ARTÍCULOS ORIGINALES DERIVADOS DE INVESTIGACIÓN

Comparación de la resistencia al deslizamiento en brackets de autoligado y brackets convencionales ligados con ligadura elastomérica convencional y ligaduras de baja fricción

Mileny Nieto Uribe¹; Judith Patricia Barrera Chaparro²; Ernesto José González Cáceres³; Ivón Lilian Parra Mazo³; Aleida Cristina Rodríguez Quijada³

¹ Odontóloga. Especialista en Ortodoncia, docente de Posgrado de Ortodoncia. Fundación Universitaria San Martín

² Odontóloga. Especialista en Epidemiología. Docente de Investigación. Facultad de Posgrados de Odontología. Fundación Universitaria San Martín

³ Ortodoncistas. Posgrado de Ortodoncia. Fundación Universitaria San Martín

RECIBIDO: MAYO 3/2011-ACEPTADO: NOVIEMBRE 22/2011

RESUMEN

INTRODUCCIÓN: es importante para el ortodoncista conocer la resistencia al deslizamiento (RD) generada por el método de ligado usado durante la fase de cierre de espacio con mecánica de deslizamiento. El objetivo es comparar in vitro la RD de un tipo de bracket de autoligado con un tipo de bracket convencional combinado con ligaduras elastoméricas de baja fricción y ligadura elastomérica convencional.
MÉTODOS: se utilizaronbrackets de autoligado SmartClip (3M^®) ybrackets convencionales Gemini (3M^®), dos tipos de ligadura elastomérica de baja fricción Slide (Leone^®), Synergy (RMO^®) y un tipo de ligadura elastomérica convencional Sani-Tie (GAC^®). Los sistemas de ligación de los brackets fueron probados con alambre de acero inoxidable calibre 0,019 × 0,025?. La resistencia al deslizamiento de la combinación bracket/alambre/ligadura fue medida con un modelo experimental de tres brackets cementados en una placa acrílica, montada en una máquina Instron. Cada combinación fue probada 9 veces consecutivas en estado seco.
RESULTADOS: losbrackets Gemini (3M^®) con ligadura convencional Sani-tie (GAC^®), reportaron valores promedio de 67,3 g y los brackets Gemini (3M^®) con ligadura de baja fricción siliconada Synergy (RMO^®) de 84,6 g. Losbrackets SmartClip (3M^®) y Gemini (3M^®) con ligadura elastomérica de baja fricción Slide (Leone^®) tuvieron valores promedio similares de 5,0 y 5,4 g, respectivamente, sin diferencias significativas (p = 0,999).
CONCLUSIONES: las ligaduras elastoméricas de baja fricción Slide (Leone^®), mostraron fuerzas de resistencia al deslizamiento similares a los brackets de autoligado Smartclip (3M^®).

Palabras clave: fricción, ligadura elastomérica,brackets de autoligado.

INTRODUCCIÓN

El tratamiento ortodóncico con extracciones requiere una fase de cierre de espacios, dicha fase se puede realizar de dos maneras; haciendo la retracción inicialmente de los caninos y luego retraer los cuatro dientes anteriores o con la mecánica de retracción en masa, retrayendo los seis dientes anteriores en un único momento.¹ Usualmente el cierre en masa se realiza con mecánica de deslizamiento, en la cual el alambre se desliza por los brackets posteriores para guiar el movimiento dental, esto requiere el menor grado de fricción posible para permitir el cierre del espacio de manera efectiva.^2,3 La fuerza tangencial que se produce entre dos cuerpos que se encuentran en contacto cuando uno de estos se resiste al movimiento sobre el otro se denomina fricción,⁴ por lo tanto, un término más preciso para la fricción en ortodoncia es la resistencia al deslizamiento (RD), que se conoce como la oposición al movimiento encontrado por el bracket a medida que trata de deslizarse a lo largo del alambre o viceversa.⁵ Por consiguiente, la fuerza que debe aplicarse sobre los dientes tiene que superar la resistencia al deslizamiento para lograr el movimiento ortodóncico deseado.⁶

La cantidad de fricción generada es proporcional a la fuerza con la que el bracket y el alambre se deben presionar simultáneamente y depende de factores como: el método de ligado,^6-12-14 la composición del alambre^11,15,16 la deflexión del alambre,¹⁷ el calibre del arco,^11,15,16 la distancia interbracket,¹⁸ el material del slot del bracket,¹⁹ la lubricación de la ligadura, entre otros.^6,10,20-22

En la práctica ortodóncica actual, el método de ligado de mayor uso son las ligaduras elastoméricas, porque facilitan la ligación del arco al bracket, resultando más cómodo para el paciente; sin embargo, producen mayor fricción que la ligadura metálica.^6,7,23 En respuesta a este hecho, surgen nuevos materiales que favorecen la disminución de la RD, brindan mayor comodidad al paciente y reducen el tiempo de tratamiento y de consulta, tales como los brackets de autoligado y las ligaduras elastoméricas de baja fricción.^11,24,21

Los brackets de autoligado han ganado popularidad, debido a que su diseño se caracteriza por presentar un clip que sujeta el arco al bracket o una cubierta que actúa como una cuarta pared móvil que convierte la ranura en un tubo, lo que permite el paso del arco sobre el slot con menor resistencia al deslizamiento;¹³ sin embargo, los sistemas de autoligado tienen varias limitaciones, como son la dificultad para lograr la expresión completa de la prescripción del bracket, el manejo clínico en ocasiones es más problemático que con los soportes convencionales, debido a los frecuentes fracasos de los clips, los brackets son más voluminosos y más costosos, y la higiene oral es más difícil debido a la compleja geometría de los mismos.²⁴ Por tal motivo en la última década se han introducido al mercado las ligaduras elastoméricas de baja fricción, algunas de estas actúan como una cubierta pasiva sobre el bracket convencional, permitiendo el libre deslizamiento del alambre sobre el slot,¹¹ otras presentan en su composición, una adición de silicona con la finalidad de disminuir la RD,^{20, 21} por lo cual son altamente resistentes a la pigmentación, muy suaves y con un excelente estiramiento y recuperación. Adicionalmente, se debe considerar la relación existente entre la forma de colocación de la ligadura elastomérica y el diseño mismo del bracket.

Pocos estudios han evaluado la RD proporcionada por las nuevas ligaduras de baja fricción en comparación con los brackets de autoligado; el objetivo de este estudio fue comparar la RD de un tipo de bracket de autoligado con brackets convencionales combinados con ligaduras elastoméricas de baja fricción y ligadura convencional.

MÉTODOS

El modelo consistió en una placa de acrílico rectangular (12 cm de largo x 4 de ancho x 5 mm de grosor), en la que se cementó un bracket del segundo premolar superior derecho, un tubo del primer molar superior derecho y un tubo del segundo molar superior derecho slot 0,022 x 0,028'' de la casa comercial 3M^® (Unitek Monrovia California, USA) a una distancia interbracket de 8 mm entre cada uno, fueron cementados con resina fotocurable (Prime-Dent VLC Orthodontic, Chicago, USA), mediante la utilización de un dispositivo creado para la alineación de los aditamentos a evaluar, el cual elimina toda información activa que se pudiera expresar; este dispositivo fue tomado del estudio de Plaza (2010)²³ diseñado especialmente para este fin. Está compuesto por un cuerpo hecho en acero inoxidable y un segmento de alambre 0,021 x 0,025'' también de acero inoxidable paralelo a la placa de acrílico, el cual fue insertado a través del slot de todos los aditamentos cementados en cada placa, con la finalidad de controlar la exactitud del cementado y expresar la prescripción de los brackets, permitiendo de esta manera en todos los grupos, que el deslizamiento del arco presentara la menor RD posible al momento de la medición (figuras 1, 2, 3).

Se calculó una muestra probabilística de 9 modelos para cada combinación bracket-alambre-ligadura fueron en total 36 modelos de los cuales: 27 modelos correspondían abrackets convencionales Gemini (3M^®), clasificados de la siguiente manera: 9 modelos ligados con ligadura elastomérica convencional Sani- Tie GAC^®, 9 con ligadura elastomérica de baja fricción Slide^® (Leone Orthodontic Products) y 9 con ligadura siliconada de baja fricción Synergy (RMO^®). Los 9 modelos restantes correspondían abrackets de autoligado Smartclip (3M^®).

Las placas acrílicas fueron marcadas al respaldo con un código para cada tipo de combinación bracket/ligadura, de manera que el evaluador de resultados desconociera el tipo de combinación medida: A1) Bracket Smartclip (3M^®); B1) bracket Gemini (3M^®) ligado con ligadura elastomérica (GAC^®); B2) bracket Gemini (3M^®), ligado con ligadura siliconada de baja fricción Synergy (RMO^®); B3) bracket Gemini (3M^®) con ligadura elastomérica de baja fricción Slide (Leone^®). Cada combinación de bracket-ligadura fue medida con un alambre de calibre 0,019'' x 0,025'' de acero inoxidable.

La RD generada por cada modelo de prueba (alambre,brackets y ligaduras elastoméricas) fue obtenida utilizando una máquina de medición Instron 3344 (Instron Corp, cantón, Mass) modelo 2519-106 con capacidad de 2.000 N, con nivel de error de 0,1% y el dispositivo diseñado con base en el estudio de Plaza (2010)²³ elaborado en acero inoxidable, que fue pintado al horno para evitar imantación, a este dispositivo se le adaptaron los arcos sujetados con tornillos en la parte superior e inferior (figuras 4, 5).

Este dispositivo fue sujetado a la prensa inferior del equipo Instron, la cual es fija, y la placa acrílica fue asegurada en la prensa superior del Instron, la cual es móvil y se desliza en sentido vertical sobre el dispositivo de medición. Para cada modelo se hizo un desplazamiento de 8 mm, con una velocidad de 5 mm/min (figura 6).

Se registraron los niveles de RD en gramos necesarios para mover el arco a lo largo de los tresbrackets alineados y esos niveles fueron transmitidos a un computador.

Para cada tipo de combinación bracket-alambre-ligadura, se tomó una serie de nueve registros de la RD, bajo condiciones secas con temperatura ambiente de 20 ± 2 °C.

Después de cada prueba, se retiró el modelo y se colocó otro con un nuevo alambre y nueva ligadura, previa limpieza del bracket con etanol, para disminuir errores durante la medición de cada una de las combinaciones bracket-alambre-ligadura.

ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Se digitó y depuró la información en Excel versión 2007, el procesamiento se realizó en el programa para ciencias sociales SPSS versión 15.0.

Para el análisis descriptivo se utilizó el promedio aritmético, el mínimo, el máximo y la desviación estándar; para determinar el grado de variabilidad se utilizó el coeficiente de variación (0-10% homogéneo, 10,1-20% medianamente homogéneo, > 20% heterogéneo).

El intervalo de confianza se determinó con nivel de confiabilidad al 95%; para determinar el supuesto de normalidad se utilizó la prueba Kolgomorov-Smirnov y para la homogeneidad de las varianzas se utilizó la prueba de Levene.

Para determinar diferencias en promedios de fricción se utilizó el análisis de varianza (ANOVA) y posteriormente la prueba post-Hoc de Dunnet no asumiendo varianzas iguales.

El nivel de significancia fue a = 0,05, para normalidad y heterogeneidad fue de a = 0,10.

RESULTADOS

Se midió la resistencia al deslizamiento en 36 brackets y 72 tubos divididos en cuatro grupos de 9 brackets y 18 tubos: Gemini (3M^®) con ligadura convencional Sani-Tie (GAC^®), Gemini (3M^®) con ligadura siliconada de baja fricción Synergy (RMO^®), Gemini (3M^®) con ligadura elastomérica de baja fricción Slide (Leone^®) y SmartClip (3M^®) utilizando un alambre de calibre 0,019 x 0,025'' de acero inoxidable (Dentaurum ^®). Se observó que los brackets con mayor resistencia al deslizamiento fueron los convencionales Gemini (3M^®) ligados con ligadura convencional Sani-Tie (GAC^®) con promedio de 67,3 g y Gemini (3M^®) ligados con ligadura siliconada de baja fricción Synergy (RMO^®) con un promedio de 84,6 g. Los brackets SmartClip (3M^®) y Gemini (3M^®) con ligadura elastómerica de baja fricción Slide (Leone^®), tuvieron valores promedio similares de 5,0 y 5,4 g, respectivamente y mayor coeficiente de variabilidad. Todas las referencias de los brackets cumplieron con el supuesto de una distribución de normalidad (prueba Kolgomorov-Smirnov) (tabla 1 y figura 7).

Al aplicar la prueba ANOVA se encontró que las varianzas no fueron iguales en todas las combinaciones de resistencia al deslizamiento de losbrackets (prueba de Levene, p = 0,003) (tabla 1). Se hicieron pruebas post-Hoc de Dunnet, en las que al comparar los promedios de RD, se encontraron diferencias entre todos los grupos de combinaciones brackets-alambre-ligadura, excepto cuando se compararon los brackets SmartClip (3M^®) y los Gemini (3M^®) con ligadura elastomérica de baja fricción Slide (Leone^®) (p = 0,99) (tabla 2).

DISCUSIÓN

En el presente estudio se comparó la resistencia al deslizamiento (RD), generada por los brackets de autoligado pasivo (SmartClip 3M^®) con la RD producida por los brackets convencionales (Gemini 3M^®) combinados con tres tipos de ligaduras: ligadura elastomérica convencional

(Sani-Tie GAC^®) , ligadura elastomérica de baja fricción (Slide Leone^®) y ligadura elastomérica de baja fricción (Synergy RMO^®); para esto, se utilizó un dispositivo diseñado y fabricado específicamente para simular las condiciones clínicas del segmento posterosuperior derecho de la arcada dental, tomando como referencia un modelo experimental previo.²³

Los resultados de esta investigación indicaron que los brackets SmartClip 3M^® y las ligaduras Slide Leone^® en los brackets Gemini 3M^® produjeron fuerzas de fricción significativamente inferiores comparadas con las ligaduras Sani-Tie GAC^® y Synergy RMO^® en los brackets Gemini 3M^®, utilizando un arco de acero inoxidable de calibre 0,019 × 0,025''.

Similares hallazgos reportan estudios anteriores ^{9-11, 13, 16, 26} en los que los brackets de autoligado generaron fuerzas de fricción menores que las ligaduras convencionales en brackets convencionales. Adicionalmente, en otros estudios ^{11, 13, 14, 27} se halló que las ligaduras Slide Leone^® en brackets convencionales, generaron fuerzas de RD significativamente menores que las ligaduras convencionales en brackets convencionales, debido a que este tipo de ligaduras una vez colocadas en el bracket crean una ligadura pasiva en el slot que hace que el arco quede libre para deslizarse, lo cual brinda capacidad para controlar adecuadamente la fricción durante las diferentes fases del tratamiento, semejando los brackets convencionales a tubos como lo reporta Baccetti.¹⁴

El comportamiento de la RD en este estudio muestra diferencias significativas para los brackets SmartClip 3M^® (5,0 g) y para las ligaduras Slide Leone^® en brackets Gemini 3M^® (5,4 g) comparadas con las ligaduras Sani- Tie GAC^® enbrackets Gemini 3M^® (67,3 g), similares a lo reportado por Gandini y colaboradores,¹³ quienes utilizaron un modelo experimental de un bracket y cuyos resultados oscilan entre 0,6 g para brackets SmartClip 3M^®, 0,5 gr para ligaduras Slide Leone^® y 153,3 g para una ligadura convencional en un bracket convencional. Por su parte, Plaza y colaboradores,²³ utilizando también un modelo de un bracket en medio seco reportaron valores de 0,2 N para brackets SmartClip 3M^® y 2,2 N para ligaduras elastoméricas Sani-Tie GAC^® en brackets Gemini 3M^®. En otro estudio, Orsi y colaboradores²⁶ utilizando un modelo experimental de un bracket en medio húmedo, reportan valores de RD que oscilan entre 0,002 N para brackets SmartClip 3M^®, 0,004 N para ligaduras Slide Leone^® y 2,796 N para una ligadura convencional en un bracket convencional. Aunque la RD, reportada en el presente estudio, es a diferente escala, se comporta de manera similar a los estudios presentados en la literatura.

En este estudio se usó un modelo experimental en medio seco, como lo han descrito otros autores.^{6, 8, 9, 11-14, 20, 21, 23, 27, 28} Chimenti y colaboradores,²¹ indican que los módulos elásticos siliconados reducen la resistencia friccional estática en 23 a 43%, comparados con las ligaduras no siliconadas, aduciendo este comportamiento a que la concentración de silicona en la superficie permanece más alta en la condición seca y puede ser removida o ablandada por la saliva en la condición húmeda.

Otros autores¹⁰ reportan que la inmersión en saliva no genera efectos negativos sobre las ligaduras recubiertas de silicona. En contraste, Bortoly y colaboradores²⁰ no encontraron diferencias significativas en los valores de RD, entre ligaduras siliconadas sometidas a un medio húmedo y ligaduras siliconadas en medio seco.

Cuando se compararon los resultados de la RD obtenidos en este estudio para la ligadura Synergy RMO^® con las ligaduras Sani-Tie GAC^® en brackets Gemini 3M^®, se observaron diferencias significativas con valores de 84,6 y de 67,3 g respectivamente, respecto a otra investigación²¹ en la que se encontraron valores menores de RD con las ligaduras siliconadas comparadas con las ligaduras elastoméricas no siliconadas debido a los diferentes métodos empleados en la cuantificación de los valores y las condiciones intrínsecas de cada estudio. Por su parte Hain y colaboradores¹⁰ reportan diferencias no significativas de RD entre la ligadura siliconada y la ligadura elastomérica convencional con 1,8 y 2 N, respectivamente. Aunque existe variabilidad en los resultados de los estudios mencionados, estos no son comparables entre sí, debido a las diferencias en las características de los materiales y métodos utilizados.

En otros estudios^{33, 34} utilizando ligaduras Sinergy en brackets Synergy RMO^®, demostraron fuerzas significativamente menores de RD, comparadas con ligaduras convencionales en brackets convencionales. El comportamiento variable de la ligadura Synergy RMO^® en esta investigación se atribuye a que esta se diseñó principalmente para el sistema Synergy RMO^®, dicha ligadura se coloca en las dos aletas centrales de las seis aletas que posee el bracket Synergy^®, contactando en un solo punto del arco, proporcionando así menor RD; estas ligaduras al ser colocadas en las cuatro aletas del bracket Gemini 3M^® como una ligadura convencional, contacta el arco en dos puntos, generando niveles más altos de RD. Por otra parte, las dimensiones de las ligaduras elastoméricas pueden influir de manera significativa sobre la RD, como lo reportan Chimenti y colaboradores.²¹ En el presente estudio la ligadura Synergy RMO^®, por presentar menor tamaño con 0,110 en comparación con la ligadura Sani-tie GAC^® con 0,120'', podría ejercer mayor presión sobre el arco al colocarlas en el bracket Gemini 3M^® aumentando los niveles de resistencia al deslizamiento.

Por esto se recomienda a las casas comerciales suministrar información precisa acerca de las aplicaciones de las nuevas ligaduras de baja fricción para que el clínico tenga control sobre las características del material.

Los resultados de este estudio son una guía útil para el desarrollo de nuevos criterios y herramientas de trabajo para el ortodoncista, que pueden ser aplicadas en la práctica diaria, de manera que el clínico pueda ofrecer beneficios en cuanto a la efectividad de las biomecánicas aplicadas habitualmente en los tratamientos ortodóncicos. Estos resultados deben ser utilizados solo para las comparaciones, ya que un estudio in vitro no puede reflejar completamente el modo de resistencia a la fricción que se produce realmente in vivo, pues pueden influir la saliva, la acumulación de placa bacteriana y la temperatura de la cavidad oral como agentes coadyuvantes en el aumento de los valores de RD.

Con base en los resultados obtenidos en este estudio, las ligaduras Slide Leone^® enbrackets convencionales Gemini 3M^® producen niveles significativamente más bajos de RD que las ligaduras Sani- tie GAC^® en brackets convencionales Gemini 3M^®, de modo que se puede sugerir el uso de la ligadura Slide Leone^® en brackets convencionales en la fase de cierre de espacio con mecánica de deslizamiento, con la expectativa que el alambre en el sector posterior se deslice de manera fácil y rápida, a través, del slot de los brackets posteriores. De ser así, este tipo de ligaduras representaría una alternativa a los brackets de autoligado una vez comprobada su eficacia en estudios in vivo, por sus niveles de RD similares demostrados en estudios in vitro.

Se encontró que el uso de las ligaduras elastoméricas de baja fricción Synergy RMO^® proporcionan valores altos de RD cuando son utilizadas en brackets convencionales, por lo cual se recomienda su uso exclusivo con los brackets Synergy^® o cuando se requiera aumentar la RD, controlando con esto la pérdida de torque o tip que se pueda generar en la fase de cierre de espacios con brackets convencionales. De igual manera se puede plantear la necesidad de realizar la comparación entre los diferentes tipos de ligado que presentan los brackets Synergy ^® debido a la versatilidad de su diseño de seis aletas.

Esta investigación proporciona evidencia científica como apoyo para futuras investigaciones, de manera que estos hallazgos orienten la toma de decisiones en la práctica al momento de escoger el método de ligado de losbrackets.

CONCLUSIONES

1. Los brackets de autoligado Smartclip 3M^®, presentaron el comportamiento esperado, con la menor RD durante la fase de movimiento evaluado en el presente estudio.

2. Las ligaduras elastoméricas de baja fricción Slide Leone^® en brackets convencionales Gemini 3M^®, presentaron fuerzas de RD similares a los brackets de autoligado Smartclip 3M^®, utilizando alambre de acero inoxidable de calibre 0,019'' x 0,025''.

3. Las ligaduras Synergy RMO^® de baja fricción utilizadas en brackets convencionales Gemini 3M^® presentan mayor RD que las ligaduras elastoméricas convencionales Sani-Tie GAG^® en brackets convencionales Gemini 3M^®, utilizando alambre de acero inoxidable de calibre 0,019 x 0,025''.

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Judith Patricia Barrera Chaparro
Carrera 18 N.° 80-94. Bogotá D. C.
Fundación Universitaria San Martín
Facultad de Posgrados de Odontología
Posgrado de Ortodoncia
Correo electrónico: barrerajudith@gmail.com