Stop metali szlachetnychEdit

Metale szlachetne, takie jak złoto, platyna, iryd, srebro i ich stopy były używane wcześnie w dziedzinie ortodoncji z powodu ich dobrej odporności na korozję. Niektóre z innych cech, które te stopy miały były wysoka plastyczność, zmienna sztywność (z ciepła), wysoka sprężystość i łatwość lutowania. Wady tych stopów były: mniejsza sprężystość, mniejsza wytrzymałość na rozciąganie i większy koszt. Skład zarówno platyny i palladu podniósł temperaturę topnienia stopu i uczynił go odpornym na korozję. Materiał miedzi, wraz z zimnej obróbki materiału, dał siłę do stopu. Skład stopu drutów wykonanych z metali szlachetnych byłoby złoto (55%-65%), platyna (5-10%), pallad (5-10%), miedź (11-18%) i nikiel (1-2%). Skład ten był podobny do składu stopów odlewniczych złota typu IV. Edward Angle po raz pierwszy wprowadził German Silver w ortodoncji w 1887 roku, kiedy próbował zastąpić metale szlachetne w tej praktyce. W tym czasie John Nutting Farrar potępił Angle’a za stosowanie materiału, który prowadził do przebarwień w jamie ustnej. Następnie, w 1888 roku, zaczął zmieniać skład stopu wokół niemieckiego srebra. Jednak kompozycje Angle’a były niezwykle trudne do odtworzenia i dlatego stosowanie stopów na bazie srebra nie zyskało popularności w ortodoncji. Angle był również znany z używania materiałów takich jak guma, wulkanit, drut fortepianowy i nić jedwabna.

Drut łukowy ze stali nierdzewnejEdit

W 1929 roku stal nierdzewna została wprowadzona do użytku przy wykonywaniu urządzeń. Był to pierwszy materiał, który naprawdę zastąpił użycie szlachetnych stopów w ortodoncji. Stopy drutu stalowego, w porównaniu do metali szlachetnych, były stosunkowo tańsze. Miały one również lepszą formowalność i mogą być łatwo wykorzystywane do lutowania i spawania do produkcji złożonych urządzeń ortodontycznych. Stopy stali nierdzewnej są z „18-8” typu austenitycznego, które zawierają Chrom (17-25%) i Nikiel (8-25%) i węgla (1-2%). Chrom w tym stopu stali nierdzewnej tworzy cienką warstwę tlenku, który blokuje dyfuzję tlenu do stopu i pozwalają na odporność na korozję tego stopu. Angle używał stali nierdzewnej w swoim ostatnim roku praktykując ortodoncję. Użył jej jako drutu ligaturowego w ustach swoich pacjentów. W tym czasie Emil Herbst był głównym przeciwnikiem stopów na bazie stali nierdzewnej. Według niego, wolał on używać stopów Noble niż stali nierdzewnej. Do 1950 roku stop stali nierdzewnej serii 300 był używany przez większość ortodontów w Stanach Zjednoczonych, ponieważ ortodonci europejscy wierzyli w używanie funkcjonalnych urządzeń, takich jak urządzenie Activator, z wadami zgryzu pacjenta.

Druty łukowe ze stali nierdzewnej mają wysoką sztywność, niską sprężystość, odporność na korozję, niski zakres i dobrą formowalność. Druty te są często tańsze niż inne druty łukowe i mogą być z łatwością stosowane jako „robocze” druty łukowe w leczeniu ortodontycznym. Zamykanie przestrzeni po ekstrakcjach jest często wykonywane poprzez umieszczenie tych drutów w jamie ustnej.

Druty łukowe wielosplotowe ze stali nierdzewnejEdit

Ten typ drutu łukowego ze stali nierdzewnej składa się z wielu drutów 0,008 w SS zwiniętych razem. Istnieją 3 rodzaje: Współosiowe, Plecione i lub Skręcone. Typ koncentryczny zawiera 6 splotów drutów 0,008, które są zwinięte razem. Pleciony drut łukowy zawiera 8 splotów, a skręcony drut łukowy zawiera 3. Te druty mogą zapewnić albo okrągły kształt lub prostokątny kształt drutu ze stali nierdzewnej. Właściwości tych drutów są drastycznie różne od tradycyjnych drutów łukowych ze stali nierdzewnej. Mają niską sztywność i mogą być używane do wstępnego wyrównania i wyrównania etapu w ortodoncji. Jednak ze względu na ich niższą granicę elastyczności mogą być łatwo zdeformowane, jeśli działają na nie jakiekolwiek inne siły, takie jak jedzenie.

Australian archwireEdit

Arthur J. Wilcock, wraz z Raymond Begg, stworzył „Australian archwire” w 1940 roku w Australii. Był on metalurgiem z Wiktorii w Australii. Drut ten był wykorzystywany w technice Begga. Begg poszukiwał drutu ze stali nierdzewnej, który byłby lekki, elastyczny i pozostawał aktywny przez długi okres czasu w jamie ustnej. Druty te charakteryzowały się wysoką sprężystością i wytrzymałością oraz były poddawane obróbce cieplnej. Początkowo wyprodukowany drut miał wymiar 0,018 cala. Druty te są często stosowane w leczeniu głębokich zgryzów ze względu na ich zwiększoną odporność na trwałe odkształcenia. Drut składa się z żelaza (64%), chromu (17%), niklu (12%) i innych.

Cobalt-Chromium ArchwireEdit

W latach 50-tych stop kobaltowo-chromowy zaczął być stosowany w ortodoncji. Rocky Mountain Orthodontics po raz pierwszy rozpoczął marketing stopu kobalt-chrom jako Elgiloy w latach 50-tych. Był to Elgin National Watch Company, który wprowadził ten stop, składający się z kobaltu (40%), chromu (20%), żelaza (16%) i niklu (15%). Elgiloy oferował zwiększoną sprężystość i wytrzymałość, jednak jego sztywność była słaba. Tego typu druty są nadal sprzedawane jako stopy znane jako Remaloy, Forestaloy, Bioloy, Masel i Elgiloy. Jednak ich zastosowanie zmniejszyło się w całej dziedzinie ortodoncji ze względu na fakt, że w dzisiejszym leczeniu nie są potrzebne skomplikowane zgięcia drutów.

Elgiloy jest dostępny w czterech poziomach sprężystości. Niebieski Elgiloy (miękki), żółty Elgiloy (ciągliwy), zielony Elgiloy (pół-odporny) i czerwony Elgiloy (sprężysty).

Stop niklowo-tytanowy (Niti) ArchwireEdit

Stop NiTi został opracowany w 1960 roku przez Williama F. Buehlera, który pracował w Naval Ordinance Laboratory w Silver Springs, Maryland. Nazwa Nitinol pochodzi od Nickel (Ni), Titanium (Ti), Naval Ordinance Laboratory (nol). Pierwszy stop ortodontyczny niklowo-tytanowy (NiTi), wprowadzony przez Andraesona. Stop ten powstał w oparciu o badania przeprowadzone przez Buehlera. Od momentu ich wprowadzenia, druty wykonane ze stopów Niti stały się ważną częścią leczenia ortodontycznego. W składzie drutu znajduje się 55% niklu i 45% tytanu. Pierwszy stop niklowo-tytanowy drutu ortodontycznego został wprowadzony na rynek przez Unitek Corporation, która jest obecnie znana jako 3M Unitek. Stopy te mają niską sztywność, superelastyczność, wysoki springback, duży zakres elastyczności i były kruche. Początkowe druty niti nie posiadały efektu pamięci kształtu z powodu obróbki drutu na zimno. Dlatego też druty te były pasywne i uważane były za stop martenzytyczno-stabilizowany.

Pseudoelastyczne druty łukowe Niti zostały wprowadzone na rynek w 1986 roku i były znane jako japońskie NiTi i chińskie NiTi. Japoński drut łukowy Niti został po raz pierwszy wyprodukowany przez Furukawa Electric Co w 1978 roku. Po raz pierwszy został zgłoszony do użytku w ortodoncji przez Miura et al. Japoński stop był sprzedawany pod nazwą Sentalloy. Stopy NiTi aktywowane termicznie stały się popularne i komercyjnie dostępne w latach 90-tych. Chińskie druty Niti zostały również opracowane w 1978 roku przez dr Hua Cheng Tien w instytucie badawczym w Pekinie, Chiny. Drut ten został po raz pierwszy opisany w literaturze ortodontycznej przez dr Charlesa Burstone’a. Stopy te są Austentic-Active stopu i przejście z fazy austenitycznej do fazy martenzytycznej dzieje się ze względu na kontakt drutu z force.

Stop miedzi niklu i tytanuEdit

W 1994 Ormco Corporation wprowadziła ten stop. Stop ten został opracowany z pomocą Rohit Sachdeva i Suchio Miyasaki. Początkowo był on dostępny w trzech formach przejścia temperaturowego: Superelastyczny (CuNiTi 27 °C), aktywowany termicznie (CuNiTi 35 °C) i (CuNiTi 40 °C). Stop ten składa się z niklu, tytanu, miedzi (5%) i chromu (0,2% – 0,5%). Dodatek miedzi prowadzi do lepiej zdefiniowanych temperatur przejścia w tym stopie.

Pamięć kształtuEdit

Druty Niti są znane z posiadania unikalnej właściwości pamięci kształtu. Druty Niti mogą występować w dwóch formach znanych jako austenityczna i martenzytyczna. Faza temperatury znana jako Zakres Temperatury Przejściowej (TTR) służy do zdefiniowania wcześniejszej fazy drutu Niti. Poniżej temperatury TTR, kryształy drutów Niti istnieją w formie martenzytycznej, a powyżej TTR, kryształy istnieją w formie austenitycznej. Forma austenityczna występuje w wysokich temperaturach, przy niskich naprężeniach, a faza martenzytyczna występuje w niskich temperaturach i przy wysokich naprężeniach. Austenityczna forma ma ciało centrowane sześcienne (BCC) struktura i martenzytyczna ma zniekształcone monokliniczne, triclinic lub struktury heksagonalnej. Drut jest produkowany i wytwarzany w temperaturach, które istnieją powyżej TTR. Jak drut jest ogrzewany powyżej tej temperatury, pamięta swój pierwotny kształt i dostosowuje się do niego. Dlatego ta właściwość drutu jest znana jako stop z pamięcią kształtu.

SuperelasticityEdit

Druty Niti są znane z posiadania innej unikalnej właściwości znanej jako Superelasticity. Jest to zachowanie „gumopodobne” obecne w stopie Niti z pamięcią kształtu. Superelastyczne druty Niti charakteryzują się doskonałą sprężystością w porównaniu do innych drutów Niti. Mogą również dostarczać stałe siły przy dużym ugięciu drutu.

Drut łukowy Beta-tytanowy (TMA)Edit

Czysty tytan może występować w dwóch fazach: Alfa i Beta. Faza alfa reprezentuje niską temperaturę (poniżej 885 °C), a faza beta wysoką temperaturę (powyżej 885 °C). Charles J. Burstone i dr Goldberg opracowali β-tytan, kiedy połączyli molibden z czystym tytanem. Stworzyli ten stop, aby druty te wytwarzały mniejsze siły biomechaniczne w porównaniu z drutami ze stali nierdzewnej i kobaltowo-chromowo-niklowymi. Mają one lepszą formowalność i sprężystość niż druty ze stali nierdzewnej. Dlatego też stop ten stał się znany jako stop Beta-Titanium. Składa się on z tytanu (79%), molibdenu (11%), cyrkonu (6%) i cyny (4%). Stop ten jest znany w handlu pod nazwą TMA lub stopu Titanium-Molibden. Stop ten nie zawiera niklu i może być stosowany u pacjentów, którzy mają alergię na nikiel. Druty TMA mają szorstką powierzchnię i wytwarzają największe tarcie spośród wszystkich drutów stosowanych w ortodoncji, co zostało stwierdzone w badaniu przeprowadzonym przez Kusy i wsp. w 1989 r.

Connecticut new archwire (CNA)Edit

Ten rodzaj łuku jest marką tytanu beta.

.