Aliaj de metale nobileEdit
Metalele nobile, cum ar fi aurul, platina, iridiul, argintul și aliajele lor au fost folosite de timpuriu în domeniul ortodonției datorită rezistenței lor bune la coroziune. Unele dintre celelalte calități pe care le aveau aceste aliaje erau ductilitatea ridicată, rigiditatea variabilă (cu căldură), rezistența ridicată și ușurința de lipire. Dezavantajele acestor aliaje erau: Mai puțină elasticitate, mai puțină rezistență la tracțiune și costuri mai mari. Compoziția atât a platinei, cât și a paladiului a ridicat punctul de topire a aliajului și l-a făcut rezistent la coroziune. Materialul de cupru, împreună cu prelucrarea la rece a materialului, au conferit rezistență aliajului. Compoziția aliajului sârmelor realizate din metale nobile ar fi: aur (55%-65%), platină (5-10%), paladiu (5-10%), cupru (11-18%) și nichel (1-2%). Această compoziție era similară cu cea a aliajelor de turnare a aurului de tip IV. Edward Angle a introdus pentru prima dată argintul german în ortodonție în 1887, când a încercat să înlocuiască metalele nobile în această practică. La acea vreme, John Nutting Farrar l-a condamnat pe Angle pentru că folosea un material care ducea la decolorarea gurii. Apoi, în 1888, a început să modifice compoziția aliajului din jurul argintului german. Cu toate acestea, compoziția lui Angle era extrem de dificil de reprodus și, prin urmare, utilizarea aliajelor pe bază de argint nu a devenit populară în ortodonție. Angle era, de asemenea, cunoscut pentru utilizarea unor materiale precum cauciucul, vulcanita, sârma de pian și firul de mătase.
Arcada din oțel inoxidabilEdit
În 1929, oțelul inoxidabil a fost introdus pentru utilizarea în realizarea aparatelor. Acesta a fost primul material care a înlocuit cu adevărat utilizarea aliajelor nobile în ortodonție. Aliajele de sârmă de oțel, în comparație cu metalele nobile, erau relativ mai ieftine. De asemenea, aveau o formabilitate mai bună și puteau fi utilizate cu ușurință pentru a fi lipite și sudate pentru fabricarea de aparate ortodontice complexe. Aliajele din oțel inoxidabil sunt de tip austenitic „18-8” care conțin crom (17-25%) și nichel (8-25%) și carbon (1-2%). Cromul din acest aliaj de oțel inoxidabil formează un strat subțire de oxid care blochează difuzia oxigenului în aliaj și permite rezistența la coroziune a acestui aliaj. Angle a folosit oțelul inoxidabil în ultimul an în care a practicat ortodonția. El l-a folosit ca fir de ligatură în gura pacienților săi. La acea vreme, Emil Herbst era principalul adversar al aliajelor pe bază de oțel inoxidabil. Potrivit acestuia, el prefera să folosească aliaje nobile în locul oțelului inoxidabil. Până în 1950, aliajul din oțel inoxidabil seria 300 a fost folosit de majoritatea ortodonțiștilor din Statele Unite, deoarece ortodonțiștii europeni credeau în utilizarea aparatelor funcționale, cum ar fi aparatul Activator, cu malocluziile pacienților.
Arcurile din oțel inoxidabil au o rigiditate ridicată, elasticitate scăzută, rezistență la coroziune, gamă redusă și o bună formabilitate. Aceste sârme sunt adesea mai ieftine decât celelalte arcuri și pot fi utilizate cu ușurință ca arcuri de „lucru” într-un tratament ortodontic. Închiderea spațiului după extracții se face adesea prin plasarea acestor arcuri în gură.
Arcuri din oțel inoxidabil cu mai multe fireEdit
Acest tip de arc din oțel inoxidabil este alcătuit din mai multe fire din oțel inoxidabil de 0,008 in, înfășurate împreună. Există 3 tipuri: Coaxial, împletit și sau răsucit. Tipul coaxial de sârmă de arc include 6 toroane de fire de 0,008 in care sunt înfășurate împreună. Firul de arc împletit include 8 toroane, iar firul de arc răsucit include 3 toroane. Aceste fire pot oferi fie o formă rotundă, fie o sârmă din oțel inoxidabil de formă dreptunghiulară. Proprietățile acestor sârme sunt drastic diferite față de arcurile tradiționale din oțel inoxidabil. Acestea au o rigiditate scăzută și pot fi utilizate pentru etapa inițială de nivelare și aliniere în ortodonție. Cu toate acestea, datorită limitei lor elastice mai mici, ele pot fi ușor deformate dacă sunt acționate de orice altă forță, cum ar fi alimentele.
Arcul australianEdit
Arthur J. Wilcock, împreună cu Raymond Begg, au creat „arcul australian” în anii 1940 în Australia. El a fost un metalurgist din Victoria, Australia. Acest arc de sârmă a fost folosit în mod proeminent în ceea ce este cunoscut sub numele de Tehnica Begg. Begg căuta un fir din oțel inoxidabil care să fie ușor, flexibil și să rămână activ pentru perioade lungi de timp în gură. Sârma avea o elasticitate și o tenacitate ridicată și era tratată termic. Sârma produsă inițial avea o dimensiune de 0,018in. Aceste sârme sunt adesea folosite în tratamentul mușcăturilor profunde datorită rezistenței lor crescute la deformarea permanentă. Sârma este compusă din fier (64%), crom (17%), nichel (12%) și altele.
Arcul de cobalt-crom Editare
În anii 1950, aliajul de cobalt-crom a început să fie folosit în ortodonție. Rocky Mountain Orthodontics a început să comercializeze pentru prima dată aliajul de cobalt-crom ca Elgiloy în anii 1950. Compania Elgin National Watch Company a fost cea care a introdus acest aliaj, compus din cobalt (40%), crom (20%), fier (16%) și nichel (15%). Elgiloy oferea o elasticitate și o rezistență sporită, însă rigiditatea sa era slabă. Acest tip de sârme sunt încă vândute sub forma unor aliaje cunoscute sub numele de Remaloy, Forestaloy, Bioloy, Masel și Elgiloy. Cu toate acestea, utilizarea lor a scăzut în întregul domeniu al ortodonției datorită faptului că în tratamentul de astăzi nu sunt necesare curburi complexe ale firelor.
Elgiloy este disponibil în patru niveluri de reziliență. Elgiloy albastru (moale), Elgiloy galben (ductil), Elgiloy verde (semi-rezilient) și Elgiloy roșu (rezilient).
Nichel-titan (Niti) ArchwireEdit
Legatul de nichel-titan (Niti) a fost dezvoltat în 1960 de William F. Buehler, care lucra la Naval Ordinance Laboratory din Silver Springs, Maryland. Numele Nitinol a venit de la Nickel (Ni), Titanium (Ti), Naval Ordinance Laboratory (nol). Primul aliaj ortodontic de nichel și titan (NiTi), introdus de Andraeson. Acest aliaj s-a bazat pe cercetările efectuate de Buehler. De la introducerea lor, firele realizate din aliaje Niti au devenit o parte importantă a tratamentului ortodontic. Compoziția sârmei are 55% nichel și 45% titan. Primul aliaj de sârmă ortodontică din nichel-titan a fost comercializat de Unitek Corporation, care acum este cunoscută sub numele de 3M Unitek. Aceste aliaje au o rigiditate scăzută, superelasticitate, revenire elastică ridicată, interval elastic mare și erau fragile. Sârmele niti inițiale nu aveau efect de memorie a formei din cauza prelucrării la rece a sârmei. Astfel, aceste sârme erau pasive și au fost considerate ca fiind un aliaj martensitic-stabilizat.
Arcuri Niti pseudoelastice au fost lansate comercial în 1986 și au fost cunoscute sub numele de NiTi japonez și NiTi chinezesc. Arcada japoneză Niti a fost produsă pentru prima dată de Furukawa Electric Co. în 1978. Acesta a fost raportat pentru prima dată pentru utilizarea în ortodonție de către Miura et al. Aliajul japonez a fost comercializat sub numele de Sentalloy. Aliajele de NiTi activate termic au devenit populare și disponibile în comerț în anii 1990. Firele chinezești de Niti au fost, de asemenea, dezvoltate în 1978 de către Dr. Hua Cheng Tien la un institut de cercetare din Beijing, China. Această sârmă a fost raportată pentru prima dată în literatura ortodontică de către Dr. Charles Burstone. Aceste aliaje sunt aliaje Austentic-Active și tranziția de la faza Austenitică la faza Martensitică are loc datorită contactului sârmei cu o forță.
Aliaj de cupru nichel-titanEdit
În 1994 Ormco Corporation a introdus acest aliaj. Acest aliaj a fost dezvoltat cu ajutorul lui Rohit Sachdeva și Suchio Miyasaki. Inițial, a fost disponibil în trei forme de tranziție de temperatură: Superelastic (CuNiTi 27 °C), activat termic (CuNiTi 35 °C) și (CuNiTi 40 °C). Acest aliaj este compus din nichel, titan, cupru (5%) și crom (0,2% – 0,5%). Adăugarea cuprului duce la temperaturi de tranziție mai bine definite în acest aliaj.
Memorie de formăEdit
Se știe că sârmele de niti au o proprietate unică de memorie de formă. Firele Niti pot exista în două forme cunoscute sub denumirea de Austenitic și Martensitic. O fază de temperatură cunoscută sub numele de interval de tranziție de temperatură (TTR) servește la definirea acestor faze anterioare ale sârmei Niti. Sub temperatura TTR, cristalele sârmelor Niti au forma martensitică, iar peste TTR, cristalele au forma austenitică. Forma austenitică apare la temperaturi ridicate și tensiuni scăzute, iar faza martensitică apare la temperaturi scăzute și tensiuni ridicate. Forma austenitică are o structură cubică centrată pe corp (BCC), iar cea martensitică are o structură monoclinică, triclinică sau hexagonală distorsionată. Sârma este produsă și fabricată la temperaturi care există peste TTR. Pe măsură ce sârma este încălzită peste această temperatură, aceasta își amintește forma inițială și se conformează acesteia. Prin urmare, această proprietate a sârmei este cunoscută sub numele de aliaj cu memorie de formă.
SuperelasticitateEdit
Se știe că sârmele Niti au o altă proprietate unică cunoscută sub numele de superelasticitate. Este vorba de comportamentul „asemănător cauciucului” prezent în aliajul cu memorie de formă Niti. Firele Niti Superelastice au o revenire elastică excelentă în comparație cu alte fire Niti. Ele pot, de asemenea, să furnizeze forțe constante pe o deviație mare a sârmei.
Arcul de beta-titan (TMA)Edit
Titanul pur poate exista în două faze: Alfa și Beta. Faza alfa reprezintă temperatura scăzută (sub 885 °C), iar faza beta reprezintă temperatura ridicată (peste 885 °C). Charles J. Burstone și Dr. Goldberg au dezvoltat β-Titaniul atunci când au combinat molibdenul cu titanul pur. Ei au conceput acest aliaj pentru a permite acestor sârme să producă forțe biomecanice mai mici în comparație cu sârmele din oțel inoxidabil și cele din cobalt-crom-crom-nichel. Acestea au o formabilitate și o revenire elastică mai bune decât firele din oțel inoxidabil. Astfel, acest aliaj a ajuns să fie cunoscut sub numele de aliaj Beta-Titanium. Acesta este alcătuit din titan (79%), molibden (11%), zirconiu (6%) și staniu (4%). Acest aliaj este cunoscut din punct de vedere comercial sub denumirea de TMA sau aliaj Titan-Molibden. Acest aliaj nu implică nichel și poate fi utilizat la pacienții care au alergie la nichel. Firele TMA au suprafețe rugoase și produc cea mai mare fricțiune dintre toate firele folosite în ortodonție, lucru care a fost constatat într-un studiu realizat de Kusy et al. în 1989.
Connecticut new archwire (CNA)Edit
Acest tip de arc este o marcă de beta titan.