Deva Devanathan*
Исследование, выполненное в Научно-исследовательских лабораториях TP Ортодонтии, компании, LaPorte, Штата Индиана
Дуги из титанового сплава получили популярность в ортодонтии в течение нескольких последних лет.
Эти дуги решают несколько задач, с которыми сталкиваются ортодонты, которые использовали различные стальные или никель-титановые дуги. Дуги из титанового сплава сообщают умеренную силу на постоянном уровне в течение намного более длинного периода по сравнению со стальными дугами. Эти дуги могут подвергаться очень большим изменениям с минимальной результирующей деформацией. Это ведет к увеличению эффективного рабочего времени использования этих дуг. Титан-молибденовый сплав образующий бета-титановый сплав, называемый TMA, был представлен на рынке на протяжении последних нескольких лет. Эта статья описывает разработку новой дуги из титанового сплава, названного TiMolium ™, который имеет лучшие свойства в сопротивлении излому, пределу гибкости, оптимальной сообщаемой силе, и т.д. по сравнению с бета-титановой дугой. TiMolium имеет более гладкую поверхность, что потенциально ведет к снижению трения и уменьшению времени лечения.
Введение
Управляемое перемещение зубов с использованием дуг и других вспомогательных материалов в ортодонтии было хорошо оптимизировано за прошлые несколько лет. В то время как сталь была преобладающим выбором для большинства используемых дуг, другие металлы и сплавы нашли применение при ортодонтической обработке.
Появление кобальто-хромовых дуг, Elgiloy ®, уже в 1950-ом году было большим шагом к обеспечению практикующих ортодонтов дугами из материалов различной жесткости. Никель-титановый сплав появился начиная с 1960 года. Следующим большим новшеством в ортодонтических дугах было появление титан-молибденовых сплавов, названных бета-титаном. Эти дуги заполнили промежуток между высокой жесткостью стали и низкой жесткостью никель-титана. В этой статье обсуждаются достоинства нового титанового сплава для дуг - TiMolium ™. Эти дуги имеют немного более высокую жесткость чем бета-титан, но почти вполовину меньшую жесткость, чем у стальных дуг ( Рисунок 1).Рисунок 1. Ортодонтические дуги различных жесткостей.
Почему TiMolium?
С появлением бета-титанового сплава несколько лет назад, он заполнил потребность в дуге, которая является более эластичной, чем стальная и все же может легко формироваться и подвергаться сварке, в отличие от
никель-титана. Эта технология пережила немного усовершенствований за все время ее использования. Некоторые возможные усовершенствования, которые являются существенными клиницисту:
o Трение
o Прочность на сжатие
o Предел гибкости
o Легкость изгиба и формирования
TiMolium дуги превосходят бета-титановые дуги во всех из этих параметров.
Эксперимент
Трение: микроскопия высокого разрешения.
Титан и его сплавы печально известны за неважные фрикционные свойства. По-сравнению с другими сплавами, такими как, сталь, кобальто-хром и никель-титаном, бета-титановый сплав имел самый высокий коэффициент трения. Это и не удивительно, хотя современные методы волочения проволоки могут значительно улучшить гладкость проволоки. Шероховатость поверхности TiMolium и бета-титановой проволоки сравнены на Рисунке 2. Это - фотографии микроскопии большой мощности, которые показывают поверхностные детали . TiMolium проволока показывает более гладкую поверхность по сравнению с бета-титановой .
Рисунок 2. Измерение силы Трения
Чтобы изучать эффект влияния поверхностной топографии на фрикционные силы между пазом брекета и дугой, проводилось тестирование экспериментальной симуляции, как показано на Рис.3. Используя новые неиспользованные брекеты для каждого испытания, дуги протягивались со скоростью 0.1 дюйма в минуту, с полной протяжкой в 0.6 дюймов . Фрикционная сила появляется скачками и пиковые значения для пяти выборок были усреднены. Фрикционный груз и против кривых вытяжения для двух типов дуг показан на Рис.4. Как видно из этого рисунка, TiMolium оказывается очень постоянным от одной части до другой, в то время как для бета-титана шероховатость поверхности чрезвычайно переменна. Также, бета-титановая дуга показывает почти вдвое большее трение, чем TiMolium, Рисунок 5.
Другой важный параметр, который улучшает сопротивление поломки проволоки - ее прочность на сжатие. Эти две проволоки были проверены в трех тестовых точках изгиба . Тестовый метод проиллюстрирован на Рис. 7.