Reactia tesuturilor la variatele forte aplicate

Reactia tesuturilor la variatele forte aplicate

Forta poate fi definita ca actiunea exercitata de un corp asupra altuia corpin tendinta de a-i schimba starea de repaus sau de miscare. Este o marime vectoriala, ceea ce inseamna ca, pentru a o descrie in mod adecvat, trebuie definite amploarea acesteia, directia si durata, precum si punctul de aplicare (Daskalogiannakis J. Glossary of orthodontic terms. Berlin: Quintessence; 2000.). Ortodontia este bazata pe aplicarea de forte pe dinti, in scopul deplasarii acestora. Durata si caracterul fortei au o mare influenta in mecanoterapia ortodontica, deoarece ele pot produce reactii variate la nivel tisular.

Forte continue, intrerupte sau intermitente:

Cele mai moderne aparate ortodontice, cele fixe, utilizeaza forte usoare (lejere) continue, ca parte a mecanoterapiei ortodontice,pentru a obtine deplasarea dentara. Cu toate acestea, o forta continua poate descreste rapid si, astfel, sa fie intrerupta dupa o perioada limitata de timp, cum ar fi in miscarile de torq sau deplasarea vestibulara a incisivul lateral maxilar aflat in palatopozitie prin ligaturare. Nu este intotdeauna posibil sa se faca distinctia intre miscarile continue si cele intrerupte, chiar daca acestea din urma actioneaza doar pentru o scurta durata de timp (Thilander B, Reitan K, et al: Tissue reactions in orthodontics. In: Graber TM, Vanarsdall RL, editors. Orthodontics: current principles and techniques. 3rd ed. St Louis: Mosby; 2000.). Totusi, se pare ca acest tip de forta, care incepe intr-un mod continuu si apoi devine intrerupta, este favorabila din punct de vedere biologic, in special atunci cand magnitudinea initiala este redusa. Intr-un astfel de caz, zonele de hialinizare s-ar putea dezvolta in zonele de comprimare ale ligamentului parodontal , dar, de indata ce acest tesut necrotic este eliminat si se deplaseaza dintele, forta descreste rapid. In cele din urma, arcul isi pastreaza pasivitatea pentru o perioada de timp (perioada de repaus), in care, va exista o oportunitate pentru calcificarea nou format ului strat de osteoid. Aceasta perioada de repaus dintre activarile aparatului este folosita de catre tesuturi pentru reorganizare. Ea favorizeaza proliferarea celulara  necesara viitoarelor modificari tisulare, atunci cand aparatul este activat din nou (Gianelly AA. Force induced changes in the vascularity of the periodontal ligament. Am J Orthod 1969;55:5-11.). Trasatura caracteristica a miscarilor dentare continue / intrerupe este formarea de straturi de os nou, bogate in celule la intrarea in spatiile medulare deschise cat mai repede dupa ce miscarea dentara a fost stopata (Reitan K, Rygh P. Biomechanical principles and reactions. In: Graber RM, Vanarsdall RL, editors. Orthodontics- current principles and techniques. 2nd ed. St Louis: Mosby; 1994.). Un studiu recent a evaluat ariile de compresie ale ligamentului parodontal la soareci, arii aparute langa molarii supusi unei forte ortodontice continue cu ajutorul studiilor histochimice de electronomicroscopie de transmisie si TRAP (Bonafe-Oliveira L, Faltin RM, Arana-Chavez VE. Ultrastructural and histochemical examination of alveolar bone at the pressure areas of rat molars submitted to continuous orthodontic force. Eur J Oral Sci 2003;111:410-416.). Rezultatele dovedesc ca fortele ortodontice continue pot determina resorbtia osului alveolar concomitent cu formarea de tesut osos de neoformatie in zonele de tensiune ale ligamentului parodontal.

Fortele tipice intermitente actioneaza fie sub forma unui impuls, sau a unui soc de scurta durata, fie sub forma unor perioade scurte de timp cu o serie de intreruperi. Aceste forte sunt in principal produse de aparate mobilizabile, care declanseaza forta periodic. Exemple de astfel de sisteme sunt resorturile sprijinite pe dinti (Thilander B, Reitan K, et al: Tissue reactions in orthodontics. In: Graber TM, Vanarsdall RL, editors. Orthodontics: current principles and techniques. 3rd ed. St Louis: Mosby; 2000.). Fortele intermitent determina aparitia de zone mici de compresie in ligamentul parodontal, scurte perioade de hialinizare si perioade lungi de repaus atunci cand aparatul este indepartat periodic. In acest timp, dintele se deplaseaza inapoi in zona de tensiune si isi desfasoara functia normala. Acest mod de tratament poate ameliora circulatia paradentala si promova o crestere a numarul de celule in ligamentul parodontal, deoarece fibrele lui, pastreaza de obicei un arangement functional (Gianelly AA. Force induced changes in the vascularity of the periodontal ligament. Am J Orthod 1969;55:5-11.). Reitan a definit aceasta stare ca 'semi-hialinizare', in sensul ca in ligamentul parodontal comprimat nu toate fibrele sunt comprimate si doar unele celule sufera fenomenul de necroza. In consecinta, osteoclastele s-ar putea forma direct de-a lungul suprafetei osoase subiacente tesutului hialinizat si resorbtia osoasa va fi mai putin perturbata de hialinizare. Aceasta situatie ar putea afecta miscare constanta si uniforma a dintilor (Thilander B, Reitan K, et al: Tissue reactions in orthodontics. In: Graber TM, Vanarsdall RL, editors. Orthodontics: current principles and techniques. 3rd ed. St Louis: Mosby; 2000.).

Fortele usoare si puternice si rata deplasarii dentare:

Magnitudinea fortei aplicate in mecanoterapia ortodontica s-a bucurat de o atentie deosebita. Este general acceptat ca fortele lejere produc deplasari dentare favorabile, cu disconfort minim pentru pacient si fara durere, iar fortele puternice (care depasesc presiunea arteriala capilara de 20-25 gm/cm2 de suprafata radiculara) sunt urmate clasic de trei faze de reactie: solicitare initiala, faza de latenta si faza de deplasare progresiva dentara (Burstone CJ. The biomechanics of tooth movement. In: Kraus BS, Riedel RA, editors. Vistas in orthodontics. Philadelphia: Lea & Febiger; 1962.). Un articol recent a lui Kohno si colab. (Kohno T, Matsumoto Y, Kanno Z, Warita H, Soma K. Experimental tooth movement under light orthodontic forces-rates of tooth movement and changes of the periodontium. J Orthod 2002;29:129-35.) au raportat ca fortele lejere (usoare) pot inclina (bascula, miscarea de tip) dintii fara frecare, cu o rata constanta a deplasarii dentare si fara parcurgerea celor trei faze. Cu toate acestea, in cele mai multe cazuri, acest tip de basculare este necontrolata si poate cauza resorbtia radiculara, in ciuda magnitudinii mici a fortei aplicate.

In miscarea ortodontica dentara, la fel ca in toate celelalte raspunsuri biologice la solicitarea mecanica, ne-am putea astepta la o relatie de tip doza (cantitate)-raspuns intre amploarea (magnitudinea) fortei aplicate si gradul de reactie tisulara (rata deplasarii dentare). Quinn si Yoshikawa (Quinn RS, Yoshikawa K. A reassessment of force magnitude in orthodontics. Am J Orthod 1985;88:252-60.) au descris patru modele alternative pentru aceasta relatie. Primul propune o comutare (schimbare) de tip deschis-inchis care porneste de la un anumit nivel (prag) al fortei. Toate fortele care depasesc acest prag vor conduce la aceeasi rata de deplasare dentara. Mai multe studii au venit in sprijinul acestei ipoteze (Owman-Moll P, Kurol J, Lundgren P. Effects of doubled orthodontic force magnitude on tooth movement and root resorption. Eur J Orthod 1996;18:141-50.), (Iwasaki L, Haack JE, Nickel JC, Morton J, et al. Human tooth movement in response is continuous stress of low magnitude. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2000;117:175-83.) Alti autori contesta acest model (.Ren Z. Maltha JC, Kuijpers-Jagman AM. Optimum force magnitude for orthodontic tooth movement: A systematic literature review. Angle Orthod 2003;73:86-92.). Un raspuns liniar la relatia doza-raspuns pentru un nivel prag al fortei este propus de al doilea model. Acest concept a fost, de asemenea, sustinut de mai multi autori (Owman-Moll P, Kurol J, Lundgren P. Effects of doubled orthodontic force magnitude on tooth movement and root resorption. Eur J Orthod 1996;18:141-50.), (Hixon EH, Aasen TO, Clark RA, Klosterman R, Miller SS, Odom WM. On force and tooth movement. Am J Orthod 1969;55:437-57.) care cred ca fortele mai mari sunt mai eficiente pentru obtinerea deplasarii dentare. In al treilea model, s-a sugerat ca exista o relatie de tip doza-raspuns pentru gama de forte mai mici, pana la un anumit nivel. Apoi este atins un platou, iar cresterea in continuare a nivelului fortei determina scaderea ratei de miscare dentara. Aceasta ipoteza este in acord cu conceptul fortei diferentiale a lui Begg (Begg PR, Kesling PC. Differential force in orthodontic tooth movement. Am J Orthod 1956;42:481-510.), conform caruia forte mici sunt necesare pentru inchiderea spatiilor in timp ce fortele mai mari pentru ancoraj. Alte studii care vin in sprijinul acestui model sunt (Lee BW. The force requirement for tooth movement part 1: tipping and bodily movement. Aust Orthod J 1995;13:238-48.) (Andreasen GF, Zwanziger D. A clinical evaluation of the differential force concept as applied to the edgewise bracket. Am J Orthod 1980 -40.). In al patrulea model, descresterea ratei de deplasare dentara ca raspuns la cresterea magnitudinii fortei este ignorata, sugerandu-se ca doar aplicarea unei forte ortodontice mai mari nu garanteaza neaparat o rata de deplasare mai rapida a dintelui (Quinn RS, Yoshikawa K. A reassessment of force magnitude in orthodontics. Am J Orthod 1985 -60.). Studii care sprijina acest model sunt (Boester CH, Johnston LE. A clinical investigation of the concept of differential and optimal force in canine retraction. Angle Orthod 1974 -9.), (Berg R. Intraoral measurement on the pattern of initial orthodontic tooth movement. Scand J Denr res 1970 -61.

Aceste constatari sugereaza ca, odata cu cresterea magnitudinii fortelor ortodontice este atinsa o rata constanta de deplasare dentara, pentru o gama larga de forte. Aceasta observatie a condus la concluzia ca magnitudinea fortei  joaca doar un rol secundar in deplasarea ortodontica. In sprijinul acestei ipoteze vine studiul lui Pilon si colab. (Pilon JJAM, Kuijpers-Jagtman AM, Maltha JC. Magnitude of orthodontic forces and rate of bodily tooth movement: an experimental study in beagle dogs. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1996;110:16-23.) efectuat pe caini, in care desi au fost aplicate doua forte diferite (de 50 si 100 cN) pe premolarii doi s-a obtinut aceeasi rata de deplasare dentara. Un experiment clinic efectuat de Owman-Moll si colab. (Owman-Moll P, Kurol J, Lundgren P. Effects of doubled orthodontic force magnitude on tooth movement and root resorption. Eur J Orthod 1996;18:141-50.) pe oameni a condus la rezultate similare.

Raportari recente ale lui von Böhl si colab. (von Böhl M, Maltha JC, Von Den Hoff JW, Kuijpers-Jagtman AM. Focal hyalinization during experimental tooth movement in beagle dogs. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2004;125: 615-23.), (von Böhl M, Maltha JC, Von den Hoff H, Kuijpers-Jagtman AM. Changes in the periodontal ligament after experimental tooth movement using high and low continous forces in beagle dogs. Angle Orthod 2004;74:16-25.) au aratat, de asemenea, ca modelele care descriu relatia dintre magnitudinea fortei ortodontice si rata deplasarii dentare, probabil, nu sunt valabile. Aparent, factorul determinant este gradul de hialinizare din ligamentul parodontal ca raspuns la aplicarea unor forte mari. Rata de eliminare a acestui tesut necrotic ar putea depinde de modelul de distributie al solicitarii in tesuturile paradentale,de  particularitatile ligamentului parodontal si de morfologia osoasa. S-a concluzionat ca, este greu de propus un model pentru deplasarea dentara doar pe baza cunostintelor actuale, fiind necesare informatii suplimentare despre procesele biochimice de fond, precum si despre variatiile individuale in densitatea osoasa si metabolismul ligamentului parodontal si cel osos.

Eventual vezi si studiul luiRen Am J orthod Dent pentru cele patru modele

Durata de aplicare a fortei:

Experienta clinica sugereaza ca deplasarea cu succes a dintelui impune un prag pentru durata de aplicare a fortei de aproximativ 6 ore pe zi. Acest fapt a fost demonstrat print-un experiment efectuat pe pisici, care a aratat ca este nevoie de aproximativ 3 ore pentru a se produce cresteri semnificative ale cAMP in extractele de os alveolar si ligament parodontal, dupa aplicarea unei forte sustinute pentru a obtine bascularea caninilor maxilari (Davidovitch Z, Shanfeld JL. Cyclic AMP levels in alveolar bone of orthodontically treated cats. Arch Oral Biol 1975;20: 567-74.). Studii recente au propus pentru oxidul nitric rolul de marker al semnalului vascular de transductie in timpul stadiilor initiale ale deplasarii dentare ortodontic (Yoo SK, Wartia H, Soma K. Duration of orthodontic force affecting critical response of nitric oxide synthase in rat periodontal ligament. J Med Dent Sci 2004;51:83-8.), (Akin E, Gurton AU, Olmez H. Effects of nitric oxide in orthodontic tooth movement in rats. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2004;126:608-14.), (Hayashi K, Igarashi K, Miyoshi K, Shinoda H, Mitani H. Involvement of nitric oxide in orthodontic tooth movement in rats. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2002;122:306-9.), (Shirazi M, Nilforoushan D, Alghari H, Dehpour AR. The role of nitric oxide in orthodontic tooth movement in rats. Angle Orthod 2002;72:211-5.), (D'Attillio M, Maio FD, D'Arcangela C, Filippi MR, Felaco M, Lohinai Z, et al. Gingival endothelial and inducible nitric oxide synthase levels during orthodontic treatment: a cross sectional study. Angle Orthod 2004;74:851-8.). Oxidul nitric este produs de celule diferite si este prezenta in vasele de sange, nervi si fibroblastii ligamentului parodontal. S-a raportat ca aceasta molecula ia parte la remodelarea osoasa (Collin-Osdoby P, Nickols GA, Osdoby P, et al. Bone cell function, regulation and communication: a role for nitric oxide. J Cell Biochem 1995;57:399-408.) si in orientarea vaselor de sange si nervilor (Toda N, Okamura T. The pharmacology of nitric oxide in the peripheral nervous system of blood vessels. Pharmacol Rev 2003;55:271-324.). In stadiile initiale ale deplasarii dentare sub actiunea unei forte lejere continue activitatea de sintaza a oxidului nitric in tesuturile paradentale a fost gasita creasca mai repede de 1-3 ore (Yoo SK, Wartia H, Soma K. Duration of orthodontic force affecting critical response of nitric oxide synthase in rat periodontal ligament. J Med Dent Sci 2004;51:83-8.), sau in termen de 6 ore (Proffit WR. Biologic basis of orthodontic therapy. In: Proffit WR, Fields HW, editors. Contemporary orthodontics. 3rd ed. St Louis: Mosby; 2000.) de la debutul tratamentului.