Publicado em: 15/08/2018 às 13h50

Atrito na mecânica de deslizamento: inevitável ou controlável?

Na Ortodontia, o atrito está presente ao deslizar um ou mais dentes sobre o fio, tendo o contato entre a superfície do fio e do braquete a ser movimentado.

  • Imprimir
  • Indique a um amigo
A física da força de atrito segue sendo um mistério para muitos profissionais. (Imagem: Shutterstock)

 

Na Ortodontia, o principal obstáculo diante de uma mecânica de deslize é, sem dúvida, o atrito. Apesar de assumir tal fato, a física da força de atrito segue sendo um mistério para alguns. O objetivo dessa coluna é desmistificá-la, tratando o assunto com linguagem adequada para o clínico que enfrenta esse obstáculo no dia a dia.

Desta forma, constitui-se atrito a força que se opõe ao movimento de deslize de um corpo sob outro1-2. Na Ortodontia, ela está presente ao deslizar um ou mais dentes sobre o fio, tendo o contato entre a superfície do fio e do braquete a ser movimentado3-6.

A força de atrito é constituída por duas variáveis: 1) rugosidade superficial dos materiais envolvidos no sistema (braquete, fio e ligadura); e 2) força de ligação entre braquete e fio. Estas forças podem limitar ou até mesmo interromper a movimentação dentária1-3,7.

A rugosidade superficial contribui de acordo com a aspereza da superfície do fio, da ligadura e da ranhura do braquete. Ou seja, quanto maior for a rugosidade superficial, maior será a força de atrito. As características físicas dos materiais também têm influência no atrito. Por exemplo, os fios de TMA (beta-titânio) apresentam maior rugosidade superficial do que os de NiTi (níquel-titânio), que, por sua vez, apresentam superfície mais rugosa do que a dos fios de aço8. Os braquetes cerâmicos apresentam maior rugosidade superficial do que os metálicos9, e as ligaduras elásticas também apresentam maior rugosidade superficial do que as ligaduras metálicas10-12.

A força de ligação não está relacionada diretamente com a força aplicada para o deslocamento dentário, e sim com a força que o dispositivo de ligação usado (seja ligadura elástica, metálica ou a porta de um braquete autoligável) exerce entre braquete e fio. Quanto maior for a força de ligação, maior é a força de atrito. Uma boa alternativa para a mecânica de retração anterior é a não utilização de ligaduras elásticas nos acessórios (braquetes ou tubos) posteriores, substituindo-as por ligaduras metálicas, apertadas de forma moderada. As ligaduras não devem estar soltas a ponto de perder o controle de posicionamento dentário, e nem tão apertadas a ponto de aumentar significantemente a força de atrito.

Logo, considerando essas informações, estaria então o ortodontista livre desse obstáculo biomecânico (resistência ao deslize) quando utilizados os sistemas autoligáveis? Não é o que se tem encontrado na literatura.

O atrito por si só, ou atrito clássico, é apenas um dos elementos que constitui a resistência de deslize ou resistência ao deslizamento. Durante o movimento dentário por deslize, o dente não se move plenamente em linha reta, e sim com sucessivos movimentos pendulares de angulação de coroa e raiz, graças à folga existente entre a ranhura do braquete e o fio13. Este movimento ocorre quando vencido o atrito clássico, no entanto, outras modalidades de restrição ao movimento aparecem e também são consideradas tipos de atrito.

Os efeitos binding e notching são outros dois elementos capazes de gerar forças contrárias ao movimento de deslize e estarão presentes durante a mecânica de deslize, independentemente do sistema de braquetes convencionais ou autoligáveis11,14-15. Sem uma tradução adaptada à Ortodontia, estas palavras permanecem sendo utilizadas em inglês nos textos publicados em periódicos brasileiros.

O efeito binding surge a cada movimento pendular do dente, quando o fio entra em contato oblíquo com os cantos da ranhura do braquete, criando nessas arestas novas forças de atrito, dessa vez pela força do fio contra os cantos da ranhura, que tende a interferir negativamente na mecânica de deslize, diminuindo sua eficiência. O efeito notching se dá quando é provocada a deformação do fio nessas áreas, seja por excesso de força ou demasiada flexibilidade do fio, e outra força de maior magnitude atua, capaz de travar o deslizamento entre braquete e fio, interrompendo por completo o movimento dentário12,14,16. O aparecimento destes efeitos nos leva a desaconselhar o uso de fios de baixo calibre em uma mecânica de fechamento de espaços por deslize17.

Além dessas três formas de atrito, uma quarta força de resistência de deslize vem sendo mais bem descrita: os detritos que são gerados pelo acúmulo de placa bacteriana no interior da ranhura do braquete ou pela ação de substâncias sobre a superfície metálica de fios e braquetes. A aderência de detritos e placa bacteriana aos dispositivos ortodônticos está associada à exposição de tais materiais à cavidade bucal, sendo seu aumento progressivo ao longo do tempo. O aumento da quantidade de detritos e placa bacteriana proporciona aumento da força de atrito (Figura 1)18-25.

Figura 1 – Tipos de atritos presentes na mecânica ortodôntica por deslizamento.

 

Tal fato ocorre independentemente do material dos dispositivos, inclusive independe do tipo de ligação dos braquetes, seja convencional ou autoligável18,20. Logo, torna-se uma obrigação do profissional realizar a profilaxia a cada consulta, principalmente no interior das ranhuras dos braquetes, assim como a limpeza dos fios que voltarão a ser instalados no aparelho ortodôntico fixo.

As ligaduras devem ser substituídas por novas a cada consulta, mas os fios que permanecerão por mais algum tempo no aparelho devem receber a devida limpeza na superfície, a fim de remover as impurezas. Uma forma eficaz apresentada em um estudo na literatura é a limpeza da superfície do fio com esponja ou palha de aço18. Também se deve considerar a troca do arco metálico de aço em diferentes momentos durante a retração. Além do benefício profilático, tal remoção de detritos mantém uma boa performance de deslize inerente ao fio.

Uma alternativa positiva para o momento de iniciar a mecânica de fechamento de espaços por deslize é a substituição dos braquetes e tubos do setor posterior, onde será requerida uma baixa força de atrito para o deslize por novos acessórios. Um estudo recente descreve o protocolo de jateamento profilático (bicarbonato de sódio ou pó à base de glicina) por dez segundos em cada braquete, sem a presença do fio, a uma distância de 5 mm e perpendicular à superfície dos braquetes, a fim de recuperar suas condições superficiais, melhorando seu desempenho na mecânica de deslize pela diminuição da força de atrito. Este estudo mostra que o procedimento de jateamento profilático durante as consultas deve ser considerado obrigatório26.

O atrito nunca deixará de existir para o aparelho ortodôntico fixo, mas pode ser parcialmente controlado com a compreensão de seus componentes. Portanto, deve-se adequar a força dos movimentos dentários para que se comportem como de baixa magnitude de força. Ainda, aumentar a capacidade de deslize entre braquete e fio necessita de uma conjunção compatível de superfícies dos materiais, e manutenção das condições de normalidade durante todo o tempo de uso.
 

Agradecimento

Tive o privilégio de compartilhar a autoria desta coluna com Sérgio Elias Neves Cury, coordenador do curso de especialização em Ortodontia da UniRedentor-ATNA (Volta Redonda/RJ), cujo conhecimento sobre atrito me auxiliou a melhor descrever os efeitos e métodos de controle deste inevitável componente da mecânica ortodôntica.

 

Referência
1. Rossouw PE. Friction: an overview. Semin Orthod 2003;9:218-22.
2. Kusy RP, Whitley JQ. Friction between different wire-bracket configurations and materials. Semin Orthod 1997;3:166-77.
3. Kapila S, Angolkar PV, Duncanson Jr. MG, Nanda RS. Evaluation of friction between edgewise stainless steel brackets and orthodontic wires of four alloys. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1990;98:117-26.
4. Kusy RP, Whitley JQ. Influence of archwire and bracket dimensions on sliding mechanics: derivations and determinations of the critical contact angles for binding. Eur J Orthod 1999;21:199-208.
5. Loftus BP, Ârtun J, Nicholls JI, Alonzo TA, Stoner JA. Evaluation of friction during sliding tooth movement in various bracket-arch wire combinations. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1999;116:336-45.
6. Rossouw PE. Friction: an overview. Seminars in Orthodontics 2003;9:218-22.
7. Mendes K, Rossouw PE. Friction: validation of manufacturer’s claim. Semin Orthod 2003;9:236-50.
8. Drescher D, Bourauel C, Schumacher H-A. Frictional forces between bracket and arch wire. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1989;96:397-404.
9. Pratten DH, Popli K, Germane N, Gunsolley JC. Frictional resistance of ceramic and stainless steel orthodontic brackets. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1990;98:398-403.
10. Shivapuja PK, Berger J. A comparative study of conventional ligation and self-ligation bracket systems. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1994;106:472-80.
11. Thorstenson GA, Kusy RP. Comparison of resistance to sliding between different self-ligating brackets with second-order angulation in the dry and saliva states. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2002;121:472-82.
12. Crincoli V, Perillo L, Di Bisceglie MB, Balsamo A, Serpico V, Chiatante F et al. Friction forces during sliding of various brackets for malaligned teeth: an in vitro study. Scientific World Journal 2013:871423.
13. Pacheco MR, Jansen WC, Oliveira DD. The role of friction in orthodontics. Dental Press J Orthod 2012;17:170-7.
14. Kusy RP, Whitley JQ. Assessment of second-order clearances between orthodontic archwires and bracket slots via the critical contact angle for binding. Angle Orthod 1999;69:71-80.
15. Mezomo MB. Retração de caninos superiores com bráquetes autoligados e convencionais. Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 2008.
16. Nishio C, da Motta AF, Elias CN, Mucha JN. In vitro evaluation of frictional forces between archwires and ceramic brackets. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2004;125:56-64.
17. Bednar JR, Gruendeman GW, Sandrik JL. A comparative study of frictional forces between orthodontic brackets and arch wires. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1991;100:513-22.
18. Marques IS, Araujo AM, Gurgel JA, Normando D. Debris, roughness and friction of stainless steel archwires following clinical use. Angle Orthod 2010;80:521-7.
19. Dos Santos AA, Pithon MM, Carlo FG, Carlo HL, de Lima BA, Dos Passos TA et al. Effect of time and pH on physical-chemical properties of orthodontic brackets and wires. Angle Orthod 2015;85:298-304.
20. Liu X, Lin J, Ding P. Changes in the surface roughness and friction coefficient of orthodontic bracket slots before and after treatment. Scanning 2013;35:265-72.
21. Pithon MM, Santos FFD, Oliveira DD, dos Santos RL. Evaluation of physical properties of esthetic brackets after clinical use: study in situ. J World Fed Orthod 2013;2:e127-32.
22. Regis Jr. S, Soares P, Camargo ES, Guariza Filho O, Tanaka O, Maruo H. Biodegradation of orthodontic metallic brackets and associated implications for friction. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2011;140:501-9.
23. Ribeiro AA, Mattos CT, Ruellas AC, Araujo MT, Elias CN. In vivo comparison of the friction forces in new and used brackets. Orthodontics (Chic.) 2012;13:e44-50.
24. Eliades T, Athanasiou AE. In vivo aging of orthodontic alloys: implications for corrosion potential, nickel release, and biocompatibility. Angle Orthod 2002;72:222-37.
25. Eliades T, Bourauel C. Intraoral aging of orthodontic materials: the picture we miss and its clinical relevance. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2005;127:403-12.
26. Cury SEN. Exposição dos bráquetes ao meio bucal durante o tratamento ortodôntico e seu impacto no atrito: FOB/USP 2018. p.119.

 

Júlio Gurgel

Doutor em Ortodontia pela FOB-USP; Professor do programa de mestrado acadêmico em Odontologia (Ortodontia) da UniCeuma, em São Luís/MA; Professor assistente doutor do Departamento de Fonoaudiologia da Faculdade de Filosofia e Ciências da Unesp, campus de Marília; Coordenador do curso de especialização em Ortodontia da PUCMM, em Santiago de los Caballeros (República Dominicana).

 
 
 

Sérgio Elias Neves Cury

Especialista em Ortodontia – Universidade Nova Iguaçu; Mestre em Materiais – Centro Universitário de Volta Redonda (UniFoa); Doutor em Ortodontia – FOB/USP; Coordenador do curso de especialização em Ortodontia da UniRedentor.