Что значит термоактивные дуги
Дуги для брекетов – необходимый элемент в исправлении прикуса
Дуга для брекетов и ее роль в исправлении прикуса. Какие виды дуг бывают и чем они отличаются друг от друга
Конструкция любой брекет-системы предполагает наличие нескольких важных элементов, тесно взаимосвязанных между собой и вместе обеспечивающих планомерное выравнивание прикуса. Одной из важных деталей является ортодонтическая дуга – именно она создает необходимое давление на ряд и приводит к постепенному изменению положения искривленных зубов. Силовая дуга для брекетов обладает эффектом памяти –– она стремится вернуться в исходное положение и буквально подталкивает зубы в нужном направлении. Далее в этой статье разберемся с тем, какие есть виды дуг, для чего они нужны и зачем их менять в ходе ортодонтического лечения.
Какие элементы есть в брекет-системе и что такое ортодонтическая дуга
Брекеты – это несъемная ортодонтическая конструкция, действие которой направлено на исправление прикуса и выравнивание зубов в ряду. Ее устанавливают на срок от полугода до нескольких лет – в зависимости от сложности клинического случая. В среднем брекеты носят около 1-1,5 лет, и за это время система планомерно воздействует на зубы, аккуратно подталкивая их в нужном направлении.
Конструкция брекетов предусматривает следующие обязательные элементы:
Это достаточно длинная ортодонтическая проволока, которая может иметь разную форму сечения. Для создания данного элемента используют различные сплавы с разной степень пластичности. Вне зависимости от материала, данный элемент обладает эффектом памяти – способностью медленно, но уверенно возвращаться в свою изначальную форму. Именно эта особенность и создает необходимое давление, под натиском которого выравнивается зубной ряд.
Как происходит коррекция зубного ряда и исправление прикуса
По сути, дуга объединяет между собой остальные элементы системы, превращая их в единый корректирующий аппарата. Отвечая на вопрос о том, что именно она делает, нужно заметить, что механизм действия заключается в ее натяжении, в результате чего возникает необходимое давление, под которым зубы изменяют свое положение. Она оказывает умеренное, но при этом постоянное воздействие, благодаря которому процесс коррекции происходит более естественно с физиологической точки зрения.
Во время курса лечения дугу приходится активировать несколько раз. Периодически ее меняют на более жесткую – по мере исправления положения искривленных зубов и для постепенного увеличения силы давления на ряды. Сначала фиксируется самая тонкая и достаточно эластичная проволока. На первых порах она помогает пациенту привыкнуть к ортодонтической конструкции во рту, а его челюстной системе – подготовиться к началу масштабных изменений. На каждом следующем тапе фиксируется более жесткий экземпляр, который воздействует не только на коронки, но и на их корневую систему.
Сила давления регулируется с учетом вида и тяжести зубочелюстной аномалии. Зависит данный показатель главным образом от сплава, из которого создана деталь, а также от ее размеров: диаметра и формы сечения.
Разновидности по материалам
В рамках ортодонтической коррекции могут использоваться силовые системы различных видов, выполненные из разных сплавов. Рассмотрим основную классификацию по материалам.
1. Стальные изделия
Это классический вариант исполнения ортодонтической силовой проволоки. Высококачественная сталь стала первым материалом, который начал использоваться для создания подобных деталей. Стальные экземпляры отличаются невысокой стоимостью в сочетании с отличными характеристиками прочности. Они достаточно жесткие и упругие, чтобы создавать достаточное давление для исправления положения зубов. Создаются из цельной проволоки или путем переплетения нескольких тонких отрезков.
2. Сплав никеля и титана
Одним из ее видов является термоактивная модель – она становится пластичной при комнатной температуре, что значительно упрощает процедуру ее фиксации. В полости рта температура несколько выше, за счет чего деталь приобретает необходимую степень упругости и становится эффективной в отношении исправления зубочелюстных дефектов. Тем не менее, материал накладывает определенные ограничения на некоторые продукты питания. Нужно соблюдать осторожность при пережевывании твердой пищи, избегать резких температурных перепадов в еде и напитках. Изделия из сплава никеля и титана (нитилона) не отличаются прочностью, но стоят достаточно дорого.
3. Модификации из титан-молибдена
Этот вариант подходит для установки не на первых порах коррекции, а в основной этап лечения. Они достаточно жесткие, но в меру эластичные. Так, к примеру, если пациент испытывает сильные болезненные ощущения из-за слишком высокой жесткости стальной дуги, ее можно заменить элементом из титан-молибдена. Среди прочих важных характеристик возможность сократить количество визитов к ортодонту, а также абсолютная гипоаллергенность. Это отличное решение для пациентов, склонных к аллергическим реакциям на металл.
Варианты сечения и их назначение
Как уже было сказано выше, разные дуги характеризуются разной формой сечения – каждый тип имеет соответствующее обозначение, но отличить их можно и визуально. На первых порах обычно фиксируют элемент с круглым сечением, в то время как более поздние этапы требуют использования проволок с сечением прямоугольной или квадратной формы. Они более жесткие, а значит и результативные – оптимальный вариант для усиления воздействия на зубной ряд в момент его готовности к такой нагрузке. Подобный экземпляр способствует перемещению не только самих коронок, но и их корней.
В какой последовательности используют разные виды дуг
В процессе ортодонтического лечения требуется не только периодическая коррекция силы натяжения, но также замена активной детали. При этом поменять ее придется несколько раз – по мере приближения к желаемому результату силу воздействия на зубы нужно планомерно увеличивать.
1. Начальный этап
На начальном этапе коррекции фиксируется экземпляр с круглым сечением – достаточно эластичный, чтобы можно было выполнить крупные изгибы для обрамления искривленных зубов и начала процесса их выравнивания. Могут использоваться суперэластичные проволоки из сплава титана и никеля – обладают термоактивностью, эффектом памяти и устойчивостью к деформациям. Чем толще сечение каждой последующей дуги, тем больше сила ее воздействия.
2. Основной период коррекции
В основной активный период применяется деталь с прямоугольным сечением. Она создает более интенсивное воздействие, способствуя перемещению не только коронок, но и корней зубов. На этом этапе происходит коррекция формы рядов и перемещение их элементов в нужной плоскости.
3. Завершающий этап
На финальном этапе фиксируется последняя дуга с квадратным сечением. Она завершает процесс выравнивания зубных рядов и способствует созданию правильных окклюзионных контактов. По завершении процесса коррекции все детали системы снимаются, а с задней стороны ряда на клей крепится тонкая проволока-ретейнер – для закрепления достигнутых результатов. Другой вариант ретейнера – съемная пластинка или каппа.
Как проводится замена дуги в брекетах
Мы разобрались с тем, сколько обычно меняют дуг во время ортодонтического лечения, а теперь перейдем к вопросу о том, как меняют эту деталь и как вставить проволоку самостоятельно, если она выскочила из брекетов.
Замена детали происходит на плановом осмотре у ортодонта. Перед тем, как снять проволоку, врач оценивает прогресс коррекции. Далее он аккуратно снимает лигатуры или отщелкивает замочки – в зависимости от типа системы. После аккуратно вынимает проволоку из пазов. Перед тем, как вставить новую, он корректирует ее длину, отрезая понемногу на концах с помощью специальных щипцов. Во время процедуры специалисту также могут понадобиться дистальные кусачки и контурные щипцы для нанесения изгибов и петель.
«Я с брекетами проходила чуть больше года, и в течение всего этого времени мне подтягивали дугу каждый месяц. Ее вроде как по краям аккуратно щипчиками подрезают и возвращают на место. И каждый раз после такой коррекции приходилось пить обезболивающие. Заснуть от этой ноющей боли в первую ночь просто невозможно. Хотя как у кого, наверное. Я лично каждый раз со слезами на глазах шла на очередной прием к ортодонту…»
NinaFB_1992, из переписки на форуме woman.ru
Замена не потребует много времени. Это совершенно безболезненная и достаточно быстрая процедура. Некоторое время после (1-2 дня) пациент может испытывать незначительный дискомфорт и тянущую боль. На каждом следующем приеме коррекции врач немного увеличивает силу воздействия на зубные ряды, и требуется время, чтобы челюстная система привыкла к новым условиям. По поводу того, сколько стоит замена, то в среднем цена данной услуги составляет 2500 рублей (на одной челюсти).
Какие могут возникнуть проблемы
В интернете часто спрашивают о том, что делать, если конец дуги вылетел из паза в брекете и можно ли его вернуть на место без посещения ортодонта. Но это не единственный нюанс, с которым может столкнуться пациент. Рассмотрим, какие проблемы периодически возникают во время ортодонтического лечения и что делать в таких ситуациях:
непосредственно после установки брекетов неизбежно наступает период адаптации – на первых порах грани проволоки могут несколько натирать внутреннюю поверхность щек и язык. Чтобы облегчить свое состояние в этот период, рекомендуется использовать специальный ортодонтический воск. Небольшой шарик достаточно аккуратно прикрепить к выступающей детали, чтобы защитить слизистую от микропорезов и травмирования. Для обработки царапин рекомендуются полоскания противовоспалительными и ранозаживляющими ополаскивателями,
Чтобы процесс коррекции прошел гладко и результат оправдал все ожидания, важно строго следовать всем предписаниям своего лечащего врача, не пропускать плановые приемы у ортодонта и обязательно своевременно реагировать на поломки элементов системы. Ответственный подход к лечению и бережное отношение к ортодонтическому аппарату поможет избежать непредвиденных проблем.
Видео по теме
Термические свойства ортодонтических дуг из сплава меди, никеля и титана
Джошуа Гилберт (Joshua Gilbert), доктор стоматологии. Милуоки, штат Висконсин, август 2016 г.
Введение: Сплав никель-титана с добавлением меди (CuNiTi) является относительно новым составом никель-титановых (NiTi) дуг, изначально запатентованным в 1991 году как часть продуктовой линейки Ormco. Срок действия патента относительно недавно истек и многие другие компании производят свои собственные дуги. В рекламных материалах в основном предоставлена информация о лабораторных преимуществах добавления меди (Cu) в NiTi, однако, было проведено несколько независимых лабораторных исследований на новых дугах, чтобы проверить эту информацию. Целью данного исследования является термический анализ всех доступных на данный момент дуг CuNiTi в двух вариантах температуры окончания перехода в аустенитную фазу (Af) и двух часто используемых размерах.
Результаты: Наблюдались существенные отличия во всех значениях при сравнении различных брендов в отношении температур начала и окончания нагрева и энтальпии, а также температур начала и окончания охлаждения и энтальпии. Некоторые бренды были очень близки к заявленным ими показателям, тогда как другие отличались от заявленных ими параметров вплоть до 4˚C. Кроме того, для некоторых брендов разница между верхним и нижним значениями температуры окончания перехода в аустенитную фазу (Af) были близки к 1,5˚C при заявленных 8˚C.
Выводы: Нельзя ожидать, что дуги CuNiTi разных брендов будут работать одинаково, даже если они имеют одинаковые размеры и температуру Af. Для некоторых брендов разница между верхним и нижним значением температур Af может быть очень маленькая.
ГЛАВА 1. ВВЕДЕНИЕ
Ортодонтические дуги используются в качестве основного средства приложения силы для перемещения зубов. Было показано, что оптимальной является небольшая и постоянно действующая сила (Proffit et al., 2013). В процессе развития технологий биоматериалы в ортодонтии также изменялись, приближаясь к идеальному варианту лёгких непрерывных сил воздействия. Ортодонтическое лечение может быть разбито на фазы, первая из которых заключается в начальном выравнивании и нивелировании зубов. Под этим в том числе подразумевается деротация и исправление вертикальных несоответствий. Таким образом, идеальная начальная дуга должна обладать низкой жесткостью для обеспечение небольших сил после активации, широким рабочим диапазоном, способностью оказывать силу в течение длительного времени и противостоять постоянной деформации, а также легко вставляться в брекеты при скученности зубов и быть доступной (Proffit et al., 2013). После первоначального выравнивание используются более сильные дуги для достижения более точных и сложных движений. В настоящее время самыми популярными дугами для первой фазы лечения являются дуги из никель-титанового (NiTi) сплава (Jian et al., 2013).
Никель-Титан был впервые применён в ортодонтии в 1970-х годах Андреасеном (Andreasen) и с того времени остаётся самым используемым на этапе начального выравнивания и нивелирования (Andreasen и Hilleman, 1971). Первоначальный эквиатомный сплав никеля и титана имел более низкий модуль упругости и больший упругий возврат по сравнению с дугами из нержавеющей стали (Burstone et al., 1985). Данные свойства обусловлены особыми фазовыми преобразованиями, характерными для данного сплава. Двумя вариантами фазового состояния сплава являются: мартенсит, стабильный при низких температурах и высокой нагрузке, и аустенит, стабильный при высокой температуре и низкой нагрузке. Обратимый переход между этими двумя фазовыми состояниями придаёт сплавам NiTi свойства сверхупругости и памяти формы. Первоначальный сплав, предложенный Андреасеном, был назван «Nitinol» и действительно обладал более низким модулем упругости и меньшей жесткостью по сравнению с нержавеющей сталью; в то же время он не обладал свойствами сверхупругости или памяти формы. Бёрстоун (Burstone) (1985) и Миура (Miura) (1986) выпустили новые никель-титановые сплавы, китайские NiTi и Sentalloy, которые демонстрировали истинную сверхупругость.
На рисунке 1 представлена термограмма, полученная при анализе дуги CuNiTi с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Целью сканирования дуги с помощью ДСК является проверка заявлений изготовителя о температуре окончания перехода в аустенитную фазу (Af); в то же время могут быть получены и оценены и другие значения. Дуги CuNiTi 35°C являются преимущественно мартенситными при комнатной температуре (21°C), переходя в аустенитную форму при нагревании в полости рта (37°C). Начало нагревания означает, что дуга находится полностью в мартенситной фазе и наблюдается начало перехода в аустенитную фазу. Во время этого фазового превращения может быть измерена энергия, необходимая для фазового превращения, или энтальпия. В некоторых случаях во время пика тепловой энергии на графике появляется второй «пик», который, как считается, характеризует присутствие R-фазы во время фазового превращения. На термограмме можно увидеть конечную точку нагрева, которая представляет завершение фазового превращения в аустенитную фазу. Процесс охлаждения на термограмме характеризует фазовое превращение из аустенитной фазы в мартенситную. Здесь наблюдается аналогичный всплеск тепловых показателей, характеризующих энергию, необходимую для фазового превращения из аустенитной фазы в мартенситную. Mf обозначает момент, когда дуга вновь полностью переходит в мартенситную фазу.
Рисунок 1. Пример термограммы ДСК
ГЛАВА 2 ОБЗОР. ЛИТЕРАТУРЫ
История никель-титанового сплава
Улучшенная версия NiTi дуг была предложена компанией Ormco (Глендора, Калифорния). Берстоун (Burstone) (1985) отметил высокий потенциал NiTi для ортодонтического лечения, в частности, низкий коэффициент упругости, высокое упругое последействие и относительное постоянство силового воздействия во время деактивации. Примерно через год Миура (Miura) (1986) представил японский NiTi, который предлагала компания GAC (Йорк, Пенсильвания) под названием Sentalloy. Сообщалось, что сверхупругие дуги являются активными в аустенитном состоянии и претерпевают обратимое мартенситное превращение, вызванное нагрузкой, во время активации и возвращаются в аустенит при постоянной силе деактивации. Этим они отличались от не сверхупругих NiTi дуг, таких как Nitinol, которые характеризовались стабильными упрочненными мартенситными структурами.
Два «сверхупругих» сплава, основанные на нитиноле, были впервые представлены Берстоуном (1985) в форме китайского NiTi, с характерными кривыми напряжения-деформации, которые до этого момента не применялись в ортодонтии (Kusy, 2002).
Физические свойства никель-титана
Лёгкие постоянные силы, которые создаются никель-титановым сплавом, основаны на его способности быстро и обратимо переходить из одной кристаллической решетки в другую. Мартенсит имеет изогнутую моноклинную, триклинную или гексагональную структуру и более стабилен при низких температурах и повышенных нагрузках. Аустенит имеет упорядоченную объёмно-центрированную кубическую (ОЦК) структуру, которая устойчива при более высоких температурах и низкой нагрузке (Brantley & Eliades, 2001). Различные кристаллические структуры у одного сплава позволяют происходить переходу в результате изменения нагрузки или температуры (Santoro, 2001). Температура, при которой сплав переходит из одной фазы в другую, называется Температурный Диапазон Трансформации (Temperature Transition Range, TTR). Диапазон начинается с температуры начала перехода в аустенитную фазу (As), при которой мартенсит начинает превращаться в аустенит, и заканчивается температурой окончания перехода в аустенитную фазу (Af), при которой весь сплав является аустенитным. Механическая модель называется мартенситным превращением, вызванным нагрузкой (stress induced martensitic, SIM). С другой стороны, сплав NiTi может быть изготовлен в стабильной форме, без фазовых превращений. Переход между двумя фазами позволяет никель-титановым дугам проявлять два важных свойства: память формы и сверхупругость.
Сверхупругость является основной причиной, по которой никель-титан стал настолько популярным для начального выравнивания и нивелирования зубных рядов. При деактивации дуга оказывает одинаковое давление, независимо от начального отклонения. Сверхупругие дуги представляют собой аустенитные сплавы, которые в ответ на нагрузку переходят в мартенсит, и при деактивации возвращаются в аустенитную форму. Сверхупругость выражается в нелинейной форме кривой напряжения-деформации для никель-титановых дуг, демонстрирующих низкие силы деактивации (Proffit et al., 2013).
Медь-никель-титан
Со временем проводились эксперименты по изменению соотношения элементов в никель-титановом сплаве. Миязаки (Myazaki) (1989) исследовал температуру начала превращения в мартенсит (Ms) и обнаружил, что она была постоянной, если медь заменяла никель, и уменьшалась с увеличением замещения медью титана. Некоторые добавки, такие как Au (серебро), Pd (палладий) и Zr (цирконий), повышают температуру Ms, в то время как другие, такие как Fe (железо), Al (алюминий), Co (кобальт), V (ванадий), Mn (марганец) и Cr (хром), снижают температуру Ms. Ещё одним преимуществом добавления меди является ее способность изменять гистерезис и стабилизировать характеристики сверхупругости во время циклической деформации. В начале 1990-х годов компания Ormco представила никель-титановые дуги с добавлением меди (CuNiTi) с запатентованными характеристиками и с различными вариантами температуры в зависимости от их температур Af. Патент на новый сплав был выдан в 1991 году, и в результате до недавнего времени компания Ormco была единственной компанией, производящей дуги CuNiTi (Sachdeva 1990).
Джил (Gil) и Планелль (Planell) (1999) сообщили о влиянии добавления меди на сверхупругость и память формы сплава CuNiTi применительно к ортодонтии. В целом они определили, что добавление меди уменьшало гистерезис и стабилизировало характеристики сверхупругости в условиях циклической деформации. Как обсуждалось ранее, гистерезис — это разница между граничными напряжениями; напряжение, вызывающее мартенситное превращение при загрузке и обратное мартенситное превращение при разгрузке. Данная кривая гистерезиса значительно ýже для сплавов CuNiTi (
70 МПа) по сравнению с двухкомпонентным сплавом (
150 МПа). Применительно к клиническим условиям это означает, что сила, приложенная к зубам при деактивации, при прочих равных условиях будет выше для варианта с медью по сравнению со сплавом NiTi. Добавление меди также обеспечивает бóльшую стабильность температуры трансформации, что, в свою очередь, может обеспечить более надёжный процесс производства, в меньшей степени зависящий от точных пропорций сплава.
Недавно Помпеи-Рейнольдс (Pompei-Reynolds) и Канавакис (Kanavakis) (2014) провели исследование, чтобы выяснить, существуют ли схожие свойства дуг разных производителей и среди разных партий одного производителя. Статистически значимые различия температуры окончания перехода в аустенитную фазу были обнаружены в категориях дуг 27°C и 35°C, и температуры начала перехода в аустенитную фазу в категориях дуг 35°C. Кроме того, были обнаружены значительные различия в силовом воздействии между производителями для дуг 27°С размером 0.016”, 35°С размером 0.016” и 35°С размером 0.016”x0.022”. Данное исследование выявляет трудности в изготовлении дуг, а также тот факт, что врач должен осознавать, что CuNiTi дуги не всегда могут обеспечить ожидаемый уровень сил, о котором заявляет производитель. Для проверки заявленных производителем характеристик может быть применён термический тест, называемый дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК).
Дифференциальная сканирующая калориметрия
ДСК является частью общего класса методов термического анализа, который включают термомеханический анализ (дилатометрия), термогравиметрический анализ и дифференциальный термический анализ (Brantley & Eliades, 2001). По данным Международной организации по стандартизации (ISO), принятым методом термического анализа определения температурного диапазона трансформации (TTR) сплавов является ДСК. Тепловая энергия действует на образцы через определенные промежутки времени и итоговые различия в тепловой энергии взаимосвязаны с изменениями удельной теплоемкости исследуемого материала. При помощи ДСК изучаются изменения в этих фазах с температурой и определяются изменения энтальпии, связанные с фазовым превращением (Brantley et al., 2003). Лью (Leu) и др. (1990) впервые использовали ДСК для анализа аустенитно-мартенситных превращений сверхупругих NiTi дуг. Были определены температуры трансформации для раннего сверхупругого никель-титана, а также промежуточная ромбовидная или R-фаза при превращении дуги из мартенсита в аустенит. Другим методом, с помощью которого возможно определить фазу аустенита/мартенсита, является рентгеновский структурный анализ (X-ray diffraction, XRD). Преимущество ДСК состоит в том, что при данном методе исследуется весь объем материала, в то время как XRD измеряет только верхние 50 мкм образца (Thayer et al., 1995).
Брэдли и соавт. в 1996 году использовали ДСК для анализа NiTi дуг (сверхупругие, не сверхупругие и с эффектом памяти формы) для определения диапазона температур перехода для аустенитной, мартенситной и ромбоэдрической фаз. Было обнаружено, что сверхупругие сплавы NiTi (Nitinol SE и NiTi) претерпевают аустенитные превращения с R-структурой, которые начинаются при температуре ниже 0°C. Дуги NiTi (Ormco/Sybron, Glenora, Calif) практически полностью являются аустенитными; Nitinol SE (Unitek/3M, Morovia, Calif) представляет собой смесь аустенита и R-структуры в условиях полости рта. Не сверхупругий сплав Nitinol, в основном, является мартенситным как при комнатной температуре, так и при температуре полости рта. Сплавы с памятью формы (NeoSentalloy и Titanal LT) при температуре полости рта являются практически полностью аустенитными. В целом результаты данного исследования с помощью ДСК соответствуют заявлениям производителей; недостатком исследования можно считать то, что были использованы дуги непосредственно после их получения, в то же время их характеристики могут отличаться от таковых в условиях in vivo.
Данный вопрос изучался Биерменном (Biermann) и со авт. в 2007 году. С помощью ДСК было установлено, что значительных различий в термической активности между новыми дугами и после их клинического использования не существовало. Единственное отличие было у дуги 27°C при клиническом использовании, которая имела значительное снижение энтальпии, связанное с переходом мартенсита в аустенит. Валери (Valeri) (2013) также использовал ДСК для сравнения новых NiTi дуг и дуг после клинического использования. В исследовании принял участие 61 пациент; они были случайным образом распределены для лечения на одном из четырёх типов NiTi дуг (n = 15). Через 4–12 недель в клинических условиях дуги сравнивались с контрольными новыми дугами. Статистически значимых различий в термических свойствах при сравнении дуг до и после клинического использования обнаружено не было. Берзинс (Berzins) и Робертс (Roberts) (2010) провели тест in vitro с использованием термоциклирования и обнаружили некоторые различия в свойствах дуг после данного процесса. Возможно, что колебания температуры в полости рта во время приёма горячих или холодных напитков могут повлиять на механические свойства дуг, но на данный момент весомых данных в пользу этого не существует.
Первым, кто использовал ДСК при исследовании дуг CuNiTi, был Маккой (McCoy) (1996). Целью исследования было определение диапазона температур трансформации, а также изучение влияния химического состава дуги или факторов производственного процесса на диапазон температур трансформации. Использовались следующие варианты дуг: дуги CuNiTi 27°C, 35°C и 40°C (Ormco, Sybron, Glendora, Calif), а также из сплава с памятью формы, активируемой при нагревании (Neo Sentalloy, GAC) и из холоднодеформированного не сверхупругого сплава (Nitinol, 3M/Unitek). Химический состав определялся с помощью энергодисперсионной спектроскопии (EDS); было определено, что все варианты CuNiTi имели идентичные составы (44% Ni, 51% Ti, 5% Cu). Результаты ДСК показали, что показатели температуры Af были в пределах 3°C от заявленного Ormco. Основываясь на этом, было сделано предположение, что различия между вариантами на этапе производства явились причиной изменения температуры Af. С помощью ДСК также было показано, что термический гистерезис для дуг CuNiTi был примерно в три раза больше, чем у NeoSentalloy.
Применение в клинике
Развитие технологий биоматериалов зачастую происходит быстрее и научное сообщество не всегда идет в ногу с ними. В результате многие заявления производителей остаются без доказательной базы. Главным образом, подобные утверждения основаны на лабораторных показателях, таких как более быстрое перемещение зубов или больший уровень комфорта для пациентов при применении дуг «космической эры», например, CuNiTi. Результаты in vitro требуют специальной клинической проверки, включая такие составляющие как диапазон температур, способ лигирования, расстояние между брекетами, тип брекетов и длина дуги (Santoro et al., 2001). Так, во многих случаях сверхупругие дуги не демонстрируют сверхупругих свойств in vivo в связи с чрезмерными уровнями сил на стадии плато, чего не происходит в клинических условиях (Schumacher et al., 1992). В литературе представлено много лабораторных и механических исследований, но клинических исследований данного вопроса недостаточно, включая попытку Кокрановского обзора перевести лабораторные тестирования в клинические условия.
В 2013 году Джиан (Jian) был ведущим автором Кокрановского обзора по изучению начальных дуг для выравнивания зубов вовремя ортодонтического лечения с помощью несъёмной аппаратуры. В обзор были включены девять рандомизированных контролируемых исследования; был сделан вывод, что все испытания были подвержены высокому риску систематической ошибки. Сравнивались стабилизированные мартенситные дуги NiTi, плетеные дуги из нержавеющей стали, сверхупругие дуги NiTi и NiTi с памятью формы (включая CuNiTi). Они пришли к выводу, что достоверных данных клинических испытаний о том, что какой-либо конкретный исходный материал дуги лучше или хуже другого в отношении скорости первоначального выравнивания или болевых ощущений для пациента, получено не было. В будущих исследованиях следует уделить внимание другим переменным, таким как тип брекетов и система лигирования. Кроме этого, рандомизированные контролируемые испытания должны освещать как преимущества (скорость выравнивания), так и возможные недостатки (боль и резорбция корня).
ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Ортодонтические дуги были распределены по размеру и температуре трансформации для сравнения заявленных характеристик различных компаний. В исследовании использовались все доступные в настоящее время на рынке CuNiTi дуги. Термические характеристики температуры трансформации и энтальпии измерялись с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Были протестированы следующие дуги: Ormco Copper Nickel Titanuim (Ormco, Orange, CA, USA), FLI Copper Nickel Titanium (Rocky Mountain Orthodontics, Denver, CO, USA), Copperloy Nickel Titanium (GAC, York, PA, USA), Copper Nitanium (Henry Schein/Ortho Organizers, Carlsbad, CA, USA), Truflex Copper Nickel Titanium (Ortho Technology, Tampa, FL, USA) и Tanzo Copper Nickel Titanium (American Orthodontics, Sheboygan, WI, USA). Общее количество дуг для каждого теста n = 10/компания/температурный вариант/размер. Использовались размеры 0.018” и 0.016”×0.022”. Температурные варианты: 27°С и 35°С.
В исследовании использовались новые дуги непосредственно после их получения. Образцы для анализа ДСК представляли собой 5-миллиметровые сегменты бокового отдела дуги. 5 мм дуги удалялись с концов, в тестировании использовались следующие 5 мм. Данные фрагменты были выбраны, потому что они являются прямыми и с большой вероятностью менее всего подвержены деформации на этапе производства. Дуги разрезались с использованием алмазной пилы на низких оборотах с водяным охлаждением (рисунок 2; Isomet, Buehler Ltd, Лейк-Блафф, Иллинойс) для того, чтобы избежать механических напряжений и нагревания, которые могли бы изменить микроструктуру дуги.
Рисунок 2: Алмазная пила Isomet для разрезания дуг
Фрагменты дуг были взвешены с точностью до 0,01 мг (рис. 3) и помещены в герметичный алюминиевый тигель.
Рисунок 3: Весы для взвешивания сегментов дуг
Рисунок 4: Mettler Model 822 для анализа ДСК с жидким азотом в качестве охлаждающего агента
Пустой тигель использовался в качестве эталона при получении данных ДСК. Для качественного и количественного анализа графиков ДСК использовалось программное обеспечение производителя DSC. Были рассчитаны энтальпия, или ΔH, температуры начала и окончания фазовых превращений для всех дуг. Пример качественного анализа приведен на рисунке 5.
Рисунок 5: Пример анализа термограммы ДСК
Некоторые термограммы представлены с R-фазой в части графика «нагрев». Если R-фаза присутствовала, то это учитывалось в анализе температуры окончания превращения при нагреве. Пример R-фазы в термограмме приведен на рисунке 6.
Рисунок 6: 
Статистическое исследование состояло из дисперсионного анализа трех факторов: бренд, вариант температуры и размер дуги. Из-за значительного взаимного влияния данных факторов, для сравнения различных брендов был проведен однофакторный дисперсионный анализ в рамках данного варианта температуры и размера. При необходимости проводился апостериорный тест Тьюки c уровнем значимости p