Peñarrocha Diago MA. Doctora en Medicina y Cirugía. Doctora en Odontología. Profesora Asociada de Ortodoncia. Facultad de Medicina y Odontología. / Pobo Blasco M. Ingeniera Técnica en Diseño Industrial / Pascual Moscardó A. Médico Estomatólogo. Profesor Titular. Facultad de Medicina y Odontología. Valencia
Resumen
El objetivo de este estudio ha sido evaluar las diferencias en la fuerza de adhesión entre dos brackets con bases diferentes: una base presenta la malla fina sin microarenar (bracket de American Orthodontics®) y el otro una malla profundamente ranurada y microarenada (bracket de Olmos®).
Todos los brackets fueron soldados a barras de acero, se cementó en la base un composite fotopolimerizable (Eagle®) y se probaron para detectar el punto de fractura entre la base y el composite, mediante un esfuerzo de cizalla, en una máquina universal Instron.
Se hallaron diferencias estadísticamente significativas entre ambos tipos de brackets. La malla rugosa (Olmos®) resultó tener una fuerza de adhesión bastante superior en comparación a la fina (American®).
Summary
The objective of this study has been to evaluate the differences in bond strength among two brackets with different bases: one base presents the fine mesh without sandblasting (American Orthodontics®bracket) and the other one a deeply slotted and sandblasted mesh (Olmos® bracket).
All brackets were welded to steel bars, a photopolymerizable composite (Eagle®) was bonded in the base and they were tested to detect the bond failure point between the base and the composite, by a shear strength, in an Instron Universal testing machine.
They were found some significative stadistique differences between both types of brackets. The slotted mesh (Olmos®) resulted to have a quitte upper bonding strength in comparison to the fine one (American®).
Palabras clave
Base bracket, malla bracket, esfuerzo de cizalla.
Key words
Bracket base, bracket mesh, shear strength.
Introducción
En los tratamientos de ortodoncia fija se usan brackets adheridos directamente al diente desde 1965. Los materiales más utilizados son los composites adhesivos basados en resinas de dimetacrilato con rellenos inorgánicos. El desarrollo de estos materiales continúa, pero hasta ahora, ninguno posee todas las propiedades que un usuario desearía (Murray 2003). Un problema común es la fractura del enlace adhesivo del bracket durante el tratamiento. La frecuencia de este suceso ha sido investigada por varios autores, incluyendo Zachrisson (1977), O’Brien y cols (1989) y Sunna y Rock (1998), y el resultado ha sido encontrado entre 0,5 y 16 por ciento.
Varios factores pueden contribuir a la posibilidad de una fractura del enlace entre el bracket y el diente, incluyendo las habilidades del profesional durante el proceso de cementado, el comportamiento del paciente, variaciones en la superficie del esmalte, las características de los composites y las propiedades de los brackets.
Hasta ahora, las mallas de los brackets metálicos no se han adherido satisfactoriamente a un adhesivo. La adhesión de las bases de los brackets dependen plenamente de la retención mecánica. Perforaciones en la base del bracket, en la malla metálica, pequeños subcortes esféricos y partículas metálicas filtradas se han utilizado para obtener la retención mecánica necesaria (Smith, 1991). Varios autores han sugerido que las características macro y microscópicas de las bases del bracket, particularmente de las mallas, puede incrementar o disminuir la efectividad de la retención con el adhesivo (Dickinson y Powewrs, 1980; Maijer y Smith, 1981; Ferguson y cols., 1984).
Reynols y Von Fraunhofer (1976) analizaron las fuerzas de adhesión con varios tamaños de malla. Las mallas de mayor tamaño presentaron una fuerza significativamente superior con todos los adhesivos utilizados en su estudio. López (1980) y Dickinson y Powers (1980) en estudios similares analizaron un número elevado de brackets y encontraron que la fuerza de unión era independiente de la superficie, área o tamaño de la malla de la base.
Sheykholeslam y Brandt (1977) fueron los primeros en notar el daño causado a la malla por soldadura. Dickinson y Powers (1980), y Maijer y Smith (1981) sugirieron que los puntos de soldadura disminuyen la fuerza de adhesión. El daño puede ser causado por estos puntos de soldadura debido a que la formación de placa propicia la corrosión en estos puntos.
Maijer y Smith (1981) encontraron que una base con una malla fina presentaba una mayor fuerza de adhesión. Deidrich y Dickmeiss (1984) arenaron las bases de las brackets y en consecuencia lograron un incremento de un 34 por ciento en la fuerza de adhesión.
Ferguson y cols. (1984) encontraron diferencias en las fuerzas de enlace dependiendo del tipo de adhesivo utilizado.
El objetivo de este estudio es investigar si las diferencias en la rugosidad de la malla de la base influye de alguna forma en la fuerza de adhesión del bracket al composite.
Material y métodos
Los brackets utilizados para el estudio comparativo fueron los brackets Olmos para bicúspides inferiores y superiores, con una malla profundamente ranurada y microarenada (Figura 1); y brackets American serie Mini Master con vertical slot para bicúspides superiores, con una malla fina sin microarenar (Figura 2). Las bases de ambos brackets tienen un área similar.
Se prepararon unas barras de acero a las que soldamos los brackets. Son barras de 2,45 x 3 x 43 mm. Son secciones del perfil del que se mecaniza el bracket Olmos. Estas barras fueron especialmente diseñadas para la máquina de ensayos, con el fin de realizar el arrancamiento de los brackets del composite, determinando la fuerza de adhesión entre ambos.
Otros materiales utilizados para preparar las muestras fueron: alambre rectangular de 0,016″ x 0.016″. Soldadora láser Cheval, modelo 11-10P. Alicates y pinzas de corte y sujeción.
Composite EagleR fotopolimerizable, pistola para aplicar el composite, espátula de plástico, moldes de propileno para homogeneizar al máximo la forma del bloque de composite en todas las muestras, lámpara de luz halógena y cúter.
El proceso de preparación de las muestras fue el siguiente: soldamos el bracket (Olmos® o American®) al extremo de la barra en la misma posición a su cementado en boca, para que el esfuerzo de cizalla del ensayo fuera lo más semejante posible al que intentamos emular. Reforzamos la unión bracket-barra soldando el alambre de acero a su alrededor, para evitar despegamientos o torceduras de la probeta.
Cementamos una porción de composite en las bases de las brackets, y para ello aplicamos el composite sobre la base, colocamos el molde alrededor del composite, presionamos con la espátula para compactar el cemento y que penetre bien en la superficie de la base, fotopolimerizamos 40″ con lámpara de luz halógena para solidificar el composite y eliminamos con el cúter el cemento que rebasa la base del bracket (Figura 3).
Las pruebas para evaluar la resistencia a la cizalla se realizaron mediante el sistema automatizado de ensayo de materiales INSTRON Serie IX, Modelo 4411, número de serie 111959 de Instron corporation (Figuras 4 y 5).
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De cada una de las series se realizaron 40 ensayos, comparando la resistencia de ambos brackets al despegamiento, se calculó la fuerza de resistencia a la cizalla en megapascales y los resultados fueron sometidos a un estudio de contraste por prueba t.
Resultados
La fuerza media de resistencia a la cizalla en el grupo de Olmos fue de 0’0895+/- 0’0357 Megapascales, frente a 0’0661 +/- 0’0141 Megapascales del grupo de American (Figura 6). Dado que la prueba de Levene ha resultado significativa (F=25’202; p<0,05), se ha contrastado la diferencia de medias mediante una prueba t que corrige la heterogeneidad (Welch-Satterwhaite), que sí resultó estadísticamente significativa (t = -2’110, p < 0,01).
Discusión
Sobre los dientes, actúan continuamente fuerzas de cizalla, tracción y presión, siendo las primeras las más frecuentes; lo que favorece el despegamiento de los brackets, alargándose la duración del tratamiento de ortodoncia, de ahí la importancia del estudio de los factores que participan en el proceso de descementado de los brackets.
Se deberá tener en cuenta la resistencia de la unión bracket-diente a las fuerzas de cizalla, y por otro lado se deberá valorar el lugar de despegamiento. La descementación de un bracket durante el tratamiento de ortodoncia fija puede deberse a un fracaso del enlace a diferentes niveles: a) fractura cohesiva del bracket: parcial, queda parte del bracket pegado a la superficie del diente; total, todo el material queda despegado de la superficie del diente y además ha habido ruptura del bracket; b) despegamiento en la interfase composite-bracket (el 90 por ciento o más de la base del bracket libre de composite); c) fallo cohesivo del composite, d) despegamiento en la interfase composite-superficie del diente (el 90 por ciento del composite se ha quedado en la base del bracket), y e) fractura o crack de la superficie del diente.
El bracket Olmos® (monoblock) constituye un único cuerpo sin soldaduras entre el cuerpo y la base, mientras que el bracket no monoblock (American®) consta de dos partes: el cuerpo y la base unidas por medio de una soldadura. No encontramos diferencias entre los dos grupos de estudio en la descementación, probablemente porque se asocia al fracaso de la soldadura la corrosión de ésta por la placa bacteriana (Maijer y Sith, 1981), ausente, al ser un estudio in vitro.
Las propiedades mecánicas de los composites han sido estudiadas extensamente en el laboratorio pero la situación clínica no ha sido replicada con exactitud (Stephen y cols., 2003). Para poder comparar los dos grupos de estudio fue utilizado el mismo composite adhesivo.
La adhesión del bracket al diente depende de las dos características de la base: la adaptabilidad de la concavidad de la base al diente y la rugosidad de la superficie (MacColl, 1998; Sorel, 2002). En los dos tipos de brackets que estudiamos, la concavidad de la base ha sido cuidadosamente estudiada y contorneada para cada diente específico, en sentido mesio-distal y gingivo-oclusal. Respecto a la segunda característica, en el bracket de Olmos, la superficie de la base está ranurada en sentido gingivo-oclusal y mesio-distal con una profundidad de 0,5 mm. Además, ha sido microarenada con óxido de aluminio para mejorar su retención. En el bracket de la American Orthodontics, el pad contiene una malla de calibre inferior y se presenta sin microarenar.
Al comparar la distribución de ambos grupos (Figura 7), se observa que en todos los casos de bracktes Olmos®, el enlace entre el bracket y el composite resistió más, ante la fuerza de zicalla que el grupo de American®, incluso el valor más bajo del grupo de OlmosR fue superior al valor más alto del grupo de American®.
En conclusión, la malla rugosa (Olmos®) resultó tener una fuerza de adhesión significativamente superior en comparación a la fina (American®).
Correspondencia:
Dra. María Peñarrocha Diago
Avda/ Dr.Palos, 16, entlo., 1.ª Sagunto
46500 Valencia
Tel. 962651116. G
Bibliografía
1. Murria S y cols. Comparison of in vivo and in vitro shear bond strength. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2003; 123: 2-9.
2. Zachrisson BU. A posttreatment evaluation of direct bonding in orthodontics. Am J Orthod 1977; 71: 173-89.
3. O´Brien KD et al. A visible ligth-activated direct-bonding material: an vivo comparative study. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1989; 95: 348-51.
4. Sunna S, Rock WP. Clinical performance of orthodontic brackets and adhesive systems: a randomized clinical trial. Br J Orthod 1998; 25: 283-7.
5. Smith et al. A comparision of three brackets bases: An in vitro study. Britis J Orthod 1991; 18: 29-35.
6. MacColl GA y cols. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1998; 113: 276-81.
7. Sorel y cols. Comparison of bond strength between simple foil mesh and laser-structured base retention brackets. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2002; 122: 260-6.
