INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
FUNORTE / SOEBRÁS
O ATRITO ENTRE BRAQUETE E FIO NA ORTODONTIA
RODRIGO TONIN GOMES
Lages (SC), 2009
INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
FUNORTE / SOEBRÁS
O ATRITO ENTRE BRAQUETE E FIO NA ORTODONTIA
RODRIGO TONIN GOMES
Monografia apresentada ao Programa de
Especialização
em Ortodontia
FUNORTE / SOEBRÁS,
núcleo
do ICS
LAGES,
como parte dos requisitos para obtenção
do título de Especialista.
Orientador: Prof. Dr. VILMAR CAMPOS
Lages (SC), 2009
SUMÁRIO
RESUMO
SUMMARY
1. INTRODUÇÃO .....................................................................01
2. PROPOSIÇÃO .................................................................... 03
3. REVISÃO DE LITERATURA ....................................................04
3.1 Coeficiente de Atrito ....................................................... 04
3.2 Materiais dos Braquetes .................................................. 10
3.3 Fios Ortodônticos ........................................................... 16
4. DISCUSSÃO ..................................................................... 21
5. CONCLUSÃO .................................................................... 26
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................. 27
DEDICATÓRIA
A Deus e meus pais Ozair e Áurea,
por ter me dado a vida, a saúde e a
garra, para lutar, vencer e alcançar
meus objetivos.
AGRADECIMENTOS
A Deus, por todas as graças recebidas.
Aos meus pais, José Ozair Gomes e Aurea Cecília Tonin Gomes,
pelo seu apoio, incentivo e amor dedicado aos filhos. Seu exemplo de
ajuda ao próximo sempre será um guia em minha vida.
Ao Professor Vilmar Campos pela amizade, vocação científica e
convívio nestes longos anos.
Aos colegas pelo respeito mútuo empreendido durante o curso.
Resumo
O autor realizou uma revisão de literatura sobre atrito criado entre
braquetes e fios. Tendo observado que existe uma diferença
considerável do atrito existente entre
braquetes metálicos, auto-
ligados e cerâmicos. Sendo que os cerâmicos possuem um coeficiente
de atrito maior nos seus diferentes materiais. Em contrapartida, os
auto-ligados possuem os menores coeficientes de atrito quando
comparados com os demais braquetes. Outra variável analisada foi a
composição e lisura superficial dos diferentes fios utilizados em
ortodontia, sendo os de aço inoxidável e os de cromo cobalto, os que
apresentaram uma menor atrição com o slot do braquete. Desta
forma, ficou provado com esta revisão de literatura que a diferença
de atrito existe tanto para os diferentes fios ortodônticos, como
também
para
braquetes
de
diferentes
materiais,
sendo
de
fundamental importância, o cirurgião-dentista saber sobre essas
variáveis para a melhor realização dos tratamentos ortodônticos.
Palavra Chave: Atrito. Bráquetes Ortodônticos. Braquetes AutoLigados. Ligas. Fios Ortodônticos. Movimentação.
Abstract
The author conducted a literature review on friction created between
brackets and wires. Having observed that there is a considerable
difference of friction between metal, self-ligating and ceramic
brackets. Since the ceramic has a higher coefficient of friction in their
materials. Em contrapartida,
os auto-ligados possuem os menores
coeficientes de atrito quando comparados com os demais braquetes.
Another
variable
examined
was
the
composition
and
surface
smoothness of the different wires used in orthodontics, and the
stainless steel showed a lower attrition with the slot of the bracket.
Thus, shown in this literature review that there is much difference in
friction for various orthodontic wires, as well as brackets of different
materials, being of fundamental importance, the surgeon-dentist
know
about
these
variables
to
achieve
the
best
treatments
orthodontic.
Key Words: Friction. Brackets orthodontics. Brackets self-ligating.
Alloys. Handling. Orthodontics wires
1. Introdução
A exigência estética culminou com a introdução dos primeiros
braquetes cerâmicos na Ortodontia no final de 1986. Esta alternativa
estética, uma tentativa explícita de eliminar o uso dos braquetes de
aço inoxidável, vem sendo desenvolvida a partir de então com o uso
de
novas
tecnologias
na
fabricação
dos
braquetes
estéticos
(KARAMOUZOS et al., 1997). Porém, os acessórios estéticos usados
no tratamento precisam conservar as propriedades mecânicas ideais
necessárias. As peças usadas não podem falhar durante a função
desempenhada em favor da estética. Com isso, muitas pesquisas
estão sendo desenvolvidas nesta área. Os fabricantes almejam
desenvolver um braquete que, principalmente, seja resistente à
fratura e com a canaleta (slot) livre de rugosidades, as quais
retardariam a mecânica de deslizamento no tratamento clínico
ortodôntico.
Os braquetes de auto ligação foram introduzidos em meados
dos anos de 1930 na forma de acessório de Russel, com o objetivo de
reduzir os períodos de ligação e aprimorar a eficiência do operador.
Eles constituem sistemas de braquetes sem ligadura que apresentam
um aparelho mecânico projetado no braquete para fechar o encaixe.
Uma vez que existem braquetes estéticos, os arcos também
deveriam seguir a mesma característica. Nenhum arco atualmente
apresenta este critério, embora os fabricantes tentem transformá-lo
em fio estético. Os arcos resultantes dessas tentativas apresentam
propriedades mecânicas não satisfatórias, além de sofrerem a ação
mastigatória e enzimática da cavidade oral. Embora a estética seja
almejada cada vez mais pelos pacientes, a função que o arco
desempenha é suprema. Somente será aceito o arco estético que
mantiver as demais propriedades de forma adequada (KUSY, 1997).
Devido o surgimento de novos materiais e diferentes formas de
tratamento, foi realizada uma revisão de literatura para sanar, ou
mesmo esclarecer dúvidas referentes a tais fatores, determinantes
para a realização adequada de um tratamento ortodôntico quanto se
tratando de atrito.
2. Proposição
A proposta deste trabalho foi realizar uma revisão da literatura,
a qual descreve a existência e a quantidade de atrito existente entre
os diversos fios ortodônticos e os braquetes de diferentes materiais e
modelos utilizados atualmente.
3. Revisão da Literatura
3.1 Coeficiente de Atrito
De acordo com
Palmer (1951) , os primeiros experimentos
sobre atrito datam de aproximadamente 500 anos e foram realizados
por Leonardo da Vinci, que registrou, em seu “Código Atlântico”, os
desenhos de um bloco retangular deslizando sobre uma superfície
plana, de diferentes maneiras.
No tratamento ortodôntico, é preciso entender a influência do
atrito entre os braquetes e os fios durante a aplicação da força
apropriada, para se obter a resposta do tecido biológico com o
conseqüente movimento adequado do dente durante a mecânica de
deslizamento. Nesta fase do tratamento, pode ser exigido um
aumento da magnitude da força aplicada, a fim de superar a
resistência ao atrito na interface braquete-fio (ANGOLKAR et al.,
1990). O atrito é um parâmetro que deve ser considerado, quando o
movimento dentário é desejado. Minimizando a força de fricção que
se opõe à iniciação e manutenção do movimento dentário, a
mecânica de movimento poderá ser mais eficiente (SAUNDERS,
1994).
O atrito pode ser definido como a força que retarda ou resiste à
movimentação de dois objetos em contato, e sua direção é tangencial
a uma interface comum de duas superfícies (OMANA et al., 1992). A
força de atrito (Ffr) entre duas superfícies corrediças é diretamente
proporcional à força (F) com que as superfícies são pressionadas Ffr
= μ × F. O valor de μ (o coeficiente de atrito) depende dos materiais
que estão deslizando e é ligeiramente afetado também através de
outros fatores como: velocidade ou a área de contato entre as
superfícies (BEDNAR et al., 1991). Esta força pode ser representada
de duas formas:
(1) estática, a qual dificulta o início do movimento, é a menor
força necessária para começar o movimento de objetos sólidos que
estavam previamente em repouso (FRANK & NIKOLAI, 1980).
(2) cinética (dinâmica), a qual ocorre durante o deslocamento
do objeto, é a força que resiste ao movimento corrediço de um objeto
sólido em contato com outro a uma velocidade constante (PROSOSKI
et al., 1991).
De acordo com Gurgel et al. (2001) o atrito na Ortodontia
corresponde à qualidade de deslize entre o fio ortodôntico e o encaixe
(slot) do acessório (braquete ou tubo). O atrito é medido no início
(atrito estático) e durante a movimentação (atrito cinético).
Apesar de os estudos sobre atrito terem se iniciado há bastante
tempo, na literatura ortodôntica, este foi abordado pela primeira vez
por Stoner (1960), que comentou poder a força aplicada ser
dissipada pelo atrito ou aplicação imprópria, sendo difícil controlar e
determinar
a
magnitude
que
cada
dente
está
recebendo
individualmente.
Mais tarde, em 1970, Andreasen & Quevedo reforçaram o
assunto ao comentarem que quando o movimento ortodôntico é
realizado pela translação do braquete por um arco contínuo está
embutido o atrito que diminui ou interrompe o movimento dentário
ótimo e, freqüentemente, faz com que o ortodontista não tenha a
correta noção da magnitude de força necessária para movimentar
fisiologicamente um dente e ainda vencer o atrito.
Em ortodontia, a movimentação dentária depende mais do
atrito estático do que do atrito dinâmico (OMANA et al., 1992). A Alta
resistência à fricção nos aparelhos ortodônticos fixos é indesejável
pela maioria dos clínicos, uma vez que, esta resistência é considerada
como impedimento para a movimentação dentária.
Nicolls (1968) ao examinar forças de atrito em aparelhos
ortodônticos fixos, constatou que movimentos dentários complexos
podem ser feitos com resultados rápidos e precisos. Entretanto,
quando ocorre atrito entre os tubos, braquetes ou arcos, esse
movimento é mais lento podendo até ser interrompido, ou ainda
originar movimentos indesejáveis aos dentes. Isso pode ocorrer no
movimento distal do canino em casos de exodontias, quando a
distalização é feita por meio de elásticos intermaxilares. Nestes
casos, a inclinação distal da coroa pode aumentar os pontos de
contato do arco com a canaleta do braquete e, caso a força seja
grande, pode haver uma curvatura no arco, impedindo assim a
movimentação do dente. Por outro lado, o arco tenderá a retificar-se,
movendo desta forma o ápice da raiz para a distal, provocando um
movimento de corpo, e essa mecânica de forças pesadas exigirá
maior ancoragem.
A
retração
anterior
é
principalmente
necessária
quando
necessitamos fazer exodontias e, nestes casos temos duas maneiras
para fazer esse movimento: 1) a mecânica de deslizamento é
provavelmente a mais utilizada na Ortodontia atual, e também é a
que mais provoca fricção durante a fase de retração anterior e; 2) o
uso de um arco de retração, com o qual a fricção é mínima
(DOWNING, 1994). Talvez o uso de arcos de retração seja uma
alternativa viável para resolver os problemas de fricção quando
utilizamos os aparelhos ortodônticos estéticos de porcelana (HO,
1991). Sabemos, entretanto que os problemas da fricção estão
presentes também nas outras fases do tratamento ortodôntico, como
por exemplo na retração inicial de caninos, na fase de nivelamento e
alinhamento, quando, o arco desliza pelas canaletas dos braquetes e
tubos (KEITH, 1993). Os movimentos dentários ocorrem apenas
quando forças aplicadas são maiores que a fricção na interface
braquete/fio.
Neste momento, os tecidos biológicos respondem e ocorre o
deslocamento do braquete associado a um pequeno movimento
dentário (KEITH, 1993). A fricção pode impedir o movimento do
dente no qual o braquete estiver colado (TANNE, 1994); neste caso,
a força aplicada deve ser reduzida, caso contrário, o resultado poderá
ser a perda de ancoragem (VAUGHAN, 1995). O entendimento dos
mistérios da fricção se torna necessário para que possamos aplicar
forças adequadas que se traduzam em respostas teciduais biológicas
e movimento dentário durante a mecânica de deslizamento.
Storey & Smith (1852) desenvolveram o conceito de força
ótima requerida para obter o máximo movimento dentário que
acontece devido à reabsorção óssea causada por esta força. Esta
pressão determina à redução do suprimento sanguíneo, o que
ocasiona a morte celular e, conseqüentemente, a reabsorção óssea
da região entre o osso e a membrana peridental, onde está a
pressão. Uma revisão crítica de algumas destas hipóteses foi provida
por Quinn & Yoshikawa (1985). Estes autores concluíram que a taxa
de movimento aumenta até certo ponto e, doravante, o aumento da
força não resultará mais em nenhuma modificação na movimentação
dentária, pois a taxa de reabsorção decresce (STOREY & SMITH,
1852). Os ortodontistas precisam saber o nível da força necessária
para superar a fricção e produzir uma ótima resposta biológica
durante a movimentação dentária (ANGOLKAR et al., 1990). Para
superar esta fricção, os ortodontistas devem levar em consideração
os tipos de materiais envolvidos na formação do sistema de
deslizamento braquete–fio–ligadura, uma vez que eles influenciam na
força de atrito.
Andreasen & Quevedo
(1970) desenvolveram um teste “in
vitro” para quantificar a força de atrito gerada pelo movimento de um
braquete ao longo de um arco fixo. Concluíram que quanto maior o
diâmetro do arco maior seria a força de atrito e, quanto maior a
angulação arco/braquete, também maior seria a força de atrito.
Comprovaram também que houve pouca diferença na força de
atrito entre amostras secas e aquelas testadas com saliva como
lubrificante.
Dependendo
da
técnica
empregada,
vários
procedimentos são utilizados para a retração de caninos, incisivos ou
movimento em massa do segmento anterior no tratamento de casos
com extrações. As mecânicas que empregam forças de compressão
ou tração com molas ou elásticos, permitindo que o dente deslize
através do arco, provocam momentos de valor elevados quando a
translação é realizada. O excesso de força aumentando o atrito pode
inibir o movimento do dente. O mecanismo de deslize tem duas
desvantagens: a força de atrito pode interromper a movimentação, e
a magnitude da força é difícil de ser determinada, uma vez que o
atrito é complexo. Uma segunda maneira para a retração dos dentes
anteriores é o uso de um sistema sem atrito baseado na incorporação
de alças em um arco contínuo (BURSTONE & KOENIG, 1976).
Schwartz
deveriam
(1932) propôs que
exceder
a
pressão
as forças ortodônticas não
sanguínea
capilar
no
ligamento
periodontal, que seria em torno de 20 a 26 g./cm2 de superfície, que
corresponde de 15 a 20 mm.Hg. Excedendo esta força, o efeito
biológico seria a reabsorção da raiz dentária, além de provocar
necrose nos tecidos ósseos vizinhos.
Algumas
variáveis
afetam
a
magnitude
de
fricção
entre
braquete-fio (ANGOLKAR et al., 1990). Dentre elas podemos citar: o
material do braquete, a liga do fio, tamanho e forma do fio, material
da ligadura (aço ou elastomérica), força da ligadura, tamanho do
braquete e slot (canaleta), largura do braquete, angulação no
braquete entre o fio e o slot (canaleta), e lubrificação feita pela saliva
(SAUNDERS & KUSY, 1994).
3.2 Materiais dos braquetes
O recente advento de braquetes cerâmicos, os quais têm a
vantagem de apresentar coloração bastante similar ao dente, porém
elevada fricção, aumentou a demanda por um melhor entendimento
das forças de fricção envolvidas no sistema ortodôntico. (ANGOLKAR
et al., 1990).
Além disso, deve-se levar em consideração o tipo de fio
ortodôntico que será usado com o braquete em questão, ou seja, tipo
de liga, dimensões e a existência ou não do recobrimento deste fio. A
qualidade de um recobrimento do fio ortodôntico deve ser levada em
consideração, principalmente quando a tendência atual é a do uso de
fios e braquetes cerâmicos estéticos, conseguindo-se assim uma
aparência natural no tratamento ortodôntico. Os braquetes cerâmicos
possuem um alto valor de coeficiente de atrito. A força friccional
entre o fio e o braquete é reconhecida como um dos fatores
prejudiciais e que afeta o movimento dentário durante a mecânica de
deslizamento. É necessário um movimento ótimo para eliminar ou
reduzir a fricção entre as superfícies (TANNE et al., 1994).
Os braquetes cerâmicos possuem maior coeficiente de fricção
(SAUNDERS
&
KUSY,
1994).
Podem
ser
policristalinos
e
monocristalinos, a diferença está no processo de fabricação. Devido
ao processo de fabricação, é esperado que o monocristalino resulte
em coeficiente de fricção menor do que o policristalino, uma vez que
a superfície do slot é mais lisa (KARAMOUZOS et al., 1997).
O método de fabricação do braquete é também um fator
importante para a determinação do acabamento da superfície do slot.
Sabe-se que o refinamento da superfície do slot pode efetivamente
reduzir a fricção (SWARTZ, 1988).
Os braquetes policristalinos são produzidos pela precipitação de
partículas de óxido de alumínio, combinadas a um aglutinador,
trabalhados e aquecidos para remover as imperfeições da superfície e
o estresse causado pelo processo de corte. Este processo de
manufaturação pode produzir falhas estruturais no acessório (OMANA
et al., 1992).
Os braquetes monocristalinos são feitos por um processo
inteiramente diferente. Cristais únicos, feitos de safira criados pelo
homem, envolvem a combinação das partículas de óxido de alumínio
com
um
aglutinador
vagarosamente
a
permitindo
2100°C.
assim
Esta
um
massa
cuidadoso
é
resfriada
controle
da
cristalização. Esse material é comprado pelos fabricantes e então
recortado no tamanho dos braquetes, e técnicas de corte ultrasônico,
diamantado ou a combinação das duas são utilizadas para sua
formatação. Após o corte, os cristais de safira são aquecidos para
remover as imperfeições na superfície e para aliviar o estresse
produzido pelos procedimentos de corte. Desta maneira, a estrutura
cristalina do braquete é mais pura (mais estética) que a do
policristalino, reduzindo assim as falhas estruturais, porém elevando
os custos de fabricação (OMANA et al., 1992).
Entretanto, os braquetes de porcelana, por serem bastante
duros também são muito friáveis, ocorrendo quebras constantes.
Também por este motivo, quando colados de maneira inadequada,
podem ficar em contato com os dentes antagônicos causando
desgastes nos mesmos. Além destas desvantagens, os braquetes
cerâmicos puros apresentam um alto coeficiente de atrito entre a
canaleta e o fio metálico, interferindo diretamente na movimentação
dos dentes, com conseqüente aumento no tempo do tratamento
ortodôntico (KARAMOUZOS et al., 1997).
Phillips (1988) analisou a origem e a utilização dos braquetes
de porcelana, afirmando que poucos estão em uso atualmente. As
justificativas para o seu uso limitado foram: processo de fabricação
mais complexa, maior custo, dificuldade de adaptação da base nos
dentes, impossibilidade de desgastar aletas para evitar interferências
oclusais; devido à transparência do braquete o posicionamento
preciso é mais demorado e a fragilidade da cerâmica pode provocar
quebra ou descolagem durante o tratamento.
Swartz (1988) discorrendo sobre as cerâmicas, explicou que as
mesmas são uma ampla classe de materiais que incluem pedras
preciosas, vidros, argilas, misturas de compostos cerâmicos e óxidos
metálicos. Na sua essência, a cerâmica não é nem metálica nem
polimérica, sendo reconhecidas pela sua dureza e pela sua resistência
às altas temperaturas e à degradação química, porém muito frágeis.
Os metais podem se deformar consideravelmente sem fraturar-se,
mesmo na presença de impurezas, o que não acontece com as
cerâmicas, pois quando o estresse alcança níveis críticos, as ligações
interatômicas se rompem e ocorre a fratura, o que chamamos de
“friabilidade”.
Swartz (1988) relatou ainda que para desenhar braquetes
cerâmicos foram utilizadas análises de computadores e a engenharia
para analisar os níveis e a distribuição de estresse. Concluiu-se que
as intersecções circulares minimizam a probabilidade de ocorrência
de quebra a níveis de força substancialmente abaixo da resistência
máxima do material. Os novos braquetes cerâmicos que estão sendo
produzidos oferecem propriedades ópticas excelentes e a promessa
de aparência estética adicional sem comprometimento funcional
significante. Eles ainda não são tão resistentes ou duráveis como os
de aço inoxidável, e as cerâmicas sempre serão quebradiças por
natureza. Apenas um modelo melhor, a pureza e a ausência de falhas
na fabricação podem superar a fragilidade inerente e maximizar as
propriedades físicas da cerâmica.
Segundo Braga et al. (2004) os braquetes estéticos possuem
maior coeficiente
braquetes
movimento
de
metálicos,
desejado.
atrito
atuando
No
quando
como
entanto,
comparados
uma
novos
força
com
os
contrária
ao
materiais
foram
desenvolvidos com expectativas de satisfazer o paciente sob o ponto
de vista estético e também satisfazer o ortodontista sob o ponto de
vista mecânico. Ainda salientou que o surgimento de braquetes
estéticos com componentes metálicos trouxe à tona uma nova área
para as pesquisas sobre atrito.
Segundo Closs et al. (2005) o primeiro dispositivo ortodôntico
que dispensava o uso de amarrilhos para fixar o arco foi o de Russel,
em 1930, o qual lançava mão de um parafuso que fixava o arco,
permitindo graduar a pressão sobre o mesmo. Em 1971, surgiu outro
dispositivo idealizado por Wildman, o qual apresentava uma tampa
vestibular, que deslizava para fechar a canaleta. Em 1980, Hanson
lançou mão de um sistema de braquetes diferente dos anteriores,
denominado Speed, que além de dimensões reduzidas, possui tampa
que
desliza
no
sentido
vertical
para
fechar
a
canaleta.
Continuamente, os braquetes sofreram modificações, com o intuito
de melhorar seu uso e a eficiência do sistema. Em 1996, a American
lançou o braquete Sigma e, em 1999 o sistema Damon, ambos
braquetes Edgewise. Em 2003, a GAC lançou os braquetes InOvation-R, passivos inicialmente diante do uso de fios de baixo
calibre, passando a ativos quando utilizados fios de grosso calibre.
De acordo com Cacciafesta et al., em 2006, dois tipos de
braquetes auto-ligados foram desenvolvidos: aqueles com um clipe
de mola que pressiona contra o fio, tal como o In-Ovation (GAC
International, Bohemia, NY), SPEED (Strite Industries, Cambridge,
Ontário, Canadá), e os braquetes Time (Adenta/Munique, Alemanha),
e aqueles nos quais o clipe auto-ligado não pressiona contra o fio, tal
como o Activa (“A” Company, San Diego, Calif.), o TwinLock
(Ormco/”A”, Orange, Calif.) e o braquete Damon SL I recentemente
desenvolvido (Ormco/”A” Company).
Ainda Cacciafesta et al. (2006) afirmou que em cada braquete
de auto-ligação ativo ou passivo, a quarta parede móvel do braquete
é utilizada para converter o encaixe em um tubo. Diversos estudos
demonstraram
um
decréscimo
significante
no
atrito
para
os
braquetes auto-ligados, comparados aos modelos convencionais de
braquete. Tal redução no atrito pode auxiliar a reduzir todo o tempo
de tratamento, especialmente em pacientes com extração nos quais a
translação
dentária
é
alcançada
por
meio
da
mecânica
de
deslizamento.
Segundo Closs et al. (2005) os sistemas self-ligating se
diferenciam pela maneira com que a tampa do braquete fecha a
canaleta, podendo ter uma ação ativa ou passiva. Os sistemas
atualmente encontrados no mercado: Speed, Sigma, Time, InOvation e Evolution são considerados ativos uma vez que o arco é
constantemente
pressionado
contra
a
canaleta
do
braquete,
permitindo um maior controle de rotações e de torque já na fase de
alinhamento e nivelamento. Em algumas tampas o controle se torna
mais intenso à medida que o calibre do arco é aumentado. No
entanto, a fricção se intensifica uma vez que a superfície toda da
canaleta do braquete está em contato com o arco retangular.
Ainda Closs et al. (2005) diz que
Edgelok, Activa, Twin-lock, Damon, Oyster
fecham
a
canaleta
sem,
no
entanto
os sistemas passivos:
possuem tampas que
ficam
constantemente
pressionando o arco. Nestes casos não existe um controle imediato
das rotações como nos ativos, porém ocorre menos fricção em
mecânicas de deslizamento. A intenção dos passivos é de não ajustar
o arco completamente na canaleta permitindo assim um maior
deslizamento dos dentes com toque apenas nos cantos do arco
retangular. O surgimento dos braquetes self ligating passivos se
diferencia dos anteriores por diminuírem a fricção entre o fio e o
braquete para quase zero.
Um dos primeiros estudos avaliando resistência friccional no
braquete Speed, publicado em 1990, observou uma resistência 93%
menor do sistema self-ligating em relação aos tradicionais. A
magnitude da força aplicada a um dente depende do diâmetro do
arco
e
da
direção
da
aplicação.
Berger
realizou
um
estudo
comparando o nível de força necessária para movimentar diferentes
arcos dentro da canaleta em sistemas distintos de fixação. Um
sistema usou braquetes edgewise metálicos e plásticos fixados com
amarrilhos metálicos e elásticos e o outro utilizou a pressão da tampa
do
braquete
self-ligating
Speed.
Foi
observada
uma
redução
significativa na força exigida para a movimentação dos dentes, com
diferentes calibres de arcos, com o sistema self-ligating quando
comparado aos demais sistemas de fixação (Closs et al., 2005).
3.3 Fios Ortodônticos
Em relação às forças de atrito, além do tipo de material do
braquete, devemos levar em consideração o tipo de liga do fio
ortodôntico (VAUGHAN, 1995). Dentre os fios ortodônticos mais
usados, podemos citar o beta-titânio (ß-Ti) e o de níquel-titânio (NiTi)
(KUSY & WHITLEY, 1990), os quais possuem forças de atrito mais
altas (SAUNDERS & KUSY, 1994;) do que os fios de aço inoxidável
(KARAMOUZOS,
1997)
(BAZAKIDOU, 1997).
e
os
fios
de
cromocobalto
(CrCo)
Kusy et al. (1988) avaliaram a rugosidade superficial dos fios
por meio de refletância, que é um método ótico baseado em
espectroscopia a laser, e constatou que, de acordo com o ângulo de
incidência do feixe, a rugosidade superficial varia consideravelmente.
Entretanto, segundo esta avaliação, foi concluído que em ordem
crescente de rugosidade estariam o fio de aço inoxidável, o CoCr, o
ß-Ti e finalmente o NiTi.
Existem algumas controvérsias em relação à influência da
rugosidade superficial na fricção, pois alguns autores relatam que a
presença de uma camada de óxido ou a lubrificação intrínseca pode
exercer maior influência na fricção do que a rugosidade da superfície
(PRATTEN et al., 1990).
Atualmente, dentre as ligas citadas acima, o NiTi tem sido
muito usado devido a suas propriedades como liga de memória de
forma, apesar de possuir, segundo a literatura, uma superfície rugosa
que gera uma fricção mais alta em relação, por exemplo, ao fio de
aço inoxidável. A liga de NiTi pode ser dividida em três tipos: liga
convencional e duas ligas pseudoelásticas, que seriam a superelástica
e uma liga termoelástica. Cada tipo de liga tem propriedades
específicas que, dependendo da fase do tratamento ortodôntico, terá
sua indicação apropriada. Na realidade, várias propriedades e
características deveriam ser consideradas na procura do arco ideal.
Entre elas estão: a estética, a biocompatibilidade, a fricção, a
formabilidade, a soldabilidade e a resiliência. Atualmente, nenhum fio
possui todas as funções de forma satisfatória (KUSY, 1997).
Em relação à espessura dos fios, a fricção entre braquete-fio
demonstrou ser maior com fios mais espessos, além do fato dos fios
redondos apresentarem menor fricção que os fios retangulares
(ANGOLKAR et al., 1990).
A utilização de recobrimentos poliméricos em fios ortodônticos
pode
proporcionar,
além
de
soluções
esteticamente
desejadas,
uma
diminuição da rugosidade superficial, favorecendo a mecânica de
deslizamento.
Na
ortodontia,
têm-se
encontrado
fios
com
recobrimentos de resina epoxídica, Teflon® e polietileno, mas poucas
pesquisas demonstram sua efetividade na diminuição das forças de
fricção (HUSMANN et al., 2002).
O fio recoberto com resina epoxídica oferece estética, resiste à
deformação e possui uma aparência natural. No entanto, precisa-se
desenvolver uma boa técnica de aderência para que o recobrimento
não descole com a mecânica de deslize (HUSMANN et al., 2002).
Os arcos de NiTi (superelástico) ou aço inoxidável revestidos
com resina epoxídica oferecem estética e baixa fricção quando
utilizados com os braquetes estéticos. Suas principais vantagens são:
resistência,
estabilidade
de
cor
e
manutenção
superelásticas (HUSMANN et al., 2002).
das
qualidades
Já o Teflon® ou politetrafluoroetileno – PTFE é um polímero
fluoretado com baixa tensão superficial, quimicamente inerte, com
elevada resistência oxidativa e térmica. Ele é amplamente usado por
produzir baixo coeficiente de fricção. Existem poucas pesquisas que
comprovem sua efetividade como recobrimento de fios ortodônticos
usados na cavidade oral (HUSMANN et al., 2002).
No recobrimento descrito por Husmann et al. (2002) foi
realizada, primeiramente, a limpeza da superfície do fio de NiTi por
tratamento de plasma com oxigênio. Os átomos de titânio combinam
com o oxigênio e formam óxido de titânio, que melhora as
características de deslizamento do fio. Depois disto, foi realizada a
deposição sobre o substrato do etileno pelo processo de ionização,
formando o recobrimento de polietileno. Esta precipitação ocorre
primeiramente nas depressões e nas rugosidades, determinando uma
superfície lisa. Tal superfície ocasiona um impacto positivo nas
propriedades corrosivas. Também realizado por atomização, o
recobrimento de Teflon® apresentava uma camada de espessura de
20-25 μm e era da cor do dente. Depois de aquecida, a camada de
recobrimento
aparentou
uma
superfície
fina,
bem
aderida
ao
substrato, proporcionando excelentes propriedades de deslizamento.
De acordo com Closs et al. (2005) o diâmetro e o material do
arco são fatores que exercem bastante influência sobre o atrito
gerado pelo braquete. Quanto mais duro o fio e menor a capacidade
de retornar a sua posição original, maior será o atrito gerado. Estudo
utilizando diferentes calibres de fio constatou que os sistemas Speed
e Damon SL apresentavam atrito significantemente menor do que os
braquetes convencionais, quando se valiam de fios redondos de baixo
calibre. No entanto, quando utilizados fios retangulares, a menor
quantidade de atrito
observada foi com o braquete Damon, sendo o mais recomendado
para mecânica de deslizamento.
4. Discussão
Podemos definir o atrito como sendo a força de oposição ao
movimento de dois objetos em contato, e sua direção é tangente a
uma interface comum de duas superfícies (HO,1991; KEITH, 1993).
Pode ser representada de duas formas: (1) cinética (dinâmica), a
qual ocorre durante o deslocamento do objeto, e (2) estática, a qual
previne o início do movimento (DOWNING, 1994; HO, 1991; OMANA,
1992).
Durante o movimento ortodôntico a fricção é um problema
presente e, em condições normais é proporcional à carga aplicada
(DOWNING, 1994; KEITH, 1993). A fricção ocorre independente da
área de contato entre as superfícies e da velocidade de deslizamento
(exceto em velocidades muito baixas).
Segundo
ortodôntico
Angolkar
pode
ser
et
al.
(1990),
necessária
um
durante
aumento
o
da
tratamento
força
para
ultrapassar a resistência do atrito na interface braquete-fio para
obter-se o movimento desejado.
Já Saunders (1994), diz que
minimizando a força de atrito, para que ocorra o movimento dentário
inicial, entre braquete-fio
poderá ocasionar um movimento mais
eficiente. O atrito, de acordo com Gurgel et al. (2001), pode ser
estático, o qual é medido no início do movimento, ou cinético, que
corresponde ao atrito medido durante o movimento ortodôntico.
A
magnitude
da
força
necessária
para
se
movimentar
fisiologicamente um dente e vencer a força de atrito, na verdade, não
pode ser medida exatamente individualmente pelo ortodontista de
acordo com os estudos de Stoner (1960) e Andreasen & Quevedo
(1970), visto que o atrito é considerado complexo (BURSTONE &
KOENIG, 1976).
Os movimentos dentários ocorrem apenas quando
forças aplicadas são maiores que a fricção na interface braquete/fio
(DOWNING, 1994; HO, 1991; KEITH, 1993).
Já Keith (1993); Tanne (1994); Vaughan (1995) relataram que
o atrito pode impedir o movimento de um dente, necessitando-se
reduzir
a
força
aplicada
para
que
a
ancoragem
não
seja
comprometida. Quinn & Yoshikawa (1985) concluíram que a taxa de
movimento aumenta até certo ponto e, doravante, o aumento da
força não resultará mais em nenhuma modificação na movimentação
dentária.
De acordo com Nicolls (1968) o movimento ortodôntico pode
ser mais lento, interrompido ou até se tornar indesejável se ocorrer
atrito entre os tubos, braquetes ou fios. As inclinações das coroas
podem aumentar a superfície de contato do fios com os braquetes e
consequentemente ocasionando um aumento do atrito e prejudicando
a movimentação dentária e necessitando de uma maior ancoragem.
Os braquetes cerâmicos aumentam a força de atrito quando
comparados com os braquetes metálicos (SAUNDERS & KUSY, 1994;
TANNE et al., 1994; KARAMOUZOS et al., 1997; ANGOLKAR et al.,
1990; BRAGA et al., 2004). A superfície do slot dos braquetes
cerâmicos
monocristalinos
(safira)
é
mais
lisa
do
que
dos
policristalinos, ocasionando teoricamente um atrito menor de acordo
com Karamouzos et al. (1997).
Cacciafesta et al. (2006) relatou que ocorre uma diminuição do
atrito nos braquetes auto-ligados quando comparados com os
braquetes convencionais. Já Closs et al. (2005) disse que nos
sistemas ativos dos braquetes auto-ligados, a fricção aumenta
quando chega-se ao arco retangular, uma vez que a superfície total
da canaleta do braquete está em contato com o mesmo. Nos
sistemas
passivos
ocorre
menos
fricção
em
mecânicas
de
deslizamento, pois o arco não está ajustado completamente na
canalea e sim tocando apenas nos cantos do arco retangular. O
Sistema de braquetes auto-ligados passivos se diferencia dos ativos
por diminuírem o atrito entre fio e braquete para quase zero.
Ainda Closs et al. (2005) relatou em sua revisão, que um dos
primeiros estudos avaliando resistência friccional no braquete Speed,
publicado em 1990, observou uma resistência 93% menor do sistema
self-ligating em relação aos tradicionais.
Dentre os fios ortodônticos mais usados, podemos citar o betatitânio (ß-Ti) e o de níquel-titânio (NiTi), os quais possuem forças de
atrito mais altas (KUSY & WHITLEY, 1990; SAUNDERS & KUSY, 1994;
KARAMOUZOS, 1997) do que os fios de aço inoxidável e os fios de
cromocobalto
(CrCo)
(VAUGHAN,
1995;
BAZAKIDOU,
1997;
KARAMOUZOS, 1997).
Outro fator que pode causar maior ou menor atrito do fios é a
rugosidade da superfície dos mesmos (PRATTEN et al., 1990). em
ordem crescente de rugosidade estariam o fio de aço inoxidável, o
CoCr, o ß-Ti e finalmente o NiTi (KUSY et al., 1988). A rugosidade
pode ser diminuída com o uso de recobrimento do fio com resina
epóxicas, o que facilitaria o deslize, porém não há muitas pesquisas
para a sua comprovação.
Atualmente, dentre as ligas citadas acima, o NiTi tem sido
muito usado devido a suas propriedades como liga de memória de
forma, apesar de possuir, segundo a literatura, uma superfície rugosa
que gera uma fricção mais alta em relação, por exemplo, ao fio de
aço inoxidável. No entanto, várias características e propriedades
devem ser levadas em consideração na escolha do arco ideal. Dentre
elas estão a estética, biocompatibilidade, fricção, formabilidade,
soldabilidade e a resiliência. Sendo que hoje em dia nenhum fio
possui todas essas características e propriedades (KUSY, 1997).
Angolkar et al., (1990) relatou que o atrito é maior de acordo
com o aumento do diâmetro dos fios, sendo que os redondos causam
menor atrito do que os de secção retangular. Já Closs et al. (2005),
o diâmetro e o material do arco são fatores que exercem bastante
influência sobre o atrito gerado pelo braquete.
Closs et al. (2005) disse que um estudo utilizando diferentes
calibres de fio constatou que os sistemas Speed e Damon SL
apresentavam atrito significantemente menor do que os braquetes
convencionais, quando utilizados fios redondos de baixo calibre. No
entanto, quando utilizados fios retangulares, a menor quantidade de
atrito
observada
foi
com
o
braquete
Damon,
recomendado para mecânica de deslizamento.
sendo
o
mais
5. Conclusão
Com a realização desta revisão de literatura, foi concluído que
os braquetes de aço inoxidável autoligados geram forças de atrito
estático e cinético significantemente menores do que os braquetes de
aço
inoxidável
convencionais
e
cerâmicos.
Apesar
da
estética
aumentada, os braquetes cerâmicos ainda apresentam um coeficiente
de atrito alto quando comparados com os demais materiais.
Os fios de beta titânio
e de níquel titânio apresentaram
resistências ao atrito mais elevadas do que os de aço inoxidável e de
cromo cobalto.
Todos os braquetes apresentaram forças de atrito
estático e cinético maiores ao se ampliar o tamanho do fio.
Referências Bibliográficas
ANGOLKAR, P. V.; KAPILA, S.; DUNCANSON JR, M. G.; NANDA, R. S.
Evaluation of Friction Between Ceramic Brackets and
Orthodontic
Wires
of
Four
Alloys.
Am.
J.
Orthod.
Dentofac.Orthop., v.98, n.6(Dec), p. 499 – 506, 1990.
ANDREASSEN, G.F.; QUEVEDO, F.R. Evaluation of friction forces
in the .022” X .028” Edgewise bracket in vitro. J. Biomech.,
Elmsford, v. 3, n. 2, p. 151-160, Mar. 1970.
BRAGA, C. P.; VANZIN, G. D.; MARCHIORO, E. M.; BECK, J. C. P.
Avaliação do coeficiente de atrito de braquetes metálicos e
estéticos com fios de aço inoxidável e beta-titânio. Rev Dent
Press Ortodon Ortop Facial, Maringá, v.9, n.6, p. 70-83, Nov/Dez
2004.
BURSTONE, C. J.; KOENIG, A. Variable-modulus orthodontics. Am
J Orthod Dentofacial Orthop, St. Louis, v. 80, n.1, p. 1-16, July 1976.
BAZAKIDOU, E.; NANDA, R. S.; DUNCANSON, M. G. Evaluation of
Frictional Resistance in Esthetic Brackets. Am J Orthod Dentofac
Orthop, St. Louis, v. 112, n. 2(Aug), p. 138–144, 1997.
CACCIAFESTA, V.; SFONDRINI, M. F.; RICCIARDI, A.; SCRIBANTE,
A.; KLERSY, C.; AURICCHIO, F. Avaliação do atrito de braquetes
de aço inoxidável e estéticos auto-ligados em diversas
combinações de braquete-fio. Rev Dent Press Ortodon Ortop
Facial, Maringá, v.8, n.4, p. 1 – 11, Mar. 2006.
CLOSS, L.Q.; MUNDSTOCK, K.S.; GANDINI Jr., L.G.; RAVELI, D.B. Os
diferentes sistemas de braquetes Self-ligating: Revisão da
literatura. Rev Clin Ortodon Dental Press. v.4, n.2, p. 60-65,
Abr./Maio, 2005.
DOWNING, A.; McCABE, J.; GORDON, P. A study of frictional
forces between orthodontic brackets and archwires. Br J
Orthod, London, v. 21, n. 4, p. 349-357, Nov. 1994.
FRANK, C. A.; NIKOLAI, R. J. A Comparative Study Of Frictional
Resistances Between Orthodontic Bracket And Arch Wire. Am J
Orthod Dentofac Orthop, v.78 , n.6 (Dec), p.593 – 609, 1980.
GURGEL, J. A.; RAMOS, A. L.; KERR, S. D. Fios Ortodônticos, R
Dental Press Ortodon Ortop Facial, Maringá, v. 6, n. 4, p. 103-114,
jul./ago, 2001.
HO, K. S.; WEST, V. C. Friction resistance between edgewise
brackets and archwires. Aust Orthod J, Brisbane, v. 12, n. 2, p.
95-99, Oct. 1991.
HUSMANN, P.; BOURAEL, C.; WESSINGER, M.; JAGER, A. The
Frictional Behavior of Coated Guiding Archwires / Das
Reibungsverhalten beschichteter Fuhrungsbogen. J Orofac
Orthop/ Fortschr Kieferorthop, v. 63, n. 3, p. 199-211, 2002.
KARAMOUZOS, A.; ATHANASIOU, A. E.; PAPADOPOULOS, M. A.
Clinical Characteristics and Properties of Ceramic Brackets: A
Comprehensive Review. Am J Orthod Dentofac Orthop, v.112,
n.1(Jul), p. 34 – 40, 1997.
KUSY, R.
P. A Review of Contemporary Archwires: Their
Properties and Characteristics. Angle Orthodontist. n.3, p.197 –
207, 1997.
KUSY, R. P.; WHITLEY, J. Q.; MAYHEW, MICHAEL J. Surface
Roughness of Orthodontic Archwires via Laser Spectroscopy.
The Angle Orthodontist, v.58, n. 1(Jan), p. 33-45, 1988.
KUSY, R. P.; WHITLEY, J. Q. Coefficients of Friction for Arch
Wires In Stainless Steel and Polycrystalline Alumina Bracket
Slots: I. The Dry State. Am. J. Orthod. Dentofac. Orthop. v.98, n.4
(Oct), p. 300 – 312, 1990.
KUSY, R. P. A Review of Contemporary Archwires: Their
Properties and Characteristics. Angle Orthodontist. n.3, p.197 –
207, 1997.
KEITH, O.; JONES, S. P.; DAVIES, E. H. The influence of bracket
material, ligation force and wear on frictional resistance of
orthodontic brackets. Br J Orthod, London, v. 20, n. 2, p. 109-115,
May 1993.
NICOLLS, J. Frictional forces in fixed orthodontic appliances.
Dent Pract Dent Rec, Bristol, V. 18, n. 10, p. 362-366, Jun. 1968.
OMANA, H. M.; MOORE, R. N., BAGB, M. D. Frictional Properties of
Metal and Ceramic Brackets. J. Clin. Orthod., v.26, n.7 (Jul), p.
425-432, 1992.
PROSOSKI, R. R.; BAGBY, M. D.; ERICKSON, L. C. Static Frictional
Force and Surface Roughness of Nickel-Titanium Arch Wires.
Am. J. Orthod. Dentofac.Orthop. v.100, n.4 (Oct), pp. 341-348,
1991.
PALMER, F. Friction. Sci Am, New York, v. 184, p. 55-58, 1951.
PHILLIPS, H.W. The Editor’s corner: The Advent of ceramics. J
Clin Orthod. Hempstead, N.Y., p. 69-70, feb. 1988.
PRATTEN DH; POPLI, K; GERMANE, N; GUNSOLLEY, J. C. Frictional
Resistance of Ceramic and Stainless Steel Orthodontic
Brackets. Am J Orthod Dentofac Orthop, v.98, n. 5 (Nov), p.398403, 1990.
QUINN, T. B.; YOSHIKAWA, D. K. A Reassessment of Force
Magnitude in Orthodontics. Am. J. Orthod.Dentofac.Orthop., v. 88,
n.3, p. 252-60, 1985.
STONER, M. M. Force control in clinical practice. Am J Orthod, St.
Louis, v. 46, no. 3, p. 163-186, Mar. 1960.
SWARTZ, M. L. Ceramic Brackets. J. Clin. Orthod., v.22, n.2 (Feb),
p. 82-88, 1988.
SCHWARTZ, A.M. Tissue Changes Incidental to Orthodontics
Tooth Movement. Int. J. Orthod, v.18, p.331-352, 1932.
STOREY, E.; SMITH, R. Force in Orthodontics and Its Relation to
Tooth Movement. The Australian Journal of Dentistry, v.56, (Feb),
p. 11-18, 1852.
SAUNDERS, C. R.; KUSY, R. P. Surface Topography and Frictional
Characteristics
of
Ceramic
Brackets.
Am.
J.
Orthod.
Dentofac.Orthop., v.106, n.1(Jul), p. 76 – 87, 1994.
TANNE, K.; MATSUBARA, S.; HOTEI, Y. Frictional Forces and
Surface Topography of a New Ceramic Bracket. Am. J. Orthod.
Dentofac.Orthop., v.106, n.3 (Sept), p. 273 – 278, 1994.
VAUGHAN, J. L.; DUNCANSON, M. G.; NANDA, R. S. Relative Kinetic
Frictional Forces Between Sintered Stainless Steel Brackets
and Orthodontic Wires. Am. J. Orthod. Dentofac. Orthop, v.107,
n.1 (jan), p. 20-27, 1995.