El movimiento ortodóncico es el resultado de la aplicación de fuerzas a los dientes. Los dientes y sus estructuras de sostén responden a estas fuerzas con una reacción biológica compleja que da por resultado el movimiento del diente a través del hueso. A fin de obtener una respuesta biológica precisa, se deberían aplicar estímulos precisos para poder lograr esto es necesario el conocimiento de los principios mecánicos que gobiernan las fuerzas para el control del tratamiento ortodóncico.
La base del tratamiento ortodóncico consiste en la aplicación clínica de conceptos biomecánicos. La mecánica es la disciplina que describe el efecto de las fuerzas sobre los cuerpos, el término biomecánica se refiere a la ciencia de la mecánica en relación con los sistemas biológicos. El tratamiento ortodóncico aplica fuerzas a los dientes, las cuales son generadas por una gran variedad de aparatos. La aplicación correcta de los principios biomecánicos aumenta la eficacia del tratamiento ya que mejora la planificación y la prestación que se brinda.
Las células del periodonto (tejido que se encuentra entre la raíz del diente y el hueso) que responden a las fuerzas aplicadas desconocen el diseño de la aparatología, alambre o aleación con la que está hecho, su actividad se basa exclusivamente en el estrés y la deformación que ocurren en su medio ambiente.
Se define como la acción de un cuerpo (el alambre) sobre otro cuerpo (el diente) que tiende a cambiar la forma o movimiento del segundo cuerpo. Sus unidades son el Newton o gramos por milímetros/segundo. La fuerza es un vector que posee una dirección y una magnitud y se producen a lo largo de una línea que llamamos línea de acción.
La magnitud de un vector se representa por su tamaño. La dirección se describe por la línea de acción, sentido y punto de origen.
Fuerza que se mantiene en un porcentaje apreciable del original entre una visita del paciente y otra. Son fuerzas características de los aparatos fijos.
El nivel de fuerza disminuye a cero entre las activaciones.
La fuerza desciende bruscamente a cero de forma intermitente cuando el paciente se quita el aparato.
Fuerza óptima: Es cuando la magnitud de la carga ortodóncica produce el movimiento dentario más eficaz, es la fuerza ideal capaz de producir movimiento ortodóncico y proporciona un movimiento dentario rápido, sin molestias para el paciente y sin daño para los tejidos dentales (pérdida ósea o resorción radicular).
Fuerzas intensas: Son aquellas que producen tal magnitud de fuerza que aparecen gran cantidad de áreas hialinizadas (área donde la circulación sanguínea se volverá lenta o casi nula ocasionando degeneración o necrosis estéril de las fibras periodontales). Estas áreas atrasan el movimiento dentario, el diente se mantendrá inmóvil por un período de tiempo, por eso cuanto más intensa es la fuerza (más distante de la fuerza óptima), menos será la velocidad de movimiento dentario.
El tratamiento ortodóncico se basa en el principio de que, si se aplica una presión prolongada sobre un diente, se producirá una movilización del mismo al remodelarse el hueso que lo rodea. El hueso desaparece activamente de unas zonas y va añadiéndose a otras.
Los dientes están unidos en los maxilares por una articulación diferente de todas las del organismo, esta unión se realiza por el periodonto de inserción, representado por el cemento, el ligamento periodontal y el hueso alveolar. El cemento, probablemente por no ser vascularizado, es escasamente modificado por cargas de presión-tensión, por lo cual la atención recae sobre los otros dos componentes.
El ligamento periodontal ocupa un espacio aproximado de 0,5 mm entre la pared del alveolo (el hueso de soporte) y el cemento y es el responsable por la articulación dentaria; está constituido principalmente por fibras insertadas de un lado del cemento radicular y del otro en el hueso alveolar, entremezcladas con vasos sanguíneos, elementos celulares, terminaciones nerviosas y líquido intersticial.
Los vasos sanguíneos son responsables por la nutrición y sirven de vía de acceso para las células responsables de la remodelación del hueso y el ligamento. Las terminaciones que allí existen transmitirán las sensaciones de presión y la noción propioceptiva.
El hueso alveolar puede dividirse en dos partes: porción fasciculada (lámina dura o hueso cortical), que reviste la superficie interna del alveolo y recibe la inserción de las fibras periodontales y porción lamelar (hueso esponjoso).
Cuando la fuerza es aplicada sobre el diente, éste se disloca en el interior del espacio alveolar, lo que provoca el estiramiento de algunas fibras periodontales y compresión de otras, simultáneamente el líquido que llena los espacios entre las fibras es comprimido contra las paredes óseas, como su drenaje hacia afuera del alveolo es lento, el líquido ejerce una resistencia hidráulica al movimiento dentario.
Fibras y líquido intersticial actuarán en conjunto, contraponiéndose a las cargas aplicadas sobre el diente y haciéndolo volver a la posición original. Este proceso sucederá si el periodo de aplicación de la fuerza es de corta duración, por eso no resulta en movimiento dentario, como en la masticación.
Una fuerza prolongada, aunque sea de escasa magnitud, provoca una respuesta fisiológica diferente, la remodelación del hueso adyacente. Son dos tipos de reacciones las que se observan al aplicar, durante un período suficiente de tiempo, una fuerza al diente.
El hueso que se enfrenta y se opone al sentido del movimiento tendrá que reabsorberse para permitir el desplazamiento radicular. Por la presión que este lado del hueso recibe es denominado lado de presión. El lado opuesto del hueso deberá seguir al diente tratando de mantener íntegro el espesor periodontal; nuevas capas óseas se depositarán sobre la superficie dentaria del hueso alveolar, este lado será denominado, lado de tensión.
Es decir, tendremos aposición ósea en el lado de tensión y reabsorción ósea en el lado de presión. Para que se produzca el movimiento dentario cuando aplicamos una fuerza a un diente, tiene que existir reabsorción ósea.
La fuerza ortodóncica debe vencer una doble resistencia. En primer lugar, la resistencia del periodonto, tras superar esta resistencia se produce un ligero movimiento dentario en concordancia con el espesor del espacio periodontal. En una segunda fase hay que vencer la resistencia que ofrece el hueso, inicialmente se opone la elasticidad propia del alveolo y tras la deformación mecánica, viene una reabsorción del hueso que permite el desplazamiento dentario.
Existen dos tipo de reabsorción ósea, la directa y la indirecta. Al aplicar una fuerza, se reduce la circulación sanguínea en el ligamento periodontal, si la intensidad es ligera y no llega a bloquear totalmente la irrigación de la zona, se iniciará una actividad osteoclástica que destruirá y reabsorberá la pared ósea alveolar que se enfrenta al desplazamiento dentario.
Cuando la fuerza aplicada es demasiado intensa, produce una oclusión vascular dejando prácticamente paralizada la actividad vital en esta zona del periodonto. El bloqueo sanguíneo impiden la resorción del hueso alveolar directamente, por lo que tendrán que entrar en juego otros mecanismos adaptativos para reabsorber el hueso que se enfrenta al desplazamiento dentario.
Proceso de Reabsorción Ósea Indirecta
1. Degeneración tisular: La aplicación de una fuerza intensa y prolongada produce una oclusión vascular, que da lugar a cambios a nivel del periodonto, desaparece la organización fibrilar y cesa toda actividad celular. Este fenómeno se denomina hialinización y se caracteríza por la degeneración de los núcleos del tejido conectivo, la lisis celular con desaparición de los capilares y la unificación de las fibras periodontales que forman una masa de aspecto hialino. Comienza a las 36 horas de aplicar la fuerza intensa y dura tres, cuatro o cinco semanas según la cantidad de la fuerza y la reacción biológica del individuo.
2. Reabsorción ósea: Por la dificultad de reabsorberse el hueso de la pared periodontal aparecen osteoclastos que provienen de otras zonas lejanas que si conservan su vitalidad.
3. Reconstrucción de los tejidos de soporte: Tras la osteolisis de la lámina alveolar, se inicia un proceso reparativo a nivel del periodonto. El proceso reparativo tiene dos fases: una primera consistente en la eliminación del material necrótico, constituido por las fibras y células que quedan en esta zona, y una segunda fase de reorganización fibrilar y celular del espacio periodontal.
El período de hialinización significa un detenimiento en el movimiento, por lo que se distinguen dos fases en el desplazamiento dentario. En el período inicial el diente se mueve hacia el lado de la presión comprimiendo el espacio periodontal (0,2 a 0,4 mm) hasta que aparece la hialinización. El hueso no se reabsorbe durante un tiempo, que alcanza desde unos días a varias semanas y la raíz dentaria permanece inmóvil. Tras la reabsorción indirecta se inicia el movimiento secundario del diente.
Durante el movimiento ortodóncico el hueso se forma en el denominado lado de tensión debido a que el desplazamiento dentario pone en tensión las fibras periodontales y el hueso alveolar reacciona ante el estímulo neoformando nuevas capas de tejido óseo. La aposición ósea debe ser considerada un mecanismo biológico compensatorio que trata de mantener el mismo espesor de hueso que soporta el diente. La aposición ósea es un fenómeno similar a la resorción, ya que requiere un flujo sanguíneo y proliferación celular.
Se inicia más tarde la calcificación del tejido, por depósito de sales minerales, y la matriz osteoide se transforma en hueso.
Todos los objetos tienen un centro de masa, que es el punto a través del cual debe pasar una fuerza aplicada para mover un objeto libre en forma lineal, sin rotación alguna, en otras palabras: es un punto de equilibrio en el objeto. La localización aproximada del Centro de Resistencia sería entre la unión del tercio medio y el apical para los dientes monorradiculares, y para los multirradiculares está aproximadamente de 1 a 2 mm. apical a la bifurcación o trifurcación.
Es importante destacar que el centro de resistencia es individual para cada diente y va a depender de la longitud y morfología radicular, la cantidad de raíces y el nivel de soporte del hueso alveolar.
Para que exista equilibrio estático en un sistema ortodóntico es importante que se cumplan tres requisitos básicos: se aplica la tercera ley de Newton, la ley de la acción y la reacción.
Tipos de movimientos dentarios
El tipo de movimiento dental depende del cociente entre el momento producido por la fuerza aplicada para mover un diente (MF) y el momento compensador producido por el par y empleado para controlar la posición de la raíz (MP).
Sin MP (MP/MF = 0), el diente rota sobre el centro de resistencia (inclinación pura). En la medida en que aumenta el cociente momento/fuerza (0 < MP/MF < 1), el centro de rotación se aleja cada vez más del centro de resistencia, y se produce lo que se denomina inclinación controlada. Cuando MP/MF = 1, el centro de rotación se desplaza al infinito y se produce un movimiento en bloque (traslación). Si MP/MF > 1, el centro de rotación se desplaza incisalmente y el ápice radicular se mueve más que la corona, por lo que se produce torsión radicular.
- Inclinación incontrolada: La fuerza es ejercida en la corona y al no haber ninguna otra que la contrarreste tiende a producir un momento que hace que los dientes roten sobre su centro de rotación. Un ejemplo es la inclinación incontrolada de los incisivos centrales al cerrar los espacios con alambres redondos y cadenas elásticas.
- Inclinación controlada: Es un movimiento deseable, se obtiene mediante la aplicación de una fuerza para desplazar la corona y la aplicación de un momento para controlar o mantener la posición de un ápice radicular.
- Traslación: Se le conoce también como movimiento en masa o en cuerpo, y este ocurre cuando el ápice radicular y la corona dental son desplazados horizontalmente. El cierre de espacios con brazos de poder permite que se produzca un movimiento de traslación pura. La fuerza es aplicada a nivel del centro de resistencia de los incisivos. Durante la etapa de cierre de espacios también podemos producir movimientos de traslación, siempre y cuando la fuerza sea aplicada a través del centro de resistencia de los dientes, en conjunto con la utilización de alambres rectangulares que ayudan a contrarrestar el momento.
- Desplazamiento radicular: En este movimiento se aplica un momento y una fuerza para desplazar únicamente la raíz, mientras que la corona dental se mantiene sin desplazamiento.
- Rotación: Para realizar este movimiento se requiere de una cupla o de fuerzas coplanares, las cuales producen una rotación pura con respecto al eje longitudinal del diente. Una cupla se define como dos fuerzas paralelas de igual magnitud, pero en sentidos opuestos.
Hay unos dispositivos o mecanismo destinados a que una fuerza pase por el centro de resistencia. Si ponemos un aditamento vertical que se encuentre más cerca del centro de resistencia. Si el anclaje extraoral lo ponemos por encima del diente y más cerca del centro de resistencia más nos interesará el movimiento.
También podemos aplicar un par de fuerzas que producen una inhibición o neutralización con una fuerza de signo contrario. Se hace un par de fuerzas con el arco de sección cuadrada o rectangular. Deformamos el arco con unas características especiales que permiten que se mantenga así, tenemos las fuerzas que produce el arco hacia atrás y la de la deformación del arco que mueve la raíz y la corona, de manera que conseguimos un movimiento de gresión del diente.
El momento resultante de un sistema de fuerzas compuesto por una fuerza y un par de fuerzas, deberá ser igual a cero para que se produzca un movimiento en masa. Par de fuerzas se produce por torsión del arco de cierres. Par de fuerzas que se produce por la doblez en tienda de campaña del brazo mesial del seccional.
Anclaje: los dientes posteriores ejercen una fuerza superior sobre los anteriores.
Con el movimiento del asa, se produciría una rotación por eso ponemos el arco retorcido sobre el mismo, para que se produzca el movimiento en masa. No solo se produce en el plano anterosuperior. En movimientos mesio distales también es funcional el movimiento. En la actualidad la inclinación que dábamos al arco se la damos al bracket, habiendo un bracket para cada diente, por que cada uno sufre una inclinación.
Materiales en ortodoncia: requisitos
Los materiales utilizados en ortodoncia deben cumplir con ciertos requisitos para asegurar la eficacia del tratamiento. Estos requisitos incluyen:
- Propiedades mecánicas adecuadas
- Resistencia a la corrosión
- Biocompatibilidad
Brackets:
- Brackets metálicos: aleación de acero y titanio.
- Brackets estéticos:
- Plásticos de policarbonato (los transparentes).
- Brackets estéticos con ranura metálica.
- Menor biocompatibilidad.
Todos los brackets funcionan igual, pero van a funcionar o no dependiendo de quien lo pone
Alambres:
La elasticidad depende de:
- Módulo de elasticidad del alambre.
- Longitud del alambre.
- Grosor del alambre.
Biocompatibilidad y resistencia a la corrosión. Resistencia a la fricción que depende del:
- Tipo de bracket y su ranura.
- Tipo de ligaduras.
- Acero inoxidable: acero+cromo.
- Aleaciones cromo-cobalto: cobalto + cromo + hierro + níquel + molibdeno + manganeso + berilio + carbono.
- Titanio y aleaciones de titanio: 42% más ligero que el acero, módulo de elasticidad mitad de acero, alta resistencia a la corrosión, mo magnetismo, alta biocompatibilidad.
Módulo y resilencia favorable. Cuando los dientes ya estén más o menos alineados y no necesitemos mucha elasticidad usamos el acero.
La elección de un alambre cuadrado o rectangular dependerá del slot del brackets elegiremos el que mejor se adapte y ocupe el mayor espacio del slot.
Primeras fijaciones se hacían mediante bandas. En 1970, se comenzó a usar resinas para pegar los brackets directamente al diente. Existen adhesivos autocondicionantes y sistemas fluorados, así como cementos de vidrio ionómero para bandas y brackets, que ofrecen peor retención, pero son adecuados para bandas.
Biomecánica del Movimiento Dentario Parte 4
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