18-BIOMECANICA-DO-MOVIMENTO-DENTAL

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BIOMECANICA
.DO MOVIMENTO
DENTAL
FLÁVIO AUGUSTO COTRIM-FERREIRA
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 363
INTRODUÇÃO
Se, por um lado, o ortodontista deve estar aten-
to ao diagnóstico do caso clínico, determinando O
QUE FAZER para harmonizar a relação entre os
dentes, ossos, tecidos moles e funções musculares,
somente aquele profissional que conhece profun-
damente os processos de reações teciduais resul-
tantes da terapia, assim como os princípios mecâ-
nicos que regem a movimentação dental poderá
definir com precisão COMO FAZER
É a visão biomecânica do tratamento orto-
dôntico que propiciará o planejamento do me-
lhor sistema de forças a ser empregado, tanto
no sentido da forma de sua aplicação, como na
quantificação da carga, interpretando de que
modo ocorre a distribuição de pressões no liga-
mento periodontal.
As vantagens destes conhecimentos são evi-
dentes, brindando Q ortodontista e seus pacien-
tes com maior eficiência terapêutica, isto é, um
tratamento rápido e indolor, com mínimo dano
aos dentes e tecidos de suporte, mais econômi-
co, com poucos efeitos colaterais e, portanto, de
resultados mais agradáveis e duradouros.
Este capítulo será dividido em três partes.
Na primeira - Reações Teciduais Frente às For-
ças Ortodônticas - apresentaremos como ocor-
re a resposta do periodonto à carga produzida
pelo aparelho ortodôntico e também quais os
fatores que interferem nesta resposta. A segun-
da parte - Princípios Biomecânicos - elucida os
aspectos mecânicos da movimentação ortodôn-
tica, principalmente na definição do tipo de
movimento dental desejado. A terceira e última
parte - Propriedades Mecânicas dos Fios Orto-
dônticos - procura mostrar o papel da confor-
mação, dimensão, liga metálica constituinte,
assim como da secção transversal do arco, no
controle do tratamento.
PARTE I
REAÇÕES TECIDUAIS
FRENTE ÀS FORÇAS
ORTODÔNTICAS
Os dentes humanos estão ligados aos maxi-
lares por uma articulação diversa de todas en-
contradas no organismo, a articulação alveolo
dental. Esta junção é promovida pelo perio-
donto de inserção, representado por cemento,
ligamento periodontal e osso alveolar.
O cemento, provavelmente por não ser vas-
cularizado, é pouco modificado pelos estímulos
da função mastigatória ou por cargas de pres-
são e tensão. Isto faz com que seja a porção do
periodonto de inserção menos reativa às forças
decorrentes do tratamento ortodôntico.
Contudo, toda a atenção deve estar voltada
para os dois outros componentes: o ligamento
periodontal e o osso alveolar.
O ligamento periodontal ocupa o espaço de
cerca de 0,5 mm entre a parede do alvéolo e o
cemento, e é o responsável pela articulação den-
tal. É constituído principalmente por fibras colá-
genas inseridas de um lado no cemento radicu-
lar e do outro no osso alveolar, sendo entremea-
das por vasos sangüíneos, elementos celulares,
terminações nervosas e fluido intersticial.
Os vasos sangüíneos são responsáveis pela
nutrição do ligamento periodontal, assim
como servirão de via de acesso para as células
responsáveis pela remodelação do osso corti-
cal e ligamentos. As terminações nervosas ali
existentes transmitirão as sensações de pres-
são e a noção proprioceptiva. Já as fibras pe-
riodontais e o fluido intersticial formam, em
conjunto, um eficiente sistema amortizado r e
dissipador das forças fisiológicas aplicadas
por um breve intervalo de tempo, durante as
funções oclusais.
O terceiro e último componente do periodon-
to de inserção é o osso alveolar, que pode ser divi-
dido em duas partes: porção fasciculada (lâmina
dura), que reveste a superfície interna do alvéolo,
e porção lamelar (osso esponjoso). A porção fasci-
culada recebe, à semelhança do cemento, a inser-
ção das fibras periodontais (Fig. 18.1).
O periodonto de inserção exerce importan-
te papel na estabilização do dente durante os
esforços funcionais.
O processo ocorre da seguinte maneira:
quando a força é aplicada sobre o elemento
dental, este desloca-se no interior do espaço
alveolar, o que provoca o estiramento de algu-
mas fibras periodontais e a compressão de ou-
tras. Simultaneamente o fluido que preenche
os espaços entre as fibras também é comprimi-
do contra as paredes ósseas. Como sua drena-
gem para fora do alvéolo é lenta, o líquido
exerce uma resistência hidráulica ao movimen-
to dental. Fibras periodontais e fluido intersti-
cial agirão em conjunto, se contrapondo às car-
gas aplicadas sobre o dente, devolvendo-o à
posição original (Fig. 18.2).
Cabe ressaltar que o processo descrito ocor-
rerá sempre que o período de aplicação da for-
ça for de curta duração, não resultando assim
em movimento dental.
364 ORTODONTIA· DIAGNÓSTICO E PLANEJAMENTO CUNICO
18
Fig. /8. / - Aspectos histológicos da porção radicular de um dente
inserido em seu olvéolo. Na imagem A uma visão panorâmica, onde o
osso alveolar e o cemento estão corados em azul escuro, as fibras
periodontais em ozul c/aro e a dentino em vermelho. Em uma maior
aproximação B, o ligamento periodontal mostra-se como um emaranhado
de fibras colágenas (azul c/aro) e vasos sangüíneos. Na imagem C,
fibras do ligamento periodontal aparecem inserindo-se no cemento
radicular.
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 365
A B
V
c
Fig. /8.2 - Esquema i1ustrativodo papel do periodonto de inserção durante a atuação de cargas fisiológicas sobre o dente. Em A o dente se encontra
em repouso e as fibras periodontais apresentam tônus normal. Sob a ação de uma força de intrusão. que em geral dura menos de um segundo (8),
as fibras periodontais periféricas são distendidas, enquanto que as apicais são comprimidas. A ação e/6stica das fibras do ligamento somada à pressão
hidráulica gerada pelo ~uido intersticial devolvem o dente à posição inicial assim que a carga é retirada (C).
às regiões onde a simples pressão exerci da por
um vaso sangüíneo é capaz de reabsorver a
superfície do osso.
A movimentação ortodôntica somente é
possível graças a esta propriedade plástica do
osso, sendo porém muito mais complexa que a
mera remodelação pela presença do ligamento
periodontal.
Imaginemos a seqüência de eventos que de-
correm da aplicação de uma força ortodôntica
contínua e que produz o deslocamento hori-
zontal de um dente, como aquela ilustrada na
Fig. 18.3.
C
I -RESPOSTA ORTODÔNTICA IDEAL
Por paradoxal que pareça, o osso é o teci-
do mais plástico do organismo, adaptando-se
às forças funcionais que sobre ele se manifes-
tam. Sua reação é no sentido de depositar te-
cido ósseo nas áreas submetidas às forças de
tração e reabsorver tecido ósseo nas áreas
onde há pressão. Este fato é de fácil constata-
ção, bastando observar partes do esqueleto
onde há inserção de tendões (e portanto o
osso é tracionado pela musculatura) que apre-
sentam maior aposição óssea, contrapondo-se
A B D
Fig. /8.3 - Seqüência de eventos decorrentes de uma força ortodôntica (suave e contínua) aplicada sobre um dente. Na figura A, o dente está em
sua situação de repouso. No momento em que se inicia a força (8) o dente desloca-se no interior do alvéolo; entretanto este movimento é contido
pelos ligamentos periodontais (distendidos do lado esquerdo e comprimidos do lado direito).e pelo líquido intersticial. A carga é então transferido para
o osso alveolar gerando um efeito piezoelétrico.
Caso a força seja mantida, o dente aproxima-se ainda mais da parede alveolar, o que provoca um processo in~amatório periodontal (C).
As reações teciduais locais levarão à remodelação óssea do alvéolo e conseqüente migração dental (D).
366 ORTODONTIA· DIAGNÓSTICO EPLANEJAMENTO CLíNICO
A - PRIMEIRAS FRAÇÕES DE SEGUNDO
(FIG. 18.3B)
-A força tenta deslocar a raiz dental contra o
alvéolo, mas é impedida pelas fibras periodon-
tais e pelo efeito hidráulico do fluido intersticial.
Neste momento, a carga é transferida para o
osso alveolar, gerando neste osso o chamado
efeito piezoelétrico. A piezoeletricidade é um
fenômeno freqüente em materiais com consti-
tuição cristalina, tratando-se de um fluxo de elé-
trons que se desloca na grade espacial cristalinaquando esta sofre uma deformação. Este fluxo
cessa imediatamente, mesmo que a força seja
mantida, e novo efeito elétrico surgirá assim que
a carga for retirada. Este novo fluxo de elétrons
ocorrerá em sentido oposto ao primeiro. Alguns
autores supõem que o efeito piezoelétrico tem
influência nos processos de movimentação den-
tal, visto que campos elétricos alteram a permea-
bilidade da membrana celular.
B - DOS PRIMEIROS SEGUNDOS ATÉ O
2° DIA (FIG. 18.3C)
Devido à porosidade da cortical alveolar, o
fluido intersticial drena para os tecidos vizi-
nhos, deixando de exercer a pressão hidráulica
que promovia a contenção do deslocamento
radicular. Desta forma a raiz se aproxima ainda
mais da parede do alvéolo, distendendo os liga-
mentos periodontais do lado em que a força foi
aplicada e comprimindo aqueles do lado opos-
to. O sistema vascular, que ocupa 50% do espa-
ço periodontal, é comprimido, o que dificulta
o trânsito sangüíneo tanto do lado de tensão
como do lado de compressão.
A resposta tecidual assemelha-se ao processo
inflamatório, sendo deflagrada pela histamina
liberada pelos mastócitos da região agredida. A
histamina tem ação imediata sobre os vasos san-
güíneos, promovendo vasodilatação e abrindo
espaços entre as células endoteliais que consti-
tuem suas paredes, o que provoca um aumento
da permeabilidade. Esta primeira reação local é
conhecida como Resposta Imediata.
Algumas proteínas normalmente presen-
tes na circulação sangüínea são liberadas
para o interior dos tecidos periodontais. Es-
tas proteínas atuam na produção das cininas
(principalmente bradicinina), que irão subs-
tituir a histamina na manutenção do proces-
so inflamatório.
A agressão das membranas celulares induz à
formação de prostaglandinas, cuja ação será,
em conjunto com as cininas, preservar a vasodi-
latação e o aumento da permeabilidade vascu-
lar, agora com maior intensidade. A maior irri-
gação sanguínea possibilita um aumento da ati-
vidade metabólica celular, o que será de gran-
de importância nos processos modeladores que
se seguem.
Esta segunda fase é denominada Resposta
Tardia, cujo pico de atuação será 2 a 4 horas
após a aplicação da força ortodôntica, mas
permanecerá ativa enquanto se mantiver o
estímulo.
As alterações locais estimulam a saída de
monócitos do interior dos vasos sangüíneos.
A fusão dos monócitos resultará em células
multinucleadas conhecidas por osteoclastos e
responsáveis pela reabsorção da cortical al-
veolar, onde há compressão ligamentar. Já
naquela face onde há distensão dos ligamen-
tos, o estímulo ocorre no sentido que células
mesenquimais indiferenciadas se transfor-
mem em osteoblastos e fibroblastos, forma-
doras respectivamente de tecido ósseo e fi-
bras colágenas.
Clinicamente este período é caracterizado
por suave dor nos dentes submetidos à carga,
porém estes não se movimentam.
c -APÓS O 2° DIA (FIG. 18.3D)
Em torno de dois dias após a aplicação da
força, as modificações locais permitem que
os osteoclastos e os osteoblastos iniciem os
processos de remodelação óssea (Fig. 18.4),
com aposição no lado onde há tensão das fi-
bras periodontais e reabsorção na face óssea
comprimida pelos ligamentos. Lentamente o
alvéolo desloca-se no sentido de aplicação da
força, com conseqüente movimento ortodôn-
tico.
É desejável que neste período não haja con-
tinuidade do processo doloroso, o que denota
que a magnitude de força é correta para a mo-
vimentação daquele elemento dental.
2- FATORES QUE INTERFEREM
NA RESPOSTA ORTODÔNTICA
Por tratar-se de um processo bastante com-
plexo, que envolve tecidos distintos como osso,
fibras colágenas do ligamento periodontal e
vasos sangüíneos, a resposta do dente à força
ortodôntica será influenciada por diversos fato-
res, que enumeraremos a seguir.
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 367
Fig. /8.4 - O osteoclasto, originado da fusão de monócitos - corado em
vermelho -, é a célula responsável pela reabsorção do tecido ósseo -
corado em azul - (gentilmente cedido pelo prof Dr. Nelson Vil/a).
A -MAGNITUDE DA FORÇA
A seqüência de eventos descritos no ítem
anterior, que sucede à aplicação de uma carga
e leva à migração do dente juntamente com
seu alveólo, é fortemente influenciada pela
magnitude da força aplicada.
Para melhor compreensão, observemos o
gráfico da figura 18.5, no qual a taxa de movi-
mentação diária de um dente é avaliada de acor-
do com a magnitude da força sobre ele aplicada.
a- FORÇAS INÓCUAS
Esta faixa compreende forças cuja magnitu-
de é tão pequena que são incapazes de deflagrar
o efeito eletroquímico responsável pela movi-
mentação ortodôntica que no gráfico da Fig.
18.5 são representadas pelas forças de magnitu-
de zero até o ponto M (movimentação).
b- FORÇAS LEVES
Com forças de um determinado valor (M),
o processo de movimento dental é iniciado.
Taxa de movimento diário
(mmldia)
FO
Fig. /8.5 - Gráfico representativo da taxa de movimento diário, em
milímetros, relacionada à magnitude da força ortodôntica. Observa-se
que o dente desloco-se muito mais rapidamente quando submetido à
força de baixa intensidade (força ótima - FO) e que sob cargas muito
pesadas imobiliza-se (I) (Modificado de Storrey e Smith).
Como podemos observar no gráfico desenvol-
vido por Storry e Smith, neste ponto a taxa de
movimentação dental (em milímetros por dia)
é mínima. Entretanto, com o aumento da in-
tensidade da força, rapidamente se atinge o
ponto F.O. (força ótima), onde a carga orto-
dôntica produz o movimento dental mais efe-
tivo. Este ponto é conhecido por FORÇA ÓTI-
MA e pode ser definida como a força ideal
capaz de produzir movimento ortodôntico.
Burstone define força ótima como aquela que
proporciona uma movimentação dental rápi-
da, sem desconforto para o paciente e sem
dano tissular (perda óssea ou reabsorção radi-
cular). Assim, quando aplicamos uma força
ótima, a pressão sobre os ligamentos perio-
dontais preservará sua vitalidade em toda ex-
tensão e iniciará uma resposta celular de apo-
sição e reabsorção com máxima intensidade.
A força ótima provocará a reabsorção das
paredes alveolares ou reabsorção fron tal e será
a força ortodôntica mais fisiológica. A taxa de
movimentação dental em milímetros por dia
será a máxima possível.
Se prosseguirmos aumentando a carga so-
bre o dente, observaremos que em algumas
áreas do ligamento periodontal haverá concen-
tração de tensões, com pressionamento excessi-
vo dos tecidos periodontais.
Nestas regiões, em geral do lado de com-
pressão ligamentar, a circulação sangüínea se
368 ORTODONTIA • DIAGNÓSTICO EPLANEJAMENTO CLíNICO
tornará lenta ou quase nula, ocasionando a
degeneração ou necrose estéril das fibras pe-
riodontais. Este fenômeno é conhecido por
HIALINIZAÇÃO. As áreas hialinizadas atra-
sam a movimentação dental, visto que um teci-
do conjuntivo saudável é indispensável à re-
modelação óssea. Quanto maior o número de
áreas hialinizadas, mais lento será o movimen-
to ortodôntico, donde se conclui que, quanto
maior a força (e portanto mais distante da for-
ça ótima), menor será a velocidade de migra-
ção dental.
Como, em geral, não conseguimos manter o
patamar de força ótima durante toda a terapia
ortodôntica e, portanto, mesmo aquele movi-
mento executado cuidadosamente provocará
pequenas áreas de necrose, podemos concor-
dar com Ten Cate que afirma ser o movimento
ortodôntico um processo patológico em que o
tecido se recupera.
c- FORÇAS PESADAS
Denominamos forças pesadas aquelas que
produzem grande quantidade de áreas de
hialinização na face de compressão do ligamen-
to periodontal. Não haverá, portanto, reabsor-
ção frontal da lâmina dura do alvéolo, e o den-
te se manterá imóvel por um longo período de
tempo. (Ponto I - imobilidade - no gráfico da
Fig. 18.5)
Em uma avaliação histológica observa-se a
necrose estéril do tecido periodontal na maior
Hialinização
Fig./8.6 - Dente submetido à carga ortodôntica excessiva. A pressão
sobre os vasos do ligamento periodontal gera estase do fluxo sanguíneo
e conseqüente anoxia celular. A remodelação frontal do alvéoloé
impedida, mas ocorrerá reabsorção minante ou reabsorção óssea à
distância.
parte da face de compressão ligamentar asso-
ciada à oclusão dos vasos, falta de suprimento
sangüíneo e anoxia (falta de oxigênio) das cé-
lulas cqnjuntivas. A pressão excessiva na su-
perfície da cortical do alvéolo dissipa-se para o
interior do osso basal, de forma similar às on-
dulações formadas por uma pedra atirada em
um lago. Assim, em alguma região, distante da
parede do alvéolo, o gradiente de força capaz
de produzir estímulos químicos e elétricos re-
ponsáveis pela reabsorção óssea é atingido e o
tecido começa a ser retirado. Esse processo é
conhecido por REABSORÇÃO MINANTE ou
reabsorção óssea à distância (Fig. 18.6).
Caso a força seja mantida por alguns
dias, a área de osso reabsorvido cresce pro-
gressivamente atingindo a cortical alveolar,
até que esta também seja retirada. Neste
momento o dente desloca-se subitamente
para a nova posição, após vários dias de es-
tagnação (Fig.' 18.7).
Clinicamente podemos afirmar que as for-
ças pesadas são mais patológicas que as suaves,
ocasionando os seguintes distúrbios:
• Dor. ao contrário das forças leves, que no
momento da aplicação não provocam dor e le-
vam o paciente apenas a um ligeiro desconfor-
to para mastigar durante 2 ou 3 dias, as forças
pesadas podem ser muito doloridas. Nestes ca-
sos a sensibilidade é maior, com dificuldade
para a alimentação e persistência da sintomato-
logia por vários dias.
Movimento Dental (mm)
2,0
1,0
7
Tempo (dias)
14 21
Fig. 18.7- Gráfico i1ustrativo da diferença do padrão de deslocamento
dental frente às forças leves e forças pesadas. No primeiro caso (linha
vermelha) o dente movimenta-se gradualmente em resposta à
reabsorção óssea frontal do alvéolo. No caso das forças pesadas (linha
amarela), omovimento ocorre bruscamente após um longo período de
estagnação. O "salto" se dá quando, após a reabsorção minante do
tecido ósseo esponjoso por vários dias, atinge-se a cortical alveolar
(Segundo Proffit).
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 369
• Mobilidade dental: pelo fato de que as for-
ças pesadas induzem à movimentação repenti-
na do dente após vários dias de imobilidade,
osteoblastos e fibroblastos do lado de tensão
não conseguem produzir tecido em tempo há-
bil. O resultado é uma maior dimensão do al-
véolo em relação ao tamanho original, permi-
tindo grande mobilidade dental.
Esta ocorrência deve ser evitada pelo ortodon-
tista que, de forma ideal, deve buscar a harmonia
entre os processos de degradação e reparação.
• Reações pulPares: a literatura mostra inúme-
ras alterações pulpares em dentes que sofreram
movimentação ortodôntica, Entre os achados
mais freqüentes estão os distúrbios circulatórios
(congestão ou dilatação de vasos sangüíneos), in-
flamação pulpar, atrofia de alguns grupos celula-
res e até mesmo calcificações pulpares.
A maioria destas alterações é reversível ou de
pouca implicação clínica. Seu efeito deletéreo
parece ser tanto maior quanto mais pesadas e
contínuas as forças ortodônticas, podendo che-
gar, inclusive, à hemorragia ou morte pulpar.
• Alterações radiculares: a movimentação dental
implica um processo contínuo de degradação e
regeneração do periodonto de sustentação. As-
sim como a lâmina dura do alvéolo e as fibras do
ligamento periodontal são destruídas e depois
reconstruídas, o cemento radicular, e até mesmo
parte da dentina, também são remodeladas.
O quadro-mais freqüentemente observado é
a perda de parte do ápice radicular, como re-
sultado da movimentação dental. Kennedy afir-
ma que esta reabsorção apical estaria em torno
de 1 a 2 mm, o que representaria 6 a 9 % da
área radicular. A redução do comprimento ra-
dicular é mais evidente nos dentes com ápice
afilado, assim como na região de incisivos supe-
riores, e se torna alarmante quando do uso de
forças de intrusão, contínuas ou por longo pe-
ríodo (Fig. 18.8).
• Alterações na crista óssea alveolar: experi-
mentos desenvolvidos com a instalação de
força ortodôntica em dentes de animais de-
monstram que há uma inflamação periodon-
tal e gengival no local de aplicação da carga.
O trauma surge logo nas primeiras horas e se
caracteriza por ulcerações no epitélio gengi-
vai, ruptura nas fibras periodontais, infiltra-
ção leucocitária e presença de eritrócitos ex-
travasculares. O resultado é que após um lon-
go período de terapia ortodôntica haverá
perda óssea na crista alveolar, que em geral
está abaixo de 0,5 mm.
Apesar de representarem um risco aos teci-
dos periodontais, as forças pesadas podem ser
usadas por profissionais criteriosos. Sua aplica-
ção produz o fenômeno da hialinização, decor-
rente da sobrecarga, servindo como ancoragem
do elemento dental. Podemos citar como exem-
plo a disjunção palatal, onde uma enorme pres-
são é aplicada sobre molares e premolares supe-
riores, provocando sua hialinização e conse-
qüente fixação à maxila. A força resultará na
abertura da sutura palatina mediana, com afasta-
mento dos ossos maxilares direito e esquerdo
(Fig. 18.9).
Podemos resumir os efeitos provocados no
organismo pelas forças leves e pesadas na tabe-
la abaixo:
FORÇAS LEVES FORÇAS PESADAS
Tipo de reabsorção Frontal Minante ou à
(na parede do alvéolo) distância
Alterações teciduais Predominantemente Predominantemente
fisiológicas patológicas
Tipo de movimento
dental Contínuo Aos "saltos"
Reflexo nas suturas Grande, podendo provocar
ósseas Pequeno movimento ortopédico
Sensação presente nos primeiros Grande (se as forças
dolorosa 2 ou 3 dias forem contínuas e de longa duração)
370 ORTODONTIA' DIAGNÓSTICO EPLANEJAMENTO CLÍNICO
18.8A
18.8C
1
1
fig./B.B - Radiografias de paciente submetido às forças ortodônticas inadequadas, o que resultou em perda óssea periodontal e reabsorção radicular
severa, principalmente em incisivos e premolares.
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 371
.9A
.9C
.9D
18.9B
18.9E
Fig. 18.9- O aparelho de disjunção palatina (A e B) se vale de forças
contínuas de alta intensidade para provocar a necrose estéril dos tecidos
periodontais (hialinização). Com isto os dentes não se movem (C) e a
força provoca a abertura da sutura palatina mediana, auxiliando no
ajuste ósseo em casos de maxila atrésica (D e E).
tínua, produzindo reabsorção óssea frontal e
migração dental rápida e indolor. Em contras-
te, as forças pesadas utilizadas de forma conti-
nuada não facultam aos tecidos periodontal e
pulpar .um adequado suprimento sangüíneo.
Seu uso leva a danos teciduais irreversíveis e
portanto deve ser evitado (Fig. 18;10).
372 ORTODONTIA· DIAGNÓSTICO EPLANEJAMENTO CLíNICO
B - RITMO DE APLICAÇÃO DA FORÇA
o regime de aplicação da força ortodôntica
também influencia a movimentação dental, po-
dendo distinguir seu rítmo em duas categorias
básicas:
a - FORÇAS CONTÍ UAS: São forças caracterís-
ticas dos aparelhos fixos. Surge no momento em
que o dispositivo aplicador de força é instalado e
sua atuação persiste por vários dias de forma
continuada. Em geral, devido à migração dental,
a intensidade da força tende a decrescer, caben-
do ao ortodontista reativar a aparatologia perio-
dicamente no sentido de manter o patamar de-
sejado.
Se a força contínua decai rapidamente após
a ativação, dizemos ter duração curta, enquan-
to se seu valor for mais estável (chegando a
consulta seguinte ainda ativa) a denominamos
duração longa.
O aparelho ortodôntico mais eficiente é
aquele que aplica força ótima de maneira con-
:••..1r:~
"." ....
.; }"b:
c:''
Força
(g)
A
B
Tempo (h)
Fig. /8./ o - Gráftco representativo da relação entre a força ortodôntica
contínua e o tempo. Observar que após a ativação do aparelho iixo, as
forças decaem em função do deslocamento dental. Se a queda da
intensidade de força é suave, denominamos forças contínuas de longa
duração (A). Quando a queda é abrupta, nos referimos à força como
contínua de curta duração (B).
c -CONDIÇÕES ANATÔMICAS
Além da magnitude e do ritmo, que são
fatores diretamente relacionados à força, algu-
mas condições anatõmicas locais também são
de importanteobservação quando do planeja-
mento mecânico:
a - VOLUME RADICULAR: a partir de ex-
perimentos com dentes de cães, Schwarz con-
b - FORÇAS I TERMITENTES: São forças
que, por serem aplicadas por aparelhos remo-
víveis, tem sua intensidade variando entre o
valor desejado e ausência total de pressão. Um
exemplo típico é o aparelho extrabucal de uso
noturno, onde o paciente utiliza por 12 horas,
sendo que as 12 horas restantes são passadas
sem qualquer força ortodôntica.
Testes casos, o ligamento periodontal sofre
estresse por apenas parte do dia, dispondo de
muitas horas para sua regeneração. Isto permi-
te que o ortodontista possa empregar, de for-
ma intermitente, tanto forças leves quanto for-
ças pesadas, sem produzir lesões teciduais defi-
nitivas (Fig. 18.11).
Força
(g)
---
---
Tempo (h)
Fig. 18.// - Gráftco representativo da relação entre a força ortodôntica
intermitente e o tempo. São aplicadas por aparelhos removíveis e sua
intensidade varia entre o valor desejado e a ausência de pressão.
cluiu que o movimento ortodôntico mais
eficiente ocorria quando se produzia no perio-
donto pressão pouco superior à pressão capi-
lar, isto é, 25g por cm2 de raiz.
Podemos então deduzir que quanto maior
o volume de raiz de um dente, maior deverá
ser a magnitude da força aplicada. O fato se
torna relevante quando nos propomos a movi-
mentar um dente com reduzida área radicular
e, portanto, a pressão sobre o periodonto po-
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 373
derá levar mais facilmente à necrose estéril ou
hialinização.
b - IMPLANTAÇÃO ÓSSEA: o mesmo
fato se manifesta nos dentes que, apesar de vo-
lume radicular normal, apresentam perda ós-
sea periodontal. Nestes casos, a reabsorção da
crista óssea alveolar fez com que o volume im-
plantado de raiz fosse reduzido, recomendan-
do-se cuidados especiais para a movimentação
ortodôntica deste dente.
c - IDADE DO PACIENTE: há, no paciente
de pouca idade, uma proliferação maior do li-
gamento periodontal, com grande quantidade
de elementos celulares e feixes de fibras mais
delgados e flexíveis, em contraste com o qua-
dro apresentado nos mais velhos.
O jovem apresenta também um menor tem-
po de reação tecidual à carga ortodôntica (em
torno de 2 a 3 dias), em contraposição aos 8 a
10 dias necessários para a proliferação celular
do adulto, tornando mais lento seu tratamento
ortodôntico.
d - COMPLEIÇÃO ÓSSEA: os pacientes
com compleição óssea mais robusta, espaços
medulares reduzidos e corticais mais densas
apresentam maior tedência à hialinização, e
como conseqüência, uma dificuldade maior
em se produzir movimentos dentais. Em ge-
ral estes indivíduos possuem também a mus-
culatura mastigadora mais potente, com mai-
or pressão vertical sobre os dentes, o que
atrasa a migração ortodôntica. Diferenças na
estrutura óssea da maxila e da mandíbula
também interferem na mecânica ortodôntica,
tornando os deslocamentos dos dentes
inferiores mais difíceis.
D - CONDIÇÕES METABÓLICAS
a - FATORES HORMONAIS: O aumento
nos níveis do paratormônio, produzido pela pa-
ratireóide (hiperparatireoidismo), induz a um
aumento do número de osteoclastos com con-
seqüente estímulo à reabsorção óssea. Já a cal-
citonina, produzida pela tireóide, inibe a ativi-
dade osteoclástica com diminuição da reabsor-
ção óssea.
Os hormônios de crescimento, quando em
excesso, provocam na criança o gigantismo
(aumento do crescimento dos ossos longos) e
no adulto a acromegalia (aumento da espessu-
ra dos ossos), em um claro estímulo à aposição
óssea.
Da mesma forma, os hormônios sexuais
(testosterona ou estrógeno), quando em ex-
cesso, tem efeito sobre as alterações no tecido
ósseo. Storey, em 1954, relata arritimia na
movimentação dental relacionada às fases do
ciclo mestrual de meninas, o que reforça esta
tese.
b - FATORES NUTRICIONAIS: A falta de
proteínas na dieta leva à deficiência de ami-
noácidos necessários à sintese do colágeno pre-
sentes no osso e nas fibras periodontais.
A carência de cálcio poderá provocar, na
criança, raquitismo (matriz ossea não se cal-
cifica normalmente) e, no adulto a osteoma-
lácia ou osteoporose, com descalcificação
parcial da matriz óssea e sua conseqüente fra-
gilização.
c - FATORES VITAMÍNICOS: A vitamina A
está intimamente relacionada à distribuição e
atividade dos osteoclastos e osteoblastos, in-
fluindo no equilíbrio entre aposição e reabsor-
ção óssea.
A vitamina C interfere na síntese do coláge-
no, podendo levar à diminuição da deposição
óssea quando de sua carência.
Por fim, a vitamina D, que promove a absor-
ção de cálcio a nível intestinal, quando defi-
ciente, levará aos mesmos resultados que a falta
de cálcio.
Da avaliação dos inúmeros fatores que
afetam a resposta biológica dos dentes às
forças ortodônticas, deduz-se a complexida-
de do estudo destas reações. Em primeiro
lugar, por serem manifestações teciduais
que ocorrem em regiões internas de seres
humanos vivos, com evidentes empecilhos à
observação histológica. Outro fator é a enor-
me variação individual frente à aparatologia
ortodôntica, seja por condições anatômicas
e metabólicas diversas, como pela dificulda-
de de quantificar a exata magnitude e ritmo
das cargas aplicadas.
O ortodontista que visa o sucesso da terapia
deverá se basear em sólido conhecimento da
anatomia e histologia local; respeitar as condi-
ções individuais de cada paciente e finalmente
estar alerta aos sinais como dor e mobilidade
dental, sinais estes que apontam para a perda
de controle da mecânica.
374 ORTODONTIA· DIAGNÓSTICO E PLANEJAMENTO CLíNICO
PARTE 11
PRINCíPIOS BIOMECÂNICOS
o sistema de força empregado nos aparelhos
ortodônticos deve respeitar alguns fundamentos
mecânicos, válidos para o movimento de todos
os corpos do universo. Estes fundamentos foram
enunciados por Newton (1642 - 1727) a partir
da observação de fenômenos da natureza e fo-
ram denominados Leis da Dinâmica.
A primeira lei afirma que os corpos tendem
a se manter imóveis ou em movimento retilí-
neo uniforme, se não houver uma força agindo
sobre eles. Em ortodontia, podemos afirmar
que os dentes tendem a permanecer em repou-
so, a menos que sobre eles incida uma força.
A segunda lei de Newton postula que o deslo-
camento de um corpo ocorre no sentido da força
aplicada e que é proporcional a ela e inversamen-
te proporcional à massa do corpo. Adaptada à
ortodontia, podemos afirmar que o dente se mo-
vimenta no sentido da força sobre ele aplicada e,
quanto maior o volume radicular do elemento
dental, maior deverá ser a força utilizada para
produzir sua movimentação fisiológica.
A terceira e mais conhecida lei da dinâmica
dos corpos, observa que para toda ação existe
uma reação equivalente em sentido oposto. Na
prática clínica esta talvez seja a característica
que inspire mais cuidado, pois mostra que cor-
respondendo a toda ação ortodôntica existe
um efeito colateral.
I -CONCEITOS BÁSICOS
Por empregar uma série de termos não utili-
zados no dia a dia do ortodontista, apresentare-
mos cada um, juntamente com sua definição e
aplicabilidade clínica.
A- FORÇA
A força pode ser definida como a ação de
um corpo sobre o outro, em nosso caso, a ação
de um dispositivo mecânico (fio, mola, elástico,
etc.) sobre dentes ou ossos faciais.
Diferentemente de outras grandezas, como
o peso, a distância e a temperatura, que são
medidas em escalas e, portanto conhecidas
como grandezas escalares, a força é classificada
como uma grandeza vetorial, tendo sua repre-
sentação feita por vetores.
O vetor é definido graficamente por uma seta
(Fig. 18.12), na qual o corpo indica a direção da
força (vestibulolingual, mesiodistal, ete.) , assim
como sua linha de ação, isto é, por onde a força
se prolonga. O sentido da força (de vestibular
para lingual, de mesial para distal, de distal para
mesial, ete.) é definido pela cabeça da seta. Ele
também nos mostra a magnitude da força, que é
proporcional ao comprimento do corpo da seta,
e o ponto de aplicação da força, que é indicado
pela origem ou cauda da seta (Fig. 18.12).
Ponto de
aplicaçãor--------~Direção I
I
Sentido
MAGNITUDE
Fig. /8. /2 - O vetar é a maneira de se representar graficamente uma
força. A direção da força é definida pelo corpo do vetar; seu sentido pela
cabeça da seta; o ponto de aplicação da força é determinado pela
origem do vetar e sua magnitude pelo comprimento do corpo da seta.
A unidade de mensuração da força é o
ewton (massa X aceleração), mas, de forma
usual, empregamos o Grama (g).
Nem sempre trabalhamos ortodôntica-
mente com uma força única, somando fre-
qüentemente dois ou mais elementos. Nestes
casos podemos utilizar a Lei dos Paralelogra-
mos, de modo a determinar a resultante de
duas forças aplicadas sobre o mesmo ponto.
A Fig. 18.13 mostra um incisivo central supe-
rior submetido simultaneamente à força de
retração e à ação de um elástico intermaxilar.
Retração
Fig. /8./3 - A lei do paraleogramo é utilizada para encontrar o vetor
resultante de duas forças ortodônticas aplicadas simultaneamente
sobre um incisivo (força de retração + força de um elástico intermaxilar
de Classe li).
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL
As duas forças formarão os lados do paralelo-
gramo, e a diagonal representará a resultante
das forças aplicadas. -
Caso desejemos encontrar a resultante de
três ou mais forças, sucessivos paralelogramos
serão construídos até a obtenção de um só ve-
tor. É importante realçar que esta regra só é
válida quando as diversas forças são aplicadas
sobre o mesmo ponto.
Caso o ponto de aplicação das forças não
seja o mesmo, nos guiamos pelo princípio de
transmissibilidade em corpos rígidos, que afir-
ma que o efeito da força aplicada sobre um
corpo rígido independe do seu ponto de apli-
cação, desde que esteja sobre a sua linha de
ação (corpo do vetor).
Como o dente e o osso podem ser conside-
rados corpos rígidos - não se deformam sob a
ação da carga aplicada - podemos empregar
este princípio para a maioria das análises veto-
riais ortodônticas, deslocando o vetor sobre sua
linha de ação.
Os paralelogramos permitem também de-
compor uma força em seus componentes verti-
cal e horizontal. Este recurso é de grande utili-
dade para a definição de quanto há de tendên-
cia à distalização e quanto há de tendência à
extrusão em uma força oblíqua.
A Fig. 18.14 mostra a decomposição de uma
força aplicada por um aparelho extrabucal tipo
KIoehn em um primeiro molar superior, reve-
lando os componentes de extrusão e de distali-
zação.
B - CORPO
Todo corpo tem um ponto conhecido
como Centro de Massa. Este ponto, como diz
o próprio nome, é o ponto central da massa
deste objeto, quando livre de qualquer influ-
Distalização
Extrusão
Fig. /8./4 - Podemos decompor uma (orça, como aquela produzida
por um aparelho extra bucal do tipo Kloehn, em seus componentes
vertical e horizontal. Isto permite detectar o quanto há de (orça de
distalização e quanto há de extrusão.
ência (por exemplo se estivesse livre da ação
da gravidade).
Pordefinicão, sempre que a linha de ação de
uma força passar pelo centro de massa de um
corpo livre no espaço, este corpo sofrerá transla-
ção. Um exemplo disto seria uma bola chutada
exatamente em seu centro (Fig. 18.15). A bola
sofreria t:ranslação, movendo-se em linha reta
sobre a linha de ação da força.
1IID8t--D•.
Fig. 18. /5 - A translação é obtida sempre que a linha de ação de uma
(orça "F" (corpo do vetar) passa sobre o Centro de Resistência de um
corpo. Na ilustração, uma bola é chutada exatamente em seu centro,
o que resulta em um deslocamento reti!íneo (D).
Quando o corpo a ser movido, no caso o den-
te, não está livre no espaço e sim rigidamente
fixado em sua porção radicular pelo periodonto,
um ponto correspondente ao centro de massa é
utilizado: O Centro de Resistência. De forma aná-
loga ao centro de massa, podemos afirmar que a
força cuja linha de ação passar sobre o centro de
resistência resultará em translação do dente.
Com o auxílio de imagens holográgficas ge-
radas por raio laser, Burstone e Pryputniewicz
afirmam que nos dentes unirradiculares o cen-
tro de resistência (CR) encontra-se entre o ter-
ço oclusal e o terço médio da raiz, enquanto
nos dentes multirradiculares o CR estaria 1 a 2
mm apicalmente à furca (Fig. 18.16).
C-MOMENTO
Como vimos anteriormente, sempre que a
linha de ação de uma força passar sobre o CR
de um corpo, este sofrerá movimento paralelo,
ou translação.
Fig. /8. 16 - Localização do Centro de Resistência em dentes
unirradiculares - entre o terço oe/usal e o terço médio da raiz - e em
dentes multirradiculares - I a 2 mm apicalmente à (urca.
375
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;:~i- .-.:........=-;
.._~
-. -.:"
376 ORTODONTIA· DIAGNÓSTICO E PLANEJAMENTO CLíNICO
Entretanto, em muitas situações, a linha de
ação da força passa distante do centro de resis-
tência. Um exemplo deste fato seria um chute
no qual a ponta da chuteira incidisse no canto
da bola, conseqüentemente distante do CR
(Fig. 18.17). Seria então gerada uma tendência
de rotação (popularmente conhecida como
"efeito"), o que faria com que seu movimento
fosse uma combinação de translação e rotação.
Esta tendência de rotação é denominada tecni-
camente de Momento.
Fig. 18.1 7 - Quando a linha de ação da força passa distante do centro
de resitência, gera-se uma tendência de rotação no corpo, denominada
Momento (M). O corpo desloca-se com uma combinação de rotação e
translação (O).
Podemos então afirmar que, sempre que a
linha de ação de uma força passar distante do
centro de resistencia, será gerada uma tendên-
cia de rotação do corpo (ou momento). A mag-
nitude do momento de rotação é tanto maior
quanto maior for a intensidade da força e
quanto mais distante do CR passar a linha de
ação da força.
Esta afirmação pode ser representada pela
equação:
/--./'
/
I
I
I
I
\
\
\
"' •... -~--""""----l
/
/'
I
I
I
I
I
\
\
\ -,,....•
c
M=FXd
onde M = Momento
F = Magnitude da força aplicada
d ~ Distância perpendicular entre a li-
nha de ação da força e o CR.
A unidade para a grandeza Momento é g-
mm (grama - milímetro) e sua represen tação
gráfica é feita por uma seta curva que, em
diagramas bidimensionais, pode ser desenha-
da no sentido horário ou no sentido anti-ho-
rário. Definiremos se o momento é em um
sentido ou no outro prolongando o vetor da
força em torno do CR. Momentos de maior
magnitude terão setas curvas com raio maior
(Fig. 18.18).
Dois ou mais momentos podem ser soma-
dos ou subtraídos para se obter um único mo-
mento resultante, seja ele horário ou anti-horá-
rio. A Fig. 18.19 mostra forças com diferentes
magnitudes e direções, assim como os momen-
tos resultantes (Fig. 18.19).
D - BINÁRIO
Tendências de rotação também podem ser
obtidas quando se aplica, sobre um corpo, um
binário. Definimos binário como duas forças
paralelas (não coincidentes), de igual magnitu-
de e sentido oposto. Este é o único sistema de
forças capaz de produzir a rotação pura de um
corpo, entendendo-a como a rotação do corpo
em torno de seu CR.
A Fig. 18.20A mostra forças paralelas de
igual magnitude e sentido oposto sendo aplica-
das sobre um corpo. Cada uma das forças gera
/---\:--:~~( C
I
I
I
I
\
\
\
"<, •..._-.
Fig.18.IS - A representação gráfica do momento é uma seta curva, que pode ser desenhada no sentido horário ou anti-horário. Para a definição do
sentido, prolonga-se (com a linha pontilhada) o vetor da força em torno do centro de resistência.
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 377
A B
c
500g/mm 500g/mm
c
c
500g/mm 1000g/mm
Fig. /8./9 - As figuras A e B mostram forças com igual magnitude e com igual distância "d". Porém, pelo fato de apresentarem direções diferentes
gerarão momentos com sentidos opostos (anti·horário em A e horário em B). Ao compararmos as figuras B e C notamos que, opesor de C ter sofrido
metade da força sofrida por B, pelo fato de apresentar a distância "d" dobrada, o valor do momento é idêntico. Finalmente, se compararmos C e
D que apresentam o mesmo valor "d", mas forças com magnitude distinta (50g para C e IOOg para D), notaremos que a magnitude do momento
é o dobro do observado em C.
um momento de 1000g-mm, quese somam for-
mando um binário de 2000 g-mm no sentido
horário. Em Ortodontia, esta situação seria
comparável ao profissional empurrar o ápice
radicular com um dedo, enquanto puxa a bor-
da incisal com outro dedo.
A situação apresentada na Fig. 18.20B in-
dica que mesmo quando as forças compo-
nentes do binário forem deslocadas para ou-
tra região do corpo, seu efeito continuará
sendo de uma rotação pura no sentido horá-
rio. Este fato permite que, nos aparelhos or-
todônticos fixos, produzam-se binários na
coroa dental, cujo resultado seja uma rota-
ção em torno do CR. Em outras palavras,
graças ao aparelho fixo, o ortodontista tem
um "ponto de apoio" para girar o dente no
sentido vestibulolingual.
a Fig. 18.21 evidenciam-se duas maneiras
de se produzir um binário com aparelhos orto-
dônticos. No caso A o binário se dará no plano
oclusal, através do uso de dois alastics: um traci-
onando a face vestibular de um premolar para
distal e o outro tracionando a face lingual para
mesial. O movimento resultante será uma rota-
ção em torno do CR do dente. No exemplo B,
vemos o binário no plano sagital sendo realiza-
do por um fio retangular de um aparelho fixo
no interior do canal de encaixe do braquete.
Este binário é transmitido ao dente, geran-
do nele uma tendência de rotação. O binário
vestibulolingual produzido no interior do bra-
quete por um fio retangular é denominado
TORQUE. O torque será, como veremos a se-
guir, imprescidível para a realização de alguns
tipos de movimentos, pois dará ao profissional
a sensação de estar trabalhando com "dois de-
dos" sobre o dente.
E - FULCRO
Como havíamos mencionado na Fig. 18.17,
o "chute com efeito" - força que, por ter sua
linha de ação distante do CR, gera um momen-
to - provoca uma combinação de translação e
rotação.
Pode-se observar na Fig. 18.22 o resultado
da força F sobre o incisivo central superior,
gerando a retração e inclinação para lingual
do elemento dental. Se traçarmos linhas cor-
respondentes ao longo eixo do dente na si-
tuação original e na sua posição após a movi-
mentação, teremos um ponto onde as linhas
se cruzarão. Este ponto é denominado FUL-
CRO e representa o centro de rotação do
movimento dental. O fulcro pode, como ve-
remos a seguir, ser controlado pelo ortodon-
tista, e é ele que define o tipo do movimento
dental.
378 ORTODONTIA • DIAGNÓSTICO EPLANEJAMENTO CLÍNICO
A
100g_____~º~_~ J
I
I ~
r---1Õ~~-----
100g
1000g/mm
o
1000g/mm
B
100g
_____ ~Qf!1~ J
I
o
--5~~--t
100g
,----- 500g/mm "r----,
o
500g/mm
Fig. /8.20 - A ilustração apresenta dois tipos de binário sendo aplicados em um mesmo corpo. No caso A, as (orças estão eqüidistantes do CR, o que
gera dois momentos horários de 1000 glmm. Os momentos se somam, criando uma grande tendência de rotação de 2000 glmm. O exemplo B mostra
que, ao se deslocar o binário para uma das extremidades do corpo, perde-se eftciência, mas, ainda assim, haverá uma rotação pura em torno do CR.
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 379
18.21B
Fig. /8.2/ - Os binários são freqüentemente utilizados na clínica ortodôntica. Na figura A ele se dá pela ação de dois alastics que tracionam um
segundo premolar com forças paralelas de igual magnitude, mas com pontos de aplicação distintos e sentido oposto. O exemplo B mostra outra forma
de se produzir um binário. Um fio retangular torqueado (torcido) é colocado de forma justa no interior do canal de encaixe de um braquete. A torção
do fio faz com que ele pressione simultaneamente a porção anterosuperior e posteroinferior do braquete, gerando um binário no sentido sagital. O
correto uso desta modalidade de binário (torque) será essencial na escolha do tipo de movimento dental.
2 - TIPOS DE MOVIMENTO DENTAL
Controlando a localização do fulcro, a par-
tir da correta utilização das forças, momentos e
binários, o ortodontista pode definir o tipo de
movimento dental a ser realizado.
Para maior clareza, dividiremos os movi-
mentos ortodônticos em quatro tipos:
A - INCLINAÇÃO DESCONTROLADA
É o tipo de movimento dental mais facil-
mente obtido pelo profissional. Também pode
ser denominado movimento pendular e origi-
na-se da somatória da ação de uma força sim-
ples ("um só dedo" na coroa dental) aplicada
distante do CR, e do momento de rotação re-
sultante desta força. Neste caso, o fulcro se lo-
caliza bastante próximo do centro de resistên-
Fig. /8.22 - O fulcro do movimento é definido no cruzamento do longo
eixo do dente antes e depois de seu deslocamento.
cia (segundo Stephens, ligeiramente mais para
apical que oCR).
A inclinação descontrolada ocorre sempre
que uma força simples (sem torque) é aplicada
na coroa de um dente. Podemos citar como
exemplos clínicos as diversas molas de apare-
lhos removíveis (molas recuperadoras de espa-
ço, redutoras de diastemas, verticalizadoras de
canino, molas digitais para vestibularização,
ete.). Também produzem movimento pendular
os aparelhos expansores e planos inclinados; o
arco vestibular da placa de Hawley, quando uti-
lizado na lingualização de dentes anteriores,
assim como os aparelhos fixos com fios redon-
dos, na realização de movimentos vestibulolin-
guais (Fig. 18.23A)
A reabsorção óssea se dará do mesmo lado
que a força, na região alveolar situada apical-
mente ao fulcro, e do lado oposto à aplicação
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 379
.21A 18.21B
Fig. /8.2/ - Os binários são freqüentemente utilizados na clínica ortodôntica. Na figura A, ele se dá pelo ação de dois oiastics que tracionam um
segundo premolar com forças paralelas de igual magnitude, mas com pontos de aplicação distintos e sentido oposto. O exemplo B mostra outra forma
de se produzir um binário. Um fio retangular torqueado (torcido) é colocado de forma justa no interior do canal de encaixe de um braquete. A torção
do fio faz com que ele pressione simultaneamente a porção anterosuperior e posteroinferior do braquete, gerando um binário no sentido sagital. O
correto uso desta modalidade de binário (torque) será essencial na escolha do tipo de movimento dental.
2 - TIPOS DE MOVIMENTO DENTAL
Controlando a localização do fulcro, a par-
tir da correta utilização das forças, momentos e
binários, o ortodontista pode definir o tipo de
movimento dental a ser realizado.
Para maior clareza, dividiremos os movi-
mentos ortodônticos em quatro tipos:
A - INCLINAÇÃO DESCONTROLADA
É o tipo de movimento dental mais facil-
mente obtido pelo profissional. Também pode
ser denominado movimento pendular e origi-
na-se da somatória da ação de uma força sim-
ples ("um só dedo" na coroa dental) aplicada
distante do CR, e do momento de rotação re-
sultante desta força. Neste caso, o fulcro se lo-
caliza bastante próximo do centro de resistên-
Fig. 18.22 - O fulcro do movimento é definido no cruzamento do longo
eixo do dente antes e depois de seu deslocamento.
cia (segundo Stephens, ligeiramente mais para
apical que oCR).
A inclinação descontrolada ocorre sempre
que uma força simples (sem torque) é aplicada
na coroa de um dente. Podemos citar como
exemplos clínicos as diversas molas de apare-
lhos removíveis (molas recuperadoras de espa-
ço, redutoras de diastemas, verticalizadoras de
canino, molas digitais para vestibularização,
etc.). Também produzem movimento pendular
os aparelhos expansores e planos inclinados; o
arco vestibular da placa de Hawley, quando uti-
lizado na lingualização de dentes anteriores,
assim como os aparelhos fixos com fios redon-
dos, na realização de movimentos vestibulolin-
guais (Fig. 18.23A)
A reabsorção óssea se dará do mesmo lado
que a força, na região alveolar situada apical-
mente ao fulcro, e do lado oposto à aplicação
380 ORTODONTIA· DIAGNÓSTICO EPLANEJAMENTO CLÍNICO
Fig. /8.23A·A inclinação descontrolada é o tiPo de movimento dental
realizado pelos aparelhos removíveis (em todas as situações) ou pelos
aparelhos fixos com fios redondos (em deslocamentos no sentido
vestibulolingual). Neste caso o dente tem o fulcro próximo ao centro de
resistência, o que faz com que o ápice radicuar movimente-se para olado oposto ao deslocamento da coroa. Na figura acima, uma força
simples (sem torque) levou a coroa do incisivo para lingual, enquanto
o ápice migrou para vestibular.
da carga ortodôntica, na porção alveolar volta-
da para oclusal (Fig. 18.23 B).
Este fato merece especial atenção do orto-
dontista, principalmente na área de incisivos,
onde o movimento no sentido vestibulolingual
poderá jogar o ápice radicular contra a cortical
FULCRO PRÓXIMO AO CR.
TORQUE PRÓXIMO DE ZERO
FORÇA INDEPENDE DE SUA
MAGNITUDE
TIPO DE APARELHO REMOvíVEL OU FIXO
MAIS INDICADO
óssea, provocando reabsorção radicular. As in-
clinações descontroladas na direção mesiodis-
tal podem acarretar o pressionamento do ápice
radicular em dentes vizinhos, o que também
provocaria reabsorção de raiz (Fig. 18.23A e
Fig. 18.23B).
Fig. /8.238 - A radiografia periapical mostra claramente o padrão de reabsorção óssea decorrente de um movimento de inclinação descontrolada.
Como o fulcro está próximo do centro de resistência, quando a coroa desloca-se para a direita, estiram-se os ligamentos periodontais apicais ao fulcro
do lado direito e comprimem-se os do lado esquerdo. No segmento radicuar oclusal ao fulcro, há estiramento ligamentardo lado esquerdo e compressão
do lado direito. Nas regiões onde os ligamentos são distendidos, há deposição óssea e naquelas onde os ligamentos são comprimidos, há reabsorção
alveolar.
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 381
o caso clínico apresentado na figura 18.24,
mostra claramente como as coroas dos incisivos
centrais superiores migram para mesial, impul-
18.24A
18.24C
sionadas por um aparelho removível redutor
de diastemas, alterando seu longo eixo até fica-
rem quase paralelas (Fig. 18.24).
18.24B
18.240
Fig. 18:24 - Paciente portador de diastema interincisal, com grande divergência das coroas dentais. Indicou-se um aparelho removível que, com
movimento pendular (inclinação descontrolada), reduziu o espaço e melhorou o posicionamento radicular.
B - INCLINAÇÃO CONTROLADA
Na inclinação controlada o ortodontista
move todo o dente, mantendo o ápice radicu-
lar imóvel. Portanto o fulcro do movimento
dental coincide com o final da raiz.
É o tipo de movimento necessário quando a
coroa está má posicionada, mas o mesmo não
ocorre com a região apical. Um exemplo clássi-
co deste tipo de movimento é a retração da
bateria anterior em pacientes com protusão
dental e que foram submetidos à extração de
quatro premolares. Empregando-se a inclina-
ção controlada não há risco de vestibularização
do ápice radicular.
A inclinação controlada no sentido vetibulo-
lingual somente é possível quando parte da
tendência de rotação do dente (momento),
decorrente da aplicação da força ortodôntica
de retração, é anulada por um binário. Apesar
de alguns outros métodos poderem ser utiliza-
dos para a aplicação deste binário, na moderna
ortodontia ele é produzido por um fio de sec-
ção retangular torqueado e amarrado de forma
justa ao braquete.
Na Fig. 18.25 observamos que a leve força
de retração do incisivo induz à formação de
um momento de rotação no sentido horário.
Quando encaixamos no braquete um fio retan-
gular suavemente torqueado (torcido sobre o
seu eixo), este produzirá um binário no inte-
rior do canal de encaixe do braquete que, por
ter sentido anti-horário, anulará em parte a
tendência do incisivo rotacionar em torno do
seu C.R. O resultado é a mudança na posição
do fulcro para o ápice dental.
Clinicamente constatamos a utilidade deste
tipo de movimento dental. O paciente da Fig.
18.26 apresentava, no início do tratamento
uma grande vestibularização dos incisivos, so-
r rI
.. ' -
.> tI'
-. ?
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382 ORTODONTIA· DIAGNÓSTICO E PLANEJAMENTO CLíNICO
Fig. , 8.25 -Movimento de inclinação controlada, onde o fulcro está no
ápice radicular. Sua indicação reside nos casos em que a inclinação é
desejada, porém não se necessita mover a extremidade apical. Obtém-
se inclinação controlada conferindo-se ao fio retangular um leve torque,
que contrabalançará parte do momento de rotação causado pela força
de retração.
freu extrações de quatro premolares e, graças
ao preciso controle da relação entre a força
de retração e torque, teve o longo eixo de seus
incisivos verticalizado sem projeção dos ápices
radiculares. Este movimento é possível somen-
18.26A
FULCRO NO ÁPICE
TORQUE SUAVE
FORÇA LEVE
TIPO DE APARELHO FIXO COM FIO
MAIS INDICADO RETANGULAR
te quando se utiliza aparelho fixo com fio re-
tangular, pois é necessário um torque suave
que anule parte da tendência de rotação de-
corrente da força de retração (Fig. 18.25 e
Fig. 18.26).
Fig. , 8.26 - Cefalogramas inicial e final de um paciente submetido à correção ortodôntica com extração de quatro premolares. Os incisivos, inicialmente
protuídos, faram reposicionados predominantemente com inclinação controlada.
c -TRANSLAÇÃO
Translação, ou movimento de corpo, é aque-
le deslocamento em que o dente não sofre alte-
ração de seu longo eixo. Na translação dizemos
que o fulcro está no infinito, pois os prolonga-
mentos do longo eixo do dente antes e depois
do movimento são paralelos ou coincidentes.
Serão coincidentes quando o dente se mover
no sentido de intrusão ou extrusão e serão para-
lelos nos deslocamentos horizontais ou oblíquos.
Dos movimentos verticais, a extrusão é a
de mais fácil obtenção, pois produz poucas
áreas de compressão do ligamento periodon-
tal. Assim há pouco risco de hialinização, e o
organismo necessita apenas depositar tecido
ósseo para preservar a implantação dental.
Na prática clínica, é muito difícil obter so-
mente a extrusão, sem uma ligeira rotação.
Na intrusão ortodôntica, comprime-se gran-
de parte dos ligamentos periodontais, assim
como o feixe vasculonervoso que atinge a pol-
18.
18.27A
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 383
pa. A reabsorção óssea ocorrerá em torno do
ápice. Destes fatos deduz-se que a intrusão deve
ser lenta e produzida por forças de baixa inten-
sidade, para que não provoque danos teciduais
(Fig. 18.29).
A translação propriamente dita - movimen-
to horizontal ou oblíquo que preserva a incli-
nação do longo eixo do dente - é um dos movi-
mentos ortodônticos mais complexos. Sua ob-
tenção é possível sempre que a linha de ação
da força cruzar o centro de resistência, ou
quando a tendência de rotação decorrente de
uma força distante do CR for totalmente anula-
da por um binário (torque).
No primeiro caso, podemos citar como
exemplo os braços de alavanca (ganchos presos
aos braquetes) que permitem que a linha de
ação da força passe sobre o centro de resistên-
cia. Haverá translação dental na direção mesio-
distal (Fig. 18.27A).
Para obtenção de translação vestibulolingual
necessitamos um binário que anule por comple-
to o momento provocado pela força de retração.
Mais uma vez este binário seria possível através
do torque em um fio retangular. A magnitude
do torque deverá ser de 8 a 10 vezes a força de
retração (por exemplo, para uma retração com
100g de força, um torque de 800 a 1000 g-mm).
Clinicamente estas grandezas não são mensu-
ráveis, mas vale o conceito que a retração incisal
com movimento de corpo só ocorrerá com fios
ortodônticos de secção retangular e aplicando-
se forças leves e torque acentuado (Fig. 18.27B).
Na translação, propriamente dita, o liga-
mento periodontal do lado oposto à força será
comprimido em toda sua extensão (Fig. 18.28A),
gerando uma grande área de estresse e alto ris-
co de hialinização. Este é mais um motivo para
se produzir retração com forças de baixa inten-
sidade (Fig. !8.29 B).
18.27B
Fig. , 8.27 - A - O braço de alavanca fixo ao braquete permite que a linha de ação da força passe sobre o CR. Com isto o dente se deslocará sem
inclinação de seu longo eixo. O movimento pode ser paralelo (como o da figura) ou oblíquo. B - O esquema demonstra como podemos transladar
um incisivo de vestibular para lingual. Aplica·se simultaneamente: força de retração suave e torque acentuado. Este tipo de movimento só ocorrerá
mediante um bom controlemecânico do aparelho fixo com fio retangular.
FULCRO NO INFINITO
TORQUE . ACENTUADO
FORÇA LEVE
TIPO DEAPARELHO MAIS INDICADO FIXO COM FIO RETANGULAR
18.28A
.'-~
18.28B
384 ORTODONTIA· DIAGNÓSTICO EPLANEJAMENTO CLÍNICO
Fig. I8.28A - Radiogra(ta periapical demonstrando o posicionamento da raiz no interior do alvéolo necessário para a obtenção de trans/ação. Notar
que os ligamentos periodontais são comprimidos em uma face e distendidos em toda extensão da face oposta .
Fig. 18.288 -Imagens clínicas que ilustram a translação dos dentes anteriores após a remoção de quatro premolares. Somente o preciso controle
de força e torque no (to retangular possibilitam tal movimento.
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 385
D - CORREÇÃO RADICULAR
É O movimento de eleição para promover a
mudança do longo eixo do dente, sem alterar a
posição da borda incisal. O fulcro estará, por-
tanto, na porção mais oclusal da coroa.
Indica-se a correção radicular no sentido
vestibulolingual para os casos de classe II divi-
são 2', onde os incisivos superiores têm sua
porção incisal bem posicionada e a raiz vesti-
bularizada, assim como após a retração incisal
que incidentalmente, lingualizou excessiva-
mente a coroa dos dentes anteriores (Fig.
18.30). O movimento é obtido com a execu-
ção de um binário acentuado na coroa (tor-
que) e força de retração igualou próxima de
zero. O torque· vai sendo aumentado progres-
sivamente até que o dente atinja o posiciona-
mento normal.
Fig. /8.30 - Método biomecônico de se obter o movimento de correção
radicular (movimento de raiz sem o deslocamento da borda incisal) no
sentido vestibulolingual. Produz-se um severo binário, através do torque
com pouca ou nenhuma força de retração. Este tipo de movimento é
praticamente impossível sem o auxílio do fio retangular encaixado de
forma justa no canal de encaixe de um braquete.
Fig. /8.29 - Atenção especial deve ser tomada nos movimentos de
extrusão e intrusão: o primeiro por sua facilidade e velocidade; o
segundo por promover a compressão de quase todo o ligamento
periodontal, assim como do feixe vásculo nervoso que nutre o canal
radicular, devendo também ser executada com o mínimo de força.
Mesmo assim há risco de perda de vitalidade pulpar ou reabsorção
radicular. Os movimentos de intrusão e de extrusão também são
considerados movimentos de corpo, pois não há alteração do longo eixo
do dente.
Existe a possibilidade de se executar o movi-
mento de correção radicular no sentido mesio-
distal. Este se dará com aparelhos fixos, utilizan-
do-se tanto fios redondos como fios retangula-
res. A Fig. 18.31 A mostra a formação do binário
quando o fio pressiona a aleta distogengival de
um braquete para cima e a aleta mesioclusal
para baixo, gerando um movimento de correção
radicular. Movimento similar a este é executado
na técnica de Tweed, quando das dobras artísti-
cas ou na confecção de DDs (dobras distais).
Quando acompanhamos a migração de um
dente durante o tratamento ortodôntico, nota-
mos que raramente ele se move de acordo com
apenas um dos quatro tipos de movimentos
descritos acima (inclinação descontrolada, in-
clinação controlada, translação e correção radi-
cular). Em geral combinam-se duas ou até três
modalidades de movimento dental, até a com-
pleta correção ortodôntica (Fig. 18.31B).
FULCRO NA BORDA INCISAL
TORQUE SEVERO E
PROGRESSIVO
FORÇA PRÓXIMA DE ZERO
OU ZERO
TIPO DE APARELHO FIXO COM FIO
MAIS INDICADO RETANGULAR
386 ORTODONTIA· DIAGNÓSTICO EPLANEJAMENTO CLíNICO
Fig. /8.3/ A - Os movimentos de correção radicular no sentido
mesiodistal são factíveis tanto empregando·se fios redondos, como os
fios retangulares. No exemplo, o fio empurra para cima a aleta superior
direita e para baixo a inferior esquerda de um braquete gerando o
binário.
Voltamos a frisar que os aparelhos acrílicos
removíveis realizam apenas a inclinação des-
controlada, ou movimento pendular. Os apare-
lhos fixos são capazes de produzir, quando
com fios redondos, o movimento pendular (in-
clinação descontrolada) e, apenas no sentido
mesiodistal, correção radicular.
Já os aparelhos fixos, com fios retangulares
ou quadrados, por sua atuação de dupla força
no interior do braquete, podem satisfazer ple-
namente o ortodontista, executando qualquer
um dos quatro tipos de movimento, tanto no
sentido mesiodistal como no sentido vestibulo-
lingual. Estes motivos justificam o emprego de
fios retangulares ou quadrados nas mais sofisti-
cadas técnicas ortodônticas atuais.
PARTE 111
PROPRIEDADES MECÂNICAS
DOS FIOS ORTODÔNTICOS
Até o início dos anos 30, os ortodontistas em-
pregavam unicamente os metais nobres - ouro,
platina e paládio - na confecção dos fios ortodôn-
ticos. A partir desta época, com a recessão econô-
mica e os elevados custos destes metais, a classe se
viu obrigada a buscar materiais alternativos. O
aço inoxidável, por seu baixo custo e alta tolerân-
cia tecidual, foi rapidamente aceito e adotado.
Desde então, outras ligas metálicas desen-
volveram-se, na procura de resultados clínicos
mais fisiológicos e previsíveis.
Objetivamos aqui descrever as principais ca-
racterísticas físicas dos fios metálicos e quais os
A ~B c
Fig. /8.3/ B -A migração dental, em geral, resulta dasomatória de dois
ou mais tipos de movimento. Nesta figura o dente, a partir de sua
posição original (A), sofre simultaneamente movimento de translação
e movimento de inclinação descontrolada (B), o que determina a nova
posição dental (C).
fatores queinterferem em seu comportamento
mecânico.
I -CARACTERíSTICAS FíSICAS DOS
FIOS METÁLICOS
Podemos definir metal como aquele ele-
mento químico que, em solução, forma Íons
positivos. Em geral os metais apresentam cons-
tituição sólida em temperatura ambiente, su-
perfície lisa e polida, conduzindo bem o calor
e a eletricidade.
A camada de elétrons mais externa do
átomo metálico é chamada camada de valên-
cia, pela facilidade com que são liberados
do átomo.
Os átomos dos metais organizam-se em for-
ma de uma grade cristalina, ou seja, um arran-
jo espacial, de forma que todo átomo esteja se-
melhantemente localizado em relação a todos
os demais. A grade cristalina da maioria dos
metais empregados em Ortodontia tem a for-
ma de um cubo, podendo apresentar caracte-
rísticas de cubo simples, cubo de corpo centra-
do (quando um átomo posiciona-se no centro
do cubo) ou cubo de face centrada (um átomo
rio centro de cada face).
Estes átomos da grade cristalina são uni-
dos entre si graças à força de atração pro-
porcionada pela nuvem de elétrons que cir-
cunda os íons positivos. Esta ligação é co-
nhecida por ligação metálica. Gradientes
térmicos, ou campos elétricos, fazem com
que a nuvem de elétrons se desloque das
áreas de maior para as de menor energia,
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 387
explicando assim a alta condutibilidade tér-
mica e elétrica dos metais.
O metal, quando submetido a altas tempe-
raturas, e portanto, em estado líquido, apresen-
ta um conjunto de átomos e moléculas de for-
ma desordenada. À medida que a temperatura
cai, núcleos de solidificação ou de cristalização
surgem e o sólido se forma com os cristais ori-
entando-se em diferentes direções.
Os fios ortodônticos constituem-se de me-
tais trabalhados, isto é, obtém-se o metal fundi-
do e submete-se este metal ao estiramento atra-
vés de uma fieira. Neste processo denominado
encruamento, a estrutura granular se transfor-
ma, a frio, em uma estrutura fibrosa e alonga-
da.
Quando se aplica uma força sobre um fio,
uma falha na estrutura cristalina do metal, seja
por linhas de discordância ou por degraus, causa-
rá o deslizamento dos planos atômicos. Este desli-
zamento pode ser impedido por outro defeito da
estrutura metálica que se oponha ao primeiro.
Forças maiores que aquelas que provocaram o
deslizamento podem levar ao encruamento, isto
é, o deslizamento de diversos planos atômicos, e
tomar o metal mais resistente e duro. Se a força
for ainda maior e todos os deslizamentos possí-
veis ocorrerem, o metal sofrerá fratura.
Os fios utilizadosem ortodontia, em sua
maioria, são constituídos de ligas metálicas, isto
é, são a reunião de dois ou mais metais que se
encontram em condição de missibilidade. A so-
lubilidade dos componentes da liga dependerá
de seu tamanho at~mico, valência, afinidade
química e tipo de grade. O tamanho atômico de
um dos componentes não deve ultrapassar em
15% o tamanho atômico do outro componente
da liga.
Para que possamos compreender o compor-
tamento físico dos diferentes tipos de fios orto-
dônticos, faremos neste capítulo a definição de
alguns termos e algumas propriedades físicas
presentes em todos eles.
A - CARGA - É a força aplicada sobre um fio
ortodôntico. Pelo princípio da ação e reação,
quando o fio é colocado na boca e aplica uma
força no dente, o dente reage e produz uma
carga no fio. Sua unidade usual em Ortodontia
é o grama (g).
B -TENSÃO E DEFORMAÇÃO - Tensão é a
carga sofrida pelo fio dividida por sua área
(Tensão = carga + área). Sempre que houver
uma tensão do fio ortodôntico, haverá uma al-
teração na disposição de seus átomos na grade
cristalina, seja no sentido de afastá-los ou de
aproximá-l os. Este fenômeno é conhecido por
deformação e seu valor é dado pela alteração
do fio após a aplicação da carga.
As tensões, e conseqüentes deformações,
podem ocorrer no sentido da tração, da com-
pressão ou da torção.
A maneira usual de se representar a relação
entre a tensão e a deformação é através de um
gráfico, onde a tensão é colocada no eixo Y e a
deformação no eixo X (Fig. 18.32).
Tensão
LE RF
T
MR~
Deformação
Fig. /8.32 - Gráfico tensão-deformação, obtido a partir de cargas
progressivas aplicadas em um fio até sua fratura. Para cada valor de
carga, anota-se no eixo X o valor da deformação.
A partir deste gráfico, faremos mais algumas
definições:
c -LIMITE DE ELASTICIDADE - É a mai-
or tensão que um fio ortodôntico pode ser
submetido, sofrendo apenas· deformações
elásticas. Este ponto é demarcado no gráfico
com as letras L.E. (limite de elasticidade).
Nota-se que a linha que representa a relação
tensão-deformação é reta desde o zero até o
ponto LE, o que indica que as tensões e as
deformações são diretamente proporcionais
até este ponto.
O fio ortodôntico ideal teria alto limite de
elasticidade, podendo, desta forma, sofrer uma
grande tensão, sem deformar-se irreversivel-
mente.
Usaremos sempre o termo limite de elastici-
dade, mesmo quando nos referirmos ao limite
de proporcionalidade ou limite convencional
de escoamento. Segundo Phillips, isto pode ser
realizado para propósitos práticos por serem
seus valores muito próximos.
A unidade usual para o limite de elasticidade
é o p.s.i, isto é, libras por polegada quadrada.
388 ORTODONTIA • DIAGNÓSTICO EPLANEJAMENTO CLíNICO
meio bucal e que, por sua grande estabilidade,
não libera substãncias que possam agredir o
organismo.
Baseado nas informações já descritas, pode-
mos resumir na figura abaixo as características
mecânicas desejáveis de um fio ortodôntico
(Fig. 18.33):
D - MÓDULO DE ELASTICIDADE - É a
relação entre tensão e deformação em qual-
quer ponto da reta (módulo de elasticidade =
tensão "'""deformação até o ponto LE), e sua
unidade também é o psi. O módulo de elastici-.
dade define a inclinação da reta e é constante
para uma dada liga metálica. Ligas cuja porção
reta do gráfico é mais vertical (alto módulo de
elasticidade) são ditas RÍGIDAS, enquanto as
que possuem baixo módulo de elasticidade
(porção reta do gráfico mais horizontal) seriam
mais FLEXÍVEIS.
O ideal seria o uso de fios flexíveis nas fases
iniciais do tratamento ortodôntico e fios mais
rígidos nas fases finais. Este conceito da varia-
ção do módulo de elasticidade durante a tera-
pia foi proposto por Burstone em 1981 e será
explicado com detalhe mais adiante.
E - MÓDULO DE RESILIÊNCIA - É a quan-
tidade de energia absorvida por um fio orto-
dôntico até o limite de elasticidade. No gráfico
da Fig. 18.32 é representado pela área sob a
porção retilínea da curva tensão - deformação
(área MR). O ideal seriam os fios com alta resi-
liência, capazes de absorver grande quantidade
de energia, que se dissipará de forma lenta e
gradual. Estes fios permitem maior intervalo
entre as ativações. Em contrapartida, os fios de
baixa resiliência produzem forças pesadas e
que se dissipam em um breve período, sendo
mais prejudiciais aos tecidos periodontais.
F - TENACIDADE (OU FORMABILIDADE)
- Ao observar o gráfico da Fig. 18.32 notamos
que a um dado momento a linha se interrom-
pe. Este ponto corresponde ao ponto RF. e
indica a Resistência à Fratura, isto é, o material
resiste à fratura até o ponto e então se rompe.
A tenacidade indica a dificuldade de se que-
brar o fio ortodôntico (ou a energia total neces-
sária para se fraturar um fio) e seu valor corres-
ponde a toda a área sob a curva tensão-deforma-
ção desde o zero até o ponto RF (área T).
Prefere-se as ligas com alta tenacidade, que
são dobradas durante a confecção de alças, sem
o risco de fratura. Já aqueles fios de baixa for-
mabilidade sofrerão fratura facilmente quando
dobrados.
G - BIOCOMPATIBILIDADE - Reúne as ca-
racterísticas de resistência à corrosão, ao man-
chamento e tolerância tecidual em relação aos
metais constituintes do fio. Assim o fio biocorn-
patível é aquele que não sofre corrosão no
LIMITE DE Alto
ELASTICIDADE
MÓDULO Baixo no início do
DE ELASTICIDADE tratamento (Flexível)
Alto no fim do tratamento
MÓDULO Alto
DE RESILlÊNCIA
TENACIDADE Alta
BIOCOMPATIBILlDADE Alta
Fig. , 8.33 - Caraáerísticas desejáveis de um fio ortodôntico.
2 - FATORES QUE INTERFEREM NO
COMPORTAMENTO MECÂNICO
DOS FIOS ORTODÔNTICOS
A - LIGA CONSTITUINTE DO FIO OR-
TODÔNTICO
a - LIGAS DE METAIS PRECIOSOS
Até 1930, os metais preciosos eram em-
pregados em quase todos os aparelhos orto-
dônticos, porque nenhum outro material
disponível na época era tão biocompatível.
O ouro puro era muito macio para propósi-
tos odontológicos, mas ligas áuricas com co-
bre, platina, paládio e níquel eram bastante
populares.
A composição destas ligas era semelhante à
liga de ouro tipo IV, com 55 a 65% de ouro,
11 a 18% de cobre, 10 a 25% de prata, 5 a
10% de platina e 1 a 2% de níquel. Este mate-
rial sofria encruamento, o que lhe conferia
maior dureza.
O limite de elasticidade das ligas de ouro
estava em torno de 50.000 a 160.000 psi, e o
módulo de elasticidade próximo de 1.000.000
p.s.i. O alto custo e o baixo limite de elasticida-
de fizeram com que esta liga se tornasse obsole-
ta para fins ortodônticos.
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 389
b - LIGAS DE AÇO I OXIDÁVEL
As ligas de aço inoxidável tiveram sua primei-
ra aparição em Ortodontia no ano de 1929,
quando a Renfert Company dos Estados Unidos
passou a vender os fios produzidos pela Krupp
alemã. O material teve pequena aceitação devi-
do às suas características pouco desenvolvidas.
Em novembro de 1933, em um encontro da
American .Society of Orthodontists, na cidade
de Oklahoma, diversos trabalhos foram apre-
sentados, demonstrando o sucesso clínico das
ligas de aço inoxidável, o que difundiu em
todo Estados Unidos este tipo de material.
Sua constituição básica reúne 71% de Ferro,
18% de Cromo e 8% de Níquel. O Cromo é
responsável pelo aumento da resistência à cor-
rosão e manchamento da liga no meio bucal.
Adiciona-se também uma pequena quantidade·
« 0,2%) de Carbono e promove-se o trabalho
mecânico a frio (encruamen to), o que contri-
bui para aumentar o limite de elasticidade e o
módulo de elasticidade do fio.
As ligas de aço inoxidável apresentam boas
propriedades mecânicas que, associadas ao seu
baixo custo, fazem dela a mais utilizada na con-
fecção de quase todos os componentes do apa-
relho fixo. Além dos fios em diversas conforma-
ções e dimensões, também são matéria-prima
das bandas, acessórios para soldagem, molas e
parafusos expansores.
As principais características clínicas desta
liga são:
- Em decorrência de seu alto módulo de
elasticidade (25.0ob.000 psi) os fios de aço são
muito rígidos, o que obriga o uso de arcos de
baixo calibre nas fasesiniciais do tratamento.
Contudo, a alta rigidez é vantajosa nos arcos
finais, onde esta propriedade torna o fio mais
resistente a deformações causadas por forças
intra e extrabucais ou pela força mastigatória.
- Baixo módulo de resiliência, isto é, os fios
de aço absorvem pouca energia quando com-
parados aos fios ortodônticos mais modernos.
Isto implica na produção de forças pesadas e
que se dissipam rapidamente, requerendo ati-
vações mais constantes.
-Alta tenacidade (ou formabilidade), isto é,
os fios de aço permitem a sua dobradura com
pequeno risco de fratura. A maioria das técni-
cas que emprega o fio de aço se vale desta pro-
priedade, confeccionando alças e dobras com
múltiplas formas.
Sempre que um fio é deformado permanen-
temente existem tensões internas, isto é, seus
átomos são deslocados na grade espacial e as
forças interatômicas desequilibram-se. Esta si-
tuação de instabilidade decorre do fato de al-
guns átomos se aproximarem e outros estarem
demasiadamente distantes. Com o tempo, os
átomos tenderão a retomar à posição de origem
por difusão, com conseqüente distorção do fio.
Este processo chama-se liberação de tensões.
Para evitar este fenômeno, faz-se, após a do-
bradura do fio de aço, o aquecimento a tempe-
ratura de 450°C por 10 mino até que o fio se
torne acastanhado. Este processo é conhecido
como tratamento térmico recuperador e devol-
verá a microestrutura do metal o seu aspecto
normal. Outra maneira de se realizar este trata-
mento é passar seguidamente o fio já dobrado
sobre a chama de uma lamparina à aleool, até
que fique castanho em toda sua extensão.
- As ligas de aço são altamente biocompatí-
veis, principalmente por sua alta resistência à
corrosão e ao manchamento.
As principais características clínicas dos fios
de aço inoxidável estão resumidas na tabela
abaixo, desenvolvida por Kapila e Sachdeva:
.J
w Rigidez Alta>.«
O
X Flexibilidade Baixa
O
Z
O Resiliência Baixa
U-
«
w Tenacidade Alta
O
III
Q Biocompatibilidade AltaLI.
Além disso, o aço inoxidável pode ser soldado
com solda de prata, apesar deste procedimento
destruir a camada superficial de Cromo que pro-
tege a superfície do fio contra a corrosão.
Quando colocada em solução ácida e sob
corrente elétrica, a liga de aço inoxidável sofre
anodização que, quando efetuada por um bre-
ve período, promove o seu polimento superfi-
cial e, por períodos mais longos, reduz suas di-
mensões. O polimento do metal também pode
ser realizado por pedras montadas.
c - LIGAS DE COBALTO - CROMO
Esta liga constitui os fios Elgiloy (Rocky
Montain Orthodontics), Azura (Ormco Corpo-
390 ORTODONTIA· DIAGNÓSTICO E PLANEJAMENTO CLíNICO
ration) e Multiphase (American Orthodontics
Corporation) muito utilizados na técnica de
Ricketts.
Em sua fabricação emprega-se 40% de Cobal-
to, 20% de Cromo, 15% de Níquel, 15% de Fer-
ro, 7% de Molibdênio além de pequenas porcen-
tagens de Manganês, Carbono e Benlio. O fio
Elgiloy é comercializado em quatro diferentes
têmperas: Azul (macio); Amarelo (dúctil), Verde
(semi-resiliente) e Vermelho (resiliente).
O primeiro é o mais facilmente dobrado, sen-
do recomendado para a confecção de alças, en-
quanto o Elgiloy vermelho é o de mais alta resili-
ência, apesar de requerer um cuidado maior nas
dobraduras. Todos eles têm a rigidez incrementa-
da quando submetidos ao tratamento térmico
endurecedor (482°C por 7 a 12 minutos).
As ligas de Cobalto-Cromo têm proprieda-
des semelhantes às do aço inoxidável, isto é:
- Alto módulo de elasticidade (cerca de
29.000.000 p.s.i para o azul), o que implica maior
rigidez.
- Baixo módulo de resiliência, apesar de
pouco mais alto que o do aço inoxidável.
- Alta tenacidade, também um pouco acima
daquela obtida pelos fios de aço.
- Alta biocompatibilidade.
o Rigidez AltaI:
~
U Flexibilidade Baixa,
O
!:i
Resiliência Baixa«
I:Q
O
U
Tenacidade Altaw
O
I/)
O Biocompatibilidade AltaLi:
(Segundo Kapila e Sachdeva)
d - LIGAS DE NÍQUEL - TITÂNIO
A primeira liga metálica, composta basica-
mente por Níquel e Titânio, foi criada no iní-
cio dos anos 60 por Willian Buehler, metalur-
gista do Laboratório de Armamentos Navais da
Marinha Americana em Maryland. O nome
dado à liga foi "Nitinol" (Ni de Níquel, ti de
Titânio e nol de Naval Ordenance Laboratory),
e visava à construção de antenas a serem utiliza-
das no programa espacial americano.
Este material foi utilizado em Ortodontia
somente em 1971, quando a Unitek Corpora-
tion lançou no mercado o fio com a marca "Ni-
tinol". Depois disto foram lançados os fios Ni
Ti (Orrnco), Orthonol (Rocky Mountain), Sen-
tinol (GAC) e Titanal (Lancer).
A liga originariamente descrita por Buelher
era composta exclusivamente por Níquel e Ti-
tânio, tendo o primeiro a porcentagem de 55%
e o segundo de 45%. Hoje em dia esta propor-
ção foi modificada para 52% de Níquel, 45%
de Titânio e 3% de Cobalto, o que incremen-
tou suas propriedades mecânicas.
É indicado preferencialmente nas fases ini-
ciais do tratamento, onde o elevado desajuste
dental requer um fio ortodôntico de grande
flexibilidade e elasticidade (pode sofrer gran-
des deformações em regime elástico).
Quan to às propriedades mecânicas de im-
portância clínica, os fios de Níquel-Titânio
apresentam: '
- Baixíssimo módulo de elasticidade, apenas
4.300.000 psi, o que significa apenas 1/6 do
apresentado pelos fios de aço inoxidável. Esta
característica de alta flexibilidade permite ao
ortodontista o uso dos arcos de Níquel-Titânio
nas fases de nivelamento, em más oclusões com
grande desajuste dental. Já nos arcos de finaliza-
ção, sua baixa rigidez torna-o pouco indicado.
- Alto módulo de resiliência, isto é, são fios
que, quando deformados, guardam grande
quantidade de energia, que é liberada em for-
ma de forças ortodônticas leves e de longa du-
ração. Isto faz com que os fios de Níquel-Titâ-
nio exerçam cargas mais fisiológicas, aceleran-
do a movimentação dental e também atuem
por mais tempo, diminuindo a necessidade de
troca de arcos.
A associação de sua alta flexibilidade e alta
resiliência permite, em alguns casos, o uso de fios
Ni Ti retangulares desde o início da terapia. Este
procedimento favorece o controle tridimensional
(1", 2a e 3a ordem) da posição radicular, assim
como reduz o número de horas clínicas.
- Uma das principais desvantagens dos fios
de Níquel-Titânio é sua baixa tenacidade, per-
mitindo mínimas dobras. Esta limitação faz
com que desvios, alças, ou mesmo o torque,
sejam contra-indicados nestes arcos. A solução
é o uso deste material preferencialmente em
braquetes pré-angulados e pré-torqueados.
- Quanto à biocompatibilidade, há certa dis-
cordância entre os autores, sendo que alguns
afirmam ser tâo alta quanto o aço inox, e outros
mencionando uma maior fragilidade à corrosão.
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 391
º Rigidez BaixaZ'<tI-
Flexibilidade Altaj:
..,j
w
:::> Resiliência Altag
Z
w Tenacidade BaixaO
111
O
Li: Biocompatibilidade Média
(Segundo Kapila e Sachdeva)
o gráfico abaixo representa as curvas de ten-
são-deformação de 2 fios ortodônticos retangu-
lares 0.017 x 0.025, um de aço inoxidável e ou-
tro de Níquel-Titânio. A linha contínua repre-
senta o comportamento do fio quando sofre
uma carga (ativação) e a linha tracejada mostra
sua reação após a retirada da força (representa a
força de desativação do fio, ou seja, a força orto-
dôntica que ele aplicará sobre o dente).
Aço Inoxidável
/
/
/
/
/
/ Nninol
/
/
/
/
/
/
/
2 4 Deformação
Fig. 18.34 - Curva tensão-deformação de dois (tos ortodônticos 0.017
x 0.025, um confeccionado com aço inoxidável e o outro com Níque/-
Titônio. Percebe-se que o Níque/- Titânio apresenta uma curva mais
horizontal, o que denota seu baixo módulo de elasticidade e maior
flexibilidade. Além disso, o (to Nitinol aplica no dente forças mais suaves
e constantes que o aço (linhas pontilhadas) (Segundo Andreasen e
Morrow).
Podemos notar que o Nitinol é mais flexível
que o aço, pois em uma dada força (F) sofrerá
maior deformação. Observa-se também que,
correspondendo a esta força, o Nitinolarmaze-
na muito mais energia (área 0-3-4) que o aço
(área 0-1-2) denotando maior resiliência.
A força ortodôntica que o fio aplica no
dente (linha pontilhada) mostra-se muito
mais suave e constante no Nitinol e a quanti-
dade de deformação permanente (onde a li- ,
nha pontilhada toca no eixo X) sensivelmen-
te menor.
A partir de 1985, uma nova geração de fios
de Níquel-Titânio chegou ao mercado. São os
chamados "fios super-elásticos ou termo elásticos
representados pelo Ni Ti chinês, desenvolvido
pelo Dr. Tien Hua Cheng, o Ni Ti japonês (Cri-
ado pelo Dr. Fujio Miura) e o Ni Ti com Cobre
pesquisado pelo Dr. Rohit Sachdeva nos EUA.
Estes fios trouxeram para a prática clínica
uma das mais incríveis propriedades das ligas
de Níquel-Titânio, a memória de forma, decor-
rente das transformações cristalográficas indu-
zidas por alterações de temperatura. A memó-
ria de forma ocorre porque em sua fabricação
a liga é aquecida e moldada sob a forma de um
arco ideal, com a estrutura cristalina arranjada
na conformação Martensite. Quando resfriada
à temperatura ambiente, o arco de Níquel-Titâ-
nio modifica-se no arranjo cristalino e assume a
conformação denominada Austernite. O fio é
então posicionado nos braquetes, o que leva à
sua deformação. a temperatura bucal (em
torno de 37°C) a grade cristalina é induzida a
retornar para a conformação Martensite e com
isso, como se possuísse memória, retorna à for-
ma original de um arco ideal.
O efeito termodependente tem pouca signifi-
cância clínica no i Ti Chinês e no Ni Ti Japo-
nês, contudo o TiTi com Cobre não só reage
consistentemente à temperatura bucal, como é
fabricado em três diferentes classificações. O
Tipo I tem sua transformação cristalográfica a
27°C e age com maior força e velocidade; o tipo
U têm atuação intermediária e o tipo Ill tem sua
temperatura de transformação a 40°C, atuando
assim de forma intermitente e mais lenta (somen-
te quando a temperatura bucal atingir 40°C).
De um modo geral os fios super-elásticos de
Níquel-Titânio apresentam as seguintes vanta-
gens sobre os Ni Ti tradicionais:
- Geram forças mais leves e mais constantes;
- São mais resistentes às deformações per-
manentes;
- Possuem maior flexibilidade;
- Apresentam maior eficiência clínica, isto é,
movem o dente mais rapidamente e com um
menor número de ativações ou trocas de arco.
A figura a seguir mostra o comportamento
dos fios de íquel-Tirânio de última geração
quando comparado aos Ni Ti tradicionais e aos
fios de aço inoxidável (Fig. 18.35).
Cabe ressaltar que as ligas de Níquel-Titânio
não permitem soldagem com solda de prata e
nem uniões com solda elétrica (Fig. 18.36).
Fig. 18.35 - Curvas de tensão-deformação comparativas dos fios de
aço inoxidável, Ni Ti e Ni Ti super-elásticos. Observa-se que os fios de
Ni Ti super-elásticos apresentam as propriedades mecânicas de maior
ffexibilidade e menor força ortodôntica, com relação aos fios de aço ou
Ni Ti convencionais (Segundo Burstone, Bai Qin e Morton).
392 ORTODONTIA' DIAGNÓSTICO EPLANEJAMENTO CLÍNICO
2000
1500
1000
500
O 40 6020
Fig. 18.36 - O caso clínico mostra a incrível potencia/idade mecânica dos fios de Níquel- Titânio.
e - LIGAS DE BETA-TITÂNIO
As ligas de Beta-Titânio têm sua origem nos
anos 60, quando a indústria metalúrgica conse-
gue, através da adição de Molibdênio, Zircônio
e Estanho, estabilizar a estrutura cristalina de
Titânio em forma de cubo de base centrada
(antes isto só ocorria em temperaturas superio-
res a 885°C).
Estes fios passaram a ser avaliados para fins
ortodônticos a partir de fins dos anos 70 por
Goldberg e Burstone. Sua composição básica
reúne 79% de Titânio, 11% de Molibdênio, 6%
de Zircônio e 4% de Estanho.
Os fios de Beta-Titânio, comercializados sob
o nome de TMA (Titânium-Molibdenum
Alloy) , apresentam propriedades mecânicas in-
termediárias entre o Aço inoxidável e o Níquel-
Titânio. Suas principais características clínicas
são:
- Módulo de elasticidade intermediário en-
tre o aço inox e o Ni Ti (9.400.00 p.s.i), o que
indica seu uso em casos onde o aço é extrema-
mente rígido e o Níquel-Titânio muito flexível.
Pode sofrer deflexões 105% maiores que o aço
inoxidável, sem deformações permanentes.
- Seu módulo de resiliência também está
. entre o fio de aço e o fio de Ni Ti, conseqüen-
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 393
temente produz forças com magnitude 50%
menor que um fio de aço inoxidável com iguais
dimensões.
- Alta tenacidade, o que o torna um fio que,
apesar das propriedades elásticas, pode tam-:
bém ser dobrado em alças, helicóides e gan-
chos, com pequeno risco de fratura.
- Os fios de Beta-Titânio têm resistência à
corrosão semelhante aos fios de aço.
o Rigidez Média
Z
<<(
Flexibilidade MédiaI-
j:
ci
I- Resiliência Médiaw
ai
W
C Tenacidade Alta
\I)
ºu.. Biocompatibilidade Alta
(Segundo Kapila e Sachdeva)
Outra importante característica dos fios de
TMA é a possibilidade de se soldar, com solda a
ponto, ganchos, alças ou esporões. Isto faz com
que a versatilidade deste fio seja ainda mais
aumentada.
B - FRICÇÃO ENTRE O FIO ORTODÔN-
TICO E O BRAQUETE
Alguns procedimentos ortodônticos, fre-
qüentemente usados na retração de caninos ou
no fechamento de espaços, empregam a mecâ-
nica de deslizamento entre o braquete e o fio.
Sempre que o ortodontista movimentar mesio
distalmente o dente em um fio contínuo, desli-
zando em torno deste, o canal de encaixe do
braquete estará produzindo fricção (ou atrito)
entre os dois elementos.
A fricção tende a se opor ao deslocamento
dental e pode ser definida como a força que
retarda ou impede o deslizamento de dois obje-
tos em contato.
Diversos fatores contribuem para o aumen-
to da fricção entre o fio e o braquete:
• Força - A magnitude da fricção é direta-
mente proporcional à força de retração empre-
gada pelo ortodontista. Portanto, quanto maior
a força de retração, maior a força de fricção
que se opõe a ela.
• Material constituinte do fio ortodôntico -
A aspereza de superfície da liga metálica que
constitui o fio ortodôntico aumenta seu po-
tencial de fricção. A maioria dos autores afir-
ma que os fios de Beta-Titânio (TMA) produ-
zem muita fricção. Os fios de Níquel-Titânio e
Cromo-Cobalto apresentam valores intermedi-
ários e os fios de aço inoxidável baixa fricção.
• Dimensão transversal do fio ortodôntico -
Quanto maior a dimensão da secção transversal
do fio, mais justo será seu encaixe no braquete,
e, portanto, maior o atrito.
• Forma da secção transversal do fio orto-
dôntico - Fios de secção retangular apresentam
maior força friccional que os de secção redon-
da.
• Método de amarração de fio ao braquete -
A amarração 'com fio metálico gera menor fric-
ção que a amarração com anéis elásticos.
• Material constituinte do braquete - Em
geral os braquetes cerâmicos, por sua maior
rugosidade de superfície, causam mais atrito
com o fio ortodôntico que os braquetes de
metal.
• Largura do braquete - Quanto mais largo
o braquete, maior é sua fricção com o arco.
• Angulação mesiodistal do braquete -
Quanto maior a angulação mesiodistal do bra-
que te em relação ao eixo do fio, maior será a
força de fricção.
De posse destas informações, percebe-se
que as forças friccionais entre o fio ortodôntico
e o braquete podem retardar sobremaneira o
movimento dental. Sempre que possível deve-
mos evitar a mecânica de deslizamento, fazen-
do uso de alça de retração. Neste caso não há
deslizamento fio-braquete e a força de retração
será gerada pela aproximação dos braços me-
sial e distal da alça.
·C - SECÇÃO TRANSVERSAL DO FIO OR-
TODÔNTICO
É o fator que interfere de forma mais crítica
na aplicação de forças pelo aparelho, tendo
sido utilizado na maioria das técnicas de trata-
mento ortodôntico.
Os profissionais sabem, intuitivamente,
que o aumento da secção transversal de um
Secção Rigidez
til
Transversal Transversal (Rt)
Oc-
O ~ polegadas milímetrosZ '111
O~
O >< 0.004 0.102 1,00w g= .- 0.010 0.254 39,06
til o 0.014 0.356 150,06O ~- '-" 0.016 0.406 256,00u.
0.018 0.457 410,06
0.020 0.508 625,00394 ORTODONTIA· DIAGNÓSTICO EPLANEJAMENTO CLíNICO
fio leva ao aumento de sua rigidez e conse-
qüente aumento da força que ele produz so-
bre o dente. Esta constatação conduziu ao uso
de uma seqüência de arcos, no início com di-
mensões reduzidas (por exemplo um fio re-
dondo 0.010) e aumentada progressivamente,
até fios bastante rígidos no final do nivela-
mento (por exemplo um fio retangular 0.018
x 0.025).
O aumento progressivo permite que, no
início do nivelamento, tenhamos um fio de
alta flexibilidade e que aplica uma pequena
força. A alta flexibilidade dos fios de pequeno
diâmetro favorece sua adaptação em braque-
tes que se encontram desalinhados e desnive-
lados. Sua suave pressão está dentro da faixa
de forças leves e resultará na reabsorção fron-
tal do osso alveolar e conseqüente movimenta-
ção dental.
Entretanto, com o deslocamento do dente,
diminui a deformação que o fio estava sujeito,
o que também diminui sua ação. Neste mo-
mento o ortodontista substitui o arco por outro
de maior calibre. O novo fio sofrerá menor
deformação que o primeiro mas, por ser mais
rígido, preservará a força nos níveis iniciais.
Assim, com a constante troca de arcos, leva-se
os dentes às posições desejadas, sem danos teci-
duais ou desconforto para o paciente.
Para que possamos realizar estes objetivos
clínicos. com excelência, devemos entender o
quanto modificam as propriedades do fio a
cada alteração transversa. Isto é, se deformar-
mos 2mm um fio 0.014 e um fio 0.018, qual
será a diferénça na força desenvolvida por eles?
Traduzindo conceitos físicos, Burstone em
1981 criou um sistema numérico que denomi-
nou Valor de Rigidez Transversal (Rt): O au-
tor considerou como unidade de rigidez o fio
redondo de aço inoxidável com espessura de
0.004 polegada (O.lmm). A partir disto, deter-
minou quanto os demais fios eram mais rígi-
dos que ele, sendo o Rt do novo fio o número
de vezes que este é mais rígido que o 0.004.
A figura a seguir apresenta os valores da ri-
gidez transversal para os diversos fios de aço
inoxidável redondos e quadrados.
Os valores expressos nestes quadros nos
mostram como é severo o aumento de rigi-
dez (e portanto da força exercida pelo fio)
com o incremento na secção transversal. Ao
comparar os fios 0.010 e 0.014 percebemos
que o primeiro tem Rt= 39,06 e o segundo
Rt= 150,06. Dividindo-se 150,06 por 39,06
temos 3,84, o que significa que o fio 0.014
434,60
696,16
1289,69
polegadas milímetros
til
O .
OQj
< '~="0,-
< ~~ .s
CIo
til v-
Q~
u.
Secção
Transversal
Rigidez
Transversal (Rt)
0.0 I6 x 0.0 I6 0.406 x 0.406
0.018 x 0.018 0.457 x 0.457
0.021 x 0.021 0.533 x 0.533
Fig. 18.37 - Os quadros listam os valores da rigidez transversal (Rt)
para as diversas dimensões dos fios redondos e quadrados de aço
inoxidável (Segundo Burstone).
exerce 3,84 vezes mais força que o fio 0.010,
quando sujeitos a uma mesma ativação. Este
mesmo cálculo pode ser realizado com os
diversos fios, facilitando sobremaneira a sua
comparação.
Com relação aos fios retangulares, a rigi-
dez pode ser medida em dois sentidos, o ho-
rizontal (ou I" Ordem) e o vertical (2' Or-
dem), sendo que o primeiro sempre apresen-
tará maior rigidez por ser o de maior diâme-
tro. A figura que se segue, idealizada por
Burstone, lista os valores da rigidez transver-
sal dos fios retangulares:
Secção Rigidez
til Transversal Transversal (Rt)w= ......
SQj polegadas milímetros I' 2'~ '~
C)~ ordem ordem
Z ><< g.
0.0 IOx 0.ü20 0.254 x 0.508 530,52 132,63f- .-
w o 0.0 I6 x 0.022 0.406 x 0.559 1129,79 597,57= v-
~~ 0.0 I8 x 0.025 0.457 x 0.635 1865,10 966,87
i! 0.021 x 0.025 0533 x 0.635 2175.95 1535,35
0.0215 x 0.ü28 0546 xO.711 3129,83 1845,37
Fig. 18.38 - Valores de rigidez transversal dos fios retangulares de aço
inox. A Rt será distinta para as dobras no sentido horizontal (10 ordem)
ou vertical (20 ordem), pelo fato de que os fios possuem diferentes
dimensões nestes dois sentidos (Segundo Burstone).
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL 395
Ao trabalhar com os valores de rigidez trans-
versal (Rt) , podemos relacionar fios cuja forma
de secção é diferente, apesar de possuírem igual
dimensão transversal. Por exemplo, o fio redon-
do 0.018 (Rt= 410,06) é 70% menos rígido que o
fio quadrado 0.018 x 0.018 (Rt= 696,14), que por
sua vez é 39% mais flexível que o fio retangular
0.018 x 0.025 (Rt= 966,87 para a 2a Ordem).
Entende-se por que as técnicas ortodônticas
tracionais iniciam os tratamentos com fios re-
dondos, passam pelos quadrados e finalizam
nos retangulares.
A maior desvantagem de se iniciar o tratamen-
to com fios redondos e de pequeno calibre é a
grande "folga" existente entre e o fio e o canal de
encaixe do braquete. Esta folga diminui a eficiên-
cia mecânica do sistema, que iniciará a correção
de algumas anomalias (principalmente as de 3a
ordem - Torque) somente depois de vários meses.
D -QUANTIDADE DE FIO
INTERBRAQUETE
Se imaginássemos um aparelho ortodôntico
resumido a apenas dois braquetes e um seg-
mento de fio, observaríamos que o sistema é
tão mais flexível quanto maior a quantidade de
fio interposto entre um braquete e outro.
Esta noção é bastante antiga e as diferentes
técnicas ortodônticas vêm utilizando dois re-
cursos distintos para o incremento da quantida-
de de fio interbraquete: o maior afastamento
entre os braquetes vizinhos, ou a construção de
alças verticais. O primeiro recurso está presen-
te nas ténicas que preconizam o uso de braque-
tes simples, em detrimento dos duplos, ou que
deixam de fixar acessórios em alguns dentes.
Contudo, o segundo método, a construção de
alças, continua sendo o mais popular entre or-
todontistas de todo mundo (Fig. 18.39).
A avaliação mecânica da influência do com-
primento do fio entre dois braquetes pode ser
realizada observando-se uma viga em cantiléver
(fixada por uma extremidade e com o outro ex-
tremo livre). Se o comprimento da viga é aumen-
tado, a flexibilidade aumentará com o cubo do
multiplicador. Em outras palavras, se dobrarmos
a quantidade de fio entre um braquete e outro o
sistema se tornará 8 vezes mais flexível (23= 8).
Burstone afirma que o acréscimo de fio com
alças verticais é o meio mais efetivo de reduzir a
rigidez de um determinado segmento de arco,
com mínima alteração no seu limite de elastici-
dade. Sugere ainda que a alça seja posicionada
na região onde ocorre o maior acúmulo de ten-
A~
B~
. y .
c~:
I I
I I, Z .
D
w
Fig. /8.39 - A figura ilustra os diferentes recursos para aumento da
quantidade de fio interbraquete. Em A temos a situação original, com
broquetes duplos e a quantidade "X" de fio ortodôntico entre o incisivo
central e o incisivo lateral. Em B a distância "X" foi acrescida para "Y"
com o uso de braquetes simples, o que em C se torna ainda mais nítido
(quantidade "Z" de fio). No esquema representado em D o aumento
do comprimento do fio se dá através do acréscimo de uma alça vertical.
são, que em um cantilever corresponde ao pon-
to mais próximo da extremidade fixa. Clinica-
mente podemos encontrar as regiões de acúmu-
10 de tensão, encaixando um segmento de fio
sem alças nos braquetes e observando onde este
fio sofre as maiores deformações. Nestes pontos
posicionaremos as alças verticais.
IV) A BIOMECÂNICA ATUAL
a primeira parte deste capítulo analisamos
como ocorre a movimentação dental resultante
de uma carga ortodôntica e que, de forma ide-
al, as forças deveriam ser de pequena magnitude
(força ótima) e aplicadas continuadamente. O
resultado é uma migração dental gradual e in-
dolor, que produz mínimo dano tecidual.
Com o estudo dos princípios biomecânicos
(Parte II), determinamos quatro tipos básicos de
movimento dental: a inclinação descontrolada, a
inclinação controlada, a translação e a correção
radicular. Observou-se que, com exceção do pri-
meiro, os demais requerem o uso de fios retan-
gulares que, torqueados e encaixados de forma
justa no braquete podem produzir binários.
Por fim, o terceiro segmento relaciona as
propriedades mecânicas dos fios ortodônticos,
com destaque para os fios de última geração,que apresentam uma maior faixa de trabalho
em regime elástico - sem deformações perma-
nentes - maior flexibilidade e maior resiliência
(aplicação de forças mais leves por períodos
mais longos). As ligas metálicas atuais permi-
tem também a utilização de arcos de grande
396 ORTODONTIA· DIAGNÓSTICO EPLANEJAMENTO CLíNICO
secção transversal, por exemplo arcos retangu-
lares, desde o início do tratamento.
Reunindo estes conceitos, Burstone propõe,
em 1981, a ortodontia com módulo de elastici-
dade variável (Variable-Modulus Orthodon-
tics). A idéia é, ao invés de corrigir a má oclu-
são através de uma seqüência de fios com diâ-
metro crescente, já iniciar o tratamento com
um fio retangular flexível e, paulatinamente,
aumentar sua rigidez. Isto se tornou possível
após o desenvolvimento das novas ligas metáli-
cas para fios ortodônticos. Assim, o profissional
iniciaria o nivelamento com um fio retangular
Ni Ti convencional ou super-elástico, passaria
para um fio retangular de Beta-Titânio e então
finalizaria com um arco retangular bastante rí-
gido de aço inoxidável ou de Cobalto-Cromo.
Além do controle sobre a liga que constitui
o fio, poder-se-ia também alterar sua secção
transversal e seu desenho (confecção de alças),
o que multiplicaria as possibilidades de contro-
le da mecânica. O quadro abaixo correlaciona
a rigidez de diversos fios ortodônticos, levando
em conta, simultaneamente, o material consti-
tuinte e sua secção transversal (Fig. 18.40).
Em 1994 Sachdeva sugere um novo conceito
biomecânico: a ortodontia com temperatura de
transformação variável (Variable Transformation
Temperature Ortodontics). Esta nova visão ad-
vém de mais um avanço da metalurgia ortodônti-
ca, que foi o fio de Iíquel-Titânio com Cobre.
Como já descrito na Parte III, esta liga é
fabricada com quatro distintas temperaturas de
transformação cristalina e, portanto, fios de
mesma secção transversal e composto pela mes-
ma liga possuem quatro diferentes regimes de
trabalho. A atuação do fio estará na dependên-
cia da temperatura bucal, o que constitui mais
um incrível avanço na mecânica ortodôntica.
Quando Storey discursou na 72' sessão
anual da Associação Americana de Ortodontis-
tas, em 1972, vislumbrou um futuro no qual
fios fabricados de plástico e com memória de
"forma determinada por computador, exerceri-
am forças ótimas que produziriam os objetivos
de tratamento desejados. Hoje, três décadas
mais tarde, parece-nos que seus sonhos estão
muito mais próximos e que a tecnologia de
novos materiais ortodônticos aproxima a cada
dia o ideal terapêutico da prática clínica.
RIGIDEZ TRANSVERSAL DOS DIVERSOS FIOS ORTODÔNTICOS
. 20"
.0 175"x.0 175"
.016" x .022"
.017" x .025"
.019" x .025"
.021" x .025"
Fig. /8.40 - O quadro acima correlaciona a rigidez dos diversos fios ortodônticos, levando em conta o material constituinte e a secção transversal
(ORMCO Corporation).
BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO DENTAL
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