Principios mecánicos de las aleaciones

PRINCIPIOS MECÁNICOS BÁSICOS DE LAS ALEACIONES EN ORTODONCIA - 2014
Dra. María Patricia Lamónica 1
PRINCIPIOS
MECÁNICOS
BÁSICOS
DE
LAS
ALEACIONES
EN
ORTODONCIA

Dra.
María
Patricia
Lamónica

Dra.
Stella
Tomaszeuski

Esquema
del
texto

Propiedades
generales
de
los
arcos

Aleaciones:

Aleaciones
de
metales
preciosos

Aleaciones
de
Cobre
Zinc

Acero
inoxidable

Aleaciones
de
Cromo-‐Cobalto-‐Níquel

Aleaciones
de
Níquel-‐Titanio

Aleaciones
de
Beta
Titanio

Aleaciones
de
CNA

Titanio
Niobio

Fibra
óptica

Arcos
trenzados

Efecto
tamaño-‐forma
de
los
arcos

Resortes

Tips
para
la
elección
de
los
arcos
según
la
fase
de
la
mecánica
y
la
composición

Propiedades
generales
de
los
arcos

En
este
texto
trataremos
se
introducirlos
brevemente
en
el
mundo
de
la
metalurgia
que
es

parte
fundamental
de
la
ortodoncia
ya
que
con
distintas
aleaciones
están
fabricados
los

diferentes
brackets,
aditamentos,
arcos
y
alicates
y
es
necesario
conocer
cómo
funcionan
los

nuevos
materiales
para
hacer
la
mejor
elección
de
los
mismo
a
la
hora
de
realizar
un

tratamiento.

Para
que
los
dientes
se
muevan
necesitamos
un
sistema
de
fuerzas
que
en
el
aparato
de

ortodoncia
se
encuentra
representado
por
los
arcos
o
alambres.
Así,
los
alambres
constituyen

la
parte
activa
o
el
motor
de
los
aparatos.
La
capacidad
de
actuar
como
fuente
energética

comprende
la
producción,
transmisión,
almacenamiento
y
neutralización
de
las
fuerzas,
que

tienen
su
origen
en
la
capacidad
de
deformación
elástica,
para
lo
cual
el
alambre
acumula

energía
mediante
su
flexión
y
la
liberan
a
través
de
la
deflexión.
Tanto
la
tensión
como
la

deformación
se
refieren
al
estado
interior
del
material.

Dentro
del
aparato
de

ortodoncia,

los
brackets

y
bandas
son
los
cuerpos
rígidos
y
pasivos,

cementados
a
los
dientes,

mientras
que
los
arcos
son
la
parte
elástica
que
pueden
deformarse

cuando
las
fuerzas
externas
actúan
sobre
ellos
y
luego
tienden
a
retornar
a
su
forma
original

(elasticidad)
cuando
dichas
fuerzas
dejan
de
actuar
sobre
los
mismos.

Los
arcos
tienen
muchas
propiedades,
pero
para
la
ortodoncia
son
tres
las
esenciales
para

determinar
su
utilidad
clínica:


Fig.
1

Curva

tensión-‐deformación

1. Resistencia
o
dureza

2. Rigidez
/
elasticidad

(opuestos)

3. Recorrido
o
flexibilidad

Cada
una
de
estas
propiedades
se
pueden
representar
en
un
diagrama
de
tensión-‐
deformación.
En
dicho
diagrama
hay
tres
puntos
que
son
representativos
de
la
resistencia
de

un
material:

1. Límite
proporcional(Fig.1)
o
punto
de
partida,
a
partir
del
cual
comienza
a

observarse
una
deformación
permanente,
(por
definición
es
diferente
pero
en
la

práctica
es
casi
igual
al
límite
elástico).
Esto
se
observa
cuando
a
una
aleación
(arco)
se

le
imprime
una
fuerza
cada
vez
más
acentuada
en
intensidad
y
al
quitarle
la
tensión
el

arco
vuelve
a
su
posición
inicial
sin
que
se
produzca
ninguna
deformación
permanente.

Ahora
bien,
si
se
sigue
aumentando
la
fuerza,
nos
encontramos
con
otros
2
puntos

importantes:

2. Límite
de
elasticidad(fig.1)
o
punto
en
el
que
se
mide
0,1%
de
deformación

permanente.

3. Resistencia
máxima
que
es
el
punto
que
determina
la
fuerza
máxima
que
puede

suministrarse
a
un
alambre
antes
de
deformarse.
Esto
tiene
importancia
clínica
cuando

se
aplica
a
los
resortes
y
a
las
nuevas
aleaciones.

La
rigidez
y
la
elasticidad(Fig.1)
son
propiedades
inversamente
proporcionales;
cuanto
menor

sea
la
pendiente
de
la
parte
elástica
de
la
curva
(hasta
el
límite
proporcional),
mayor
será
la

elasticidad
del
alambre.
Acá
se
manifiesta
la
ley
de
Hooke,
que
dice
que
“por
cada
unidad
de

tensión
se
produce
una
de
deformación”
y
esto
se
mantiene
constante
hasta
el
límite

proporcional.
Se
encuentran
representadas
por
la
pendiente
elástica
de
la
curva
tensión

deformación.

Cuanto
más
empinada
es
la
pendiente,
más
rígido
es
el
material
y
viceversa.

Fig.
2

El
recorrido(Fig.2)
es
la
amplitud
de
trabajo,
si
es
de
valor
elevado
significa
que
se
pueden

realizar
grandes
activaciones
necesitando
menos
ajustes,
o
sea
es
la
distancia
que
se
puede

flexionar
un
alambre
antes
de
que
se
produzca
una
deformación
permanente.
Se
mide
sobre
el

eje
horizontal
del
diagrama
tensión-‐deformación,
cuando
pasa
el
límite
de
elasticidad
la

deformación
es
permanente
pero
hay
una
recuperación
de
utilidad
clínica(Fig.1)
a
no
ser
que

llegue
a
la
ruptura(Fig.1).

Estas
tres
propiedades
se
relacionan
de
la
siguiente
manera:

Resistencia
es
igual
a
Rigidez
x
Recorrido.

Fig.
3

La
resiliencia(Fig.3)
se
grafica
como
la

superficie
por
debajo
de
la
pendiente
de
la

elasticidad
hasta
el
límite
proporcional,
y

representa
la
capacidad
del
alambre
para

almacenar
energía
que
al
ser
liberada

producirá
el
movimiento
dentario.

Es
la
combinación
de
resistencia
y

elasticidad.

La
moldeabilidad(Fig.3-‐4)
es
la
cantidad
de
deformación

permanente
que
puede
soportar
un
alambre
antes
de
su

ruptura
y
esto
nos
permite
confeccionar
figuras
ya
que
es
el

grado
de
flexión
permanente
que
tolera
el
arco.
Fig.4
Otras
propiedades
a
tener
en
cuenta
son:

La
biocompatibilidad
que

es
capacidad
de
una
aleación
para
no
generar
alergias.

La
fricción(fig.5)
es
el
rozamiento
de
dos
cuerpos
que
producen
disminución
del
movimiento.

La
tribología
es
la
parte
de
la
física
que

estudia
el
rozamiento
y
la
fricción
entre

dos
cuerpos
sólidos
y
tiene
como
objetivo

mejorar
el
desplazamiento
y
minimizar
el

desgaste.

Fig.5

Fig.6

En
el
caso
de
la
ortodoncia,
es
el
rozamiento
o
fricción
que

se
produce
entre
el
arco
y
el
slot
o
canaleta
del
bracket

cuando
se
coloca
una
ligadura
elastomérica
o
metálica

durante
las
fases
del
tratamiento
lo
que
altera
la
velocidad

del
movimiento
dental(Fig.6).
Este
tipo
de
fricción
depende
de

las
fuerzas
perpendiculares

a
la
superficie
de
contacto
y
del

coeficiente
de
fricción
de
las
superficies
puestas
en
contacto.

Por
lo
tanto,
en
la
fricción
durante
el
tratamiento
de
ortodoncia
intervienen
distintos
factores:

1.
Aleación
del
arco
(rugosidad
de
la
superficie).

2.
Sección
del
arco.

3.
Material
de
la
ranura
o
slot
del
bracket.

4.
Diseño
del
bracket.

5.
Vínculo
entre
el
bracket
y
el
arco.

En
ortodoncia,
el
arco
experimenta
fuerzas
ligeras
que
están
circunscriptas
por
el
umbral

necesario
para
desplazar
los
dientes
(<15gr)
y
por
la
generación
del
dolor
(>600gr)
en

cualquier
punto.

Para
tratar
de
disminuir
la
fricción
surgen
los
brackets
autoligantes

activos
o

interactivos(Fig.7)
y
pasivos(Fig.8),

ya
que
la
fuerza
que
se
desperdicia
con
la
fricción
es
tan

importante
que
no
sólo
puede
impedir
el
movimiento
dental
deseado
sino
que
puede

desplazar
de
manera
inadecuada
los
dientes
de
anclaje.

El
diseño
de
estos
brackets
autoligantes
se
caracteriza
por
poseer
una
tapa
(activa(Fig7)
o

pasiva(Fig8))
en
reemplazo
de
las
ligaduras
elastoméricas
o
metálicas
y
una
ranura
o
slot

continua
y
amplia

de
superficie
pulida
que
finaliza
en
extremos
redondeados
y
elevados.

Fig.7 Fig.8

Fig.
9

Fig.
10

Las
fuerzas
que
se
pueden
aplicar
sobre
un

arco
pueden
ser
por:

1-‐ Flexión
se
aplican
perpendiculares
al

eje
mayor
del
arco.(Fig.9)

2-‐
Torsión
se
da
cuando
la
fuerza
se
aplica

alrededor
del
eje
mayor.(Fig.10)

En
las
primeras
fases
o
etapas
de
tratamiento,

donde
estamos
nivelando
y
alineando
los

dientes,
es
más
importante
la
activación
por
flexión,

mientras
que
en
las
fases
intermedias
y

finales
lo
es
la
activación
por
torsión
(torque)
que
se
produce
sólo
con
el
uso
de
arcos
de

sección
cuadrada
o
rectangular.

Aleaciones

Metal
es
todo
elemento
que
en
solución
ioniza
positivamente
(cationes).

Las
aleaciones
están
compuestas
por
metales
puros
que
se
mezclan
por
encima
de
sus
puntos

de
fusión,
como
consecuencia
tienen
características
y
propiedades
diferentes
a
los
elementos

originales.

Los
alambres
son
metales
en
forma
de
hilo
que
han
sufrido
estiramiento
por
fuerzas

traccionales.

Cuando
estas
aleaciones
sufren
estiramientos
por
fuerzas
de
tracción
se
forman
los
alambres,

que
pueden
ser
usados
como
elementos
activos,
capaces
de
almacenar
y
liberar
energía
para

producir
el
movimiento
dentario;
o
como
elementos
pasivos
(retenedores).

Según
la
composición
los
alambres
usados
en
ortodoncia
pueden
ser:

1. Aleaciones
de
metales
preciosos

2. Aleaciones
de
Cobre
Zinc

3. Aleaciones
de
Acero
inoxidable

4. Aleaciones
de
Cromo-‐Cobalto-‐Níquel

5. Aleaciones
de
Níquel-‐Titanio

6. Aleaciones
de
Beta
Titanio

7. Aleaciones
de
CNA

8. Aleaciones
Titanio
Niobio

9. Fibra
óptica

1-‐
Aleaciones
de
metales
preciosos

El
oro
fue
hasta1950
el
único
material
conocido
que
soportaba
las
condiciones
intraorales.

El
oro
en
estado
puro
es
un
metal
de
color
amarillo
brillante,
inalterable
al
aire,
dúctil,
lo
que

permite
reducirlo
a
hilos
o
láminas
muy
delgadas.
Funde
a
1.060º,
cuando
se
calienta
por

encima
de
su
punto
de
fusión
se
volatiliza.
Se
amalgama
con
paladio,
platino,
plata
y
cobre

para
adquirir
endurecimiento
adicional
mediante
el
trabajo
con
calor.
Las
aleaciones
de
oro

son
maleables
y
liberan
menor
fuerza
que
el
acero.

Fig.11

Fig.12

Por
su
elevado
costo,
son
pocos
los
aparatos
de
ortodoncia
que
se
fabrican
con
esta
aleación.

En
la
actualidad
se
confeccionan
brackets
recubiertos
por
una
lámina
de
oro(Fig.11)
y
lo
más

reciente
son
los
brackets
linguales
Incógnito(Fig.12),
totalmente
fabricados
en
oro
a
través

un

ordenador
computarizado.

2-‐
Aleaciones
de
Cobre-‐Zinc

Es
la
aleación
conocida
como
acero
latón

(Fig.13),
es
amarilla,
muy
dúctil
y
maleable,

que
se
usa
para
separar
los
molares(Fig.14)

previos
a
la
cementación
de
las
bandas.
Fig.
13

Fig.14

3-‐
Acero
inoxidable

El
acero
es
una
aleación
compuesta
por
hierro
y
carbono
(hasta
2%),
de
fácil
oxidación.

Para
evitar
la
corrosión
se
le
incorpora
cromo
y
para
aumentar
la
memoria
y
mejorar
las

propiedades
mecánicas
se
le
agrega
níquel,
dando
una
aleación
llamada
acero
inoxidable

que

a
partir
de
1940
comienza
a
reemplazar
al
oro,
siendo
Atkinson
uno
de
los
pioneros
en
su

uso.
Las
aleaciones
de
acero
inoxidable
tienen
una
resistencia
a
la
corrosión
natural
que
se

forma
automáticamente,
es
decir
no
se
adiciona.

Fig.15

En
la
actualidad
el
árbol
o
familia
de
los

aceros
inoxidables(Fig.15)
es
muy
grande

considerando
que
son
las
aleaciones
más

utilizadas
en
la
vida
cotidiana.

Los
aceros
inoxidables
se
clasifican
por
su
fabricación
en:

Serie
300:
son
aceros
austeníticos
cuya
composición
de
Níquel
va
de
3.5%
a
22%,

el

contenido
de
Cromo
varia
de
16%
a
28%
y
el
de
Molibdeno
1.5%
a
6%.

Las
propiedades
básicas
son
la
excelente
resistencia
a
la
corrosión,
excelente
factor
de

higiene,
fáciles
de
transformar
y
buena
soldabilidad.

Aceros
Ferríticos:
son
los
que
poseen
mayor
contenido
de
Cromo
de
12%
a
18%
con
bajo

contenido
de
Carbono
<0.2%

y
sirven
para
la
confección
de
brackets.

Serie
400:
son
aceros
martensíticos,
son
antimagnéticos,
se
someten
a
tratamientos
térmicos

de
temple
alcanzando
buenas
propiedades
mecánicas,
tienen

menor
resistencia
a
la
corrosión

y
se
usan
según
el
porcentaje
de
Carbono
en:

0.1%C:

para
material
de
construcción,
plantas
químicas,
cuerpos
de
armas.

0.3%C:

para
cuchillería,
engranajes,
cojinetes,
cuerpos
de
válvulas.

0.6%C:

para
construir
resortes,
cuchillas
de
afeitar.

1%C:
para
fabricar
instrumentos
quirúrgicos,
engranajes.

A
las
fórmulas
de
aceros
inoxidables
se
las
reconoce
por
los
números
del
porcentaje
de
Cromo

y
de
Níquel
y
las
más
usadas
en
ortodoncia
son:

Fórmula
de
Charlier
(15-‐10)
por
tener
Cromo
15%,
Níquel
10%,
Hierro
74,8%

y
Carbono

0,2%.

Fórmula
de
Wipla
(18-‐8)
por
Cromo
18%,
Níquel
8%,
Hierro
73,8%

y
Carbono
0,2%.

Los
aceros
inoxidables
fueron
empleados
por
primera
vez
en
Bélgica
por
Decoster
y

rápidamente
reemplazó
al
oro,
por
el
bajo
costo
(el
precio
del
oro
comenzaba
a
aumentar),

por
su
facilidad
de
trabajo,
por
su
baja
fricción
y
algo
muy
importante,
se
pueden
soldar.

Se

diferencian
por
su
temple,

que

es
el
proceso
por
el
cual
se
endurece
el
acero
mediante

tratamiento
térmico
(se
calienta
entre
750°
y
850°
hasta
la
forma
austenítica
y
se
lo
enfría
con

rapidez
en
agua
o
aceite).
Así
según
el
temple
tenemos:

• Aceros
inoxidables
de
temple
totalmente

blando

para

ligaduras
metálicas(Fig.16)
que
se
comercializan

con
secciones
de
.020”,
.025”
y
.030”.
Son
blandas,

permite
ligar
el
arco
al
bracket,
se
endurecen
al

trabajarlas,
tienen
buena
resistencia
y
alta
elasticidad.

Fig.16

• Aceros
inoxidables
de
temple

blando
para
retenedores(Fig.17)

de

aparatos
de
ortopedia
que
se

endurece
al
trabajarlo.

Fig.17
• Aceros
inoxidables
de
temple
regular
para
arcos.

• Aceros
inoxidables
de
temple
de
máxima

resistencia

o
clase
Súper
(Acero

Australiano),
son
casi
quebradizos
debido
a
su
alta
rigidez.

La
rigidez
del
acero
nos
obliga
a
usar
calibres
de
arcos
pequeños
para
los
movimientos

iniciales
de
alineación
y
nivelamiento.
Los
arcos
de
acero
liberan
la
mayor
parte
de
la
fuerza

en
una
distancia
pequeña,
para
lo
cual
hay
que
hacer
figuras(Fig.18-‐19)
(aprovechando
la

moldeabilidad),
si
queremos
aumentar
la
elasticidad.
La
rigidez
se
torna
beneficiosa

cuando

no
queremos
deformación
del
arco
en
las
fases
de
cierre
de
espacios(Fig.20)
y

finales
del

tratamiento
o
para
estabilizar
una
arcada
para
el
uso
de
gomas
intermaxilares(Fig.21).

Fig.18 Fig.19 Fig.20 Fig.21

Ventajas

El
acero
es
moldeable,
tiene
alto
módulo
elástico,
es
rígido,
se
puede
soldar

con
soldadura
de

punto
o
de
llama,
es
biocompatible
aunque
se
han
registrado
con
frecuencia
alergias
al
níquel,

es
inalterable
en
el
medio
bucal,
es
resistente
y
de
bajo
costo.

Se
comercializa
en
varillas
o
como
arcos
preformados

en
formatos
y
tamaños
diferentes

ambos
en
diferentes
secciones
redondas,
cuadradas
o
rectangulares.

En
el
mercado
se
encuentra
un
tipo
de
acero
altamente
templado
con
propiedades
de

resistencia
y
elasticidad
que
nunca
han
sido
duplicadas,
que
evitan
la
fácil
deformación

y

aplican
fuerzas
específicas
a
los
dientes.
Sirven
para
abrir
o
cerrar
mordidas,
control
de

rotación,
creación
de
auxiliares,
resortes,
etc.,
son
muy
usados
en
la
técnica
lingual
2D.

Estos
aceros
son
fabricados
en
Australia
y
se
los
conoce
como
aceros
Australianos
o
Wallaby

(Canguro).

Se
presentan
en
diferentes
temples:

• Regular:
de
menor
dureza

y
más
fácil
de
doblar.

Utilizable
para
practicar
dobleces
o

para
formar
auxiliares.

• Regular+:
fácil
de
dar
forma,
más
resiliente
que
el
Regular.
Usados
para
auxiliares
y

arcos
de
alambre
cuando
se
desee
mayor
presión
y
resistencia
a
la
deformación.

• Especial:
alta
resiliencia,
incluso
puede
dársele
formas
complicadas
con
bajo
riesgo
de

rotura.
Se
usa
de
0,16”
de
diámetro,
para
los
arcos
iniciales
tanto
en
técnica
de
alambre

ligero,
como
en
otras
técnicas.

• Especial+:
el
arco
de
sección
.016”
es
más
duro
y
resiliente,
es
excelente
para

mantener
el
anclaje
y
para
la
reducción
de
sobremordida.
Debe
ser
doblado
con

cuidado.

• Premium:
es
inigualable
en
resiliencia
y
dureza.
Es
más
difícil
de
doblar
y
más

susceptible
a
la
rotura.
Se
lo
usa
para
abrir
mordidas
y
resistir
a
la
deformación,
puede

romperse
fácilmente
si
no
se
dobla
de
forma
apropiada.
Los
alicates,

no
se

recomiendan
los
de
tungsteno,

deben
sujetarse
con
suavidad
y
no
girarlos
durante
el

doblaje.
Si
se
pellizca
el
alambre
“cristalizará”
y
se
romperá.
El
alambre
australiano
se

vuelve
tan
duro
doblándolo
que
no
necesita
tratamiento
térmico.

• Premium
plus
y
Supreme:
se
usaron
en
tratamientos
precoces
para
rotaciones,

alineaciones
y
nivelaciones.
Aunque
es
más
fuerte
que
el
Premium
se
puede
usar
tanto

en
secciones
cortas
(arcos
seccionales)
o
como
arco
principal
si
no
se
requieren

dobleces
muy
pronunciados.

• Arcos
preformados
combinados:
son
los
únicos
alambres
de
acero
inoxidable

altamente
resilientes
de
grado
especial
plus

ideales
para
el
mantenimiento
de
la
forma

de
arcada,
incluso
cuando
otros
auxiliares
y
elásticos
están
siendo
usados.
Los

alambres
combinados
son
rectangulares
en
el
segmento
anterior
para
mantener
el

torque
mientras
el
segmento
posterior
redondo
permite
mecánicas
de
deslizamiento

con
fricción
reducida.

4-‐
Aleaciones
de
Cromo
Cobalto

Esta
aleación
está
compuesta
por
40%
de
Cobalto,
20%
de
Cromo
y
18%
de
Níquel,
15%
de

Hierro,
7%
de
Molibdeno.
Es
más
blanda
y
moldeable
que
el
acero
convencional
pero
posee

propiedades
elásticas
similares.
Se
fabrica
en
cuatro
temples
distintos,
de
resiliencia
creciente

que
se
identifican
con
colores
diferentes:
azul
(es
el
más
blando
y
elástico),
amarillo
(semi

elástico),
verde
(semi
resiliente)
y
rojo
(resiliente)
es
hiperelástico.

El
tratamiento
térmico
hace
variar
sus
propiedades
elásticas
sin
que
se
liberen
tensiones,
por

lo
tanto
se
puede
usar
un
arco
azul,
doblarlo
y
luego
someterlo
al
calor
y
enfriarlo

bruscamente
para
que
se
endurezca,
adquiriendo
así
la
rigidez
del
acero
convencional.
La

temperatura
para
el
tratamiento
térmico
es
de
482º
por
7-‐12
minutos
en
horno
de
cerámica.

El
recocido
parcial
a
más
de
700º
hace
disminuir
la
resistencia
a
la
deformación.
Según
se

caliente
en
un
horno
o
sobre
mechero
de
gas
y
en
función
de
la
temperatura
alcanzada
y
del

tiempo,
podemos
endurecer
o
reblandecer
los
arcos
conformados
para
modificar
la

elasticidad
en
boca.
Clínicamente
se
utiliza
el
método
calorimétrico:
el
alambre
se
calienta

sobre
mechero
y
debe
alcanzar
un
color
pajizo
oscuro.

Sin
tratamiento
térmico
la
aleación
de
cromo
cobalto
azul
tiene
60%
menos
de
rigidez
que
el

acero,
pero
con
tratamiento
llega
a
tener
el
40%
más
de
rigidez
que
el
acero.

Fig.21 Fig.22
El
Elgiloy
azul
es
la
aleación
utilizada
en
la
técnica
Bioprogresiva
de
Ricketts

para
la

construcción
de
arcos
utilitarios(Fig.21)
y
seccionales(Fig.22),
variando
su
temple
mediante
el

tratamiento
calórico.

Ventajas

Buena
resistencia
a
la
fatiga,
buena
resiliencia
(almacenan
energía),
son
moldeables,
se

pueden
soldar,
tienen
baja
resistencia
friccional,
los
módulos
elásticos
varían
con
o
sin

tratamiento
térmico,
costo
intermedio.

Nombres
comerciales:

Elgiloy
(Rocky
Mountain),
Remoloy
(Dentaurun),
Flexiloy
(Unitek).

5-‐
Aleaciones
de
Níquel
Titanio

Son
las
aleaciones
que
más
se
usan
en
la
actualidad
en
los
tratamientos
de
ortodoncia
y

muchas
áreas
de
medicina
como
en
cirugía
cardiovascular
(stent)
y
ortopédica.

Fig.23

Fue
en
1958,
que
a
William
Buehler(Fig.23),
metalúrgico
del

Laboratorio
Naval
de
Ordinance
de
Estados
Unidos,
se
le

encomendó
buscar
una
aleación
de
baja
densidad,
fatiga-‐
impacto
y
resistente
al
calor
para
la
fabricación
de
conos
de

misiles
que
pudieran
soportar
mejor
la
reentrada.

La
aleación

casi
equiatómica,
por
estar
formada
por
casi
partes
iguales
de

Níquel
y
Titanio,
era
la
que
presentaba
las
propiedades

buscadas.

Para
demostrar
la
resistencia
a
la
fatiga,
la
aleación
fue
enrollada
en
frío
y
estirada
y
enrollada

varias
veces.
El
director
técnico
Muzzey
por
curiosidad
acercó
su
pipa
al
alambre
y
para

asombro
de
todos,
la
aleación
se
estiró
hasta
alcanzar
su
forma
original.
Así
surgió
la

propiedad
de
memoria
de
forma,
que
la
hizo
tan
famosa.

La
primera
de
estas
aleaciones
se
llamó
Nitinol:
Ni=
Níquel,
Ti=
Titanio,
Nol=
Naval
Ordinance

Laboratory,
lugar
donde
fue
desarrollada.
Está
compuesta
por
55%
de
Ni
y
45%
de
Ti.

Fue
utilizada
en
1971
por
el
Dr.
George
Andreasen
en
la
ortodoncia,
encontrando
que
estos

arcos
de
Nitinol
presentaban
una
tensión
recuperable
que
era
10
o
más
veces
mayor
a
la
del

acero
inoxidable,
es
decir
tenían
un
alto
límite
elásticoa
y
un
bajo
módulo
elásticob
(E:

a
El límite elástico, también denominado límite de elasticidad, es la tensión máxima que un
material elastoplástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes.(Wikipedia)
b
Un módulo elástico es un tipo de constante elástica que relaciona una medida relacionada con la
tensión y una medida relacionada con la deformación. (Wikipedia) Conocida como módulo de
Young (pendiente de la curva por debajo del límite elástico. Los materiales con alto módulo elástico
son más rígidos (pendiente vertical).

110GPa)
más
cercano
al
módulo
elástico
del
hueso
(E:
10-‐20GPa).
Cuando
hay
gran
diferencia

entre
módulo
elástico
del
material,
por
ej.
Acero
(E:
210GPa)
y
el
hueso
aparece
el
stress-‐
shielding
o
apantallamiento
de
tensiones
que
produce
pérdida
ósea,
atrofia
u
osteopenia
y

hasta
el
fracaso
del
biomaterial. Las
aleaciones
de
NiTi
presenta
buena
resistencia
a
la

corrosión
(similar
al
acero
inoxidable)
por
una
delgada
capa
de
óxido
de
titanio.

La
característica
más
sobresaliente
de
esta
aleación
es
la
memoria
de
forma
que
lo
ubica

dentro
de
los
mnemometales
junto
al
oro-‐cadmio
y aleaciones
de
cobre
(68
a
80%),
aluminio

y
zinc.
Un
material
con
esta
propiedad
es
capaz
de
recordar
una
forma
previamente

establecida
después
de
soportar
serias
deformaciones,
cuando
se
la
somete
al
calor,
esto
es
de

utilidad
cuando
se
diseñan
biomateriales,
que
deben
ocupar
un
espacio
en
el
cuerpo
y
no
se

puedan
introducir
con
el
tamaño
real
como
sucede
con
los
Stents(Fig.24).
La
utilización
de
NiTi

para
aplicaciones
médicas
fue
reportada
por
primera
vez
en
la
década
del
70
(por
Cutright
en

1973,
Iwabuchi
en
1975,
Castleman
en
1976
y
Simon
en
1977).

Fig. 24
Las
aleaciones
de
Niti
como
el
resto
de
las
aleaciones
presentan
dos
formas
o
estructuras

cristalinas,
una
es
la
martensítica
a
bajas
temperaturas

y
la
otra
es
la
austenítica
a
altas

temperaturas.

Fig.25

La
austenita
es
un
cuerpo
ordenado,
con
centrado
cúbico
de

9
átomos(Fig.25)
por
células
de
unidad,
el
Ni
se
encuentra
en
el

centro
y

el
Ti
en
los
extremos,
que
existe
por
sobre
el
rango

de
temperatura
de
transición
(RTT)
y
es
la
fase
más
rígida,

más
dura
y
resistente
de
la
aleación.
La
construcción
en
bloque
del
estado
martensítico
es
más

compleja,
rómbica,
posee
54
átomos(Fig.26)
por
célula
de

unidad,
es
más
maleable,
blanda
y
fácil
de
trabajar,
es
la
fase

elástica
de
la
aleación.

Fig.26

La
memoria
de
forma

se
basa
en
la
transición
que
se
produce
entre
estas
dos
fases
sólidas
y

puede
ser
de
un
camino
o
de
dos
caminos.

Memoria
de
un
camino:

es
cuando
el
material
recuerda
su
forma
a
altas
temperaturas.
Si

tomamos
una

aleación

NiTi
en
su
fase
austenita
y
le
damos
una
forma,
ejemplo
de
arco
de

ortodoncia,
dejamos
que
se
enfríe
por
debajo
de
su
temperatura
de
transición
obtendremos
el

arco
en
su
fase
martensítica
a
temperatura
ambiente.
Deformamos
el
arco
por
tensión
y
nos

queda
la
martensita
deformada.
Tendremos
que
darle
calor
para
que
este
arco
recuerde
la

forma
que
se
dio
en
la
fase
austenítica
y
al
volver
a
enfriarse
tendrá
la
forma
de
arco

martensítico(Fig.27)

Es
un
fenómeno
intrínseco.

Memoria
de
dos
caminos:
es
la
más
compleja
del
material,
en
la
que
el
cambio
de
forma

ocurre
tanto
enfriando
como
calentando.
Partimos
del
arco
martensítico
y
lo
deformamos
por

un
proceso
cíclico
y
ahora
queda
la
fase
austenítica
(rígida)
a
temperatura
ambiente.
Debo

enfriar
el
arco
para
que
pueda
deformarse
al
pasar
a
la
fase
martensítica
y
darle
calor
para

que
recuerde
su
fase
austenítica.
(Fig.27)
El
TWSME

(Two-‐way
Shape
Memory
Effect
/
Efecto
de

memoria
de
forma
de
dos
caminos)
consiste
en
un
cambio
de
forma
espontáneo
y
reversible

al
variar
la
temperatura
(ciclo
térmico),
de
la
fase
de
alta
temperatura,
la
fase
padre
o
fase

austenítica,
a
la
fase
de
baja
temperatura,
la
fase
martensítica.
Este
efecto
no
es
una
propiedad

intrínseca
de
las
aleaciones
con
memoria
de
forma,
y
requiere
tratamientos
termomecánicos

de
tipo
cíclico,
comúnmente
conocidos
como
procesos
de
entrenamiento.

Fig.27

Se
considera
que
la
gran
mayoría
de
los
metales
comienzan
a
deformarse
plásticamente
a

partir
de
un
0.2%
de
elongación
cuando
son
sometidos
a
un
ensayo
de
tensión.
Las
aleaciones

con
memoria
de
forma
pueden
deformarse
hasta
un
10%
sin
llegar
a
su
plasticidad.
Una

aleación
metálica
posee
memoria
de
forma
sí
después
de
una
deformación
permanente
a
baja

temperatura,
esta
recupera
su
forma
inicial
con
un
simple
calentamiento.
Las
transformaciones
de
estado
de
los
sólidos
son
de
dos
tipos:

• Difusión:
son
aquellas
en
las
que
sólo
se
puede
formar
una
nueva
fase
moviendo

átomos
aleatoriamente
a
distancias
relativamente
grandes,
la
nueva
fase
es
de

diferente
composición
química
que
la
fase
matriz
y
la
transformación
depende
del

tiempo
y
la
temperatura.

• Desplazamiento:

no
requieren
un
amplio
rango
de
movimientos
y
en
este
caso
los

átomos
se
reordenan
para
llegar
a
una
nueva
estructura
cristalina
más
estable
pero

sin
cambiar
la
naturaleza
química
de
la
fase
matriz.
Son
transformaciones
atérmicas,

dado
que
la
cantidad
de
nueva
fase
creada
usualmente
depende
sólo
de
la

temperatura
y
no
de
la
cantidad
de
tiempo
a
esa
temperatura.

Los
primeros
arcos
de
Niti
que
se
comercializaron
eran
de
forma
martensítica
estabilizada
o

M-‐NITI,
la
fase
martensítica
se
encuentra
a
temperatura
ambiente
mientras
que
la
austenítica

la
encontramos
a
los
600°
aproximadamente,
son

muy
elásticos
con
bajo
módulo
elástico
y

poco
moldeables.
En
estos
arcos
la
memoria
de
forma
es
despreciable.

Un
arco
de
Niti-‐M
de
.018”x.025”
tiene
la
misma
rigidez
(Ws)3
que
un
arco
de
acero
inoxidable

de
.016”
Nombres
comerciales:

Nitinol
(Unitek),
Titanal
(Lancer),
Orthonol
(Rocky
Mountain).

Se
continúa
investigando
con
el
propósito
de
encontrar
el
material
ideal
para
realizar
el

movimiento
dental.
A
finales
de
los
80´s
aparecieron
los
arcos
de
Niti
con
estructura

austenítica
activa
o
NITI-‐A
cuya
principal
característica
es
el
fenómeno
de

superelasticidad,
que
se
manifiesta
por
una

gran
deformabilidad
reversible
y
describe

valores
de
tensión
que
permanecen
constantes
hasta
cierto
punto
de
deformación
del

alambre.
Significa
que
el
arco
ejercerá
la

misma
fuerza,
así
se
desvíe
una
distancia
pequeña
o

grande
en
la
activación
y
durante
la
desactivación
la
fuerza
será
suave
generando
un

movimiento
dental
fisiológico
y
menos
molestias
para
el
paciente.

El
Sentalloy
(S:
super,
E:
elástico,
N:
Níquel,
T:
Titanio,
alloy:
aleación),
fue
el
primer
arco

desarrollado
con
estas
propiedades
por
el
profesor
Miura
en
Japón
en
el
año
1985.
Este

alambre
genera
una
fuerza
óptima
para
el
movimiento
dental
al
8%
de
la
tensión
y
tiene
su

fase
austenítica
a
los
37°C
de
temperatura
bucal.

Fig 28 Fig.29

La
superelasticidad
de
los
Niti-‐A
radica
en
que
su
curva
de
descarga
difiere
de
su
curva
de

carga,
la
reversibilidad
va
acompañada
de
una
pérdida
de
energía,
esto
se
denomina
histéresis(Fig.28-‐29).

Si
a
estas
aleaciones
se
les
suministra
un
tratamiento
térmico
en
sales
nitrato
nos
permite

cambiar
la
forma
y
a
su
vez
controlar
la
magnitud
de
la
fuerza
que
generan
estos
arcos.
Ası́́,

tenemos
arcos
con
rango
de
fuerza
suave
o
light
(100gr),
mediano
o
medium
(200gr)
y

pesado
o
heavy
(300gr).

Los
arcos
de
Niti-‐A
son
de
elección
para
las
fases
iniciales
de
tratamiento,
para
aquellas

aplicaciones
en
las
que
se
necesitan
intervalos
prolongados
de
activación
con
una
fuerza

relativamente
constante; la
fase
martensítica
tiene
un
módulo
elástico
de
31
a
35GPa
y
la
fase

austenítica
tiene
84
a
94GPa.

Los
arcos
de
Niti-‐M
son
útiles
en
las
fases
posteriores
de
tratamiento
cuando
se
requieren

arcos
flexibles
pero
algo
más
rígidos.

3
Ws = Ms x Cs/ Ws
representa
la
rigidez
del
alambre,
Ms representa la rigidez del alambre y Cs es
el diámetro del alambre. El número de
rigidez
del
material
(Ms),
se
basa
en
el
módulo
de
elasticidad

del
mismo,
que
puede
ser
utilizado
para
determinar
la
cantidad
de
fuerza
que
un
alambre
ofrece
por

unidad
de
activación.

Nombre
comercial:

Sentalloy
(GAC),
Ni-‐Ti
(ORMCO),
Nitinol
SE
(Unitek).

Curva
esfuerzo
-‐
deformación
para
una
aleación
con
memoria
de
forma
ideal
cargada

por
encima
de
la
temperatura
AS
(austenita
inicial)
y
descargada,
que
muestra
diferente

comportamiento
superelástico.
La
martensita
inducida
por
tensión
se
forma
durante
la

carga,
es
inestable
y
desaparece
en
la
descarga.

El
estado
inicial
de
fase
es
β
(austenita)
definido
por
una
temperatura
T1>AF
(Austenita

final):
AB
es
el
tramo
de
deformación
elástica
de
la
fase
original,
σT1β-‐M
marca
el
comienzo

de
la
formación
de
las
primeras
placas
inducidas
por
tensión
(Fig.30).

En
el
punto
C
concluye
la
transformación
martensítica.
La
pendiente
BC
refleja
la
facilidad
con

la
que
progresa
la
transformación
β-‐martensita
inducida
por
tensión.
Si
se
sigue
aumentando

la
tensión
(punto
C)
el
material
puede
estabilizar
una
estructura
totalmente
martensítica
que

puede
ser
deformada
elásticamente
(tramo
CD).
Si
se
sigue
aplicando
tensión
se
alcanza
en
el

punto
D
(el
límite
elástico
de
la
martensita
σβ,
y
el
material
martensítico
empieza
a

deformarse
plásticamente
hasta
que
se
produce
la
ruptura
en
tensiones
superiores
(Fig.30).

Fig.30
Si
se
elimina
la
tensión
antes
de
alcanzarse
el
punto
D
(por
ejemplo
C
́),
la
deformación
se

recupera
en
diferentes
etapas:
la
primera
de
ellas,
C
́F,
corresponde
a
una
recuperación

elástica
de
la
martensita,
al
alcanzarse
σT1M-‐β
(punto
F)
se
inicia
la
transformación
reversa,

es
decir,
la
martensita
vuelve
a
fase
β,
concluyendo
totalmente
la
transformación
en
el
punto

G.
Por
último,
en
el
tramo
GH
se
produce
la
recuperación
elástica
de
la
fase
madre.

Generalmente
se
suele
hablar
de
comportamiento
pseudoelástico
si
la
deformación

recuperada
en
el
calentamiento
es
parcial,
y
comportamiento
superelástico
si
esa

deformación
recuperada
es
total.

La
causa
principal
del
comportamiento
pseudoelástico
es
porque
la
transformación

martensítica
no
es
completamente
reversible
al
descargar
debido
a
la
existencia
de

interacciones
entre
placas
de
martensita
y
límites
del
grano
o
bien
entre
placas
de
martensita

que
crecen
en
distintos
planos
habituales.
Estas
interacciones
producen
deformación
plástica

localizada
o,
lo
que
es
lo
mismo,
una
martensita
no
fácilmente
reversible
que
produce

deformación
permanente
después
de
la
descarga.
Sin
embargo,
calentando
por
encima
de
AF

se
lleva
a
cabo
la
transformación
inversa
en
toda
su
extensión,
surgiendo
ası́́
de
nuevo
el

efecto
memoria
de
forma.
Por
lo
tanto,
se
puede
decir
que
existe
una
interrelación
entre
los

dos
fenómenos,
ya
que
si
la
histéresis
en
el
caso
de
una
transformación
pseudoelástica
es
tal

que
no
se
lleva
a
efecto
completamente
la
transformación
inversa
al
eliminar
totalmente
la

tensión,
puede
finalizarse
calentando,
es
decir
utilizando
el
efecto
memoria
de
forma
(Mtro.

Felipe
Díaz
del
Castillo
R.
Ing.
Aldo
Gómez
López)
.

La
termoelasticidad
es
una
propiedad
aún
más
compleja
que
consiste
en
la
capacidad
de

deformarse
plásticamente,
cuando
se
enfría
por
debajo
de
la
temperatura
de
transición,

recuperando
su
forma
original
cuando
se
vuelve
a
calentar.
Por
lo
tanto
ambas
propiedades

dependen
de
la
fase
de
transición
entre
la
forma
austenítica
(cúbica,
ordenada
y
rígida)
y
la

martensítica
(monocíclica
y
elástica)
es
decir
tienen
memoria
de
forma
en
boca
(útil
en

ortodoncia)
y
se
las
conoce
como
aleaciones
martensíticas
activas.

Hay
aleaciones
de
Niti
a
las
que
se
les
incorpora
Cobre,
lo
que
permite
establecer
con

precisión,
la
temperatura
de
transición,
además,
exhiben
un
70%
menos
de
fuerza
de
carga

comparándolo
con
el
mismo
grado
de

deformación
de
un
alambre
tradicional
de
Níquel

Titanio.
La
disminución
en
la
histéresis
de
la
aleación
Niti
Cobre,
también
permite
la
presencia

de
fuerzas
mayores
y
más
consistentes
que
se
encuentran
activas
dentro
de
un
rango
óptimo

para
el
movimiento
dental.
La
menor
histéresis
hace
posible
evitar
fuerzas
de
carga

inesperadas.

El
NiTi
Cobre,
desarrollado
por
Rohit
Sachdeva
en
1990,
representa
un
avance
significativo
en

la
búsqueda
del
alambre
ideal,
es
fácil
de
ligar,
las
fuerzas
son
óptimas
para
el
movimiento

dental
y
los
resultados
clínicos
son
predecibles.

El
Cu
es
un
conductor
del
calor
eficiente
y
junto
con
un
tratamiento
térmico
posibilita
la

fabricación
de
alambres
con
tres
diferentes
temperaturas
de
transformación:

Cu
Niti
superelástico
a
27º
o
tipo
II:
permite
movimientos
dentales
rápidos

generando

fuerzas
en
el
rango
más
alto
de
las
fuerzas
fisiológicas
y
produce
una
descarga
constante.
Los

niveles
de
descarga
de
las
fuerzas
son
comparables
con
la
de
los
alambres
superelásticos

convencionales
de
níquel-‐titanio.

Cu
Niti
termoactivado
a
35º
o
tipo
III:
genera
fuerzas
medias
al
alcanzar
el
alambre
la

temperatura
bucal.
El
ligar
el
alambre
con
anticipación
es
mucho
más
sencillo
aún
con

alambres
de
sección
rectangular
debido
a
las
fuerzas
de
carga
bajas.
Las
fuerzas
de
descarga

son
más
altas
y
se
mantienen
constantes
por
más
tiempo
cuando
llega
a
los
35°.
Son
de

elección
cuando
se
quiere
comenzar
con
un
arco
rectangular
y
fuerzas
sostenidas
a
la

temperatura
corporal
(trabajo
grueso).

Cu
Niti
termoactivado
a
40º
o
tipo
IV:
provee
fuerzas
leves
e
intermitentes
ya
que
a

temperatura
bucal
están
en
fase
plástica,
martensítica
y
sólo
se
activan
al
tomar
algo
caliente

y
llegar
a
los
40°.

Se
lo
utiliza
como
alambre
inicial
en
severos
apiñamientos
o
para
alinear

caninos
altos
sin
crear
daño
periodontal,

ni
dolorosos
niveles
de
fuerza
o
efectos
colaterales

negativos
como
las
reabsorciones
radiculares.
Es
también
el
alambre
ideal
para
pacientes

programados
con
intervalos
largos
entre
citas

y
en
pacientes
con
problemas
periodontales.

Nombre
comercial:

Niti
Cobre
Optimal
Force
(ORMCO).

Fig.31 Fig.32

Estos
arcos
generan
una
fuerza
de
descarga
menor
cuanto
mayor
sea
la
deflexión,
protegiendo

la
vascularización
al
trabajar
dentro
de
lo
que
Damon
denominó
la
biozona(Fig.31-‐32).

Fig.33 Fig.34

A
medida
que
las
piezas
dentarias
se
van
alineando,
la
fuerza
de
descarga
va
aumentando

pero
siempre
dentro
de
la
biozona(Fig.33-‐34).

En
estos
alambres
la
transición
de
fase
austenítica-‐martensítica
se
produce
no
sólo
como

respuesta
a
los
cambios
de
temperatura,
sino
también
a
la
aplicación
de
fuerzas.

Por
lo
tanto
clínicamente
un
arco
de
Niti-‐A
puede
modificarse
con
solo
activar
y
desactivar

una
ligadura
(Fig.35).
Al
enfriarlo,
ya
sea
con
un
hisopo
húmedo
enfriado
en
congelador(Fig.36),

con
spray
frío
(Fig.37)
o
con
el
Polar
Bear
(Fig.38),
el
arco
pasa
de
austenita
a
martensita
donde
es

altamente
elástico,
se
instala
en
boca
y
se
ajusta.
Al
calentarse
va
recuperando
su
forma

austenítica
y
su
forma
original.

Fig.35 Fig.36 Fig.37 Fig.38

Para
aprovechar
la
sensibilidad
de
los
mnemometales
a
los
cambios
de
temperatura
se
le

puede
indicar
al
paciente
alternar
una
bebida
o
comida
fría,
que
permita
alcanzar
la
fase

plástica
martensítica,
con
una
bebida
o
comida
caliente,
para
la
transformación
a
la
fase

austenítica
de
activación.

Los
alambres
termoactivos
liberan
un
70%
menos
de
fuerza
que
los
Niti
convencionales.

Para
disminuir
la
fricción
de
los
arcos
de
Niti-‐A,
superficie
rugosa,
los
mismos
son
cubiertos

por
una
capa
de
tres
micras
de
nitrógeno
producida
por
bombardeo
iónico
superficial,
esto

también
disminuye
la
tendencia
a
la
fractura.

Nombre
comercial:

Ionguard
Bioforce
(GAC).

Los
alambres
de
Niti
A
se
pueden
doblar
y
alterar
sus
propiedades
elevando
la
temperatura,
a

través
del
paso
de
corriente
eléctrica(Fig.39),
empleando
como
electrodos
alicates
de
ortodoncia

modificados
(Fig.40).
A
este
procedimiento
se
lo
llama
tratamiento
calórico
diferencial;
con
el

cual

podemos
adecuar
la
fuerza
que
ha
de
generar
el
alambre
en
cada
segmento
de
la
arcada.

Fig.39 Fig.40

Fig.41

Según
Proffit,

se

necesitan
entre

25-‐75gr
para
mover
los

incisivos,
75-‐150gr
para
los
caninos
y
premolares
y
100-‐
300gr
para
los
molares.

Teniendo
en
cuenta
estas

consideraciones
y
haciendo
uso
del
proceso
de
tratamiento

térmico
se
fabrican
arcos
que
poseen
fuerzas
diferenciales

para
los
distintos
sectores
dentarios(Fig.41).

Nombre
comercial:

Sentalloy
Bioforce
(GAC),
Niti
Multiforme
(Lancer).

La
combinación
de
brackets
y
alambres
de
baja
fricción
y
las
nuevas
tecnologías
de
diseño
y

manufactura
por
ordenador
(BAS:
bending
art
system),
podrán
permitir
dentro
de
unos
años

el
sueño
del
Dr.
Angle
de
realizar
el
tratamiento
de
ortodoncia
con
un
solo
arco
capaz
de

llevar
progresivamente
los
dientes
a
una
oclusión
ideal.

La
desventaja
que
presentan
los
arcos
de
acero
inoxidable
y
los
de
Niti
son
las
alergias

producidas
por
el
níquel.
La
primera
vez
que
se
reportó
una
dermatitis
alérgica
por
níquel
fue

en
1925.
El
níquel
es
el
metal
al
que
la
gente
más
comúnmente
es
alérgica.
En
las
personas

sensibles,
produce
un
rash
cutáneo,
de
apariencia
irregular
y
con
escozor.
Las
reacciones

pueden
producirse
hasta
dos
días
luego
del
contacto
con
el
metal
y
puede
durar
hasta
un
mes.

Kerosuo
et
al.
encontraron
una
prevalencia
a
este
tipo
de
alergia
en
pacientes
que
se

encuentran
en
la
etapa
final
de
la
adolescencia
y
se
da
en
un
30%
en
las
mujeres
y
3%
en

hombres.
Se
cree
que
esta
mayor
incidencia
en
mujeres
es
debido
al
uso
de
aros
y
bijuterie.

Cuando
se
instala
la
hipersensibilidad
al
níquel
toda
la
mucosa
oral
puede
estar
expuesta,
en

pacientes
con
tratamiento
de
ortodoncia
una
concentración
de
30ppm
aproximadamente

pueden
ser
suficientes
para
generar
una
respuesta
citotóxica.
En
pacientes
con
predisposición

alérgica,
pueden
producir
estomatitis,
pápula
perioral,
pérdida
del
gusto
o
gusto
metálico,

sensación
de
quemazón,
queilitis
angular,
severa
gingivitis
en
ausencia
de
placa
bacteriana
y

hasta
rabdomiosarcoma.
Para
sintetizar,
podemos
decir
que
tenemos
tres
grupos
de
arcos
de
Níquel-‐Titanio:

El
primer
grupo
lo
forman
las
aleaciones
convencionales,
no
superelásticas,
Martensíticas

estabilizadas.
Son
aceptadas
por
su
flexibilidad
aunque
su
propiedad
principal
es
la
memoria

de
forma
(despreciable
en
ortodoncia).

El
segundo
grupo
corresponde
a
las
aleaciones
Austeníticas
activas,
cuya
propiedad

principal
es
la
superelasticidad.
La

fase

martensítica

tiene

ME

de
31-‐35GPa

y
fase

austenítica
de
84-‐94
GPa.

El
tercer
grupo
lo
forman
las
aleaciones
Martensíticas
activas
que
presentan
memoria
de

forma
a
temperatura
bucal,
superelasticidad
y
termoelasticidad.

Antes
de
proseguir
diremos
que
las
aleaciones
con
Titanio
se
clasifican
en:

1.
Aleaciones
de
NiTi

2.
Aleaciones
Beta
Titanio

3.
Aleaciones
Alfa
y
beta
Titanio
(T1-‐grado
5):
el
Aluminio
estabiliza
la
fase
alfa
y
el
Vanadio
la

fase
beta
(Ti-‐6Al-‐4Va).
Es
la
aleación
de
titanio
más
utilizada,
sobre
todo,
en
el
campo
de
la

aeronáutica,
en
el
de
la
biomedicina
y
la
estomatología.
Tiene
una
resistencia
a
la
tracción
de

896MPa,
un
límite
elástico
de
827MPa
y
una
ductilidad
del
10%.
El
titanio
es
un
metal

compatible
con
los
tejidos
del
organismo
humano
que
toleran
su
presencia
sin
reacciones

alérgicas
del
sistema
inmunitario.
Esta
propiedad
de
compatibilidad
del
titanio
unido
a
sus

cualidades
mecánicas
de
dureza,
ligereza
y
resistencia
han
hecho
posible
una
gran
cantidad
de

aplicaciones
de
gran
utilidad
para
aplicaciones
médicas,
como
prótesis
de
cadera
y
rodilla,

tornillos
óseos,
placas
antitrauma
e
implantes
dentales,
componentes
para
la
fabricación
de

válvulas
cardíacas
y
marcapasos,
gafas,
material
quirúrgico
tales
como
bisturís,
tijeras,
etc.

(Wikipedia)

4.
Aleaciones
de
Titanio
Niobio

6-‐Aleación
de
Beta
Titanio

Fig.42

Fue
desarrollada
por
ORMCO
con
la

colaboración
del
Dr.
Charles
Burstone,

profesor
emérito
en
ortodoncia
y
del

ingeniero
Jon
Goldberg(Fig.42).

Se
la
conoce
también
como
TMA
(Aleación
de

titanio
molibdeno).

Está
compuesta
por
79%
de
Titanio,
11%
de
Molibdeno,
6%
de
Circonio
y
4%
de
Estaño.

En
el
Titanio
puro
la
transformación

beta
se

produce

a

500-‐600ºC,

si
el
enfriamiento
es

rápido,
a
temperatura
ambiente
toda
la
fase
es
alfa.
A
medida
que
se
incorpora
un
metal

aleante
la
temperatura
de
transformación
disminuye
y
a
temperatura
ambiente
hay

fase
beta.

A
una
determinada
proporción
del
aleante
la
fase
beta
se
mantiene
estable.
El
Molibdeno
es
el

aleante
que
estabiliza
la
fase
beta.

Por
sus
propiedades
esta
aleación
está
a
mitad
de
camino
entre
el
acero
inoxidable
y
el
Niti

convencional.
Es
eficaz
durante
las
fases
intermedias
de
nivelación
y
cierre
inicial
de
espacios.

El
beta
titanio
tiende
a
fracturarse
si
se
lo
dobla
contra
los
cantos
del
alicate.
Se
puede
soldar

y
es
moldeable
como
el
acero.

Es
elástico
(parecido
al
niti),
tiene
el
42%
de
la
rigidez
del
acero
y
el
doble
de
su
elasticidad.

Un
arco
de
TMA
de
.018”x.025”
tiene
la
misma
rigidez
(Ws=406)
que
un
arco
de
acero

inoxidable
de
.018”
(Ws=410)(Uribe
Restrepo).

El
Dr.
Damon
expresó:
“El
TMA
se
ha
convertido
en
una
parte
integral
de
mi
stock
de
arcos.
En

la
fase
final,
cuando
necesito
un
pequeño
torque
y
si
tengo
que
hacer
moderados
dobleces
de

detalle,
el
arco
rectangular
de
TMA
baja
fricción
es
la
perfecta
elección.
Las
suaves
fuerzas
de

este
arco
hace
terminaciones
más
fáciles
y
más
cómodas
tanto
para
el
paciente
como
para
el

profesional.”

Fig.43

Los
arcos
de
TMA
generan
fricción
al
desplazarse
por
el
slot
de

acero
inoxidable
de
los
brackets.
Para
disminuir
el
coeficiente

de
fricción
y
mejorar
la
mecánica
de
los
arcos
se
han
realizado

ciertas
modificaciones
con
Oxígeno
y
Nitrógeno
(implantación

dentro
del
sustrato
–
proceso
híbrido).

Nombre
comercial:

TMA
de
Baja
Fricción
Azul
(Fig.43)
con
el
mismo
coeficiente
de
fricción
que
el
acero
inoxidable.

TMA
de
Baja
Fricción
de
Color
Morado
y
Dorado
con

un
1/3
menos
de
fricción.

7-‐
Aleaciones
de
CNA

Es
una
variación
de
las
aleaciones
de
beta
Titanio,
desarrollada
junto
al
Dr.
R.
Nanda
y
libre
de

Níquel.

Se
diferencia
del
TMA
por
ser
más
resistente
a
la
fractura
y
por
tener
una
superficie

pulida
y
lisa
que
los
hace
aptos
para
mecánicas
de
fricción.

Tienen
una
moderada
rigidez
y
se
pueden
doblar
un
100%
más
que
el
acero
inoxidable.

Tienen
un
bajo
módulo
de
elasticidad,
alta
flexibilidad
y
excelente
maleabilidad.
Son
muy

resistentes
a
la
corrosión.

No
se
quiebran
tan
fácilmente
como
el
TMA
tradicional.

Fig.44
Con
esta
aleación
se
confeccionan
los
arcos

de
intrusión
Connecticut(Fig.44)
(CIA),
el

mismo es
un
arco
multifunción

desarrollado
por
el
Dr.
Ravindra
Nanda.
Fig.
45

Pueden

usarse
para
intrusión
anterior,
extrusión
molar
y

tip-‐back
distal
molar
para
la
preparación
del
anclaje

posterior
y
corrección
de
Clase
II(Fig.45).
Este
arco
CNA™
Beta

III
ejerce
fuerzas

superiores
y
soporta
dobleces

permanentes.
La
aplicación
de
dobleces

permite
el
ajuste
de

la
fuerza
y
el
cinchado
posterior.

El

arco
largo
(Superior
e
Inferior)
se
usa
en
casos
sin
extracción
y/o
arcadas
largas.

El
arco
corto
(Superior
e
Inferior)
es
para
casos
con
extracción
y/o
arcadas
más
cortas.

8-‐ Aleaciones
de
Titanio
Niobio

La
aleación
de
Titanio
Niobio
fue
concebida
en
1977,
por
investigadores
en
SulzerBros

(Winterthur-‐Suiza).

En
1985
es
introducida
en
la
práctica
clínica
ya
que

presenta
buena
biocompatibilidad
con
los
huesos
humanos

por
tener
tanto

densidad
como
textura
parecida
a
los

mismos.
Es
por
ello
que
se
usa
en
aplicaciones
biomédicas

para
la
construcción
de
prótesis
de
reemplazo
de

cadera(Fig.46).

Fig.46

El
Niobio
es
un
metal
de
transición
de
color
gris
brillante
que
cuando
se
encuentra
en

contacto
con
el
aire
adquiere
un
color
azul.
Es
dúctil,
blando
y
poco
abundante,
tiene

conductividad
térmica
y
eléctrica
por
lo
que
se
lo
usa
en
aleaciones
superconductoras.
Se
une

en
aleaciones
con
acero
y
titanio.

El
arco
de
Titinio
Niobio
es
novedoso
y
diseñado
para
una
finalización
precisa
diente
a
diente.

Presenta
el
80%
de
la
rigidez
del
TMA,
es
perfecto
para
sostener
los
dobleces,
pero
lo

suficientemente
ligero
como
para
no
sobrepasar
la
relación
arco
a
arco.

Se
recomienda
para
el
uso
de
elásticos
de

finalización
y
aunque
parezca
suave
y

plegable,
después
de
ser
doblado
posee
una

resiliencia
igual
a
la
del
acero
inoxidable,

tiene
bajo
campo
magnético,
excelente

estabilidad
y
es
maleable(Fig.47).

Fig.47

Nombre
comercial:

Titanio
Niobio(ORMCO)

8-‐
Plásticos
compuestos

Fig.48
Fig.49

Los
nuevos
materiales
ortodóncicos
son
adaptaciones
de
los
materiales
utilizados
en
la

tecnología
aeroespacial,
los
nuevos
aviones
son
diseñados
en
plásticos
compuestos(Fig.48-‐49).

Es
un
alambre
no
metálico
de
fibra
de
vidrio
óptico
con
un
revestimiento
final
de
nylon.

Posee

un
núcleo
de
dióxido
de
silicona
que
produce
la
fuerza
necesaria
(suave)
para
mover

los
dientes;

una
capa
interna
de
resina
de
silicona
que
protege
al
núcleo
de
la
humedad
y
una

capa
externa
de
Nylon
que
le
da
la
resistencia.

Sólo
existe
en
tamaño
de
.017”
que
produce
fuerzas
muy
suaves
y
gran
estética.

Nombre
comercial:

Optiflex
(ORMCO)

Para
finalizar
se
expone
un
cuadro
comparativo
de
rigidez
de
las
diferentes
aleaciones
que

permite
evaluar
cual
sería
la
aleación
de
elección
según
las
etapas
del
tratamiento:

Cromo-‐cobalto
tratado
térmicamente

120%
(más
rígida)

Acero
inoxidable

100%

Cromo-‐cobalto
sin
templar

60%

Beta
titanio

(TMA)

48%

Titanio
Niobio

28%

Níquel
titanio
martensítico

28%

Níquel
titanio
austenítico

18%
(más
elástica)

Arcos
trenzados

Las
propiedades
elásticas
de
un
alambre
se
verán
modificadas
por
el
tamaño,
la
sección,
la

conformación
y
la
longitud
interbracket.
Así,
al
aumentar
el
diámetro
del
alambre,
se
aumenta

la
resistencia
y
se
disminuye
la
elasticidad
y
el
recorrido.
Si
aumentamos
la
longitud
del

alambre,
disminuimos
la
resistencia
a
la
flexión
y
aumentamos
la
elasticidad
y
recorrido.

Para
aumentar
la
elasticidad
de
un
alambre
de
ortodoncia
podemos
aumentar
la
cantidad
de

alambre
en
todo
su
recorrido
(alambres
trenzados)
o
en
un
sector
(resortes
o
ansas).

A
parte
de
nuevas
aleaciones
se
han
introducido
en
la
ortodoncia
los
alambres
trenzados
o

entrelazados
de
acero
inoxidable
o
Niti.
Con
estos
materiales
se
consigue
mejor
elasticidad
y

resistencia
disminuyendo
el
diámetro
transversal
del
alambre,
ya
que
las
propiedades

de
los

mismos
dependen
de
las
características
de
cada
hilo
por
separado
y
de
la
fuerza
con
que
se

trenzan.
Los
alambres
trenzados
actuales
tienen
una
gran
combinación
de
elasticidad
y

resistencia.

Los
arcos
trenzados
pueden
ser:

Fig.50

De
3
filamentos:
son
de
sección
redonda,
de
acero

inoxidable,
ideales
para
nivelar
ya
que
permiten
ejercer

fuerzas

graduales(Fig.50).

Nombre
comercial:
Twist-‐Flex
o
Dento-‐Flex

Fig.51

De
6
filamentos:
son
redondos,
de
acero
inoxidable.
Son
5

hilos
trenzados
alrededor
de
uno
central.
Reúne
la

elasticidad
y
resistencia
para
nivelar(Fig.51).

Nombre
comercial:
Co-‐axial,
Respond,
Dead
Soft
Respond

(está
indicado
para
retenedores
linguales
fijos).

Los
arcos
de
3
y
6
filamentos
sirven
para
alinear
y
nivelar
los
dientes
en
las
etapas
iniciales
de

tratamiento
con
fuerzas
ligeras
y
suaves.
Son
muy
flexibles
y
poseen
gran
capacidad
de

recuperación
de
su
forma.

Fig.52

De
8
filamentos:
son
de
sección
rectangular,
.017”x.025”
y

.019”x.025”
y
son
utilizados
en
la
fase
final
del
tratamiento,

cuando
realizamos
la
intercuspidación
con
gomas

intermaxilares,
ya
que
son
más
flexibles
que
un
arco

rectangular
de
acero(Fig.52).

Nombre
comercial:
Braided
(acero),
D-‐Rect

Fig.53

De
9
filamentos:
desarrollado
por
el
Dr.
Craig
Andreiko,

son
de
sección
rectangular,
de
Niti(Fig.53).
Dada
su
elasticidad

es
posible
usarlo
durante
la
fase
inicial
del
tratamiento
ya

que
un
arco
de
.017”x.025”
equivale
a
un
arco
de
Ni-‐Ti
de

.014”
y
en
la
fase
final
para
el
asentamiento
de
la
oclusión

con
el
uso
de
gomas
(Dra.
Harffin).

Un
arco
de
.018”x.025”
tiene
una
rigidez(Ws=75,4)
similar
a

un
arco
de
.012”de
acero
(Ws=81)
(Uribe
Restrepo)

Nombre
comercial:
Turbo
Wire
(ORMCO)

Forma
de
los
arcos

El
principio
básico
de
los
tratamientos
de
ortodoncia
es
respetar
la
forma
original
de
los
arcos

dentarios
del
paciente.
Los
estudios
de
contención
a
largo
plazo
confirman
que
los
cambios
o

recidivas
son
mayores
cuando
se
altera
la
forma
de
los
arcos
que
cuando
se
mantiene
la

misma.
Sin
embargo
no
hay
variaciones
de
forma
de
los
arcos
preformados
disponibles
en
la

actualidad,
lo
que
obliga
a
realizar
los
ajustes
necesarios
para
adaptarlos
al
tamaño
de
arco

del
paciente
(en
los
arcos
de
acero
o
TMA).


Fig.54

La
forma(Fig.54)

y
secuencia
de
los
arcos

son
muy
importantes
en
el
tratamiento

ortodóncico.

La
correcta
selección
de
la
forma
del
arco

para
cada
paciente,
así
como
el

desarrollo
de
la
secuencia
de
los
mismos

incrementa
la
eficiencia
y
aumenta
la

estabilidad
de
los
casos
terminados
.

Los
arcos
presentan
cuatro
componentes
en
su
forma:

1.
la
curvatura
anterior,

2.
el
ancho
intercanino,

3.
la
curvatura
posterior

4.
ancho
intermolar

Fig.55

El
Dr.
McLaughlin
dice
“la
selección
apropiada
de
la

forma
del
arco
para
cada
paciente
así
como
el

desarrollo
general
de
la
secuencia
de
arcos
en
la

práctica
de
la
ortodoncia
puede
incrementar
en
gran

medida
la
eficiencia
del
tratamiento
y
proveer
de
gran

estabilidad
en
los
casos
terminados(Fig.55).”

Fig.56

Dr.
Damon
desarrolló
una
nueva
forma
de
arco
después
de

estudiar
7,000
fotografías
de
sonrisas
y
dice
que
“una

gran

sonrisa(Fig56),
cuando
se
mira
de
frente,
consta
de
seis

dientes
anteriores
bien
posicionados
y
una
forma
de
arco

donde
se
expone
el
primer
bicúspide,
segundo
bicúspide
y
la

superficie
bucomesial
del
primer
molar.”

Esta
forma
de
arco
más
amplia
previene

el
“síndrome
de
esquina
oscura”
o
“triángulos

negros”.

Después
de
que
evaluó
con
cuidado
varios
cientos
de
pacientes
y
sus
modelos
articulados,

tomografías
y
radiografías
cefálicas,
pudo
apreciar
que
esta
forma
de
arco
aumenta
la
función

dental.

Fig.57

La
combinación
de
arco
formato
Damon
con
los
brackets
de

baja
fricción,
autoligantes
pasivos,

y
arcos
de
níquel
titanio

con
bajas
fuerzas,
aumenta
las
posibilidades
de
tratamiento

sin
extracciones
(Fig57).

Algunos
de
los
arcos
que
se
utilizan
en
la
técnica
de
Damon

son:

• Copper
Ni-‐Ti®
con
topes.
Los
topes
se
ajustan

fácilmente
con

pinza

How

o

Weingart(Fig58).

Fig58

• Ni-‐Ti®–
Pre
Torqueado:
para
los
casos
de
clase
II

2°,
cuando
se
requiere

intrusión
y

torque
anterior
adicional.

Los
arcos
presentan
20°
de
torque
anterior
en
longitudes
de
34mm
(para
la
arcada
inferior)
y

38mm
(para
la
arcada
superior).

• Curva
Reversa
Ni-‐Ti®.

Ideal
para
intrusión(Fig.59).

Fig.59

• Cobre
Ni-‐Ti
27°C

• Cobre
Ni-‐Ti
35°C

• Cobre
Ni-‐Ti
40°C

Resortes

Los
resortes
son
aditamentos
usados
en
la
ortodoncia.
Los
primeros
resortes
fueron

fabricados
de
níquel-‐cromo-‐cobalto
o
de
acero
inoxidable.

Se
seleccionaban
según
el
calibre
del
alambre
y
diámetro
interno
del
resorte.

En
1988,
Miura
introduce
los
resortes
NiTi-‐A,
superelásticos
de
Sentalloy.
Se
pueden

seleccionar
por
la
fuerza
que
generan,

no
producen
daño
periodontal.

Los
resortes
pueden
ser
de
espiras
abiertas
o
de
espiras
cerradas.

Fig.60

Fig.61

Los
resortes
de
espiras
abiertas(Fig.60-‐61)

sirven
para
abrir
espacios
y
se
usan
comprimidos,
de

tal
manera
que
al
tratar
de
recuperar
su
forma,
separan
los
dientes
entre
los
que
se
encuentra,

dando
espacio
a
los
dientes
que
lo
requieran.

Estos
resortes
pueden
ser
de
espiras
continuas
o
de
espiras
discontinuas
también
llamado

de
doble
espira.

Fig.62

Los
resortes
de
espiras
continuas(Fig.62)
se
fabrican
en

varillas
o
pre-‐cortados
de
15mm
de
largo
que
puede
ser

comprimido
a
3mm
ycon
diferentes
fuerzas.

Fig.63

Los
resortes
de
espiras
abiertas
discontinuos(Fig.63)
vienen

en
varillas,
sirven
para
distalar
molares,
se
utilizan
en

compresión
total
y
se
cortan
entre
las
espiras
continuas.


Los
resortes
de
espiras
cerradas(Fig.51)
sirven
para
cerrar
espacios
y
se
usan
por
tensión,
es

decir
se
los
debe
estirar
y
al
recuperar
su
forma
original
junta
los
dientes
entre
los
cuales
se

encuentra.

Fig.64

Fig.65

Se
fabrican
en
varillas
o
pre-‐cortados
con
ojales
de
diferentes
medidas
y
fuerzas(Fig.64-‐65).

Fig.66

Forestadent
tiene
resortes
de
espiras
cerradas(Fig.66)

que

actúan
como
muelles
de
tensión
y
compresión
con
fuerza

continua
y
nivelada,
con
alambres
de
ligadura
en
ambos

extremos
que
sirve
para
ser
atado
entre
grandes
distancias.

Fig.67

Es
recomendable
para
usar
reemplazando
los
elásticos
de

clase
II(Fig.67)
y
puede
ser
utilizado
como
muelle
de

retracción.

Nombre
comercial:

Forestadent-‐Titanol.

Esquema
de
comparación
carga
deflexión(Fig.68)
entre
las

distintas
aleaciones
de
resortes
de
espiras
cerradas.

Las
aleaciones
convencionales
muestran
un

comportamiento
lineal,
generando
fuerzas
de
600gr,
con

deformación
al
ser
estirados
al
200%,
mientras
que
las

aleaciones
superelásticasde
Niti-‐A
generan
fuerzas
muy

ligeras
y
recién
se
deforman
al
ser
estiradas
al
500%.

Fig.68

Esquema
de
comparación
carga
deflexión(Fig.69)
entre
las

distintas
aleaciones
de
resortes
de
espiras
abiertas
al
ser

comprimidos
hasta
estar
en
contacto
cada
uno
de
los
anillos

(compresión
total).

Las
aleaciones
convencionales
sufrieron
una
deformación

permanente
mientras
que
las
aleaciones
superelásticas
de

Niti-‐A
mostraron
fuerzas
ligeras
sin
deformaciones.

Fig.69

Los
resortes
de
espiras
abiertas
de
Niti-‐A
vienen
con
diámetro
de
.036”
y
fuerzas
extra
suave

de
50gr,
ligeras
de
100gr
y
medianas
de
150gr
y
con
diámetro
de
.045”
y
fuerzas
pesadas
de

200gr
y
extra
pesadas
de
250gr.

Los
resortes
de
espiras
cerradas
de
Niti-‐A
vienen
con
fuerzas
ultra
ligeras
de
25gr,
extra

ligeras
de
50gr,
ligeras
de
100gr,
medias
de
150gr,
fuertes
de
200gr
y
extra
fuertes
de
300gr

para
retracción
del
sector
anterior.

Se
los
fabrica
con
diferentes
valores
de
superelasticidad,
controlando
la
temperatura
de

transformación
con
baños
de
sales
de
nitrato
a
500°.

Cuando
la
temperatura
martensítica
es
elevada,
no
se
pierde
la
superelasticidad,

los
valores

de
carga
se
reducen,
obteniendo
materiales
que
generan
fuerzas
que
van
desde
ultraligeras

hasta
extra
pesadas.

Tips
para
la
elección
de
los
arcos
según
la
fase
de
la
mecánica
y
la

composición.

Es
necesario
tener
presente
que:

1-‐
Al
duplicar
el
diámetro
de
un
alambre
voladizo
o
con
apoyos
a
ambos
lados:

• La
resistencia
se
multiplica
por
ocho.

• La
elasticidad
se
divide
entre
dieciséis.

• El
recorrido
se
reduce
por
la
mitad.

2-‐
Si
se
duplica
la
longitud
de
una
viga
voladiza
o
cantiliver
del
alambre
se
produce:

• Una
reducción
a
la
mitad
de
la
resistencia
a
la
flexión.

• Se
multiplica
la
elasticidad
por
ocho.

• Se
multiplica
el
rango
por
cuatro.

Arcos
para
alinear

Durante
la
etapa
inicial
se
deben
alinear
las
coronas
dentarias
con
el
menor
movimiento
y

desplazamiento
radicular
posible
controlando
el
resalte
y
la
sobremordida
incisiva.
El

ancho

y
coordinación
de
los
segmentos
posteriores
se
hará
respetando
la
forma
de
la
arcada

individual
del
paciente.
Los
movimientos
más
comunes
para
alinear
son
labiolinguales
y

mesiodistales
o
sea
movimientos
de
1º
y
2º
orden,
no
se
necesita
control
radicular
ni
torsión

(3º
orden)
y
se
requieren
fuerzas
muy
suaves
para
los
procesos
de
remodelación
ósea.

Los
movimientos
suaves
dentro
de
la
biozona
son
importantes
en
pacientes
adultos
o
con

compromiso
periodontal,
para
evitar
reabsorciones
radiculares
y
pérdidas
de
inserción

periodontal.

Se
recomienda
usar
arcos
de
NITI
Cu
de
35°
o
40° cuando
hay
gran
apiñamiento
o
pacientes

con
compromiso
periodontal.

Los
arcos
de
NiTi
cobre
de
27º
se
usan
en
apiñamientos
leves
o
moderados
y
pacientes
con

salud
periodontal.

Fig.70 Fig.71
Los
alambres
iniciales
son
redondos(Fig.70-‐71),
ya
que
no
es
necesario
el
control
radicular
y
si
se

usan
elásticos,
estos
son
de
fuerzas
ligeras.
Hay
que
evitar
los
arcos
rectangulares
para
no
producir
movimiento
radicular
indeseado
que

predispongan
a
lesiones
periodontales.

Debe
existir
un
juego
mínimo
entre
el
arco
y
la
ranura
del
bracket
de
aproximadamente
.002”

con
arcos
de
.016”
en
brackets
de
.018”
y
.004”
con
arcos
de
.018”
en
brackets
de
.022”.

Arcos
para
la
nivelación

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