METODICHE PER LA DlSTALIZZAZIONE DEL
CANINO MEDIANTE APPARECCHIATURE FlSSE:
CONSIDERAZIONI BIOMECCANICHE
Dr. Gabriele Floria, Dr. Lorenzo Franchi,
Dr. Turi Bassarelli
Introduzione
Negli ultimi anni si è assistito ad un sempre maggiore
interesse da parte degli operatori in campo ortodontico verso le problematiche collegate
alla distalizzazione dei canini permanenti. Tale movimento dentale si rende necessario al
fine di operare una chiusura dello spazio creato terapeuticamente in arcata per risolvere
problemi ortodontici di varia natura e gravità. Infatti, in presenza di anomalie del
livello dentale quale un affollamento grave in genere localizzato a livello dei settori
anteriori dell' arcata, dovuto a disarmonia dento-mascellare in eccesso (ovvero ad una
sproporzione tra volume dentale e lo spazio disponibile sulle arcate), bisogna prendere
inevitabilmente in considerazione l'avulsione di alcuni elementi dentali, in genere i
primi premolari. L'avulsione dei primi premolari seguita da distalizzazione del canino
trova indicazione
anche nel caso di anomalie dento-alveolari sagittali quali la biprotrusione
dento-alveolare o la protrusione superiore o inferiore dento-alveolare. Ancora nel caso di
anomalie basali sagittali, quali la protrusione superiore basale con rapporto intermolare
di II classe o la protrusione inferiore con rapporto intermolare di III classe, può
essere indicata come soluzione di compromesso, in genere in pazienti adulti,
l’avulsione dei primi premolari superiori nel primo caso e dei primi premolari
inferiori nel secondo caso, seguita da distalizzazione del canino e arretramento del
settore incisivo.
La continua evoluzione delle metodiche terapeutiche che utilizzano attacchi diretti e i
contributi sperimentali sui meccanismi biologici che regolano il movimento ortodontico,
hanno consentito notevoli progressi nella comprensione di quei fattori che permettono di
ottenere spostamenti dentali con minimo danno tissutale e senza eccessivo fastidio per il
paziente. Al fine di una corretta utilizzazione di metodiche ortodontiche fisse sempre
più sofisticate viene richiesta da parte del clinico una conoscenza sempre più
approfondita di quelle che sono le problematiche di carattere biomeccanico dello
spostamento dentale e delle proprietà meccaniche delle leghe dei fili ortodontici.
Obbiettivo del presente lavoro è quello di analizzare le caratteristiche biomeccaniche
delle metodiche di distalizzazione del canino mediante apparecchiature ortodontiche fisse.
Sistemi frizionanti e non-frizionanti
Allo scopo di distalizzare un canino mediante apparecchiature fisse si possono usare
principalmente due metodiche : l) frizionante e 2) non frizionante.
l) La metodica frizionante (o meccanica per scorrimento) prevede che il movimento di
distalizzazione del canino avvenga per scorrimento dell'attacco del canino su un arco
continuo o su un segmento di filo (sezionale) dal canino al primo o al secondo molare. La
forza distalizzante viene generata da un elastico o da una molla a spirale chiusa
dall'attacco del canino al primo molare permanente. L'unità di ancoraggio, ovvero quegli
elementi dentali del settore posteriore che si oppongono alla reazione della molla che
tenderebbe a provocarne una mesializzazione, è in genere costituita dal secondo
premolare, dal primo molare permanente ed eventualmente dal secondo molare permanente che
vengono solidarizzati tra loro mediante legatura metallica continua. Il secondo molare
permanente può essere incluso all'interno dell'unità di ancoraggio posteriore in tutti
quei casi in cui si voglia limitare al massimo la mesializzazione del settore posteriore
durante chiusura dello spazio. E' possibile ricorrere a mezzi ausiliari di rinforzo
dell'ancoraggio quali la barra transpalatina (in filo di acciaio tondo .035") a
livello dei primi molari o una trazione extraorale quando si desidera ottenere una
chiusura dello spazio esclusivamente per distalizzazione del canino. I sistemi frizionanti
sono caratterizzati dal fatto che un certo grado di frizione si sviluppa sempre tra il
filo e l'attacco. Il livello di frizione sviluppato dipende dalla entità della
inclinazione generata in seguito all'applicazione della forza a livello dell'attacco, ma
anche dal materiale dell'attacco ortodontico e del filo utilizzati. Attacchi in acciaio
"scivolano" con relativa facilità su fili in acciaio. Fili che contengono una
certa percentuale di titanio (fili beta-titanio o fili nichel-titanio) presentano una
superficie più ruvida rispetto ai fili di acciaio e quindi offrono una frizione maggiore
durante lo scorrimento degli attacchi su di essi. Attacchi in ceramica presentano a loro
volta una superficie più ruvida e quindi più frizionante rispetto agli attacchi in
acciaio. Tutti questi fattori fanno sì che il sistema di forze sviluppato all'attacco di
un dente con una metodica di tipo frizionante sia altamente imprevedibile dal punto di
vista biomeccanico. Per poter spostare un dente facendolo "scivolare" lungo un
arco è necessario quindi applicare una forza di entità tale da vincere la frizione e
provocare il movimento del dente. La difficoltà maggiore è quella di valutare
esattamente l'entità della forza distalizzante. Se infatti la forza necessaria per
vincere la frizione viene sovrastimata si può raggiungere un livello tale da determinare
una mesializzazione indesiderata dell'unità di ancoraggio posteriore (1). In relazione al
grado di elasticità del filo utilizzato durante lo scorrimento dell’attacco sul filo
possono insorgere due tipi di problemi (2):
a) se il filo è rigido, il dente, sempre che la forza orizzontale applicata all'attacco
ortodontico sia sufficiente, si sposterà con un movimento di inclinazione incontrollata
in maniera molto limitata a causa della frizione eccessiva che si realizza tra dente e
attacco (Fig. 1).
Micro spostamenti del dente durante la masticazione consentono tuttavia un movimento
maggiore rispetto a prove sperimentali in vitro.
b) Nel caso in cui si utilizzi un filo di maggiore elasticità esso tende a flettersi in
seguito all'applicazione della forza sul canino da distalizzare.
Il dente tende ad inclinarsi e nello
stesso tempo i denti del settore anteriore vengono sottoposti ad una forza estrusiva in
seguito alla flessione del filo (Fig. 2). Tale flessione del filo fa sì che si sviluppi
un momento che determina il raddrizzamento radicolare del canino.
In questo caso quindi è possibile ottenere una
distalizzazione corporea del dente accompagnata però da effetti collaterali difficilmente
controllabili.
2) Le metodiche non-frizionanti per la distalizzazione del canino prevedono
l'utilizzazione di molle con anse di chiusura che collegano direttamente il canino con
l'unità di ancoraggio posteriore. Generalmente si ritiene che l'utilizzazione di una
meccanica non frizionante comporti una maggiore complessità legata alla costruzione delle
molle con anse di chiusura e alla loro gestione clinica. Tuttavia, attualmente, la maggior
parte delle molle più utilizzate sono disponibili sul mercato preformate. Rispetto alla
metodica frizionante una metodica non frizionante presenta i seguenti vantaggi:
- non si genera frizione tra l’attacco e il filo;
- l’entità della forza applicata è facilmente valutabile clinicamente;
- il rapporto momento/forza a livello del canino e dell’unità di ancoraggio
posteriore è prevedibile e controllabile durante il movimento di distalizzazione.
Secondo Burstone (3) una molla con anse di chiusura per la distalizzazione del canino può
essere descritta attraverso tre caratteristiche principali:
l. rapporto momento forza (M/F) applicato a livello dell’attacco del dente, il cui valore determina la posizione del centro di rotazione durante il movimento ortodontico;
2. rapporto carico/deflessione (F/D) della molla ovvero la forza prodotta dalla molla per unità di attivazione;
3. forza massima (Fmax) che la molla è in grado di rilasciare senza deformazione permanente.
Idealmente in una molla per la distalizzazione del canino questi tre fattori dovrebbero
essere in grado di determinare rispettivamente :
1. controllo del centro di rotazione;
2. mantenimento di livelli di forza ideali durante il movimento ortodontico;
3. utilizzazione di livelli di forza ottimali per il movimento ortodontico.
Controllo del centro di rotazione
Il centro di rotazione durante la distalizzazione del canino dovrebbe essere controllato
in maniera che esso si modifichi il meno possibile durante il movimento ortodontico. Il
mantenimento di un costante rapporto M/F durante la distalizzazione del canino è forse la
caratteristica più importante da un punto di vista biologico. Infatti, il rapporto M/F, e
quindi il centro di rotazione determinato dalla molla, è in grado di influenzare
direttamente la distribuzione delle forze di compressione e di tensione a livello
parodontale e quindi il conseguente grado e tipo di reazione cellulare.
Il rapporto M/F ideale a livello dell'attacco ortodontico del canino è quello che è in
grado di indurre un movimento di traslazione (centro di rotazione all'infinito). Da un
punto di vista biologico infatti il movimento di traslazione è quello che determina una
distribuzione più uniforme possibile della forza a livello del legamento parodontale.
Infatti, nel caso di un movimento di inclinazione del dente con centro di rotazione a
livello dell'apice (inclinazione controllata) il massimo stress a livello parodontale si
concentra sulla cresta ossea marginale, mentre il minimo stress sarà a livello dell'apice
radicolare. Inoltre il movimento corporeo del canino durante la distalizzazione ci
consente di evitare movimenti aggiuntivi di raddrizzamento radicolare che si rendono
obbligatori dopo distalizzazione attraverso un movimento di inclinazione controllata.
Da una indagine condotta da Weine (4) su più di 9000 soggetti risulta che in media una
traslazione del canino può essere ottenuta con un rapporto M/F all'attacco pari a 11.
Secondo Burstone (3) tale valore dovrebbe aggirarsi intorno a 10. Si tratta tuttavia di
valori di riferimento in quanto, vari fattori sono in grado di influenzare il valore del
rapporto M/F per la traslazione di un canino: posizionamento dell'attacco, lunghezza della
radice, livello della cresta ossea marginale, inclinazione assiale del dente. Questi
fattori, quindi, devono essere presi in considerazione attentamente nella valutazione dei
singoli casi.
Per quanto riguarda l'unità di ancoraggio nei sistemi non frizionanti essa generalmente
è costituita dal secondo premolare, dal primo molare permanente, e, se richiesto, dal
secondo molare permanente. Questi elementi dentali nella tecnica di Burstone (3) definita
"segmentata", che prevede l'utilizzazione di molle di chiusura con ansa a
"T" per la distalizzazione del canino, vengono solidarizzati tra loro mediante
un arco sezionale rettangolare in acciaio di grosse dimensioni (.018" x .025"
oppure .021" x .025") che entra passivamente negli attacchi di questi elementi
dentali e successiva legatura metallica continua. Con l'utilizzazione di altre molle con
anse di chiusura (molla di Gjessing, molla di Ricketts) l'unità di ancoraggio posteriore
comprende i medesimi elementi dentali con la differenza che l'estremità libera posteriore
della molla entra direttamente negli attacchi e viene bloccata a questo livello con
legature metalliche singole.
I settori latero-posteriori di destra e sinistra così solidarizzati possono essere
collegati tra loro mediante un arco transpalatino passivo in filo di acciaio tondo
.035" a formare un’unità di ancoraggio ancora più estesa. L'inclusione dei
secondi molari permanenti nell'unità di ancoraggio è in relazione al tipo di ancoraggio
che vogliamo ottenere. Se infatti desideriamo che lo spazio lasciato dall'estrazione del
primo premolare venga chiuso esclusivamente mediante distalizzazione del canino limitando
al massimo la mesializzazione dei settori latero-posteriori (ancoraggio definito da
Burstone di tipo A) sarà necessario includere nell'unità di ancoraggio anche i secondi
molari permanenti. Nel caso in cui lo spazio lasciato dall'estrazione del primo premolare
debba essere chiuso per metà mediante distalizzazione del canino e per metà mediante
mesializzazione dei settori latero-posteriori (ancoraggio di tipo B secondo Burstone) i
secondi molari non verranno inclusi nell'unità di ancoraggio. Ancora, un ancoraggio di
tipo A o B potrà essere ottenuto variando proprio il rapporto M/F a livello dell'unità
di ancoraggio posteriore. Un rapporto M/F pari a 8 determina generalmente un movimento
corporeo di mesializzazione dell'unità di ancoraggio posteriore e questo e'
particolarmente favorevole nel caso di ancoraggio B. Per ottenere un ancoraggio A il
rapporto M/F a livello dell'unita' reattiva posteriore dovra' essere innalzato fino a
10-12 (centro di rotazione in vicinanza della superficie occlusale) al fine di limitare al
massimo la mesializzazione della corona.
Mantenimento di livelli di forza ideali durante il
movimento ortodontico.
Il rapporto carico/deflessione (F/D) di una molla e' una caratteristica correlata con la
capacita' da parte della molla di mantenere una forza costante durante la disattivazione.
Per definizione il rapporto F/D esprime la forza prodotta dalla molla per unità di
attivazione.
Una molla per la distalizzazione del canino dovrebbe possedere un rapporto F/D basso, per garantire
una forza il piu' costante possibile durante tutto il movimento ortodontico e quindi una
risposta biologica piu' favorevole a livello parodontale. Ancora, con una molla con
rapporto F/D
basso si ottiene un miglior controllo sulla forza di attivazione. Infatti se ad esempio
utilizzassimo una tipica molla in acciaio con ansa verticale della tecnica edgewise, il
suo rapporto F/D risulta piuttosto alto e pari circa a 1000 grammi per millimetro. Ciò
significa che ad un errore di un millimetro durante l'attivazione consegue un errore di
1000 grammi nella forza di attivazione. Al contrario con una molla con basso rapporto F/D, ad esempio 10
grammi/millimetro, un errore di un millimetro durante l'attivazione comporta un errore
nella forza di soli 10 grammi (3).
Utilizzazione di livelli di forza ottimali per il
movimento ortodontico
Per quanto riguarda l'entità ottimale della forza per la distalizzazione del canino
ricordiamo che essa può essere definita come quella forza in grado di determinare da un
punto di vista biologico una risposta cellulare massima (riassorbimento/apposizione) con
minimo danno tissutale, con conseguente rapido movimento dentale e minimo fastidio per il
paziente (5). La forza ottimale per la distalizzazione del canino non e' stata valutata
scientificamente ma si basa esclusivamente sulla esperienza clinica. Essa varia a seconda
degli autori (6-10) tra 75 e 260 grammi per la traslazione del canino.
La massima forza elastica (Fmax) che la molla e' in grado di produrre deve essere ben
superiore ai livelli di forza applicati durante l'attivazione. Inoltre una Fmax elevata
consente di evitare deformazioni permanenti o rotture della molla per sovraccarichi
accidentali, come durante la masticazione o in seguito ad una anomala attivazione (3).
Biomeccanica delle molle con anse di chiusura
Passiamo ad esaminare più attentamente le caratteristiche biomeccaniche delle molle con
anse di chiusura che sono state messe in evidenza da Burstone e Koenig in un lavoro del
1976 (11).
La configurazione base di una molla per la chiusura degli spazi studiata da questi autori,
è rappresentata da un'ansa verticale, di lunghezza variabile, costruita con filo in
acciaio .016". Tale molla viene posizionata al centro della distanza tra l'attacco
ortodontico del canino e del secondo premolare e attivata con forze variabili (Fig, 3).
Figura 3 (da Burstone e Koenig, 1976)
(reprinted by permission)
A livello degli elementi dentali si
sviluppa un rapporto momento/forza (costante per una data configurazione di base ed
indipendente dalla quantità di attivazione) che comunque rimane ben al di sotto di un
valore utile per ottenere la traslazione. Il rapporto carico/deflessione (F/D) resta comunque sempre
molto alto con conseguenti svantaggi da un punto di vista clinico legati principalmente
alla difficoltà di calibrare la forza ottimale per l'attivazione e al decadimento troppo
rapido della forza durante la disattivazione.
In particolare per quanto riguarda l'altezza dell'ansa verticale un suo aumento determina
da una parte un abbassamento del rapporto F/D (che resta comunque elevato) e dall'altra un aumento del
rapporto M/F che resta comunque all'interno di un intervallo di valori (< 5) in grado
di determinare esclusivamente una inclinazione incontrollata (Fig. 4).
Figura 4 (da Burstone e Koenig, 1976)
(reprinted by permission)
Variando il diametro dell'ansa verticale si ottiene solo una minima influenza sul sistema
di forze rilasciato dall'ansa. Un aumento del diametro determina un aumento del rapporto
M/F e una diminuizione del rapporto F/D (Fig. 5).
Figura 5 (da Burstone e Koenig,
1976)
(reprinted by permission)
L'aumento della distanza tra gli attacchi (del canino e del secondo premolare) comporta un
aumento del rapporto M/F (effetto comunque inferiore all'aumento dell'altezza dell'ansa)
ma anche un aumento del rapporto F/D (Fig. 6).
Figura 6 (da Burstone e Koenig,
1976)
(reprinted by permission)
La posizione dell'ansa verticale in senso antero-posteriore è in grado di influenzare in
maniera evidente il sistema di forze prodotto dalla molla (Fig. 7).
Figura 7. L’aumento del rapporto B/L corrisponde ad un dislocamento dell'ansa verso
il canino
(da Burstone e Koenig, 1976)
(reprinted by permission)
In particolare se la molla viene avvicinata al canino si assiste ad un notevole aumento
del momento e un minore incremento della forza orizzontale. Ne consegue un aumento
favorevole del rapporto M/F. Tuttavia poichè il momento a livello del canino e il momento
a livello del secondo premolare non sono identici il sistema si equilibra con lo sviluppo
di forze verticali (estrusione del canino ed intrusione del secondo premolare). Una
posizione eccentrica dell'ansa verticale determina inoltre un aumento del rapporto F/D.
L'eventuale posizionamento di un elice in un'ansa verticale è in grado di diminuire il
rapporto F/D
ma non ha nessuna influenza sul rapporto M/F.
Un aumento significativo del rapporto M/F tale da poter determinare una traslazione può
essere ottenuto con un'ansa verticale solo attraverso una "preangolazione"
dell'ansa. Per preangolazione si intende una piega verso l'alto dei due bracci orizzontali
dell'ansa. Per poter inserire l'ansa così modellata all'interno degli attacchi è
necessario applicare due momenti. Una attivazione di una molla in cui vengono applicati
solo momenti in assenza di forze orizzontali viene definita attivazione neutrale. Il
momento necessario per una attivazione neutrale prende il nome di momento residuo in
quanto tale momento resta presente anche una volta che la molla si è completamente
disattivata. Come risultato dell'attivazione neutrale i bracci verticali dell'ansa si
incrociano: questo fenomeno deve essere tenuto presente per una corretta valutazione
dell'entità dell'attivazione orizzontale (Fig. 8). La forma che la molla assume in
seguito all'attivazione neutrale viene definita posizione neutrale.
Figura 8: Un ansa verticale angolata di 40 gradi è inserita negli attacchi applicando
soltanto una coppia di forze (momento). Si può osservare un accorciamento dell’ansa.
Se sull’ansa vengono posti due segni in corrispondenza degli attacchi prima di
eseguire la preangolazione, una volta eseguita l’attivazione neutrale i due segni si
trovano ciascuno ad un millimetro di distanza dal corrispondente attacco.
L’ortodontista deve essere a conoscenza di questi cambiamenti per evitare di
applicare una forza eccessiva o di deformare l’ansa (Burstone e Koenig, 1976).
(reprinted by permission)
Con una preattivazione è quindi teoricamente possibile ottenere qualsiasi rapporto M/F.
Tuttavia tale rapporto, in una molla con ansa verticale preangolata, non rimane costante
durante la disattivazione ma tende ad aumentare assai rapidamente in quanto la forza
orizzontale decade più rapidamente del momento (Fig. 9).
Figura 9 (da Burstone e Koenig, 1976)
(reprinted by permission)
Dopo 0,3 millimetri di disattivazione il rapporto M/F varia da un valore in grado di
determinare una inclinazione incontrollata della corona fino ad un valore che provoca
inclinazione radicolare, passando attraverso la traslazione (Fig. 9).
In conclusione uno dei dati più importanti che emergono da questo studio è che quindi la
configurazione ad ansa verticale di una molla per la distalizzazione del canino è
comunque sfavorevole se vogliamo rispettare i tre principi fondamentali già esposti.
Infatti, a parte la preangolazione, nessuno altro fattore di configurazione esaminato è
in grado di innalzare il rapporto M/F fino ad ottenere dei valori favorevoli per la
traslazione. In conseguenza dell'elevato rapporto F/D tipico delle anse verticali
preangolate è importante comunque dare priorità a tutti quei fattori in grado di
diminuire tale rapporto.
In alternativa alla configurazione ad ansa verticale Burstone e Koenig (11) proposero la
configurazione a "T" che deriva dall'aggiunta di filo nella porzione apicale di
un ansa verticale. Questa variazione di configurazione produce un aumento del rapporto M/F
durante l'attivazione, anche se il valore di tale rapporto non è mai superiore
all'altezza dell'ansa (al massimo 8 mm e quindi M/F = 8) (Fig. 10).
Figura 10 (daBurstone e Koenig, 1976)
(reprinted by permission)
Tuttavia un aspetto assai positivo della configurazione a T è sicuramente rappresentato
dalla notevole diminuzione del rapporto F/D in seguito all'aumento della quantità di filo posto nella
porzione orizzontale dell'ansa.
Conclusioni
Dall’analisi della letteratura sulle caratteristiche biomeccaniche delle metodiche di
distalizzazione del canino mediante apparecchiature fisse, si evidenzia come le tecniche
definite "frizionanti" presentino notevoli inconvenienti legati principalmente
alla difficoltà di valutare esattamente i livelli di forza necessari per una risposta
biologica ottimale a livello parodontale. Le tecniche "non-frizionanti" sono
state elaborate per cercare di rispondere ai requisiti fondamentali dello spostamento
ortodontico quali la possibilità di prevedere e controllare il rapporto momento/forza a
livello del canino e dell’unità di ancoraggio durante la distalizzazione e di poter
misurare e mantenere costante l’entità della forza distalizzante.
Test Question (Self Evaluation)
Bibliografia
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