La biomecánica es la ciencia que trata la acción de las fuerzas sobre los cuerpos. Para el caso de la ortodoncia es la ciencia que se encarga del movimiento dentario cuando se ejerce una fuerza sobre estos (fuerzas ortodóncicas).

Las fuerzas se pueden producir en la cavidad oral por:

• Contracciones musculares.
• Cuando los dientes ocluyen.
• Con aparatología ortodóncica.

Tensión: Es un cambio en la forma o en el tamaño de un cuerpo en el sentido de estiramiento que responde a una fuerza aplicada. Es la fuerza de tracción por unidad de superficie.

Presión: Es un cambio en la forma o en el tamaño de un cuerpo en el sentido de apretarse que responde a una fuerza aplicada. Es la fuerza de compresión por unidad de superficie.

Fuerza: toda causa que actúa sobre un cuerpo y tiende a modificar su estado de movimiento o de reposo. Es toda causa capaz de poner en movimiento o de cambiar la forma de un cuerpo.

Intensidad: es la magnitud de la fuerza. Es la cantidad de fuerza que se aplica.

Punto de aplicación: donde actúa la fuerza.

Punto de origen del vector: donde comienza la fuerza.

Dirección: recta sobre la que actúa.

Sentido: hacia donde se desplaza la fuerza

• Intensidad.
• Punto de aplicación.
• Punto de origen del vector.
• Sentido.
• Dirección.

Kilopondio: fuerza con la que es atraído un cuerpo de 1 Kg por la fuerza de la gravedad (1kp= Kg * 9,8 m/s)

Newton: fuerza necesaria para desplazar 1 Kg a una velocidad de 1 m/s.

Dina: fuerza necesaria para desplazar 1 gr a razón de 1cm/s (1 N = 1000 dinas). En ortodoncia medimos las fuerzas en gramos y onzas con un dinamómetro.

1. Dos fuerzas con la misma intensidad y mismo sentido: la resultante es la suma de las fuerzas y mismo sentido.
2. Dos fuerzas con diferente intensidad pero mismo sentido: la resultante es la suma de las fuerzas y mismo sentido.
3. Dos fuerzas con la misma intensidad y sentido contrario: la resultante es cero.
4. Dos fuerzas con distinta intensidad y sentido contrario: la resultante es la diferencia de las fuerzas y el sentido, el de la mayor.
5. Mismo punto de origen y diferente sentido: la resultante para dos fuerzas es la diagonal del paralelogramo formado por dichas fuerzas. Si son más fuerzas la resultante es aquella que se obtenga de los distintos paralelogramos.
6. Dos fuerzas con distinto punto de origen y mismo sentido: la resultante es la suma de ambas fuerzas con el mismo sentido sólo que esta se sitúa entre ambas.
7. Dos fuerzas con distinto punto de origen y distinto sentido: La resultante es la diferencia entre ambas fuerzas.

A una fuerza de acción se opone siempre una fuerza de reacción de la misma intensidad pero de sentido contrario a la primera fuerza. Es un equilibrio de fuerzas.

También llamado centro de masa o centro de resistencia. Es aquel punto donde aplico la fuerza y se produce desplazamiento.

Tendencia de una fuerza a causar la rotación de un cuerpo alrededor de un eje fijo. Es el punto donde aplicada la fuerza se produce desplazamiento y rotación. Momento = intensidad de F * distancia punto de aplicación al centroide.

Son dos fuerzas paralelas de sentido contrario no colineales de misma intensidad que provocan un giro sobre el eje sin que haya translación. El momento de la cupla es el producto de una de las fuerzas por la distancia que separa las dos fuerzas.

Cuando dos fuerzas pareadas que operan sobre una misma línea, no están alineadas ejercen un efecto distorsionante. Tiende a deslizar una parte sobre otra.

Intrínsecos: la erupción.

Extrínsecos:

• Proximales: por los músculos.
• Dentarios.
• Cuerpos extraños: tumores, quistes.
• Iatrogénicos.

Vamos a tener en cuenta seis apartados:

Pueden ser:

• Cuando se transmiten por fuerza muscular.

• Importante por la reacción de los tejidos.
• Ligamento: periodos de recobro de la irrigación.
• Promover la proliferación celular.

• Ligeras: de menos de 25 gr. Para intruir incisivos si se hace más fuerte se produce isquemia y necrosis.
• Medias: entre 25-50 gr. Para extruir incisivos.
• Intensas: entre 50-75 gr. Para translación (gresión) y rotación.
• Muy intensas: > 75 gr. Para distalar molares.

• Inclinación: fuerzas ligeras y continuas.
• Translación: fuerzas intensas. Llevar los dientes de adelante a detrás sin rotación.
• Rotación: fuerzas disipantes. Movimientos del diente alrededor de su eje largo.
• Intrusión: fuerzas muy ligeras. Movimientos del diente en el alveolo.
• Extrusión: fuerzas ligeras o medias. Movimientos fuera del alveolo.
• Torque: fuerzas intensas. Movimientos de la raíz sin movimiento de la corona.

• Buena intercuspidación.
• Mantiene estables las arcadas.
• Evita recidivas o recaídas.
• Movimiento ortodóncico limitado por engranaje cuspídeo.

Los adultos tienen una respuesta biológica más lenta por lo tanto deberemos aplicar fuerzas más ligeras y los periodos de recuperación han de ser mayores.

• Sin dolor.
• Sin reabsorción radicular.
• Sin daño tisular.
• Mantenimiento de la salud periodontal.
• Máxima respuesta tisular (movimiento adecuado del diente).

Los resortes actúan directamente sobre un diente.

Los elásticos transmiten fuerzas de diente a diente o de arco a diente.

Los tornillos actúan a través de la placa y sus ganchos.

Los brackets se cementan sobre el diente o una banda. Son el soporte del alambre. Se usan dos tipos de alambre o arcos:

• Redondos: controlo el diente en 2 dimensiones.
• Rectangular: controlo el diente en las 3 dimensiones.

Es el punto de fijación de las fuerzas. Puede ser:

• Simple
• Estacionario
• Recíproco.

• Intrabucal.
• Extrabucal.
• Muscular (bumper).

• Primario.
• Compuesto.
• Reforzado.

• Intermaxilar.
• Intramaxilar.

Las fuerzas ortodóncicas van a actuar sobre el complejo o unidad alveolodentaria. Esta está compuesta por:

• Hueso alveolar.
• Raíz.
• Ligamento periodontal.
• Plexo vasculonervioso.
• Soporte gingival.

Está formado por dos fracciones:

• Fracción celular: compuesta por osteocitos y osteoblastos.
• Fracción extracelular: compuesta a su vez por:

Materia orgánica:

• Colágeno (70 %)
• Proteínas (5 %)
• Agua

Materia inorgánica:

• Hidroxiapatita (70 %)

El hueso alveolar es mucho más inmaduro que resto del hueso del organismo debido a su continuo sometimiento a fuerzas. Es mas esponjoso y menos calcificado que el hueso basal. Es deformable y posee fibras más irregulares. Es también transformable según las fuerzas que se apliquen.

Raíz.

Al igual que en hueso alveolar podemos distinguir dos fracciones:

• Fracción celular: compuesta por cementoblastos y cementocitos.
• Fracción extracelular: compuesta por:

Materia orgánica (colágeno en forma de fibrillas): 23 %

Materia inorgánica: 65 %

Agua: 12 %

 

Los osteoclastos y los cementoclastos son los encargados de la reabsorción del huesos y del cemento respectivamente. Son células gigantes multinucleadas derivadas de los monocitos de la sangre. No derivan de células locales.

Está formado por una red de fibras colágenas. Posee distintos componentes:

• Elementos celulares: células mesenquimales indiferenciadas:

Fibroblastos y fibroclastos.

Cementoblastos.

Osteoblastos.

 

• Elementos vasculares
• Terminaciones nerviosas

Amielínicas.

Presorreceptores

Propioceptores.

 

• Fluido intersticial: con las fuerzas de oclusión este se mueve y se escapa por los poros del hueso si la fuerza es mayor de dos segundos.

• Unir diente a hueso.
• Recibir y transmitir fuerzas de masticación.

Deforma alveolo.

Producción de señal piezoeléctrica.

• Movimientos eruptivos.
• Estabilización activa de posición dentaria.
• Potencial dinámico para modificar la posición del diente.

Se generan dos tipos de presiones:

• Una que se enfrenta al movimiento. Zona donde el diente aprieta al hueso, también llamada zona de presión.
• Y otra parte justo del lado contrario a la anterior en la cual se tracciona del hueso, también llamada zona de tensión.

En la zona de presión se produce reabsorción ósea y en la zona de tensión se produce aposición ósea. Una de las constantes del organismo es mantener el tamaño del alveolo.

Existen dos teorías:

El movimiento dental se produce por cambios en el metabolismo óseo controlados por las señales eléctricas que se generan cuando el hueso alveolar se flexiona y se deforma.

• Decadencia muy rápida
• Señal equivalente de dirección opuesta al dejar de actuar.
• En los cristales de hidroxiapatita y en fibras colágenas (hueso y LPD)
• Positivo: reabsorción.
• Negativo: aposición.

• Se modifica la permeabilidad de membrana del Ca
• Se altera el potencial de membrana y se genera una modificación bioeléctrica.
• Esta modificación se transforma en una respuesta biológica (transducción)
• Activación de osteoclastos, osteocitos, osteoblastos y fibroblastos.

Según esta teoría la forma de actuación es la siguiente:

• Fuerza sobre diente.
• Cambio de posición alveolar.
• Compresión y estiramiento del LPD.
• Alteración del flujo de vasos (vasos aplastados y vasos ensanchados).
• Modificación de O2.
• Cambios químicos.
• Liberación de mediadores y sustancias activas.
• Activación celular.

Reabsorción ósea directa o frontal (fisiológica):

• Fuerzas ligeras menores que la presión intracapilar.
• Fuerzas que no interrumpen el riego.

Reabsorción ósea indirecta o basal:

• Fuerzas intensas mayores que la presión intracapilar.
• Fuerzas que interrumpen el riego sanguíneo.

Gianelli (en perros):

• 50 gr/cm2: no se afecta el paquete vascular.
• 100 gr/cm2: vasos se ocluyen parcialmente.
• 150 gr/cm2: vasos se ocluyen totalmente.

• Fuerzas ligeras: interrumpen parcialmente los vasos.
• Activación celular.
• Osteoclastos locales reabsorben el hueso.
• Reabsorción frontal suave (periodonto-hueso)
• Movimiento dentario a las 4 horas.
• Movimiento suave.

• Fuerzas intensas: oclusión vascular.

Lisis celular.

Necrosis aséptica.

Masa hialina.

 

• Reabsorción basal (huesos-periodonto)

Reabsorción en túnel.

Osteoclastos procedentes de zonas alejadas.

 

• Eliminación del material necrótico.
• Reorganización fibrilar y celular del LPD.
• Diente se mueve a los 7-14 días.
• Movimiento en forma de salto.

3-5 segundos:

• Vaso y LPD parcialmente comprimido
• Distorsión mecánica de fibras

Minutos:

• Alteración del flujo sanguíneo (cambio de concentración de O2)
• Aumento de permeabilidad al Ca
• Aumento de concentración de AMPc.

4 horas:

• Liberación de sustancias
• Activación de osteoclastos

A los días el movimiento es visible.

3-5 segundos: vasos se ocluyen.

Minutos: interrupción del flujo sanguíneo.

Horas: muerte celular.

3-5 días:

• Diferenciación celular en áreas alejadas.
• Llegan osteoclastos de zonas alejadas.
• Inicio de reabsorción basal (en túnel).

7-14 días:

• Reabsorción del material necrótico.
• "Salto" del diente.

Se produce para compensar y mantener el equilibrio de espesor de hueso.

Tensión por estiramiento del ligamento periodontal.

Se produce un estímulo de actividad osteoblástica.

Formación de tejido osteoide no reabsorbible (tejido óseo sin calcificar).

• 9-10 días.
• Existe aumento del espacio periodontal.

Calcificación de tejidos por acumulo de sales.

Reestructuración y organización de tejido fibrilar.

Pueden producirse pulpitis traumáticas iniciales:

• Traumatismo del paquete vascular
• Hipersensibilidad o dolor.
• Remite espontáneamente.

En dientes desvitalizados existe más riesgo de reabsorciones radiculares.

Existe riesgo de necrosis en:

• Fuerza intensas y continuadas con muchas hialinizaciones.
• Antecedentes de traumatismos previos.
• Movimientos bruscos de extrusión.
• Más frecuente en adultos.

Remodelación de la raíz por reabsorción y aposición del cemento.

Acción de fuerzas muy intensas.

Tensiones intensas pueden dar lugar a acodaduras del ápice.

Existen dos tipos de reabsorciones:

1. Reabsorciones laterales (sin importancia ni repercusión).
2. Reabsorciones longitudinales.

Existen varios tipos dependiendo del tejido al que afecten:

• Afectan sólo al cemento: son las más frecuentes y su tamaño es microscópico. Pueden ser reparadas en periodos de inactividad de las fuerzas.
• Afectan también a la dentina: se produce si la fuerza es intensa. Se producen arrancamientos de islotes radiculares que se reabsorben. Estas lesiones no son reparadas. Se producen defectos macroscópicos en forma de cráteres.

• Incisivo lateral superior.
• Incisivo central superior.
• Incisivos inferiores.
• 1º premolar inferior.

Factores de riesgo:

• Raíces cónicas y muy puntiagudas.
• Formas dentales anómalas.
• Antecedentes de traumatismos.
• Dientes con reabsorción previa.
• Contacto de ápices con hueso cortical.

Debemos realizar una Rx periapical del incisivo lateral superior cada seis meses. Si apareciese reabsorción :

• Debemos hacer series periapicales de todos lo dientes.
• Cesar la fuerza sobre el diente durante cuatro semanas.
• La reabsorción continúa durante 9 – 10 días después de cesar la fuerza.
• Por último se produce la formación de cemento reparativo no reabsorvible.

El esmalte no reacciona ante las fuerzas ortodóncicas. Lo que se pueden producir son lesiones blancas y descalcificaciones (reversibles) por:

• Falta de higiene del paciente.
• Filtración de fluidos gingivales a través del material de adhesión.

Procesos inflamatorios (muy frecuentes y reversibles):

Gingivitis marginales

Gingivitis hiperplásica.

 

Recesiones gingivales (irreversibles).

Diente con excesivo torque hacia vestibular. Frecuente en incisivos. Difícil reparación.

La posición del hueso depende de la posición del diente.

Intrusión: pérdida de altura.

Extrusión: se gana altura.

Contraindicación: en enfermedad periodontal en fase aguda ya que el hueso no sigue al diente.

Es normal perder entre 0,5 1 mm de altura de hueso.

Dehiscencias con ápices muy cercanos a la cortical alveolar.

El ligamento periodontal se reorganiza durante el movimiento ortodóncico. Las fibras del ligamento se desinsertan del hueso y del cemento y se vuelven a insertar. Existe un aumento del espacio periodontal entre los periodos de reabsorción y aposición ósea. También existe mayor grado de movilidad dentaria. Si apreciamos una movilidad excesiva se puede deber a que aplicamos una fuerza muy intensa. En este caso debemos interrumpir el tratamiento hasta que disminuya.