artigo inédito
Influência do pigmento na elasticidade em longo prazo
de ligaduras elásticas
Érika de Oliveira Dias de Macêdo1, Fabrício Mezzomo Collares2, Vicente Castelo Branco Leitune3,
Susana Maria Werner Samuel4, Carmen Beatriz Borges Fortes5
Objetivo: avaliar a resposta à tração em 4mm de ligaduras elásticas, de diferentes cores, ao longo do tempo.
Métodos: as ligaduras, da marca Morelli®, foram submetidas à tração por duas hastes de secção circular, respeitando a distância de 4mm (correspondente ao diâmetro aproximado de um braquete de incisivo central da mesma
marca) e armazenadas em saliva artificial a 37°C. As medidas foram realizadas imediatamente (0h), após 2, 4, 6, 8,
10, 12, 24, 48, 72 e 96 horas, e após 1, 2, 3 e 4 semanas. Os resultados foram submetidos à análise estatística ANOVA
de dois fatores de medidas repetidas.
Resultados: a cor cinza apresentou o maior valor inicial de força quando submetida à tração, já os grupos roxo,
rosa, verde, preto e vermelho apresentaram os menores valores. Os grupos com maior instabilidade na manutenção
das forças foram os das cores vermelho, preto, prata, verde e cinza. Os mais estáveis foram os das cores pink, azul
escuro, azul, roxo e rosa.
Conclusão: as ligaduras não apresentam comportamento estável ao longo do tempo quando submetidas à tração,
e as que são produzidas com diferentes cores se comportam de forma distinta entre si. Os grupos pink, azul escuro,
azul, roxo e rosa apresentaram as forças mais constantes, sugerindo que devem ser utilizadas durante o tratamento
para obtenção desse tipo de força.
Palavras-chave: Elastômeros. Cor. Pigmentação. Elasticidade.
Professor Adjunto da Disciplina de Materiais Dentários, UFRGS.
Como citar este artigo: Macêdo EOD, Collares FM, Leitune VCB, Samuel SMW,
Fortes CBB. Pigment effect on the long term elasticity of elastomeric ligatures. Dental Press J Orthod. 2012 May-June;17(3):27.e1-6.
Doutorando em Clínica Odontológica, com ênfase em Materiais Dentários, UFRGS.
Enviado em: 26 de abril de 2009 - Revisado e aceito: 12 de abril de 2010
Professora Titular da Disciplina de Materiais Dentários, UFRGS.
» Os autores declaram não ter interesses associativos, comerciais, de propriedade ou
financeiros, que representem conflito de interesse nos produtos e companhias descritos nesse artigo.
Doutoranda em Clínica Odontológica, com ênfase em Materiais Dentários, UFRGS.
1
2
3
4
Professora Adjunta da Disciplina de Materiais Dentários, UFRGS.
5
Endereço para correspondência: Érika de Oliveira Dias de Macêdo
R. Ramiro Barcelos, 2492 – Santana
CEP: 09.0035-003 – Porto Alegre/RS
E-mail: [email protected]
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Dental Press J Orthod. 2012 May-June;17(3):27.e1-6
Influência do pigmento na elasticidade em longo prazo de ligaduras elásticas
artigo inédito
INTRODUÇÃO
As ligaduras elásticas são utilizadas nas fases de
alinhamento e nivelamento dentário, permitindo
que fios de calibre reduzido se conectem aos dentes,
gerando movimentação nos sentidos horizontal, vestibulolingual, mesiodistal e vertical. Atuam, também,
auxiliando na correção das giroversões e nas retrações.
A possibilidade de escolha da cor da ligadura funciona, ainda, como um estímulo à adesão ao tratamento,
principalmente aos pacientes jovens, por sua extensa
gama de cores produzidas atualmente.
As ligaduras elásticas são polímeros de poliuretano,
produzidos pela polimerização por condensação do di-isocianato e poliamida (“step-reaction polymerization
process”), com ligações cruzadas que permitem a recuperação elástica ao padrão espiral inicial7. Entretanto, apesar de possuírem propriedades elásticas, não são considerados elásticos perfeitos, pois, sofrem degradação estrutural da cadeia do polímero, levando à deformação permanente, caracterizando o fenômeno denominado “relaxamento da força”, que consiste no decréscimo da força
necessária para distendê-lo em função do tempo1,7,8,15.
Pigmentos que são incorporados à matriz elastomérica para conferir diferentes colorações ao material, parecem alterar as propriedades mecânicas das
ligaduras, porém, poucos estudos foram realizados
sobre esse tema1,2. O objetivo desse trabalho é avaliar
o comportamento das ligaduras elásticas de diferentes cores em diferentes tempos de armazenamento,
submetidas à tração.
dispositivo formado por duas hastes em forma de
“L” confeccionadas com aço inoxidável com secção
circular de 0,7mm (Fig. 1). As porções anguladas das
hastes foram colocadas em contato e introduzidas
nas ligaduras que foram tracionadas a uma velocidade de 1mm/s até que o diâmetro interno da ligadura
(1,5mm), em repouso, atingisse 4mm. A força (N) necessária para estirar cada ligadura de cada grupo foi
registrada imediatamente (0h) e após os períodos de
armazenagem de 2, 4,6, 8, 10, 12, 24, 48, 72, 96 horas
e 1, 2 ,3, 4 semanas. As amostras foram armazenadas
em saliva artificial e mantidas em estufa, a 37°C.
A análise dos dados foi realizada através de ANOVA
de dois fatores para medidas repetidas (cor e tempo).
O nível de significância utilizado foi de 95%.
Resultados
O comportamento apresentado pelas ligaduras,
em relação à força, quando submetido ao ensaio de
tração, é apresentado no Gráfico 1 e na Tabela 1. A
cor cinza apresentou a maior força inicial quando
submetida à tração, em relação aos grupos roxo, rosa,
verde, preto e vermelho, mas não houve diferença
significativa entre os valores de força obtido para os
grupos pink, azul escuro, azul e prata.
Material e métodos
Para esse estudo, foram utilizadas ligaduras elásticas tipo “bengalinha”, da marca Morelli®, em 10 diferentes cores: verde claro, vermelho, rosa, roxo, pink, azul,
azul escuro, preto, cinza e prata. Cada cor representa
um grupo com 10 unidades por grupo. Como a função
principal das ligaduras consiste em conectar o fio ao
braquete, mantendo-o sob constante pressão para que
o fio promova a movimentação dentária, utilizou-se o
diâmetro de um braquete de incisivo central da marca
Morelli®, como padrão, o que equivale à distância média
do aplicador de amarrilho elástico usado para fixação
das ligaduras desse tipo aos braquetes, que é de 4mm.
O tracionamento das ligaduras foi realizado em
uma máquina de ensaio universal EMIC DL 2000
(São José dos Pinhais, PR), com o auxílio de um
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Figura 1 - Dispositivo em aço inoxidável utilizado para fixar as ligaduras durante
os testes.
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Macêdo EOD, Collares FM, Leitune VCB, Samuel SMW, Fortes CBB
teste as maiores oscilações de força, com variações
entre quedas e elevações.
Na hora, 2 o grupo cinza continuou apresentando
o maior valor e passou a apresentar diferença significativa para as cores pink, rosa e preto. Na semana 1
houve queda da força quando submetida ao ensaio de
tração para os grupos verde, preto, cinza e prata, sendo
estatisticamente significativa em relação aos demais
grupos. Nesse momento, o grupo cinza passou a ser diferente somente dos grupos rosa e vermelho.
Em relação ao comportamento ao longo do tempo,
as cores roxo, rosa, azul escuro, azul e pink não apresentaram uma redução significativa da força, mantendo um comportamento mais uniforme. O grupo
verde foi o único que apresentou redução significativa na força quando submetido à tração na semana 4,
em relação aos valores iniciais. Os grupos vermelho,
verde e preto demonstraram durante os períodos de
Discussão
Os elásticos de poliuretano são muito utilizados
em Ortodontia e substituem os confeccionados de
látex em casos de pacientes hipersensíveis; mas, por
não serem considerados elásticos ideais, se comportam de maneira não uniforme. Parte de sua força é
perdida ao longo do tempo, podendo interferir no
efeito sobre a movimentação dentária nos 28 dias em
que, geralmente, se encontram em uso intrabucal.
Além disso, as diferentes cores em que são confeccionados têm demonstrado variação no seu comportamento, sendo sugerido por alguns trabalhos que
o processo de manufatura e os tipos de pigmentos
Tabela 1 - Média dos valores da força (N) e desvio padrão para estiramento nas diferentes cores e tempos.
Tempos
Cinza
Pink
Azul Esc.
Azul
Prata
Roxo
Rosa
Verde
Preto
Vermelho
1h
3,70 (±0,25) 3,53 (±0,16) 3,49 (±0,22) 3,46 (±0,17) 3,44 (±0,17) 3,41 (±0,27) 3,39 (±0,24) 3,37(±0,26) 3,35 (±0,19) 3,24 (±0,27)
B,a
B,a
B,C,a
B,C,a
B,C,a
C,a
C,a
C,a
C,a
C,a
2h
3,25 (±0,26) 2,95 (±0,15) 3,06 (±0,19) 3,05 (±0,16) 3,02 (±0,16) 3,00 (±0,26) 2,95 (±0,22)
B,b,c
C,D,b
B,C,D,b
B,C,D,b
B,C,D,b
B,C,D,b
C,D,b
3,18(±0,21)
B,C,a,b
4h
3,28 (±0,22) 2,92 (±0,12)
B,C,b
C,b
3,05(±0,14) 2,95 (±0,17) 2,84 (±0,20)
B,C, b,c
C,b,c
C,b,c
6h
3,08 (±0,21) 2,83 (±0,14) 2,95 (±0,14) 2,94 (±0,14) 2,84 (±0,14) 2,91 (±0,25) 2,90 (±0,20) 2,99(±0,14) 2,91 (±0,18)
B,b,c
B,C,b
B,C,b
B,C,b
B,C,b,c
B,C,b
B,C,b
B,C,b,c
B,C,b,c
8h
3,06 (±0,23) 2,79 (±0,14) 2,90 (±0,18) 2,87 (±0,18) 2,82 (±0,14) 2,83 (±0,25) 2,81 (±0,21)
B,b,c
B,C,b
B,C,b
B,C,b
B,C,b,c
B,C,b
B,C,b
10h
3,05 (±0,21) 2,83 (±0,14) 2,89 (±0,18) 2,92 (±0,12) 2,82 (±0,15) 2,85 (±0,24) 2,81 (±0,22) 2,86(±0,12) 2,88 (±0,15)
B,b,c
B,C,b
B,C,b
B,C,b
B,C,b,c
B,C,b
B,C,b
B,C,c
B,C,b,c
12h
3,05 (±0,19)
B,b,c
24h
3,02 (±0,21) 2,94 (±0,13)
B,b,c
B,C,b
2,92 (±0,15) 2,94 (±0,13) 2,85 (±0,15) 2,97 (±0,36) 2,87 (±0,18)
B,C,b
B,C,b
B,C,b,c
B,C,b
B,C,b
48h
3,12 (±0,18)
B,b,c
2,94 (±0,13)
B,C,b
2,93 (±0,17) 2,89 (±0,25) 2,82 (±0,15) 2,87 (±0,24) 2,83 (±0,20) 2,97(±0,12) 2,90 (±0,13) 2,75 (±0,16)
B,C,b
B,C,b
C,b,c
B,C,b
C,b
B,C,b,c
B,C,b,c
C,b,c
72h
3,05 (±0,14)
B,b,c
2,92 (±0,11)
B,b
2,86 (±0,17) 2,87 (±0,14) 2,78 (±0,15) 2,79 (±0,22) 2,79 (±0,21) 2,83 (±0,20) 2,82 (±0,11)
B,C,b
B,C,b
B,C,b,c
B,C,b
B,C,b
B,C,c
B,C,c
96h
3,17 (±0,18)
B,b,c
3,01 (±0,12)
B,C,b
2,96 (±0,18) 2,96 (±0,14) 2,85 (±0,14) 2,89 (±0,23) 2,88 (±0,20) 2,94 (±0,10) 2,91 (±0,13) 2,94 (±0,10)
B,C,b
B,C,b
C,b,c
B,C,b
C,b
B,C,b,c
B,C,b,c
B,C,b
1ª sem.
2,97 (±0,19)
B,c
2,77 (±0,15)
B,C,b
2,78 (±0,16) 2,77 (±0,14) 2,67 (±0,14) 2,73 (±0,24) 2,67 (±0,19) 2,83 (±0,15) 2,75 (±0,14) 2,59 (±0,18)
B,C,b
B,C,b
C,c
B,C,b
C,b
B,C,c
B,C,c
C,c
2ª sem.
3,21 (±0,21)
B,b,c
3,02 (±0,14)
B,C,b
2,97 (±0,17) 2,95 (±0,14) 2,87 (±0,13) 2,90 (±0,26) 2,86 (±0,20) 2,91 (±0,15) 2,90 (±0,13) 2,77 (±0,22)
B,C,b
C,b
C,b,c
C,b
C,b
C,b,c
C,b,c
C,b,c
3ª sem.
3,19 (±0,23)
B,b,c
2,99 (±0,13)
B,C,b
2,99 (±0,17) 2,98 (±0,14) 2,89 (±0,14) 2,91 (±0,25) 2,90 (±0,22) 2,94 (±0,16) 2,97 (±0,15) 2,73 (±0,21)
B,C,b
B,C,b
C,b,c
B,C,b
C,b
B,C,b,c
B,C,b,c
C,b,c
4ª sem.
3,08 (±0,22) 2,90 (±0,11)
B,b,c
B,C,b
2,85 (±0,15) 2,83 (±0,13) 2,77 (±0,14) 2,82 (±0,25) 2,82 (±0,22) 2,88 (±0,13) 2,82 (±0,14) 2,64 (±0,18)
B,C,b
B,C,b
C,b,c
B,C,b
B,C,b
B,C,c
B,C,c
C,c
2,77 (±0,13)
B,C,b
3,02 (±0,19) 3,03 (±0,16) 3,02 (±0,13) 2,95 (±0,21)
B,C,b
C,b
B,C,b
C,b
2,92 (±0,19)
C,b
2,95 (±0,17) 2,88 (±0,20)
C,D,b,c
B,D,b,c
2,75 (±0,16)
C,b,c
2,92(±0,14) 2,88 (±0,19) 2,71 (±0,19)
B,C,b,c
B,C,b,c
C,b,c
2,71 (±0,18)
C,b,c
2,85 (±0,16) 2,88 (±0,15) 2,78 (±0,15) 2,79 (±0,26) 2,78 (±0,19) 2,90(±0,14) 2,79 (±0,18) 2,68 (±0,19)
B,C,b
B,C,b
B,C,b,c
B,C,b
B,C,b
B,C,b,c
B,C,c
C,b,c
2,97(±0,13)
B,C,b,c
3,12 (±0,19)
B,a,b
2,73 (±0,18)
C,b,c
2,61 (±0,18)
C,c
Letras maiúsculas diferentes mostram diferença estatística nas colunas. Letras minúsculas diferentes mostram diferença estatística nas linhas.
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Influência do pigmento na elasticidade em longo prazo de ligaduras elásticas
artigo inédito
O envelhecimento do poliuretano in vitro envolve,
inicialmente, a degradação do grupo éter, seguida da
perda do uretano livre não ligado do grupo éster e
do hidrogênio ligado ao uretano do grupo éster e do
grupo ureia. Desse modo, a água hidrolisa, o éster ou
o éter que compõem as ligações da cadeia principal,
aceleram o envelhecimento e levam ao enfraquecimento do material pela degradação estrutural da cadeia do polímero. Isso reduz a força necessária para
mantê-lo estendido e, consequentemente, diminui
a tensão interna sob tração7,8.
No ambiente seco, diferente do úmido em que o
envelhecimento ocorre pela remoção do hidrogênio
do grupo beta-metileno levando à perda de álcool e
alcenos, essa remoção do hidrogênio é feita a partir
do grupo alfa-metileno, o que corresponde a um processo de degradação mais lento7,8.
Taloumis et al.14, em seu estudo, demonstraram
a influência do meio de armazenamento na configuração das ligaduras, comprovando que a simples
imersão desses elásticos em meio úmido já é capaz de
alterar suas dimensões, corroborando os achados de
Wong15 que, em 1976, avaliou que essas ligaduras absorvem saliva, o que leva a uma alteração na sua configuração estrutural e no seu comportamento quando submetida a forças de tração.
Em relação à manutenção das tensões ao longo do
tempo, alguns estudos relataram que forças iniciais
maiores determinam perdas maiores ao longo do tempo10,13,14. Nesse trabalho, tal fenômeno foi demonstrado no comportamento das ligaduras cinzas que obtiveram forças iniciais maiores e menor estabilidade na
manutenção dessas forças em relação a grupos com
valores iniciais intermediários.
Para as cores pink, azul escuro e azul, os resultados
encontrados nesse trabalho concordam com achados
de De Genova et al., que encontraram valores iniciais
maiores e menor perda da força sob tração, uma vez que
essas cores apresentaram força inicial elevada, com valores sem diferença estatística em relação ao grupo cinza e mantiveram boa estabilidade ao longo do tempo5.
Para os valores iniciais menores, cujo comportamento
foi o mais instável, os resultados também relacionam-se com os encontrados por De Genova et al.5 que relataram em seu trabalho maior perda de força para ligaduras com forças iniciais menores quando comparada a
ligaduras com forças iniciais maiores, após 21 dias.
4
3
2
imed
2h iato
6h 4h
10h 8h
24h 12h
72h 48h
1s 96h
3s 2s
4s
(S)
po
k
Tem
elh
o
e
ver
d
to
ver
m
Grupo
pre
pra
ta
rox
o
ros
a
cur
o
azu
l
azu
l es
cin
za
0
pin
Força (N)
1
gráfico 1 - Valores da força sob tração, em 4mm, para as diferentes cores nos
períodos analisados.
empregados podem influenciar a estrutura do material e, por conseguinte, sua capacidade de resistência
à tração ao longo do tempo1,2,11,12.
De acordo com a lei da ação e reação, os valores
obtidos indicam, também, a tensão interna remanescente no elástico correspondente à sua capacidade
potencial de exercer força sobre a arcada para a desejada movimentação dentária.
Estudos que avaliaram o comportamento das ligaduras, em relação ao tempo, mostraram que a maior
perda de resistência ao estiramento ocorre nas primeiras 24 horas1,3,14,15 e que, em média, 30% de perda
ocorre na 1ª hora4,5,11,13, corroborando os achados desse
trabalho. Essas diferenças podem ser resultadas das
diferentes técnicas de manufatura envolvendo cutting
ou injection-moulding do material bruto, dos aditivos
incorporados ao produto final, das diferenças morfológicas (módulo elipsoide ou circular) e, no caso das
correntes, das características dimensionais (presença
ou não de ligações intermodulares)6,7,8,12.
Existe uma grande variação da resistência à tração
entre elásticos armazenados em meio úmido e aqueles em meio seco, motivo pelo qual, nesse trabalho,
as ligaduras foram armazenadas em saliva artificial6.
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necessidade de manutenção do engrenamento total
do fio com o braquete para alcançar a movimentação
esperada, como, por exemplo, nas rotações dentárias, em casos com apinhamentos maiores que 3mm
(demonstrado pelo estudo de Franchi e Baccetti9) e
nas fases de alinhamento e nivelamento em que essa
perda na força sob tração gera estímulos intermitentes e decrescentes, que podem influenciar negativamente no movimento dentário, principalmente
com a utilização dos fios termoativados que têm sua
ação por mais tempo. Como após 28 dias eles não
conseguem estabelecer um engrenamento ideal do
fio com slot, há uma descaracterização desse fio dos
efeitos em longo prazo.
O aumento da força a partir da segunda semana é
justificado pelos achados de Wong15, que revelou uma
provável perda das propriedades elásticas relacionada ao tempo e à quantidade de estiramento, levando a
uma deformação plástica que torna as ligaduras mais
rígidas ao estiramento. A redução nos valores subsequentes da resistência da força à tração, apresentadas
nesse trabalho, segundo Taloums et al., pode estar relacionada à alteração dimensional permanente e ao
aumento do diâmetro interno da ligadura, assim como
da espessura da parede e do diâmetro externo, que levam à perda de força ao longo do tempo14.
As variações encontradas nesse trabalho em relação
às diferentes cores, sugerem que os diferentes tipos de
pigmentos empregados podem alterar o comportamento das ligaduras, corroborando os achados de Baty et al.2,
que encontraram diferenças entre algumas marcas de ligaduras e explicaram o fenômeno como sendo resultado
não só do tipo de pigmento, como também da manufatura empregada. Os resultados do estudo de Lu et al.11 também demonstraram diferenças pela adição de pigmentos
com resultados estatisticamente superiores para os elásticos transparentes quando comparados a elásticos cinza. As diferenças no comportamento das ligaduras para
as diversas cores podem influenciar na escolha de uma
cor sobre a outra, já que cores que mantém melhor estabilidade ao longo do tempo são mais recomendadas por
seus efeitos biológicos menos nocivos.
A diferença nos valores da força necessária para
o estiramento nos diversos grupos torna necessário
um controle individual, já que essas diferenças promovem efeitos distintos, dependendo da situação
clínica empregada e das condições anatômicas e de
suporte ósseo de cada paciente.
A perda de resistência ao longo do tempo pode
influenciar, especialmente, os casos em que há
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Conclusão
As ligaduras não possuem comportamento estável quando submetidas à tração ao longo do tempo.
A cor da ligadura é uma variável determinante para
o seu comportamento, fazendo com que os grupos
de cores diferentes tenham comportamentos distintos entre si. A escolha desse material deve se basear nos efeitos desejados para obtenção de resultados efetivos durante o tratamento e ser possível
prever seus efeitos nos pacientes.
Considerando as limitações dos testes in vitro, os
grupos verde, preto e vermelho foram aqueles com as
maiores oscilações na força quando sob tração. E dentre todos os grupos, o grupo verde apresentou uma redução estatisticamente significativa entre as medidas
iniciais e a final do experimento. Os grupos formados
pelas cores pink, azul escuro, azul, roxo e rosa não
mostraram diferença entre as medidas após o estiramento inicial e final, o que poderia sugerir ao profissional serem os grupos de escolha para obtenção de
forças mais constantes ao longo do experimento.
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Influência do pigmento na elasticidade em longo prazo de ligaduras elásticas
artigo inédito
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Influência do pigmento na elasticidade em longo