37. biomecanica aplicada a la ortodoncia

Tema 37 - Biomecánica aplicada a la ortodoncia
30-1-18
Conceptos:
→ El tratamiento consiste en mover dientes que deseamos.
→ Estos dientes están situados en un medio vivo.
→ Los movimientos dentales conllevan una respuesta histológica.
→ Las fuerzas generan una remodelación tisular.
▪ Una fuerza ortodóncica adecuada
▪ Produce una inflamación periodontal.
▪ Posteriormente una reabsorción ósea.
Bioingeniería aplicada a la ortodoncia:
→ Debemos controlar las fuerzas aplicadas y predecir sus respuestas.
→ Es importante que conozcamos los conceptos básicos de física, ingeniería y matemáticas, ya que
nos serán útiles para ayudarnos en el diseño y manipulación clínica de los aparatos.
→ El conocimiento de los principios biofísicos nos permiten:
▪ Mejorar el diseño de los aparatos, desechando el método ensayo-error.
▪ Cuantificar los sistemas de fuerzas, ayudando a entender mejor las respuestas
histológicas y clínicas.
▪ Obtener mejores resultados: muchas yatrogénicas pueden atribuirse al desconocimiento
de los principios físicos básicos.
→ La fuerza que aplicamos es uno de los pocas variables que podemos y debemos controlar en el
tratamiento ortodóncico.
→ La Biomecánica: es la rama de la física que estudia y describe los efectos de las fuerzas sobre los
tejidos vivos.
Biomecánica:
→ Constituye en ortodoncia una de las ciencias básicas.
→ El objeto de su estudio puede dividirse en 3 áreas:
1. Estudio de los sistemas de fuerzas.
2. Estudio del comportamiento de los materiales empleados en la confección de los
aparatos ortodóncicos.
3. Estudio de los efectos biológicos (clínicos, histológicos, bioquímicas, etc.) producidos en
la unidad alveolodentaria por las fuerzas ortodóncicas.
→ Tenemos interés clínico de controlar las fuerzas, para:
1. Mover el/los dientes deseados sin que lo haga el resto (depende del anclaje).
2. Mover como pretendemos que lo haga (depende de los sistemas de fuerzas empleado).
3. Mover óptimamente: rápido, sin molestias, sin secuelas (depende de los factores
biológicos).
Control de fuerzas:
→ En clínica no actúan fuerzas aisladas, sino que actúan resultantes de los sistemas de fuerzas.
→ Se aplica la 3ª Ley de Newton:” para cada acción hay una reacción equivalente y opuesta”, es decir,
que si un aparato empuja a un diente, el diente a su vez empuja al aparato en dirección opuesta
con una fuerza igual.
→ Tenemos que tener en cuenta el equilibrio estático: la resultante de la fuerza de acción y la Fuerza
de reacción es cero.
→ La fuerza de reacción en la mayoría de los casos suele ser un efecto indeseado que debemos
prevenir y controlar para favorecer los deseados.
Concepto de fuerza:
Fuerza: es la acción de un cuerpo sobre otro que tenderá a cambiar de forma o a desplazarse a una posición
diferente en el espacio. La unidad de medida es el Newton (masa por aceleración), pero en ortodoncia se
simplifica midiendo en unidades masa: gramos u onzas.
Maximiliano Perdiz.
Ortodoncia 1.
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→ Buscar el valor de una onza. (1 onza = 28.3 gramos).
→ Se puede representar como un vector que posee magnitud, dirección, sentido y punto de
aplicación.
Conceptos:
→ Centro de masa o geométrico: centro matemático.
→ Centro de gravedad: punto sobre el que un cuerpo está en equilibrio.
▪ Ambos puntos coinciden en el espacio o cuando el cuerpo es homogéneo y de forma
simple y simétrica.
→ Centro de rotación: punto alrededor del cual se produce la rotación cuando un objeto se desplaza.
→ Centro de resistencia: (Imp*) punto de un cuerpo sobre el que una fuerza única produciría
traslación.
▪ En el diente su situación dependerá de sus características (masa, forma, etc.) y de los
elementos que lo rodean. (lig periodontal, hueso, etc.)
▪ Pueden ser:
• Unirradiculares: aprox. entre 1/3 medio y la ½ de la longitud de la raíz a partir de la
cresta alveolar.
• Multirradiculares: 1 o 2mm bajo la furca.
→ Momento (es la rotación): capacidad de una
fuerza para producir rotación. Es el producto de la fuerza por la distancia perpendicular entre el
punto de aplicación y el centro de resistencia.
→ Par de fuerzas: dos fuerzas de la misma magnitud y sentidos opuestos. El resultado es un momento
puro, sin traslación, únicamente rota.
Tipos de movimiento dentario:
→ Al aplicar una fuerza sobre un cuerpo lo que determina su efecto es la relación entre la línea de
acción y el centro de gravedad.
- Si la fuerza pasa por el centro de gravedad, se produce un movimiento en masa (traslación
pura).
- Si la fuerza pasa fuera de él, se produce una traslación + rotación = momento.
El movimiento dentario puede clasificarse:
• De rotación pura: centro de rotación está situado en el centro de resistencia.
• De traslación pura o movimiento en masa: centro de rotación está en el infinito.
• De traslación con rotación: centro de rotación en un punto intermedio (movimiento de inclinación).
Maximiliano Perdiz.
Ortodoncia 1.
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Según Burstone:
→ Movimiento en masa: centro de rotación en el infinito. La fuerza, o su resultante, debe pasar por el
centro de resistencia. MP/MF=1
MP: momento par de
fuerzas.
MF: momento fuerza.
→ Inclinación incontrolada: centro de rotación por incisal al ápice, que se mueve en sentido contrario a
la corona. MP/MF=0
→ Inclinación controlada: centro de rotación en el ápice o más allá de este. ( ningún punto del diente
se desplaza en sentido contrario) 0<Mp/Mf<1
Maximiliano Perdiz.
Ortodoncia 1.
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→ Movimiento radicular: centro de rotación en el borde incisal o cara oclusal del diente. A este
movimiento le llamamos torque o torsión.
Mp/Mf >1
Corona quieta y tirar raíz hacia vestibular: torque negativo o radiculovestibular.
Raíz quieta y corona hacia vestibular: torque positivo o coronovestibular.
Tipos de movimiento dentario:
→ Movimientos en masa: la fuerza pasa, o su resultante, debe de pasar por el centro de resistencia
(CR).
→ Podemos conseguirlo:
▪ Una única fuerza lineal que realmente pase por el centro de resistencia:
▪ Mediante un dispositivo o un bracket con auxiliar.
▪ Tracción extraoral.
→ Combinando una fuerza lineal y un par de fuerzas de modo, que el momento producido por el par de
fuerzas contrarreste al momento producido por la fuerza lineal (aplicada a brackets).
→ El momento resultante de un sistema de fuerzas compuesto por una fuerza y un par de fuerzas,
deberá ser igual a 0 para producir movimientos en masa → relación momento / fuerza (M/F).
Tipos de movimiento dentario:
→ Movimiento en masa:
→ Se daría así: MP = MF.
→ La distancia desde el punto de aplicación de la fuerza hasta el centro de resistencia para la mayoría de
los dientes es de 8 a 10 mm
→ Esto generaría un movimiento de 8 a 10 veces la magnitud de la fuerza: MF = F x 8 ó x 10
→ Por tanto es necesario que MP /F=10, o lo que es igual: MP /MF =1.
→ Donde MP = momento del par , MF = momento de la fuerza.
Movimiento en masa:
→ Por ejemplo: queremos desplazar un incisivo en masa y utilizamos una fuerza de 100 g, si el punto de
aplicación estuviera a 10 mm del centro de resistencia:
▪ MF = 100 g x 10 mm.
▪ La relación M/F seria: 1000/100 o de 10/1.
→ M/F=10: La relación MF seria 1000/100 o 10/1. Ya que si M/F es 10, habrá movimiento en masa.
→ M/F < 10: si solo hay fuerza y ausencia de par de fuerzas, se producirá una inclinación incontrolada (centro
de rotación apical al centro de resistencia)
→ MF=7: Si la relación va aumentando por aumento del contramomento, el centro de rotación tiende a
desplazarse a apical, lo que produce rotación controlada, cuando M/F=7
→ M/F >10: si solo hay momento del par y fuerza es nula, se producirá rotación pura (coinciden los centros
de rotación y resistencia).
Maximiliano Perdiz.
Ortodoncia 1.
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→ Si el momento se mantiene y la fuerza lineal aumenta, entonces disminuye M/F (centro de rotación se
desplaza hacia oclusal desde el centro de resistencia hasta el infinito).
→ M/F=12 (centro de rotación en borde oclusal).
Siguiendo la clasificación Burstone (hablamos de distancias):
→ Movimiento en masa MP/MF =10
→ Inclinación incontrolada MP/MF =0
→ Inclinación controlada 0 < MP/MF < 10
→ Movimiento radicular MP/MF > 10
Hay que recordar que todo lo anterior es una simplificación:
→ Hay que tener en cuenta las fuerzas de reacción.
→ Cuando movemos varios dientes a la vez, el centro de resistencia varia ya que se comportan como
un diente único.
→ Tenemos que considerar las características anatómicas y fisiológicas concretas del diente y del
tejido de sostén del individuo concreto.
→ Al moverse el diente, varía la fuerza aplicada y con ello la relación MP/MF.
Fuerzas óptimas para movilización dentaria.
→ Inclinación: 50 - 74g.
→ Movimiento en masa: 100 - 150g.
→ Enderezamiento radicular: 75 - 125g.
→ Rotación: 50 - 75 g.
→ Extrución: 50 - 75g.
→ Intrusión: 15 – 25g
→ Incisivos polirradiculares.
Maximiliano Perdiz.
Ortodoncia 1.
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