Od czasów Angle’a w ortodoncji dokonały się bardzo duże zmiany technologiczne, które przełożyły się na efekt terapii. Istotne znaczenie w ortodoncji odgrywa wytrzymałość materiału. Najważniejszym źródłem sił ortodontycznych działających na zęby są łuki.
Przy wyborze konkretnego łuku ortodontycznego należy kierować się takimi właściwościami jak: sprężystość, elastyczność, wytrzymałość i funkcjonalność. Są to główne cechy określające właściwości mechaniczne stopów.
POLECAMY
Właściwości przekładające się na wielkość i czas działania siły oraz reakcję tkanek otaczających ząb
- Odkształcenie – zdolność do zmiany postaci geometrycznej pod wpływem sił zewnętrznych.
- Sprężystość – zdolność do nagromadzenia energii pod wpływem przyłożonej siły.
- Elastyczność – zdolność do odkształcenia pod wpływem przyłożonej siły i powrotu do pierwszego kształtu po jej ustaleniu (odkształcenie elastyczne).
- Wytrzymałość – zdolność do przenoszenia obciążeń, mierzona w jednostkach obciążenia.
- Plastyczność – zdolność do ulegania trwałym odkształceniom (odkształcenie plastyczne).
- Sztywność – właściwość materiału polegająca na stawianiu oporu siłom wywołującym odkształcenie.
Wiadomo, iż nie ma łuków idealnych, za pomocą których można przeprowadzić całą terapię ortodontyczną. W każdym etapie leczenia są wymagane inne łuki.
Materiały do produkcji łuków ortodontycznych
- stopy metali szlachetnych – były stosowane głównie na początku XX w.,
- stal nierdzewna – to stop węgla z żelazem; klasyczne łuki stalowe mogą być doginane do prawie każdego pożądanego kształtu i nie ulegną złamaniu,
- stal chromo-kobaltowa,
- stop niklowo-tytanowy NiTi, nitinol – nazwa pochodzi od zawartości pierwiastków Ni, Ti oraz pierwszych liter laboratorium, w którym wykonano pierwotne eksperymenty – Naval Ordance Laboratory. Już w latach 70. był najważniejszym dla świata ortodoncji materiałem na łuki ortodontyczne.
Stopy NiTi
Andreasen przeprowadził rozległe badania kliniczne i stwierdził, że jeden z tych stopów odznacza się największą efektywnością działania. Drut wykonany z tego stopu nazwał drutem z pamięcią, ponieważ po zgięciu powracał do swojego pierwotnego kształtu.
Już w 1978 r. Andreasen użył po raz pierwszy zwrotów: „krótszy czas leczenia”, „mniejszy dyskomfort dla pacjenta”, „mniej zmian łuków w trakcie całego leczenia”.
Andreasen przystosował nitinol do potrzeb leczenia ortodontycznego, wykorzystując ciepło jamy ustnej do zmiany faz konsekwencji drutu.
Schłodzony łuk po dowiązaniu do zamków ulegał deformacji zgodnie z przebiegiem krzywizny łuku zębowego. Pod wpływem ciepła natomiast powracał do wyjściowego kształtu (pamięć kształtu), korygując jednocześnie ustawienie zębów.
Ważną dla całego procesu leczenia ortodontycznego cechą jest superelastyczność. Jest to zjawisko charakteryzujące się tym, iż wartości naprężenia drutu pozostają w przybliżeniu na tym samym poziomie aż do momentu deformacji drutu.
Współczesne łuki niklowo-tytanowe dzielą się na MNiTi – sztywniejsze i ANiTi – superelastyczne.
Specyficzna natura superelastycznego materiału, takiego jak stop ANiTi, powoduje, że krzywa odciążenia różni się od krzywej obciążenia. Oznacza to, że początkowo dostarczana siła nie jest taka sama jak siła zastosowana po jego aktywacji.
Różne krzywe powodują bardziej znaczący efekt – siły kliniczne działają jedynie przez wyjęcie drutu z zamków i ponowne dowiązanie.
Właściwości łuków ANiTi uczyniły je najczęściej wybieranym materiałem do leczenia ortodontycznego, w którym wymagany jest długi zakres aktywacji ze stałą siłą.
Stopy MNiTi są przydatne w późniejszych etapach leczenia, natomiast ANiTi – w fazie niwelacyjnej leczenia i końcowej.
Sentalloy to druty niklowo-tytanowe charakteryzujące się dużą superelastycznością i kompatybilnością z fizjologicznym poziomem przesuwania zębów, ponieważ zapewniają działanie stałą, niską siłą przez długi okres jego dezaktywacji.
Sentalloy wykorzystuje temperaturę ciała człowieka jako czynnik indukujący transformację faz podczas leczenia i zapewnia skuteczne przesuwanie zębów, nie powodując urazu w obrębie tkanek przyzębia.
Minusem łuków ze stopów niklowo-tytanowych jest ich biokompatybilność. Zostało udowodnione podczas licznych badań, iż uwalniają się z nich jony niklu, które mogą być przyczyną alergii.
Samo zdiagnozowanie u pacjenta reakcji alergicznej na nikiel jest jednak trudniejsze w jamie ustnej niż np. na skórze. Objawy uczulenia (takie jak obrzęk, swędzenie, pieczenie i szorstkość) mogą się pojawić już trzy dni po założeniu aparatu.
Stop tytanowo-molibdenowy TMA (betatytanizm)
Ten stop posiada parametry mieszczące się pomiędzy stalą a łukiem niklowo-tytanowym.
Cechą tego materiału jest wysoka sprężystość, duża wytrzymałość oraz plastyczność.
Jest podatny na kształtowanie, dzięki czemu stanowi idealny materiał do wykonywania pętli, sprężyn, daje możliwość lutowania i spawania, wymaga generowania średnich sił.
Drut taki umożliwia uzyskanie właściwych dogięć do dopracowania detali w całym okresie leczenia.
Stop tytanowo-molibdenowy nie zawiera niklu w odróżnieniu od wszystkich wcześniejszych stopów, jest więc materiałem spełniającym wymagania biokompatybilności.
Łuki Beta III
Są stosowane od niedawna. Są zalecane również dla pacjentów wrażliwych na nikiel. Łączą uniwersalność stali nierdzewnej ze zwiększoną sprężystością. Mają gładką powierzchnię, siła tarcia w zamkach jest obniżona, wywołuje szybki i efektywny ruch zębów.
Łuk ten jest rekomendowany głównie w fazie pośredniej i fazach końcowych całego procesu leczenia.
Współcześnie pacjenci mają możliwość wyboru w kwestiach dotyczących ich leczenia i wszystkich materiałów.
Kolorowe druty TMA
Umożliwiają pacjentom uzyskanie nowego, niesamowitego wyglądu – wszczepienie jonów tlenu i azotu do powierzchni drutu zapewnia trwałość koloru. Pacjenci mogą wybierać kolor łuku, który będą nosić – jest to dla nich duże urozmaicenie podczas leczenia.
