Biomecánica en Ortodoncia: Qué es
El movimiento ortodóncico es el resultado de la aplicación de fuerzas a los dientes. Los dientes y sus estructuras de sostén responden a estas fuerzas con una reacción biológica compleja que da por resultado el movimiento del diente a través del hueso. Las células del periodonto (tejido que se encuentra entre la raíz del diente y el hueso) que responden a las fuerzas aplicadas desconocen el diseño de la aparatología, alambre o aleación con la que está hecho, su actividad se basa exclusivamente en el estrés y la deformación que ocurren en su medio ambiente. A fines de obtener una respuesta biológica precisa, se deberían aplicar estímulos precisos para poder lograr esto es necesario el conocimiento de los principios mecánicos que gobiernan las fuerzas para el control del tratamiento ortodóncico.
La base del tratamiento ortodóncico consiste en la aplicación clínica de conceptos biomecánicos. La mecánica es la disciplina que describe el efecto de las fuerzas sobre los cuerpos, el término biomecánica se refiere a la ciencia de la mecánica en relación con los sistemas biológicos. El tratamiento ortodóncico aplica fuerzas a los dientes, las cuales son generadas por una gran variedad de aparatos. La aplicación correcta de los principios biomecánicos aumenta la eficacia del tratamiento ya que mejora la planificación y la prestación que se brinda.
Es necesario comprender varios conceptos fundamentales para apreciar la pertinencia clínica de la biomecánica para la ortodoncia:
Centro de Resistencia:
Todos los objetos tienen un centro de masa, que es el punto a través del cual debe pasar una fuerza aplicada para mover un objeto libre en forma lineal, sin rotación alguna, en otras palabras: es un punto de equilibrio en el objeto.
La localización aproximada del Centro de Resistencia sería entre la unión del tercio medio y el apical para los dientes monorradiculares, y para los multirradiculares está aproximadamente de 1 a 2 mm. apical a la bifurcación o trifurcación. Es importante destacar que el centro de resistencia es individual para cada diente y va a depender de la longitud y morfología radicular, la cantidad de raíces y el nivel de soporte del hueso alveolar.
Fuerza:
Se define como la acción de un cuerpo (el alambre) sobre otro cuerpo (el diente) que tiende a cambiar la forma o movimiento del segundo cuerpo. Sus unidades son el Newton o gramos por milímetros/segundo. La fuerza es un vector que posee una dirección y una magnitud y se producen a lo largo de una línea que llamamos línea de acción. La magnitud de un vector se representa por su tamaño. La dirección se describe por la línea de acción, sentido y punto de origen.
Ritmo de aplicación de la fuerza:
Continua:
Fuerza que se mantiene en un porcentaje apreciable del original entre una visita del paciente y otra. Son fuerzas características de los aparatos fijos.
Interrumpida:
El nivel de fuerza disminuye a cero entre las activaciones.
Intermitente:
La fuerza desciende bruscamente a cero de forma intermitente cuando el paciente se quita el aparato. Son fuerzas características de los aparatos removibles.
Fuerzas Inocuas:
Esta categoría comprende las fuerzas que son incapaces de producir el efecto responsables del movimiento ortodóncico.
Fuerzas Leves:
Con fuerzas de un determinado valor se inicia el proceso de movimiento, pero sólo se inicia, y es necesario que pase al siguiente nivel (fuerza óptima) para que se produzca el movimiento adecuado.
Fuerza Óptima:
Es cuando la magnitud de la carga ortodóncica produce el movimiento dentario más eficaz, es la fuerza ideal capaz de producir movimiento ortodóncico y proporciona un movimiento dentario rápido, sin molestias para el paciente y sin daño para los tejidos dentales (pérdida ósea o resorción radicular).
Fuerza Pesada:
Son aquellas que producen tal maginitud de fuerza que aparecen gran cantidad de áreas hialinizadas (área donde la circulación sanguínea se volverá lenta o casi nula ocasionando degeneración o necrosis estéril de las fibras periodontales). Estas áreas atrasan el movimiento dentario, el diente se mantendrá inmóvil por un período de tiempo, por eso cuanto más intensa es la fuerza (más distante de la fuerza óptima), menos será la velocidad de movimiento dentario. Estas fuerzas pesadas son más patológicas y ocasionan dolor, movilidad dentaria, reacciones pulpares (en el nervio del diente), alteraciones radiculares y alteraciones en el hueso de soporte de los dientes.
RESPUESTA DE LOS TEJIDOS A LAS FUERZAS
El tratamiento ortodóncico se basa en el principio de que, si se aplica una presión prolongada sobre un diente, se producirá una movilización del mismo al remodelarse el hueso que lo rodea. El hueso desaparece activamente de unas zonas y va añadiéndose a otras. Esencialmente, el diente se desplaza a través del hueso.
Los dientes están unidos en los maxilares por una articulación diferente de todas las del organismo, esta unión se realiza por el periodonto de inserción, representado por el cemento, el ligamento periodontal y el hueso alveolar. El cemento, probablemente por no ser vascularizado, es escasamente modificado por cargas de presión-tensión, por lo cual la atención recae sobre los otros dos componentes.
El ligamento periodontal ocupa un espacio aproximado de 0,5 mm entre la pared del alveolo (el hueso de soporte) y el cemento y es el responsable por la articulación dentaria; está constituido principalmente por fibras insertadas de un lado del cemento radicular y del otro en el hueso alveolar, entremezcladas con vasos sanguíneos, elementos celulares, terminaciones nerviosas y líquido intersticial. Los vasos sanguíneos son responsables por la nutrición y sirven de vía de acceso para las células responsables de la remodelación del hueso y el ligamento. Las terminaciones que allí existen transmitirán las sensaciones de presión y la noción propioceptiva.
El hueso alveolar puede dividirse en dos partes: porción fasciculada (lámina dura o hueso cortical), que reviste la superficie interna del alveolo y recibe la inserción de las fibras periodontales y porción lamelar (hueso esponjoso).
Cuando la fuerza es aplicada sobre el diente, éste se disloca en el interior del espacio alveolar, lo que provoca el estiramiento de algunas fibras periodontales y compresión de otras, simultáneamente el líquido que llena los espacios entre las fibras es comprimido contra las paredes óseas, como su drenaje hacia afuera del alveolo es lento, el líquido ejerce una resistencia hidráulica al movimiento dentario. Fibras y líquido intersticial actuarán en conjunto, contraponiéndose a las cargas aplicadas sobre el diente y haciéndolo volver a la posición original. Este proceso sucederá si el periodo de aplicación de la fuerza es de corta duración, por eso no resulta en movimiento dentario, como en la masticación.
Una fuerza prolongada, aunque sea de escasa magnitud, provoca una respuesta fisiológica diferente, la remodelación del hueso adyacente.
Son dos tipos de reacciones las que se observan al aplicar, durante un período suficiente de tiempo, una fuerza al diente. El hueso que se enfrenta y se opone al sentido del movimiento tendrá que reabsorberse para permitir el desplazamiento radicular. Por la presión que este lado del hueso recibe es denominado lado de presión.
El lado opuesto del hueso deberá seguir al diente tratando de mantener íntegro el espesor periodontal; nuevas capas óseas se depositarán sobre la superficie dentaria del hueso alveolar, este lado será denominado, lado de tensión. Es decir, tendremos aposición ósea en el lado de tensión y reabsorción ósea en el lado de presión.
Para que se produzca el movimiento dentario cuando aplicamos una fuerza a un diente, tiene que existir reabsorción ósea. La fuerza ortodóncica debe vencer una doble resistencia. En primer lugar, la resistencia del periodonto, tras superar esta resistencia se produce un ligero movimiento dentario en concordancia con el espesor del espacio periodontal. En una segunda fase hay que vencer la resistencia que ofrece el hueso, inicialmente se opone la elasticidad propia del alveolo y tras la deformación mecánica, viene una reabsorción del hueso que permite el desplazamiento dentario.
Tipos de reabsorción ósea:
Existen dos tipo de reabsorción ósea, la directa y la indirecta.
Reabsorción directa o frontal:
Al aplicar una fuerza, se reduce la circulación sanguínea en el ligamento periodontal, si la intensidad es ligera y no llega a bloquear totalmente la irrigación de la zona, se iniciará una actividad osteoclástica que destruirá y reabsorberá la pared ósea alveolar que se enfrenta al desplazamiento dentario.
Reabsorción ósea indirecta:
Cuando la fuerza aplicada es demasiado intensa, produce una oclusión vascular dejando prácticamente paralizada la actividad vital en esta zona del periodonto. El bloqueo sanguíneo impiden la resorción del hueso alveolar directamente, por lo que tendrán que entrar en juego otros mecanismos adaptativos para reabsorber el hueso que se enfrenta al desplazamiento dentario.
Este proceso consta de tres fases:
1. Degeneración tisular: La aplicación de una fuerza intensa y prolongada produce una oclusión vascular, que da lugar a cambios a nivel del periodonto, desaparece la organización fibrilar y cesa toda actividad celular. Este fenómeno se denomina hialinización y se caracteríza por la degeneración de los núcleos del tejido conectivo, la lisis celular con desaparición de los capilares y la unificación de las fibras periodontales que forman una masa de aspecto hialino. Comienza a las 36 horas de aplicar la fuerza intensa y dura tres, cuatro o cinco semanas según la cantidad de la fuerza y la reacción biológica del individuo. No sólo se impide la diferenciación celular, sino que la fagocitosis es perturbada.
2. Reabsorción ósea: Por la dificultad de reabsorberse el hueso de la pared periodontal aparecen osteoclastos que provienen de otras zonas lejanas que si conservan su vitalidad. Se observará entonces un fenómeno histológico de resorción en túnel, porque los osteoclastos labran verdaderamente una mina a merced de la actividad osteolítica que acaba provocando la resorción de la zona más interna de la lámina ósea; en este caso la reabsorción no se inicia desde el lado del diente sino que procede de la zona alveolar más profunda y lejana del periodonto.
3. Reconstrucción de los tejidos de soporte: Tras la osteolisis de la lámina alveolar, se inicia un proceso reparativo a nivel del periodonto. El proceso reparativo tiene dos fases: una primera consistente en la eliminación del material necrótico, constituido por las fibras y células que quedan en esta zona, y una segunda fase de reorganización fibrilar y celular del espacio periodontal. Tras la reconstrucción la raíz dentaria se mueve desplazándose hacia el lado de presión.
El período de hialinización significa un detenimiento en el movimiento, por lo que se distinguen dos fases en el desplazamiento dentario. En el período inicial el diente se mueve hacia el lado de la presión comprimiendo el espacio periodontal (0,2 a 0,4 mm) hasta que aparece la hialinización. El hueso no se reabsorbe durante un tiempo, que alcanza desde unos días a varias semanas y la raíz dentaria permanece inmóvil. Tras la reabsorción indirecta se inicia el movimiento secundario del diente.
Aposición ósea:
Durante el movimiento ortodóncico el hueso se forma en el denominado lado de tensión debido a que el desplazamiento dentario pone en tensión las fibras periodontales y el hueso alveolar reacciona ante el estímulo neoformando nuevas capas de tejido óseo. La aposición ósea debe ser considerada un mecanismo biológico compensatorio que trata de mantener el mismo espesor de hueso que soporta el diente.
La aposición ósea es un fenómeno similar a la resorción, ya que requiere un flujo sanguíneo y proliferación celular. En el cuadro general de neoformación ósea encontramos varias fases desde el punto de vista cronológico:
1. Tensión ligamentosa por la tracción de las fibras colágenas al separarse la raíz del hueso.
2. La tensión ligamentosa estimula la actividad osteoblástica y forma un tejido osteoide que dura nueve o diez días; ese tejido osteoide se comporta como un tejido poco reabsorbible y evita la recidiva al terminar la acción de la fuerza ortodóncica.
3. Se inicia más tarde la calcificación del tejido, por depósito de sales minerales, y la matriz osteoide se transforma en hueso.
4. Finalmente se lleva a cabo la reconstrucción del tejido fibrilar, en el nuevo espacio que se crea entre raíz y hueso y el diente vuelve a tener soporte periodontal.
