
No presente estudo foram avaliados o comportamento dimensional das
ligaduras elásticas ortodônticas das marcas comerciais Morelli, 3M Unitek, GAC e 5
diferentes cores (Prata, Azul marinho, Preta, Rosa, Transparente) com 5 amostras
de cada grupo.
Este conjunto, com a devida identificação do fabricante, foi imerso em
saliva artificial por um período de 24 horas para avaliar o efeito do líquido no
comportamento dimensional. Foi usado um grupo controle cujo estiramento foi
realizado com os elásticos em ambiente seco, como já foi demonstrado por outros
autores8.
Os elásticos foram removidos de suas embalagens originais préestirados por 5 minutos em um estilete cilíndrico e levados para a avaliação
dimensional no aparelho perfilômetro (análise de superfície) da Faculdade de
Engenharia da Universidade Paulista (Unip-GO) para averiguar as alterações
promovidas de acordo com as cores, armazenamento e marcas comerciais. Esta
máquina é um equipamento que apresenta uma medição digital em milímetros no
sentido horizontal e vertical. Após 24 horas os elásticos em imersão foram
novamente pré-estirados e imediatamente posicionados na máquina para serem
avaliados.
Aparelho Perfilômetro
GAC
3M
Morelli
Os resultados serão apresentados na forma de tabelas e gráficos e
submetidos a tratamento estatísticos.
RESULTADOS
As ligaduras elásticas foram avaliadas em relação à alteração
dimensional em um período inicial e 24 horas e os resultados da análise estatística
dos dados coletados estão descritos nas tabelas a seguir:
Tabela 1- Avaliação da alteração dimensional de diferentes cores de elásticos
ortodônticos no tempo inicial e 24 horas de armazenamento.
CONTROLE
24 HORAS
DIFERENÇA DP
Azul marinho
3,14
3,24
0,10 ª
0,113
Transparente
3,13
3,25
0,12 b
0,057
Preta
3,14
3,30
0,16 c
0,059
Rosa
3,11
3,33
0,22 d
0,062
Prata
3,16
3,37
0,21 e
0,101
CORES
* As letras distintas diferem entre si, ou seja, houve diferença estatística significativa.
Tabela 2- Avaliação da alteração dimensional de diferentes marcas de elásticos
ortodônticos no tempo inicial e 24 horas de armazenamento.
DP
MARCA
CONTROLE 24
DIFERENÇA
COMERCIAL
HORAS
24 HS-CONT.
GAC
3,13
3,32
0,19 ª
0,03
3M
2,78
3,07
0,29 b
0,15
Morelli
3,25
3,45
0,20 c
0,05
* As letras distintas diferem entre si, ou seja, houve diferença estatística significativa
* ANOVA e teste tukey p<0,01
Os resultados mostraram que houve diferença estatística significativa
entre os grupos.
Quando se avaliou a alteração dimensional entre as cores em relação ao
tempo, observou-se que a maior alteração ocorreu com a cor rosa e a menor com a
cor azul marinho.
Na avaliação entre as marcas, observou-se que os módulos elásticos da
marca 3M sofreram uma maior alteração dimensional e a marca GAC apresentou-se
com menor alteração.
DISCUSSÃO
A deformação plástica é a incapacidade de o material recuperar sua
forma original5. Após a avaliação de alguns materiais elásticos Wong22 descreveu
que todos os materiais elásticos estudados após o estiramento perto do ponto de
fatura e mantido fixo nesta posição sofreram deformação plástica e que o aumento
da deformação plástica também depende de quão rápido o material e estirado22.
Apesar de testes simples in vitro serem incapaz de representar as reais aplicações
em consultório, os resultados de teste realizado por Kachana11 tiveram a expectativa
de gerar diretrizes para a escolha do elásticos a ser usado em consultório11, pois os
elásticos são considerados importantes auxiliares no tratamento ortodôntico e
apresentam inúmeras aplicações, entretanto a degradação da força apresentada por
esses materiais tem sido um problema clínico evidente e bastante discutido15 e a
principal causa da alteração dimensional.
Os resultados deste estudo demonstraram que houve alterações
dimensionais em todas as cores e todas as marcas nas ligaduras elásticas do tipo
modular mesmo antes da ação do tempo e da imersão em solução de saliva.
Conforme pode ser visto na tabela 1 as diferenças entre os valores médios das
medidas controle e após 24 horas foram maiores para a cor rosa (0,22mm) e a
menor para a cor azul marinho (0,10). Em relação às marcas demonstradas na
tabela 2 a 3M Unitek apresentou uma diferença maior entre os valores médios
(0,29), tal alteração pode estar relacionada ao fato de os módulos elásticos desta
marca apresentar-se visivelmente com um diâmetro interno menor que as demais
marcas estudadas. A GAC apresentou uma diferença menor (0,19) como foi
mostrado também por Taloumis21 que usando um ambiente oral simulado notou que
as ligaduras da marca GAC mostraram uma porcentagem menor nas mudanças
dimensionais e na perda da força e que a umidade e o calor diminuem a estabilidade
dimensional e os níveis de força dos materiais elásticos.
A cor rosa, neste estudo, mostrou ter mais alteração, isso poderia ser
explicado devido à cor escura exigir mais quantidade de pigmento e com isso tornase mais suscetível a influência do meio, pois altera com maior facilidade. Estes
dados sugerem que o processo de fabricação dos elásticos coloridos influência na
quantidade de força gerada como apresentado nos trabalhos de Baty, D.L. et al5 e
Martins, M. et al13. Wong22 descreve que a cor cinza encontrada em alguns tipos de
borracha indica um produto inferior com inclusão de impurezas e que os materiais
elásticos sofrem manchamento com alguns tipos de alimento e os fabricantes para
tentar solucionar este problema incluem cores metálicas para mascarar as manchas,
mas com isso a força e a elasticidade são reduzidas. Desta forma as diversas cores
poderiam alterar diferentemente as propriedades das ligaduras20. Este mesmo autor
após avaliar elásticos de varias marcas comerciais verificou que todos os materiais
estudados sofreram deformação permanente em sua forma o que foi observado
também por Baty, D.L. et al5 e Martins, M. et al13.
Neste estudo as diferenças de alterações entre as marcas, apesar das
ligaduras serem de cores iguais, se deve as variações na composição química dos
pigmentos de cada fabricante e esta composição não é revelada pelos mesmos.
Segundo Andreasen e Bishara3 que usaram água a 37°C, água em
temperatura ambiente e saliva artificial como substância de armazenamento, não
encontrou diferenças estatísticas significantes entre estas condições mencionadas,
mas relatou que os elastômeros absorvem água e saliva, apresentam manchas
permanentes, e sofrem quebras das ligações internas que levam a deformação
permanente. Wong22 verificou que os elásticos perdem força quando testado em
água e na boca, porém quando testadas apenas no ar verificou-se que apresenta
uma perda de força menor.
Vários investigadores têm tentado determinar as conseqüências da
mudança de ambiente com relação à distribuição inicial de força e seu declínio nas
cadeias elastoméricas. Essas tentativas têm observado a condição que poderiam
existir dentro da cavidade oral ou que poderiam ser utilizadas em esterilização das
cadeias antes se sua colocação na boca4.
De Genova et al7, avaliou a degradação da força dos elásticos em saliva
artificial a uma temperatura constante e também em termo-ciclagem (15C e 45C)
encontrou que as amostras submetidas a termo-ciclagem retém mais força do que
as mantidas em temperatura constante e que possivelmente isto foi relacionado a
um aumento na rigidez do material causado pela variação de temperatura. No
estudo de Von Fraunhofer et al9, que examinou o efeito da saliva artificial e flúor
tópico nas propriedades dos elásticos das marcas: Ormco, 3M e TP Orthodontic
concluiu que a degradação ocorreu com os módulos elásticos em todas as
condições. No estudo de Stevenson e Kusy19 foi avaliado o efeito de condições
ambientais como: acidez, oxigênio e temperatura, em cadeias elastoméricas com
formulação química e processo de fabricação diferente e entre as variáveis
estudadas somente o aumento de temperatura apresentou ser um fator dominante
no mecanismo de degradação e deteriorização das propriedades mecânicas dos
elastômeros como foi avaliado também por outros autores21.
Kanchana e Godfrey11 estudaram a calibração das forças de extensão e
características de degradação da força dos elásticos ortodônticos de látex e
verificou-se que ao final do teste de imersão em saliva artificial, as bandas de
borracha sofreram algumas alterações em sua aparência: mudaram de cor de
amarelo palha para esbranquiçado, apresentaram aspecto inchado e eventualmente,
quanto mais esticados, mais permanentemente deformados se tornaram, indicando
uma mudança na estrutura.
Kersey et al12, avaliou elásticos ortodônticos sem látex das marcas
American Orthodontics, Ortho Organizers, GAC International e Masel, e foi usado
um tipo de elástico de látex (American Orthodontics) com o propósito de
comparação, foram colocados em um tanque de água destilada com temperatura de
370C e verificou-se que existiu deformação permanente, inchaço e uma mudança de
transparente para opaco em todos os tipos de elásticos sem látex e quase não
existiu efeito nos elásticos de látex.
Beattie e Monaghan6 avaliaram o efeito simulado de uma dieta diária de
alguns pacientes ortodônticos sobre os bandas elásticas de 3 fabricantes ( Rocky
Mountain Orthodontics, 3M Unitek, American Orthodontics) e verificou similaridades
com outros estudos, ex.: danos mecânicos e físicos nas ligações cruzadas dos
polímeros, penetração de solvente no látex pela água e outros componentes líquidos
da comida, plastificando pela água ou a retirada de plastificantes por dissolução do
polímero para o meio ambiente oral simulado.
Neste estudo os módulos elásticos apresentaram uma alteração
dimensional diretamente proporcional ao tempo de imersão, o que também foi
notado por Abrão et al1. Em parte, os elásticos têm sido testados em temperatura
ambiente a 370C, em ar seco, em ar úmido, em água destilada, em saliva artificial,
no entanto nenhum consenso nas condições apropriadas para os testes dos
elásticos ortodônticos tem surgido18.
Após uma extensa revisão de literatura Martins et al14 concluiu que
apenas o tipo de matéria prima empregada, método de fabricação, condições de
armazenamento e o meio a que são expostas as cadeias elastoméricas podem
influenciar de forma significativa o desempenho clínico destes materiais. Já os
procedimentos de desinfecção e esterilização, diferentes cores e marcas comerciais,
variações na temperatura e pH, exposição a soluções tópicas de fosfato de flúor
acidulado, procedimentos de pré-estiramento, tempo de distensão, tipo de cadeia
elastomérica e forma de adaptação dos elásticos aos bráquetes não alteraram
significativamente o desempenho clínico destes materiais.
Os elastômeros podem sofrer alterações nas suas propriedades
decorrente do preenchimento dos espaços na matriz da borracha por fluidos e
bactérias 22,9. Deste modo, neste estudo, o aumento de volume em decorrência da
absorção de líquidos ou até mesmo a pigmentação utilizada para colorir as ligaduras
podem ter influenciado na queda dos valores médios das ligaduras elásticas, porem,
esta afirmação só pode ser feita se existir um regido controle de padrão de
qualidade por parte do fabricante, como foi considerado por Taloumis et al21. e
Wong22.
CONCLUSÃO
Todas as cores e marcas comerciais apresentaram alterações
dimensionais estatisticamente significantes sendo que a cor rosa apresentou maior
alteração tendo uma diferença nos valores médios de 0,22mm e a azul marinho
apresentou uma alteração menor de 0,10mm.
Entre as marcas comerciais a 3M apresentou uma diferença maior de
0,29mm seguida da Morelli com 0,20mm e por último a GAC com uma diferença na
média de 0,19mm.
Apesar das importantes observações obtidas nesta investigação há a
necessidade de mais estudos sobre o assunto, pois há poucos trabalhos sobre as
ligaduras elásticas na literatura.
AGRADECIMENTOS
Pesquisa realizada no Laboratório da UNIP – Goiânia, com a colaboração
dos técnicos Tiago, Henrique e Wilson, Laboratório de Engenharia – UNIP.
REFERÊNCIA
1. ABRÃO, L.; MENDES, M.A.; ARTESE, F.; Avaliação da intensidade das forças
liberadas por ligaduras elásticas de diferentes cores. Revista Clínica Ortodôntica
Dental Press, Maringá, v.6, n.2, p.92-97, 2007.
2. ALMEIDA,C.R.; Efeito do meio bucal simulado sobre a resistência à tração
das
cadeias
elastoméricas
pigmentadas
brasileiras.
1995,
105f.
doutorado,Faculdade de Odontologia de Piracicaba da Universidade Estadual de
Campinas, Piracicaba, 1995
3. ANDDREASEN, G.F.; BISHARA,S.E.; Comparison of alastik chains with elastics
involved with intra-arch molar to molar forces. Angle Orthodontic, Appleton, v.40,
n.3, p.151-158, 1970.
4. BATY, D.L,; STORIE, D.J.; FRAUNHOFER, J.A.; Synthetic elastomeric chains: a
literature review. American Journal of Orthodontic and Dentofacial Orthopedics,
St. Luis, v.105, n.6, p.536-542, 1994.
5. BATY,D.L.; VOIZ,J.E.; VON FRAUNHOFER,J.A.; Force delivery properties of
colored elastomeric modules. American Journal of Orthodontic and Dentofacial
Orthopedics, St. Luis, v.106, n.1, p.40-46, 1994.
6. BEATTIE, S.; MONAGHAN,P.; An in vitro study simulating effects of daily diet and
patient elastic band change compliance on orthodontic latex elastics. Angle
Orthodontc, Aplleton , v.74, n.2, p. 234-239, 2004.
7. De GENOVA,D.C.; MCINNES-LEDOUX,P.; WWEINBERG,R.; SHAYE,R.; Force
degradation of orthodontic elastomeric chains-A product comparison study.
American Journal of Orthodontic and Dentofacial Orthopedics, St Lois, v.87,
n.5, p.377,384,1985.
8. EVANGELISTA, M.B.; BERZINS, D.W.; MONAGHAN, P.; Efect of disinfecting
solutions on the mechanical properties of orthodontic elastomeric ligatures, Angle
Orthodontic, Aplleton, v.77, n.4, p. 681-687, 2007.
9. VON FRAUNHOFER, J.A.; COFFELT, M.T.; ORBELL, G.M.; The effects of
artificial saliva and topical fluoride treatments on the degradation of the elastic
properties of orthodontic chains. Angle Orthodontic, Aplleton, v.62, n.4, p.265-274,
1992.
10. HERSHEY,H.G.; REYNOLDS,W.G.; The plastic module as an orthodontic toothmoving mechanism. American Journal of Orthodontic and Dentofacial
Orthopedics, St Lois, v.67,n.5,p.554,562,1975.
11. KANCHANA,P.; GODFREY,K.; Calibration of force extension and force
degradation characteristics of orthodontic latex elastics. American Journal of
Orthodontic and Dentofacial Orthopedics, St Lois, v.118, n.3, p.280-286, 2000.
12. KERSEY, M.L. et al.; An in vitro comparison of 4 brands of nonlatex orthodontic
elastics. American Journal of Orthodontic and Dentofacial Orthopedics, St Lois,
v.123, n.4, p.401-407,2003.
13. MARTINS, M.M. et al.; Estudo comparativo entre as diferentes cores de
ligaduras elásticas. Revista Dental Press de Ortodontia e Ortopedia Facial,
Maringá, v.11, n.4, 2006.
14. MARTINS,M.M. et al.; Elásticos ortodônticos em cadeia:revisão de literature e
aplicações clínicas. Revista Dental Press de Ortodontia e Ortopedia Facial,
Maringá, v.5, n.5, p.71-78, 2006.
15. MARTINS, M, M.; LIMA,T.A.; SOARES, C.M.O.; Influência do pré-estiramento
nas forças geradas por elásticos ortodônticos em cadeia. Cienc. Odontol Brás, v.
11, n.3, p.38-46, 2008.
16. MORESCA, R.; VIGORITO, W.J.; Avaliação in vitro da degradação da força
produzida por módulos elásticos utilizados no fechamento de espaços com a
mecânica por deslizamento. OrtodontiaSPO, São Paulo, v.33, n.1, p.49-59, 2005.
17. PROFFIT,W.R.; FIELDS,Jr.H.W. Materiais de borracha e de plástico como
forças elásticas. In:PROFFIT,W.R; FIELDS. Ortodontia Contemporânea. 3º ed. Rio
de Janeiro: Editora Guanabara, 2000. p. 318-319.
18. RUSSEL,K.A. et al.; In vitro assessment of the mechanical properties of latex and
non-latex orthodontic elastics. American Journal of Orthodontics and Dentofacial
Orthopedics, St Louis, v.120, n.1, p.36-44,2001
19. STEVENSON,J.S.; KUSY,R.P.; Force application and decay characteristics of
untreated and treated polyurethane elastomeric chains. Angle Orthodontic,
Appleton, v.64, n.6, p.455-466,1994.
20. SOUZA, E.V. et al.; Percentual de degradação das forças liberadas por
ligadudras elásticas. Revista Dental Press de Ortodontia e Ortopedia Facial,
Maringá, v.13, n.2, p.138-145, 2008.
21. TALOUMIS, L.J et al.; Force decay and deformation of orthodontic elastomeric
ligatures. American Journal of Orthodontic and Dentofacial Orthopedics,St.
Louis, v.111, n.1, p.1-11, 1997.
22. WONG,A.; Orthodontic elastic materials. Angle Orthodontic, Aplleton, v.46, n.2,
p.196-205, 1976
23. YOUNG, J.; SANDRIK,J,L.; The influence of preloading on stress relaxation of
orthodontic elastic polymers. Angle Orthodontic, Aplleton, v.49, n.2, p. 104-109,
1979.