Casos Clínicos

O poder do cobre na ortodontia

O poder do cobre na ortodontia
Compartilhar | Comentar

Alguns elementos químicos específicos quando adicionados a liga de níquel-titânio podem alterar suas propriedades significantemente, e o cobre, de forma específica, traz como uma dessas vantagens a estabilização das temperaturas de transição. Foi em meados dos anos 90, que essa tecnologia foi introduzida à ortodontia.

Quando falamos em temperaturas de transição temos que lembrar das ligas de memória, na forma níquel-titânio e cobre-níquel-titânio, que podem ter duas apresentações: austenítica e martensítica (Figura 1), dependendo da temperatura em que se encontram.

Se a liga estiver na forma austenítica ela vai estar mais rígida e com uma capacidade excelente de recuperação elástica do seu formato, sem deformação significante.  Se ela estiver na fase martensítica, ela será muito mais flexível, porém passível de deformação e, muitas vezes, incapaz de retornar ao seu formato inicial. Existem temperaturas específicas para cada liga, que determinam em que fase sua estrutura estará, de acordo com a temperatura do ambiente.

Para nós, ortodontistas, a mais importante dessas temperaturas é a chamada austenítica final ou Af, pois acima desta, todos os grãos da liga metálica estarão na sua fase austenítica.

Figura 1. Estrutura cristográfica de uma liga de níquel-titânio.

As temperaturas de transição são importantes porque elas determinam, entre outras coisas, a tensão necessária para induzirmos a  superelasticidade* nas ligas de memória de forma. Para que a superelasticidade seja induzida e o fio, consequentemente, desenvolva uma força constante e recupere o seu formato inicial através da memória de forma, é necessário que existam cristais na forma austenítica. Entretanto, na ortodontia, é ideal que todos os cristais estejam nessa fase já que se deseja o máximo de recuperação elástica, pois queremos todos os dentes minuciosamente alinhados. Assim, é necessário trabalhar com esses fios acima de suas temperaturas Af.

*Damos o nome de superelasticidade a propriedade que um fio possui de liberar uma força quase constante durante sua desativação, através da mudança reversa de estrutura (de martensítica para austenítica) quando através de tensão, induzimos previamente a transformação de fase de austenítica para martensítica.

Adicionalmente, se a temperatura ambiente estiver muito distante da Af, como ocorre com os fios de níquel-titânio superelásticos (Af de aprox. 10 ºC), o fio se torna rígido demais e é necessário haver muita tensão para que se induza a transformação de fase inicial. (Figura 2) mesmo se isso for conseguido, as forças serão altas demais, podendo soltar os bráquetes. O interessante é que trabalhemos com um fio que tenha sua temperatura Af ligeiramente abaixo da temperatura do ambiente em que o fio será utilizado.

Figura 2. A. Alinhamento realizado com um fio de nivelamento em sua fase austenítica.

B. (0,016”) que foi transformado para sua fase martensítica devido à grande deflexão.

Mesmo caso no momento da substituição do fio redondo utilizado por um retangular.

OBS. Mesmo com deflexões exageradas, como a da foto, existe a possibilidade de um fio de níquel-titânio superelástico com Af de temperatura muito baixa, não passar por transformação de fase suficiente para que ele se torne superelástico.

Pelo fato do aparelho ortodôntico funcionar numa temperatura de 37ºC, (temperatura corpórea média do ser humano), é necessário que o fio de níquel-titânio ou cobre-níquel-titânio possua uma temperatura Af ao redor dos 35ºC. Assim, pode-se com um mínimo de tensão induzir a superelasticidade, e como consequência, obter uma recuperação elástica excelente conforme o fio é desativado através de sua memória de forma.

Entretanto, é muito difícil conseguir controlar e padronizar a Af a 35ºC durante a fabricação de fios de níquel-titânio sem a adição do elemento cobre. Mesmo quando tenta-se modificar a temperatura Af de fios de níquel-titânio superelásticos através do tratamento térmico, o resultado não é padronizado. É por isso que vemos no mercado fios “termoativados” com as mais variadas Af e que não funcionam da forma desejada clinicamente.

Num estudo em andamento em parceria com a Universidade Federal do Rio Grande do Norte (Tabela I), mediu-se qual é a temperatura austenítica final de várias ligas de cobre-níquel-titânio disponíveis no mercado através de uma tecnologia chamada: calorimetria de varredura diferencial. Os resultados preliminares mostram que, dentre as marcas testadas, o fio Flexy NiTi Copper da Orthometric mostrou a temperatura Af mais próxima dos 35ºC desejados pelos ortodontistas.

Tabela 1 – Temperatura austenítica final de quatro marcas comerciais de fios de cobre-níquel-titânio mensurada por calorimetria de varredura diferencial. (Resultados preliminares da dissertação de Ariane Gonzaga, sob orientação do Prof. Dr. Sergei Caldas, UFRN).

tabela-01

UTILIZAÇÃO DE FIOS DE LIGA DE COBRE-NÍQUEL-TITÂNIO NO ALINHAMENTO

Um fio 0,016” (Flexy NiTi Copper, Orthometric, Marília) pode ser  utilizado facilmente em bráquetes de safira para um alinhamento rápido sem a utilização de resfriamento para o seu engajamento no aparelho.

Figura 3. Fio de cobre-níquel-titânio 0,016”, com Af de 35ºC (Flexy NiTi Copper, Orthometric, Marília), utilizado para o alinhamento com bráquetes de safira (Iceram S, Orthometric, Marilia).

IMAGEM A. Inicial.

IMAGEM B. Alinhamento obtido após 25 dias, possibilitando a inserção de um fio 0,016”x 0,022” Flexy NiTi Copper.”

Isso pode ser realizado porque a mesma transformação de fase que ocorre com a utilização do resfriamento do fio, ocorre pela aplicação de tensão causada pela deflexão de fio. Com a temperatura Af de 35ºC, até mesmo pequenas deflexões podem induzir a superelasticidade.

Da mesma forma, uma sequência de arcos de cobre-níquel-titânio, com temperatura Af de 35ºC, pode ser utilizada desde o nivelamento até a fase de finalização num tratamento com grandes apinhamentos. O tamanho aumentado de bráquetes autoligáveis estéticos é contrabalanceado pelas propriedades superelásticas dessa liga metálica.

Figura 4.

  • Fio de cobre-níquel-titânio 0,016”, com Af de 35ºC (Flexy NiTi Copper, Orthometric, Marilia) sendo utilizado para o alinhamento com bráquetes autoligáveis cerâmicos (Iceram SLB, Orthometric, Marilia).
  • Mesmo paciente com fio retangular 0,017”x 0,025” Flexy NiTi Copper inserido no arco superior após 68 dias de tratamento.
  • Mesmo paciente com fios 0,019”x 0,025” Flexy NiTi e 0,017“x 0,025” Flexy NiTi Copper inserido após 90 dias na arcada superior e inferior, respectivamente.

Conclusão:

Para obter-se o máximo de vantagens no uso de um fio de liga de memória de forma na ortodontia, é interessante que sua temperatura Af seja de aproximadamente 35º C, com a adição de cobre à liga, isso pode ser facilmente conseguido. Entretanto, nem todas as ligas disponíveis no mercado apresentam essa característica, sendo a marca Flexy NiTi Copper a que mais se aproxima dos 35º C.

Bibliografia:

Otuka, K & Wayman, CM Shape Memory Materials. Cambridge University Press, Cambridge. 284 p., 1998.

Tonner, RI & Waters, NE. The characteristics of superelastic NiTi wires in three point bending. Part I: The effect of temperature. Eur J Orthod., v.16, pp.409-419, 1994.

Autor:

PROF. DR. RENATO PARSEKIAN MARTINS

– Mestre, Doutor e Pós – Doutor em Ortodontia pela UNESP – Araraquara

– Professor Colaborador da Pós-Graduação, área de Ortodontia, da UNESP – Araraquara

– Doutorado Sanduiche na Baylor College of Dentistry em Dallas, Texas

– Editor Associado da Revista Clínica de Ortodontia Dental Press

– Membro do corpo editorial de várias revistas nacionais e internacionais

Gostou do artigo e quer receber mais conteúdo como esse na sua caixa de entrada? Coloque seu email aqui embaixo que do resto a gente cuida.