Ортодонтическая дуга - Orthodontic archwire

Демонстрация дуги

An дуга в ортодонтия это провод соответствует альвеолярному или зубная дуга что можно использовать с брекеты как источник силы при исправлении неровностей в положении зубы. Дугу также можно использовать для сохранения существующих позиций зубов; в этом случае он имеет сохраняющий цель.[1]

Ортодонтические дуги могут быть изготовлены из нескольких сплавы, Наиболее часто нержавеющая сталь, никель-титановый сплав (NiTi) и бета-титановый сплав (состоящий в основном из титан и молибден ).

Типы

Сплав благородных металлов

Благородные металлы, такие как золото, платина, иридий, серебро и их сплавы, были использованы в ортодонтии на раннем этапе из-за их хорошей коррозионной стойкости. Некоторые из других качеств, которыми обладали эти сплавы, - это высокая пластичность, переменная жесткость (при нагревании), высокая упругость и простота пайки. Недостатками этих сплавов были: меньшая эластичность, меньшая прочность на разрыв и большая стоимость. Состав как платины, так и палладия повысил температуру плавления сплава и сделал его устойчивым к коррозии. Медь, наряду с холодной обработкой материала, придавала сплаву прочность. Состав сплава проволоки из благородных металлов будет Золото (55%-65%), Платина (5-10%), Палладий (5-10%), Медь (11-18%) и Никель (1-2%). Этот состав был аналогичен составу литейных сплавов типа IV Gold. Эдвард Энгл впервые ввел немецкое серебро в ортодонтию в 1887 году, когда попытался заменить в этой практике благородные металлы. В это время, Джон Наттинг Фаррар осужден Угол за использование материала, который приводит к изменению цвета во рту. Затем в 1888 году он начал изменять состав сплава вокруг Немецкое серебро. Однако состав Энгла было чрезвычайно трудно воспроизвести, и поэтому использование сплавов на основе серебра не стало популярным в ортодонтии. Также известно, что Angle использует такие материалы, как резина, вулканит, струна для фортепиано и шелковая нить.[2]

Дуга из нержавеющей стали

В 1929 г. нержавеющая сталь был введен для использования в изготовлении бытовой техники. Это был первый материал, который полностью заменил благородные сплавы в ортодонтии. Сплавы стальной проволоки по сравнению с благородными металлами были относительно дешевле. Они также обладают лучшей формуемостью и могут быть легко использованы для пайки и сварки для изготовления сложных ортодонтических аппаратов.[3] Сплавы нержавеющей стали относятся к аустенитному типу 18-8, которые содержат Хром (17-25%) и Никель (8-25%) и Углерод (1-2%).[4][5] Хром в этом сплаве нержавеющей стали образует тонкий оксидный слой, который блокирует диффузию кислород в сплав и учитывают коррозионную стойкость этого сплава. Энгл использовал нержавеющую сталь в последний год своей ортодонтической практики. Он использовал его в качестве лигатурной проволоки во рту своего пациента. В это время, Эмиль Хербст был главным противником сплавов на основе нержавеющей стали. По его словам, он предпочитал использовать благородные сплавы, а не нержавеющую сталь. К 1950 г. Сплав нержавеющей стали серии 300 использовался большинством ортодонтов в Соединенных Штатах, поскольку европейские ортодонты верили в использование таких функциональных приспособлений, как Активатор прибор с неправильным прикусом пациента.[нужна цитата ]

Дуги из нержавеющей стали имеют высокую жесткость, низкая упругость, устойчивость к коррозии, низкий диапазон и хорошая формуемость. Эти проволоки часто дешевле, чем другие дуги, и могут легко использоваться в качестве «рабочих» дуг при ортодонтическом лечении. Закрытие пространства после удаления часто выполняется путем помещения этих дуг во рту.

Многожильные дуги из нержавеющей стали

Этот тип дуги из нержавеющей стали состоит из нескольких проволок из нержавеющей стали толщиной 0,008 дюйма, скрученных вместе. Есть 3 типа: коаксиальный, плетеный и / или витой. Коаксиальный тип дуги включает 6 жил по 0,008 дюйма, которые скручены вместе. Плетеная дуга состоит из 8 нитей, а скрученная дуга - из трех. Эти проволоки могут иметь либо круглую, либо прямоугольную форму. Свойства этих проволок кардинально отличаются от традиционных дуг из нержавеющей стали. Они имеют низкую жесткость и могут использоваться для начальной стадии выравнивания и выравнивания в ортодонтии. Однако из-за своего нижнего предела упругости они могут легко деформироваться, если на них действует любая другая сила, например пища.[6]

Австралийская дуга

Артур Дж. Уилкок, вместе с Раймонд Бегг, создал "австралийскую дугу" в 1940-х годах в Австралия. Металлург из Виктория, Австралия. Эта дуга широко использовалась в так называемой технике Бегга. Бегг искал проволоку из нержавеющей стали, которая была бы легкой, гибкой, чтобы оставаться активной в течение длительного времени во рту. Проволока имела высокую упругость и ударную вязкость и прошла термообработку. Первоначально изготовленная проволока имела размер 0,018 дюйма.[7] Эти проволоки часто используются при лечении глубоких укусов из-за их повышенной устойчивости к остаточной деформации.[8] Проволока состоит из железа (64%), хрома (17%), никеля (12%) и других.

Кобальт-хромовая дуга

В 1950-х годах кобальт-хромовый сплав начали использовать в ортодонтии. Ортодонтия Скалистых гор впервые начал продавать кобальт-хромовый сплав как Эльгилой в 1950-е гг. Это было Национальная часовая компания Элгин который ввел этот сплав, состоящий из кобальт (40%), хром (20%), утюг (16%) и никель (15%). Эльгилой предлагал повышенную устойчивость и силу, однако его жесткость была слабой. Проволока этого типа до сих пор продается как сплав, известный как Ремалой, Форесталой, Биолой, Масел и Эльгилой. Однако их использование в ортодонтии сократилось из-за того, что в сегодняшнем лечении не требуется сложных изгибов проволоки.[9]

Elgiloy доступен с четырьмя уровнями устойчивости. Синий Эльгилой (мягкий), Желтый Эльгилой (пластичный), Зеленый Эльгилой (полуэластичный) и Красный Эльгилой (эластичный).

Никель-титановый (Niti) Archwire

Сплав NiTi был разработан в 1960 г. Уильям Ф. Бюлер кто работал в Военно-морская артиллерийская лаборатория в Силвер-Спрингс, Мэриленд. Название Нитинол поступило из Никеля (Ni), Титана (Ti), Военно-морской артиллерийской лаборатории (nol). Первый ортодонтический сплав никель-титан (NiTi), представленный Andraeson. Этот сплав был основан на исследованиях, проведенных Бюлером. С момента своего появления проволоки из сплавов Нити стали важной частью ортодонтического лечения. В составе проволоки 55% никеля и 45% титана. Первый сплав никель-титановой ортодонтической проволоки был продан корпорацией Unitek Corporation, которая теперь известна как 3M Unitek. Эти сплавы имели низкую жесткость, сверхэластичность, высокую упругость, большой диапазон упругости и были хрупкими. У исходных нитей проволоки не было эффекта памяти формы из-за холодной обработки проволоки. Таким образом, эти проволоки были пассивными и рассматривались как мартенситно-стабилизированный сплав.

Псевдоэластичные дуги Niti были коммерчески запущены в 1986 году и были известны как Японский NiTi и Китайский NiTi. Японский арочный провод Niti впервые был произведен Furukawa Electric Co в 1978 г. Впервые об использовании ортодонтии сообщили Miura et al.[10] Японский сплав продавался как Sentalloy. Термоактивированные сплавы NiTi стали популярными и коммерчески доступными в 1990-х годах.[11] Китайские проволоки Niti также были разработаны в 1978 году доктором Хуа Ченг Тиеном в исследовательском институте в г. Пекин, Китай. Впервые об этой проволоке в ортодонтической литературе сообщил д-р. Чарльз Бёрстон. Эти сплавы являются аустенитно-активными сплавами, и переход из аустенитной фазы в мартенситную фазу происходит из-за контакта проволоки с силой.

Медно-никелево-титановый сплав

В 1994 г. Ormco Corporation представил этот сплав. Этот сплав был разработан с помощью Рохит Сачдева и Сучио Миясаки. Первоначально он был доступен в трех формах температурного перехода: сверхупругой (CuNiTi 27 ° C), термоактивированной (CuNiTi 35 ° C) и (CuNiTi 40 ° C). Этот сплав состоит из никеля, титана, меди (5%) и хрома (0,2% - 0,5%).[12] Добавление меди приводит к более определенным температурам перехода в этом сплаве.[13]

Память формы

Проволока Niti, как известно, обладает уникальным свойством памяти формы. Провода Niti могут существовать в двух формах, известных как Аустенитный и Мартенситный. Температурная фаза, известная как Температурный переходный диапазон (TTR) служит два определения этих более ранних этапов провода Нити. Ниже температуры TTR кристаллы нитей Niti существуют в мартенситной форме, а выше температуры TTR кристаллы существуют в аустенитной форме. Аустенитная форма возникает при высоких температурах, низких напряжениях, а мартенситная фаза возникает при низких температурах и высоких напряжениях. Аустенитная форма имеет объемно-центрированную кубическую (ОЦК) структуру, а мартенситная имеет искаженную моноклинную, триклинную или гексагональную структуру. Проволока изготавливается и изготавливается при температурах выше TTR. Поскольку проволока нагревается выше этой температуры, она запоминает свою первоначальную форму и соответствует ей. Следовательно, это свойство проволоки известно как Сплав с памятью формы.[14]

Сверхэластичность

Проволока Niti, как известно, обладает еще одним уникальным свойством, известным как сверхэластичность. Это «резиноподобное» поведение, присущее сплаву Niti с памятью формы. Сверхэластичные проволоки Niti обладают превосходной упругостью по сравнению с другими проволоками Niti. Они также могут создавать постоянные силы при большом прогибе проволоки.[15]

Бета-титановая дуга (ТМА)

Чистый титан может существовать в двух фазах: альфа и бета. Альфа-фаза представляет собой низкую температуру (ниже 885 ° C), а бета-фаза представляет собой высокую температуру (выше 885 ° C). Чарльз Дж. Берстон и доктор Голдберг разработали β-титан, когда они объединили Молибден с чистым титан.[16] Они разработали этот сплав, чтобы эти проволоки создавали более низкие биомеханические силы по сравнению с проволокой из нержавеющей стали и кобальт-хром-никелевой проволокой. Они имеют лучшую формуемость и упругость, чем проволока из нержавеющей стали. Таким образом, этот сплав стал известен как бета-титановый сплав. Он состоит из титана (79%), молибдена (11%), циркония (6%) и олова (4%). Этот сплав коммерчески известен под названием ТМА или Титано-молибденовый сплав.[17] Этот сплав не содержит никель и может использоваться пациентами с аллергией на никель. Проволоки ТМА имеют шероховатую поверхность и создают наибольшее трение из всех проволок, используемых в ортодонтии, что было обнаружено в исследовании, проведенном Kusy et al. в 1989 г.[18]

Новая дуга Коннектикута (CNA)

Этот тип дуги - марка бета-титана.

Ортодонтические этапы

Выравнивание и выравнивание

Проволока, используемая на этом начальном этапе ортодонтического лечения, требует, чтобы она имела низкую жесткость, высокую прочность и большой рабочий диапазон. Идеальная проволока для использования на этом этапе лечения - это никель-титановые дуге. Низкая жесткость позволяет создавать небольшие силы, когда проволока входит в прорези зубьев кронштейна. Высокая прочность предотвратит любую необратимую деформацию, когда проволока входит в сильно забитые зубы.[19]

Термины, используемые при определении проводов

  • Стресс - Внутреннее распределение нагрузки
  • Напряжение - Внутренние искажения, вызванные нагрузкой
  • Пропорциональный предел - точка, в которой наблюдается первая остаточная деформация
  • Предел текучести - На этом этапе ортодонтическая проволока не вернется к своей первоначальной форме.
  • Предел прочности на растяжение - Максимальная нагрузка, которую может выдержать провод
  • Точка отказа - точка обрыва провода.
  • Модуль упругости - Это соотношение напряжения и деформации. Он измеряется наклоном упругой области. Он описывает жесткость или жесткость материала.
  • Скорость отклонения нагрузки - определяется, как для данной нагрузки / силы наблюдаемая величина отклонения известна как скорость отклонения нагрузки.
  • Жесткость - Наклон графика напряжения / деформации ортодонтической проволоки пропорционален ее жесткости. Чем выше уклон, тем выше жесткость. Это то же самое, что и модуль упругости. Жесткость проволоки пропорциональна диаметру проволоки, но обратно пропорциональна длине или длине проволоки. Проволока из нержавеющей стали имеет более высокую жесткость, чем бета-титановый сплав, который имеет более высокую жесткость, чем никель-титановый сплав.
  • Диапазон - это диапазон ортодонтической проволоки, которая будет изгибаться, пока не произойдет необратимая деформация.
  • Отпрянуть - Это способность проволоки выдерживать большие изгибы без постоянной деформации.
  • Устойчивость (материаловедение) - Он представляет собой энергию провода.
  • Формуемость - Это величина постоянного изгиба, через который проходит проволока, прежде чем она порвется.
  • Пластичность - Это способность проволоки выдерживать большую остаточную деформацию без разрыва.
  • Биосовместимость - Биосовместимая проволока будет устойчивой к коррозии и будет толерантной к тканям слизистой оболочки полости рта.
  • Сплав с памятью формы - Это способность проволоки запоминать свою первоначальную форму после пластической деформации.
  • Twinning - Это свойство металла, которое относится к движению, которое разделяет решетку на две симметричные части. Деформация некоторых структур происходит за счет двойникования. Нити-сплавы характеризуются многократным, а не однократным двойникованием через металл.
  • Гистерезис - Истерия в ортодонтии связана с никель-титановыми проволоками. Это разница между температурой начальной фазы проволоки Niti и конечной фазы проволоки Niti. Это также может быть известно как разность температур, когда проволока Niti переходит из аустенитного (высокотемпературного) состояния в мартенситное (низкотемпературное) состояние.
  • Закалка - Быстрое охлаждение материала после отжига. Это приводит к тому, что материал теряет прочность, но приобретает пластичность.
  • Отжиг (металлургия) - Процесс нагрева материала, в результате которого материал набирает прочность и теряет пластичность.

Рекомендации

  1. ^ "Ортоэволюция ортодонтических дуг - ортодонтические изделия". Ортодонтические товары. Получено 2016-10-30.
  2. ^ Сингх, Гуркират (20 февраля 2015 г.). Учебник ортодонтии. JP Medical Ltd. ISBN  9789351524403.
  3. ^ Тиан, Кун В .; Пассаретти, Франческа; Несполи, Аделаида; Плациди, Эрнесто; Кондо, Роберта; Андреани, Карла; Ликочча, Сильвия; Часс, Грегори А .; Сенези, Роберто; Козза, Паола (2019-08-03). «Состав ― Прогнозы регулируемых характеристик наноструктур в стальной проволоке». Наноматериалы. 9 (1119): 1–13. Дои:10.3390 / нано9081119. ISSN  2079-4991.
  4. ^ Тиан, Кун В .; Феста, Джулия; Базоли, Франческо; Лагана, Джузеппина; Шерилло, Антонелла; Андреани, Карла; Боллеро, Патрицио; Ликочча, Сильвия; Сенези, Роберто; Козза, Паола (30 мая 2017 г.). «Состав ортодонтической дуги и фазовый анализ нейтронной спектроскопией». Журнал стоматологических материалов. 36 (3): 282–288. Дои:10.4012 / dmj.2016-206. ISSN  0287-4547.
  5. ^ Тиан, Кун В .; Феста, Джулия; Ласло, Сентмиклоши; Мароти, Богларка; Арчидиаконо, Лаура; Лагана, Джузеппина; Андреани, Карла; Ликочча, Сильвия; Сенези, Роберто; Козза, Паола (23.06.2017). «Композиционные исследования функциональных ортодонтических дуг с использованием мгновенного гамма-активационного анализа на импульсном источнике нейтронов». Журнал аналитической атомной спектрометрии. 32: 1420–1427. Дои:10.1039 / C7JA00065K. ISSN  1364-5544.
  6. ^ Nagalakshmi, S .; Sriram, G .; Balachandar, K .; Дхаянити, Д. (25 февраля 2017 г.). «Сравнительная оценка расчесывания резцов нижней челюсти с помощью коаксиальных и оптифлексных дуг и их коэффициентов отклонения нагрузки». Журнал фармации и биологических наук. 6 (Приложение 1): S118 – S121. Дои:10.4103/0975-7406.137412. ISSN  0976-4879. ЧВК  4157247. PMID  25210351.
  7. ^ Pelsue, Brian M .; Зинелис, Спирос; Брэдли, Т. Джерард; Берзиньш, Дэвид В .; Элиадес, Теодор; Элиадес, Джордж (2009-01-01). «Структура, состав и механические свойства австралийских ортодонтических проволок». Угловой ортодонт. 79 (1): 97–101. Дои:10.2319/022408-110.1. ISSN  0003-3219.
  8. ^ Pelsue, Brian M .; Зинелис, Спирос; Брэдли, Т. Джерард; Берзиньш, Дэвид В .; Элиадес, Теодор; Элиадес, Джордж (2009-06-29). «Структура, состав и механические свойства австралийских ортодонтических проволок». Угловой ортодонт. 79 (1): 97–101. Дои:10.2319/022408-110.1.
  9. ^ Алобейд, Ахмад; Хасан, Малак; Ас-Сулейман, Махмуд; Эль-Бялы, Тарек (01.01.2014). «Механические свойства кобальт-хромовой проволоки по сравнению с проволокой из нержавеющей стали и β-титана». Журнал ортодонтической науки. 3 (4): 137–141. Дои:10.4103/2278-0203.143237. ISSN  2278-1897. ЧВК  4238082. PMID  25426458.
  10. ^ Миура, Ф .; Mogi, M .; Ohura, Y .; Хаманака, Х. (1 июля 1986 г.). «Сверхэластичность проволоки из японского сплава NiTi для использования в ортодонтии». Американский журнал ортодонтии и челюстно-лицевой ортопедии. 90 (1): 1–10. Дои:10.1016/0889-5406(86)90021-1. ISSN  0889-5406. PMID  3460342.
  11. ^ Гравина, Марко Абдо; Брунхаро, Ионе Хелена Виейра Портелла; Канаварро, Кристиана; Элиас, Карлос Нельсон; Кинтао, Катия Кардозу Абдо (1 августа 2013 г.). «Механические свойства проволок NiTi и CuNiTi с памятью формы, используемых в ортодонтическом лечении. Часть 1: испытания на растяжение». Стоматологический журнал ортодонтии. 18 (4): 35–42. Дои:10.1590 / С2176-94512013000400007. ISSN  2176-9451.
  12. ^ Сачдева, Рохит (01.07.2002). «Sure-Smile: технологичное решение для ортодонтии». Техасский стоматологический журнал. 119 (7): 608–615. ISSN  0040-4284. PMID  12138533.
  13. ^ Гравина, Марко Абдо; Брунхаро, Ионе Хелена Виейра Портелла; Канаварро, Кристиана; Элиас, Карлос Нельсон; Кинтао, Катия Кардозу Абдо (1 августа 2013 г.). «Механические свойства проволок NiTi и CuNiTi с памятью формы, используемых в ортодонтическом лечении. Часть 1: испытания на растяжение». Стоматологический журнал ортодонтии. 18 (4): 35–42. Дои:10.1590 / С2176-94512013000400007. ISSN  2176-9451.
  14. ^ TechXpress.net. «Сплав с памятью формы - нитинол с памятью формы». jmmedical.com. Получено 2017-02-25.
  15. ^ Фигейредо, Ана Мария; Моденези, Пауло; Буоно, Висенте (1 апреля 2009 г.). «Малоцикловая усталостная долговечность сверхупругих NiTi проволок». Международный журнал усталости. 31 (4): 751–758. Дои:10.1016 / j.ijfatigue.2008.03.014.
  16. ^ Burstone, C.J .; Гольдберг, А. Дж. (1980-02-01). «Бета-титан: новый ортодонтический сплав». Американский журнал ортодонтии. 77 (2): 121–132. Дои:10.1016/0002-9416(80)90001-9. ISSN  0002-9416. PMID  6928342.
  17. ^ Gurgel, Júlio A .; Пинзан-Верселино, Селия Р. М .; Пауэрс, Джон М. (07.02.2011). «Механические свойства проволоки из бета-титана». Угловой ортодонт. 81 (3): 478–483. Дои:10.2319/070510-379.1. PMID  21299389.
  18. ^ Kusy, R.P .; Уитли, Дж. К. (1989-07-01). «Влияние скорости скольжения на коэффициенты трения в модельной ортодонтической системе». Стоматологические материалы. 5 (4): 235–240. Дои:10.1016/0109-5641(89)90067-5. ISSN  0109-5641. PMID  2638266.
  19. ^ Агили, Хоссейн; Яссаеи, Согра; Ахмадабади, Махмуд Нилли; Джошан, Неда (01.09.2015). "Характеристики прогиба нагрузки никель-титановой исходной дуги". Журнал стоматологии (Тегеран, Иран). 12 (9): 695–704. ISSN  1735-2150. ЧВК  4854749. PMID  27148381.