Comportamiento metalúrgico de mini implantes de Ti-6Al-4V como

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  • Ingeniera Investigacin y Tecnologa, volumen XV (nmero 1), enero-marzo 2014: 21-28

    ISSN 1405-7743 FI-UNAM

    (artculo arbitrado)

    Descriptores:

    mini-implante aleacindetitanio ortodoncia anlisismetalrgico anclajetemporal

    Comportamiento metalrgico de mini implantes de Ti-6Al-4V como anclaje temporal en aplicaciones de ortodoncia

    Metallurgical Behavior of Ti-6Al-4V Alloy Mini-Implants as a Temporary Anchorage Device in Orthodontics Applications

    Mendoza-Bravo IvanInstituto de Investigaciones Metalrgicas

    Universidad Michoacana de San Nicols de HidalgoCorreo: ivanmendozabravo@gmail.com

    Arias-Gonzlez Jos AntonioPosgrado de la Facultad de Odontologa

    Universidad Michoacana de San Nicols de HidalgoCorreo: drjaag@gmail.com

    Villalobos-Vera Doris IvetteInstituto de Investigaciones Metalrgicas

    Universidad Michoacana de San Nicols de HidalgoCorreo: villalobosvd@gmail.com

    Ruiz-Reyes HctorPosgrado de la Facultad de Odontologa

    Universidad Michoacana de San Nicols de HidalgoCorreo: ruizreyes2003g@yahoo.com.mx

    Resumen

    El uso de mini implantes como sistema de anclaje temporal en ortodoncia, es una tcnica relativamente nueva que permite el movimiento de los dientes de una manera eficiente y predecible. A pesar de que se han empezado a utilizar en diversos pases como Alemania, Japn y Corea del Sur, an existe la necesidad de analizar y dar a conocer las ventajas de este procedimiento sobre los tratamientos tradicionales. En este trabajo se analiz la integridad de mini implantes fabricados de una aleacin de titanio tipo Ti-6Al-4V em-pleados temporalmente por 4 meses en tres pacientes como anclaje ortodn-cico. Los mini implantes se analizaron mediante microscopa electrnica de barrido para determinar cambios superficiales, microestructurales y su inte-raccin con el tejido humano. Los resultados mostraron la presencia de des-gaste en la zona de la rosca causado durante la insercin al hueso maxilar y la adherencia de tejido orgnico en dos de los mini implantes.

    Informacin del artculo: recibido: noviembre de 2011, reevaluado: febrero y agosto de 2012, aceptado: febrero de 2012

  • Comportamiento metalrgico de mini implantes de Ti-6Al-4V como anclaje temporal en aplicaciones de ortodoncia

    Ingeniera Investigacin y Tecnologa, volumen XV (nmero 1), enero-marzo 2014: 21-28 ISSN 1405-7743 FI-UNAM22

    Introduccin

    En 1900, Angle propuso realizar el movimiento de dientes mediante la aplicacin de fuerzas para hacerlos cambiar de posicin utilizando otro diente como ancla-je (Angle, 1900). Sin embargo, el diente de anclaje, expe-rimentaba una fuerza de la misma magnitud, pero en direccin opuesta, promoviendo movimientos indesea-bles de otros dientes. Eventualmente, este problema llev al desarrollo de una tcnica de anclaje esqueletal en 1945 por Gainsforth y Higley en sus primeros expe-rimentos utilizando tornillos y la cual fue revisada pos-teriormente por Creekmore y Eklund en 1983; Roberts et al., 1990 y Turley et al., 1998, demostrando que los dientes podan ser movidos sin causar efectos secunda-rios en otro grupo de dientes utilizando un implante anclado en el hueso de la mandbula (Ludwig et al., 2008, Lee et al., 2007).

    A partir de este nuevo concepto, se originaron di-versos desarrollos como el uso de implantes osteointe-grables (dman et al., 1988; Roberts et al., 1990; Triaca et al., 1992; Wehrbein et al., 1996), mini-placas (Jenner y Fitzpatrick, 1985; Umemori et al., 1999) y on-plants (Block y Hoffman, 1995) para movimiento ortodncico (Favero et al., 2007). Desafortunadamente, algunos re-queran una osteointegracin antes de que la fuerza or-todncica pudiera aplicarse, su costo era elevado, no podan colocarse en cualquier rea de la boca y, para la mayora, la implantacin y remocin eran complejas. Por estas razones, en 1997, Kanomi propuso la utiliza-cin de tornillos quirrgicos de titanio1 como anclaje temporal para movimientos ortodncicos (Kanomi 1997), con lo cual, se eliminaban los problemas de los sistemas tradicionales y, algo muy importante, era tole-rable para los pacientes.

    1Tambinconocidoscomominitornillos,miniimplantes,pinsoTAD(TemporaryAnchorageDevice)

    Gracias a las ventajas que ofrecen los mini implan-tes, desde el ao 2003 se ha observado un incremento en artculos cientficos sobre su aplicacin (Lee et al., 2007). Sin embargo, el verdadero impacto tanto cientfi-co como tecnolgico, se basa en la aceptacin social de esta nueva tcnica de ortodoncia. El propsito de este artculo, es presentar y evaluar el comportamiento de mini implantes de Ti-6Al-4V como anclaje temporal para movimiento ortodncico despus de haber sido empleados en pacientes.

    Materiales y mtodos

    Casoclnico

    Se seleccionaron 3 pacientes en un rango de edad de 18 a 23 aos, dos de sexo masculino y uno de sexo femeni-no. Los tres presentaban el caso de mordida profunda anterior tal como se ilustra en la figura 1. Por esta razn, uno de los principales objetivos fue instruir el segmen-to anterior para mejorar la relacin de los contactos dentales (nivelacin del plano oclusal).

    Figura1.Pacienteconmordidaprofundaanterior

    Abstract

    The application of mini implants as a temporary anchorage device in orthodontics is a new technique that allows the movement of teeth in an efficient and predictable way. Although they have started to be used in Germany, Japan and South Korea, there is still the need to analyze and diffuse the advantages this procedure can offer over the traditional techniques. The objective of this research work was to analyze the integrity of Ti-6Al-4V mini implants temporary employed for 4 months on three patients as an anchorage device. The mini implants were analyzed by means of elec-tron scanning microscopy in order to determine superficial and microstructural changes as well as the interaction with human tissue. Results showed the presence of wear on the thread zone caused during the insertion into the maxilar bone. The adherence of organic tissue was also observed on two mini impplants.

    Keywords:

    mini implant titanium alloy orthodontics metallurgical analysis temporary anchorage device

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    Mendoza-Bravo Ivan, Arias-Gonzlez Jos Antonio, Villalobos-Vera Doris Ivette, Ruiz-Reyes Hctor

    Ingeniera Investigacin y Tecnologa, volumen XV (nmero 1), enero-marzo 2014: 21-28 ISSN 1405-7743 FI-UNAM

    Adems de que los TADs son empleados para me-jorar el anclaje y producir un movimiento de dientes controlado, tambin reduce significativamente el tiem-po de tratamiento ortodncico. En el caso de los tres pacientes, se estima que el tiempo de tratamiento me-diante tcnicas tradicionales se realizara entre 32 y 40 semanas. Para comparar los tiempos de tratamiento con las tcnicas tradicionales, se utilizaron mini tornillos fa-bricados con la aleacin Ti-6Al-4V (grado 5) con las si-guientes dimensiones: una cabeza con longitud de 2.3 mm y 2.3 mm de dimetro, canal de anclaje en forma de cruz con una profundidad de 1.15 mm para ser utiliza-do como un bracket convencional. El cuello cnico para el rea de la enca (mucotoma) tiene una longitud de 2.3 mm y un dimetro mximo de 2.8 mm. La rosca tie-ne una longitud de 6 mm y un dimetro de 1.6 mm tal como se muestra en la figura 2.

    La colocacin de los pins en cada paciente se realiz ubicndolos entre los dientes incisivo central y lateral en ambos lados de la arcada como se muestra en la figu-ra 3. Para la insercin, se aplic una anestecia tpica en la enca del paciente para disminuir las molestias y pos-teriormente se introdujo el pin con un desarmador dise-ado por el fabricante para dar un torque determinado.

    Inmediatamente despus de haber sido implanta-dos, los mini implantes se sometieron a una carga de 0.73N (75 grf) y se mantuvieron en los pacientes hasta cumplir con los objetivos planteados. Al finalizar el tra-tamiento, se retiraron los mini implantes y se enjuaga-ron con agua destilada y alcohol para eliminar residuos de fluidos bucales. Posteriormente se almacenaron en frascos estriles y se identificaron con el nmero del pa-ciente y las referencias (I) y (D) para indicar la ubica-cin del mini implante. Por ejemplo, 1-I corresponde al paciente 1, mini implante insertado en el lado izquierdo de la arcada.

    Anlisismetalrgico

    Los cambios superficiales y microestructurales de los mini tornillos se analizaron mediante microscopa elec-trnica de barrido (MEB), para lo cual, se montaron en baquelita conductiva a lo largo de su seccin longitudi-nal para facilitar su manipulacin. Posteriormente, las muestras fueron desbastadas empleando diferentes grados de papel abrasivo de carburo de silicio (240-800), seguido de un pulido fino con slica coloidal para obtener una superficie con acabado espejo. La microes-tructura de cada mini implante se revel mediante la inmersin de las muestras en un reactivo qumico cono-cido en la literatura como Remington A, que consiste en una mezcla de cido ntrico, cido fluorhdrico y gli-cerina. Para obtener la composicin qumica en cada mini implante se utiliz la tcnica espectroscopa de ener-ga dispersiva (EDS). Adicionalmente, se realiz la medi-cin del peso empleando una balanza analtica y se compar con un mini implante en su condicin al reci-birlo (CR).

    Resultados y discusin

    Casoclnico

    Durante el tratamento, el paciente 1 present proble-mas de movilidad excesiva en la semana 3 con el mini tornillo izquierdo, por lo que fue necesario extraerlo y sustituirlo. Esto puede atribuirse a una estabilidad pri-maria inadecuada, trauma quirrgico excesivo o a con-diciones desfavorables de curacin que causan irri- tacin en los tejidos adyacentes al mini implante (Lee, 2007). Otro caso de movilidad parcial se present en el paciente 2 en la semana 13, por lo que slo fue necesario ajustar el torque para recobrar la sujecin en el hueso.

    Despus de 16 semanas de trat