Biomechanical effects of attachment configuration and clear aligner thickness on mandibular second premolar derotation: a three-dimensional finite element analysis

Os dentes não são pedras estáticas na mandíbula; são estruturas vivas suspensas em um amortecimento macio, chamado ligamento periodontal. Quando uma força é aplicada a um dente, esse amortecimento se comprime, sinalizando ao osso para se remodelar e permitindo que o dente se mova. Os alinhadores transparentes, as bandejas de plástico transparente usadas para endireitar os dentes, funcionam aplicando uma pressão suave e contínua para guiar esse movimento. No entanto, nem todos os movimentos são criados iguais. Embora deslizar um dente para frente ou para trás seja relativamente simples, rotacionar um dente — girando-o em torno de seu próprio eixo como uma maçaneta — é notoriamente difícil de prever. Isso é especialmente verdadeiro para os pré-molares inferiores, os pequenos dentes atrás dos caninos, que frequentemente possuem coroas arredondadas que oferecem pouca aderência para a bandeja de plástico empurrar. Sem uma fixação segura, a bandeja pode simplesmente deslizar sobre o dente, deixando a rotação sem correção.

Para superar isso, os ortodontistas frequentemente fixam pequenos relevos de compósito da cor do dente na superfície dos dentes. Esses apêndços atuam como alças, dando à bandeja de plástico algo para agarrar para gerar a força de torção necessária para a rotação. No entanto, uma questão crítica permanece: será que o formato da alça ou a espessura da bandeja de plástico altera a eficácia com que o dente gira? Um estudo recente realizado por pesquisadores do Primeiro Hospital Afiliado da Universidade Médica de Harbin buscou responder a isso, simulando o movimento de um segundo pré-molar inferior sob várias condições. Eles não utilizaram pacientes reais para este experimento específico; em vez disso, construíram um modelo digital preciso de uma mandíbula humana, completo com dentes, osso e o tecido macio, para testar como diferentes designs de apêndços e espessuras de bandeja interagem.

Os pesquisadores focaram no segundo pré-molar inferior, um dente conhecido por sua forma arredondada que o torna propenso a deslizar durante a rotação. Eles criaram um modelo digital baseado na varredura de um paciente real e simularam uma única etapa de tratamento onde o dente foi instruído a rotacionar dois graus. Eles testaram seis cenários diferentes para os apêndços: nenhum apêndço, um único relevo vertical no lado da bochecha, relevos verticais tanto no lado da bochecha quanto no lado da língua, relevos horizontais em ambos os lados e duas combinações mistas onde um lado tinha um relevo vertical e o outro um relevo horizontal. Eles realizaram essas simulações duas vezes: uma com um alinhador padrão de 0,5 milímetro de espessura e outra com um alinhador mais espesso de 0,75 milímetros. O objetivo era ver o quanto o dente realmente se moveu, quanto estresse foi colocado no osso e no ligamento circundante e se o movimento do dente alvo causou deslocamentos indesejados nos dentes vizinhos.

As simulações revelaram que simplesmente adicionar um apêndço sempre ajudou o dente a se mover mais do que não ter nenhum apêndço. No entanto, a espessura do alinhador mudou as regras do jogo. Com a bandeja mais fina de 0,5 milímetro, os diferentes designs de apêndços bilaterais — aqueles com relevos em ambos os lados do dente — tiveram desempenhos muito semelhantes. Todos produziram quantidades quase idênticas de rotação e colocaram níveis de estresse similares nos tecidos de suporte. Nesse cenário mais fino, o formato ou a orientação específica dos relevos importava menos do que o fato de haver dois deles.

A história mudou significamente quando os pesquisadores usaram o alinhador mais espesso de 0,75 milímetros. Nesta bandeja mais rígida, uma configuração específica se destacou: uma configuração com um relevo vertical no lado da bochecha e um relevo horizontal no lado da língua. Esta combinação produziu o maior volume de movimento, deslocando o dente em aproximadamente 0,04557 milímetros. Embora isso possa parecer um número pequeno, foi o maior deslocamento registrado no estudo. No entanto, esse movimento extra veio com um custo. A simulação mostrou que essa configuração não apenas rotacionou o dente, mas também empurrou a coroa do dente para dentro e o inclinou levemente. Além disso, esse movimento agressivo gerou os níveis mais altos de estresse no ligamento periodontal e no osso circundante, e fez com que os dentes adjacentes se deslocassem mais do que em qualquer outro cenário.

Em contraste, outra configuração mista, que trocou as posições dos relevos (horizontal na bochecha, vertical na língua), produziu uma quantidade de rotação muito próxima aos outros designs bilaterais, mas com níveis significativamente menores de estresse nos tecidos de suporte e menos perturbação aos dentes adjacentes. Essa descoberta sugere que a posição do apêndço é tão importante quanto o seu formato. O estudo indica que, embora um alinhador mais espesso possa gerar mais força, isso não torna automaticamente cada design de apêndço mais eficaz. De fato, o design que moveu o dente mais com a bandeja espessa também introduziu efeitos colaterais indesejados, como inclinação e intrusão, que não são o objetivo de uma simples rotação.

Os pesquisadores concluíram que a escolha do apêndço não pode ser separada da escolha da espessura do alinhador. Um design que apresenta bom desempenho com uma bandeja fina pode se comportar de forma diferente com uma espessa. Para o segundo pré-molar inferior, o estudo sugere que, embora os apêndços bilaterais geralmente superem os únicos, a disposição específica desses apêndços determina a qualidade do movimento. A configuração que produziu mais movimento na bandeja espessa não era necessariamente a mais eficiente ou segura, pois incluía inclinação indesejada e níveis de estresse mais elevados. Isso destaca que, na ortodontia, mais força ou mais movimento nem sempre são melhores; a precisão da força e a saúde do tecido circundante são igualmente importantes. Ao compreender como essas variáveis interagem, os clínicos podem prever melhor como um dente responderá, garantindo que o caminho para um sorriso mais alinhado seja simultaneamente eficaz e gentil com as estruturas naturais do corpo.