Frictional forces when rectangular guiding arches with varying edge bevel are employed

Abstract

In orthodontic treatment employing arch guided tooth movement, rectangular wires are usually used to achieve three-dimensional controlled tooth movement. In the intention to optimize sliding mechanics and to improve the comfort of patients, edge beveled rectangular orthodontic wires are offered by different manufacturers. The objective of the study presented was to investigate the influence of differing but defined wire roundings on sliding mechanics of canine retraction. Employing the 0.018″ slot system, 0.016″×0.022″ standard steel wires (Remaloy and Remanium, Dentaurum Comp.) were tested. Force loss due to friction during canine retraction was determined using the Orthodontic Measurement and Simulation System (OMSS). In the arch guided distalization of canines, the average loss of force caused by friction was determined to be approximately 50%. Comparing wires with different edge bevel, the rounded wire in contrast to the wire with sharpest edge configuration results in a reduction of friction. Even a moderate wire rounding of the 0.016″×0.022″ steel wire results in about 10% reduction in frictional losses. However, dynamic analysis of tooth movement with the OMSS shows that there is no further improvement of sliding mechanics using wires with edge bevel exceeding the standard rounding of rectangular wires. In contrast, a strong edge bevel may result in a considerable loss of leveling.

Zusammenfassung

Bei der bogengeführten Zahnbewegung kommen in der Regel Vierkantbögen zum Einsatz, um eine räumlich kontrollierte Zahnbewegung zu gewährleisten. Kantenverrundete orthodontische Drähte werden von den Herstellern mit dem Vorzug einer Optimierung der Gleitmechanik und einer angeblichen Erhöhung des Patientenkomforts angeboten. Im Rahmen der vorliegenden In-vitro-Studie wird der Einfluß einer unterschiedlich starken, jedoch definierten Kanten-verrundung auf das Gleitverhalten eines bogengeführten Eckzahns untersucht. Die Retraktion des Eckzahns erfolgt in der vergleichenden Gegenüberstellung von 0.016″×0.022″ Standard-Stahl-Drähten (Remaloy und Remanium, Fa. Dentaurum) unter Verwendung des 0.018″-Slotsystems. Mit Hilfe des Orthodontischen Meß- und Simulationssystems (OMSS) wird das am Eckzahn angreifende Kraftsystem gemessen und die Differenz zwischen eingesetzter und orthodontisch wirksamer Kraft als Ausmaß der Reibung bestimmt. Die ermittelten Ergebnisse erlauben folgende Aussagen: Durchschnittlich muß bei der Eckzahnretraktion mit einem friktionsbedingten Kraftverlust von etwa 50% der eingesetzten Kraft (1 N in dieser Untersuchung) gerechnet werden. In der Gegenüberstellung der unterschiedlich stark kantenverrundeten Drähte erweist sich der verrundete gegenüber dem scharfkantigen Draht als gleitfreudiger. Schon durch eine moderate Kantenverrundung eines 0.016″×0.022″-Drahtes läßt sich der reibungsbedingte Kraftverlust um etwa 10% reduzieren. Es ist jedoch wichtig festzustellen, daß eine über das normale Ausmaß hinausgehende Kantenverrundung keine nennenswerte zusätzliche Optimierung des Gleitvorgangs bewirkt, jedoch mit einer Reduzierung der Torquekontrolle des Drahtes die Gefahr von Nivellierungsverlusten dritter Ordnung gegeben sein kann.