Friktionsverhalten selbstligierender und konventioneller Bracketsysteme

Zusammenfassung

In der orthodontischen Therapie sind Reibungsverluste bei der Verwendung von Multibracketapparaturen unvermeidbar. Neben der Friktion, die durch die Ligatur erzeugt wird, entstehen zusätzliche Reibungskräfte bei Vorliegen eines Winkelkonfliktes zwischen Bracket und Bogen. Passiv selbstligierenden Brackets wird ein besonders günstiges Friktionsverhalten zugeschrieben. Die vorliegende Arbeit sollte daher klären, inwieweit die Reibung zwischen Bracket und Bogen bei solchen Brackets tatsächlich vermindert ist. Hierzu wurden die Friktionskräfte selbstligierender Brackets verschiedener Hersteller und Slotgrößen mit denen eines herkömmlichen Straightwire-Brackets unter Verwendung verschiedener Stahlbögen und Ligaturen verglichen. Dabei wurde zwischen der ligaturbedingten Friktion und der durch ein Kippmoment bedingten Friktion unterschieden, wie sie bei der bogengeführten translatorischen Bewegung eines Zahns auftritt. Die passiv selbstligierenden Brackets erzeugten kleinere ligaturbedingte Friktionskräfte als das konventionelle Bracket mit elastomeren Ligaturen oder festgezogenen Stahlligaturen. Wurde hingegen eine gelockerte Stahlligatur oder eine spezielle friktionslose elastomere Ligatur verwendet, waren die ligaturbedingten Friktionskräfte gleichermaßen klein. Bei Anliegen eines Kippmoments zwischen Bracket und Bogen zeigte sich jedoch, dass mit einem Straightwire-Bracket unter Verwendung einer geeigneten Ligatur stets kleinere Friktionskräfte auftraten als bei allen untersuchten selbstligierenden Brackets.

Abstract

Using fixed orthodontic appliances, the loss of applied forces due to friction is unavoidable. Apart from frictional forces that are produced by the ligature mechanism, additional friction is generated if there is an angular conflict between bracket slot and archwire. Self ligating brackets are attributed to exhibit favourable frictional properties. In the presented study, the frictional behavior of self ligating brackets of different manufacturers and with different slot sizes were experimentally investigated in comparison to a conventional straightwire bracket using different ligatures and steel archwires. Frictional forces generated by the ligature were distinguished from friction due to tipping moments encountered in archguided translatory tooth movement. Frictional forces generated by passive self ligating brackets were found to be generally smaller than in a straightwire bracket using elastomeric ligatures or tightened steel ligatures. However, equipping the straightwire bracket with a loose steel ligature or a special elastomeric ligature, equally small frictional forces were encountered. If a tipping moment is acting, the straightwire bracket, however, showed smaller frictional forces using a suitable ligature than all self ligating brackets analysed in this study.

Friktion - Reibung - selbstligierende Brackets

friction - self ligating brackets

Literatur

• 1 Andreasen G F, Quevedo F R. Evaluation of friction in the 0.022″ × 0.02″ edgewise bracket in vitro.  J Biomechanics. 1970;  3 151-160
• 2 Bednar J R, Gruendeman G W, Sandrik J L. A comparative study of frictional forces between orthodontic brackets and arch wires.  Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1991;  100 513-522
• 3 Cacciafesta V, Sfondrini M F, Ricciardi A, Scribante A, Klersy C, Auricchio F. Evaluation of friction of stainless steel and esthetic self-ligating brackets in various bracket-archwire combinations.  Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2003;  124 395-402
• 4 Damon D H. The rationale, evolution and clinical application of the self-ligating bracket.  Clin Orthod Res. 1998;  1 52-61
• 5 Drescher D, Bourauel C, Schumacher H A. Der Kraftverlust durch Friktion bei der bogengeführten Zahnbewegung.  Fortschr Kieferorthop. 1990;  51 99-105
• 6 Dowling P A, Jones W B, Lagerstrom L, Sandham J A. An investigation into the behavioural characteristics of orthodontic elastomeric modules.  British Journal of Orthodontics. 1998;  25 197-202
• 7 Hain M, Dhopatkar A, Rock P. The effect of ligation method on friction in sliding mechanics.  Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2003;  123 416-422
• 8 Harradine N WT. Self-ligating brackets and treatment efficiency.  Clinical Orthodontics and Research. 2001;  4 220-227
• 9 Harradine N WT. Self-ligating brackets: where are we now?.  Journal of Orthodontics. 2003;  30 262-273
• 10 Henao S P, Kusy R P. Evaluation of the Frictional Resistance of Conventional and Self-ligating Bracket Designs Using Standardized Archwires and Dental Typodonts.  Angle Orthodontist. 2004;  74 202-211
• 11 Ireland A J, Sherriff M, McDonald F. Effect of bracket and wire composition on frictional forces.  European Journal of Orthodontics. 1991;  13 322-328
• 12 Loftus B P, Artun J, Nicholls J I, Alonzo T A, Stoner J A. Evaluation of friction during sliding tooth movement in various bracket-arch wire combinations.  Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1999;  116 336-345
• 13 Pizzoni L, Ravnholt G, Melsen B. Frictional forces related to self-ligating brackets.  European Journal of Orthodontics. 1998;  20 283-291
• 14 Read-Ward G E, Jones S P, Davies E H. A Comparison of Self-ligating and Conventional Orthodontic Bracket Systems.  British Journal of Orthodontics. 1997;  24 309-317
• 15 Schumacher H A, Bourauel C, Drescher D. Der Einfluss der Ligatur auf die Friktion zwischen Bracket und Bogen.  Fortschr Kieferorthop. 1990;  51 106-116
• 16 Schumacher H A, Bourauel C, Drescher D. Frictional Forces when Rectangular Guiding Arches with Varying Edge Bevel Are Employed.  J Orofac Orthop/Fortschr Kieferorthop. 1998;  59 139-149
• 17 Schumacher H A, Bourauel C, Drescher D. The Influence of Bracket Design on Frictional Losses in the Bracket/Arch Wire System.  J Orofac Orthop/Fortschr Kieferorthop. 1999;  60 335-347
• 18 Shivapuja P K, Berger J. A comparative study of conventional ligation and self-ligation bracket systems.  Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1994;  106 472-480
• 19 Sims A PT, Waters N E, Birnie D J, Pethybridget R J. A comparison of the forces required to produce tooth movement in vitro using two self-ligating brackets and a pre-adjusted bracket employing two types of ligation.  European Journal of Orthodontics. 1993;  15 377-385
• 20 Taylor N G, Ison K. Frictional resistance between orthodontic brackets and archwires in the buccal segments.  . 1996;  66 215-222
• 21 Thomas S, Sherriff M, Birnie D. A comparative in vitro study of the frictional characteristics of two types of self-ligating brackets and two types of pre-adjusted edgewise brackets tied with elastomeric ligatures.  European Journal of Orthodontics. 1998;  20 589-596
• 22 Thorstenson G A, Kusy R P. Resistance to sliding of self-ligating brackets versus conventional stainless steel twin brackets with second-order angulation in the dry and wet (saliva) states.  Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2001;  120 361-370