Alliage de métal nobleEdit
Les métaux nobles comme l’or, le platine, l’iridium, l’argent et leurs alliages ont été utilisés très tôt dans le domaine de l’orthodontie en raison de leur bonne résistance à la corrosion. Certaines des autres qualités de ces alliages étaient une ductilité élevée, une rigidité variable (avec la chaleur), une résilience élevée et une facilité de soudure. Les inconvénients de ces alliages sont les suivants : Une moindre élasticité, une moindre résistance à la traction et un coût plus élevé. La composition de platine et de palladium augmentait le point de fusion de l’alliage et le rendait résistant à la corrosion. Le cuivre, ainsi que le travail à froid du matériau, confèrent la résistance à l’alliage. La composition de l’alliage des fils en métaux nobles était la suivante : or (55%-65%), platine (5-10%), palladium (5-10%), cuivre (11-18%) et nickel (1-2%). Cette composition était similaire à celle des alliages de coulée en or de type IV. Edward Angle a introduit pour la première fois l’argent allemand en orthodontie en 1887 lorsqu’il a essayé de remplacer les métaux nobles dans cette pratique. À cette époque, John Nutting Farrar a condamné Angle pour avoir utilisé un matériau qui entraînait une décoloration de la bouche. En 1888, il a commencé à modifier la composition de l’alliage autour de l’argent allemand. Cependant, la composition d’Angle était extrêmement difficile à reproduire et par conséquent, l’utilisation d’alliages à base d’argent ne s’est pas popularisée en orthodontie. Angle était également connu pour utiliser des matériaux tels que le caoutchouc, la vulcanite, la corde à piano et le fil de soie.
Arche en acier inoxydableEdit
En 1929, l’acier inoxydable a été introduit pour la fabrication d’appareils. C’est le premier matériau qui a véritablement remplacé l’utilisation des alliages nobles en orthodontie. Les alliages de fils d’acier, par rapport aux métaux nobles, étaient relativement moins chers. Ils avaient également une meilleure formabilité et pouvaient être facilement utilisés pour être soudés et brasés pour la fabrication d’appareils orthodontiques complexes. Les alliages d’acier inoxydable sont de type austénitique « 18-8 » qui contiennent du chrome (17-25%), du nickel (8-25%) et du carbone (1-2%). Le chrome dans cet alliage d’acier inoxydable forme une fine couche d’oxyde qui bloque la diffusion de l’oxygène dans l’alliage et permet la résistance à la corrosion de cet alliage. Angle a utilisé l’acier inoxydable au cours de sa dernière année de pratique de l’orthodontie. Il l’a utilisé comme fil de ligature dans la bouche de ses patients. À cette époque, Emil Herbst était le principal adversaire des alliages à base d’acier inoxydable. Selon lui, il préférait utiliser les alliages nobles plutôt que l’acier inoxydable. En 1950, l’alliage d’acier inoxydable de série 300 était utilisé par la majorité des orthodontistes aux États-Unis, car les orthodontistes européens croyaient en l’utilisation d’appareils fonctionnels tels que l’appareil Activator avec les malocclusions des patients.
Les arcs en acier inoxydable ont une grande rigidité, un faible ressort, une résistance à la corrosion, une faible portée et une bonne formabilité. Ces fils sont souvent moins chers que les autres arcs et peuvent facilement être utilisés comme arcs de « travail » dans un traitement orthodontique. La fermeture de l’espace après des extractions se fait souvent en plaçant ces arcs dans la bouche.
Arcs en acier inoxydable multibrinsEdit
Ce type d’arc en acier inoxydable est composé de multiples fils en SS de 0,008 po enroulés ensemble. Il en existe 3 types : Coaxial, Tressé et ou Torsadé. Le type d’arceau coaxial comprend 6 brins de 0,008 in qui sont enroulés ensemble. L’arc tressé comprend 8 brins et l’arc torsadé en comprend 3. Ces fils peuvent fournir un fil d’acier inoxydable de forme ronde ou rectangulaire. Les propriétés de ces fils sont radicalement différentes de celles des arcs en acier inoxydable traditionnels. Ils ont une faible rigidité et peuvent être utilisés pour la phase initiale de nivellement et d’alignement en orthodontie. Cependant, en raison de leur limite élastique inférieure, ils peuvent être facilement déformés s’ils sont soumis à l’action de toute autre force telle que la nourriture.
Archis australienEdit
Arthur J. Wilcock, avec Raymond Begg, a créé l' »arc australien » dans les années 1940 en Australie. Il s’agissait d’un métallurgiste de l’État de Victoria, en Australie. Cet arc a été largement utilisé dans ce que l’on appelle la technique Begg. Begg cherchait un fil en acier inoxydable qui soit léger, flexible et qui reste actif pendant de longues périodes dans la bouche. Le fil avait une résilience et une résistance élevées et était traité thermiquement. Le premier fil produit avait une dimension de 0,018 pouce. Ces fils sont souvent utilisés dans le traitement des morsures profondes en raison de leur résistance accrue à la déformation permanente. Le fil est composé de fer (64 %), de chrome (17 %), de nickel (12 %) et autres.
Arche de cobalt-chromeEdit
Dans les années 1950, l’alliage de cobalt-chrome a commencé à être utilisé en orthodontie. Rocky Mountain Orthodontics a commencé à commercialiser l’alliage cobalt-chrome sous le nom d’Elgiloy dans les années 1950. C’est l’Elgin National Watch Company qui a introduit cet alliage, composé de cobalt (40%), de chrome (20%), de fer (16%) et de nickel (15%). L’Elgiloy offrait une résilience et une résistance accrues, mais sa rigidité était faible. Ces types de fils sont encore vendus sous forme d’alliages connus sous les noms de Remaloy, Forestaloy, Bioloy, Masel et Elgiloy. Cependant, leur utilisation a diminué dans tout le domaine de l’orthodontie en raison du fait qu’aucun pliage complexe des fils n’est nécessaire dans le traitement d’aujourd’hui.
L’Elgiloy est disponible en quatre niveaux de résilience. L’Elgiloy bleu (souple), l’Elgiloy jaune (ductile), l’Elgiloy vert (semi-résilient) et l’Elgiloy rouge (résilient).
Nickel-titane (Niti) ArchwireEdit
L’alliage NiTi a été développé en 1960 par William F. Buehler qui travaillait au Naval Ordinance Laboratory à Silver Springs, dans le Maryland. Le nom Nitinol vient de Nickel (Ni), Titane (Ti), Naval Ordinance Laboratory (nol). Le premier alliage orthodontique Nickel-Titane (NiTi), introduit par Andraeson. Cet alliage était basé sur les recherches effectuées par Buehler. Depuis leur introduction, les fils fabriqués à partir des alliages Niti sont devenus une partie importante du traitement orthodontique. La composition du fil comporte 55% de nickel et 45% de titane. Le premier fil orthodontique en alliage nickel-titane a été commercialisé par la Unitek Corporation, aujourd’hui connue sous le nom de 3M Unitek. Ces alliages avaient une faible rigidité, une superélasticité, un retour élastique élevé, une grande plage élastique et étaient cassants. Les premiers fils niti n’avaient pas d’effet de mémoire de forme en raison du travail à froid du fil. Ainsi, ces fils étaient passifs et étaient considérés comme un alliage martensitique stabilisé.
Les arcs Niti pseudo-élastiques ont été lancés commercialement en 1986 et étaient connus sous les noms de NiTi japonais et NiTi chinois. L’arceau japonais Niti a été produit pour la première fois par Furukawa Electric Co en 1978. Il a été utilisé pour la première fois en orthodontie par Miura et al. L’alliage japonais a été commercialisé sous le nom de Sentalloy. Les alliages NiTi activés par la chaleur sont devenus populaires et disponibles dans le commerce dans les années 1990. Les fils Niti chinois ont également été développés en 1978 par le Dr Hua Cheng Tien dans un institut de recherche à Pékin, en Chine. Ce fil a été signalé pour la première fois dans la littérature orthodontique par le Dr Charles Burstone. Ces alliages sont des alliages austénitiques-actifs et la transition de la phase austénitique à la phase martensitique se produit en raison du contact du fil avec une force.
Alliage cuivre-nickel-titaneEdit
En 1994, Ormco Corporation a introduit cet alliage. Cet alliage a été développé avec l’aide de Rohit Sachdeva et Suchio Miyasaki. Initialement, il était disponible sous trois formes de transition de température : Superélastique (CuNiTi 27 °C), activée par la chaleur (CuNiTi 35 °C) et (CuNiTi 40 °C). Cet alliage est composé de nickel, de titane, de cuivre (5%) et de chrome (0,2% – 0,5%). L’ajout de cuivre conduit à des températures de transition mieux définies dans cet alliage.
Mémoire de formeEdit
Les fils de Niti sont connus pour avoir une propriété unique de mémoire de forme. Les fils de Niti peuvent exister sous deux formes connues comme austénitique et martensitique. Une phase de température connue sous le nom de plage de transition de température (TTR) sert deux définir ces phases antérieures du fil Niti. En dessous de la température TTR, les cristaux des fils de Niti existent sous la forme martensitique et au-dessus de la TTR, les cristaux existent sous la forme austénitique. La forme austénitique se produit à des températures élevées et sous de faibles contraintes, tandis que la phase martensitique se produit à de faibles températures et sous de fortes contraintes. La forme austénitique a une structure cubique centrée sur le corps (BCC) et la forme martensitique a une structure monoclinique, triclinique ou hexagonale déformée. Le fil est fabriqué et confectionné à des températures qui existent au-dessus de la TTR. Lorsque le fil est réchauffé au-dessus de cette température, il se souvient de sa forme originale et s’y conforme. Par conséquent, cette propriété du fil est connue sous le nom d’alliage à mémoire de forme.
SuperélasticitéEdit
Les fils de Niti sont connus pour avoir une autre propriété unique connue sous le nom de Superélasticité. Il s’agit du comportement » semblable au caoutchouc » présent dans l’alliage à mémoire de forme Niti. Les fils Niti superélastiques ont un excellent retour élastique par rapport aux autres fils Niti. Ils peuvent également délivrer des forces constantes sur une grande déviation du fil.
Béta-titane (TMA) archwireEdit
Le titane pur peut exister en deux phases : Alpha et Beta. La phase alpha représente la basse température (inférieure à 885 °C) et la phase bêta représente la haute température (supérieure à 885 °C). Charles J. Burstone et le Dr Goldberg ont développé le β-Titanium en combinant le molybdène avec le titane pur. Ils ont conçu cet alliage pour permettre à ces fils de produire des forces biomécaniques plus faibles par rapport aux fils en acier inoxydable et en cobalt-chrome-nickel. Ils ont une meilleure formabilité et un meilleur retour élastique que les fils en acier inoxydable. Cet alliage est donc connu sous le nom d’alliage Beta-Titanium. Il est composé de titane (79%), de molybdène (11%), de zirconium (6%) et d’étain (4%). Cet alliage est connu commercialement sous le nom de TMA ou alliage Titane-Molybdène. Cet alliage ne contient pas de nickel et peut être utilisé chez les patients allergiques au nickel. Les fils TMA ont des surfaces rugueuses et produisent le plus de friction parmi tous les fils utilisés en orthodontie, ce qui a été constaté dans une étude faite par Kusy et al. en 1989.
Nouveau fil d’arc du Connecticut (CNA)Edit
Ce type de fil d’arc est une marque de bêta-titane.