คุณสมบัติและการเลือกใช้ลวดจัดฟัน

ลวดจัดฟันเป็นส่วนประกอบที่มีความยืดหยุ่น ซึ่งเมื่อใส่เข้าไปในแบร็กเก็ตแล้ว จะส่งแรงและโมเมนต์ที่ทำให้ฟันเคลื่อนที่ พฤติกรรมของลวดขึ้นอยู่กับโลหะผสมที่ใช้ทำ รูปร่างและขนาดของหน้าตัด และระยะที่ลวดถูกทำให้โค้งงอ การเลือกลวดจัดฟันหมายถึงการจับคู่คุณสมบัติทางกลเหล่านี้ให้เข้ากับระยะของการรักษา ตั้งแต่การจัดเรียงฟันที่ซ้อนเกกันในระยะแรกไปจนถึงการเก็บรายละเอียดในระยะสุดท้าย

Definition

ลวดจัดฟันเป็นองค์ประกอบสปริงของเครื่องมือจัดฟันชนิดติดแน่น ซึ่งโลหะผสม หน้าตัด และการโค้งงอของลวดเป็นตัวกำหนดพฤติกรรมแรง-การโค้งงอที่ส่งผ่านไปยังฟันผ่านแบร็กเก็ต

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมวัสดุศาสตร์และกลศาสตร์ของลวดจัดฟัน: โลหะผสมหลัก (สเตนเลสสตีล, โคบอลต์-โครเมียม, นิกเกิล-ไทเทเนียม, เบต้า-ไทเทเนียม), คุณสมบัติของความแข็งตึง, การคืนตัว, ความสามารถในการขึ้นรูป, และช่วงการทำงาน, ความหมายของซูเปอร์อิลาสติก, และหลักการของการจัดลำดับการใช้ลวดตลอดการรักษา เป็นคำอธิบายอ้างอิงของคุณสมบัติ ไม่ใช่แนวทางการเลือกเฉพาะสำหรับผู้ป่วยแต่ละราย

Core questions

• โลหะผสมชนิดใดบ้างที่ใช้ทำลวดจัดฟัน และคุณสมบัติทางกลของโลหะผสมเหล่านี้แตกต่างกันอย่างไร?
• ความแข็งตึง การคืนตัว (ช่วงการทำงาน) และความสามารถในการขึ้นรูปมีความหมายอย่างไรต่อพฤติกรรมของลวดทางคลินิก?
• ซูเปอร์อิลาสติกคืออะไร และเหตุใดจึงเกี่ยวข้องกับลวดนิกเกิล-ไทเทเนียม?
• หลักการของการเปลี่ยนจากลวดระยะเริ่มต้นไปสู่ลวดระยะทำงานและลวดระยะเก็บรายละเอียดคืออะไร?

Key concepts

• ลวดสเตนเลสสตีลและโคบอลต์-โครเมียม
• ลวดนิกเกิล-ไทเทเนียม (NiTi)
• ลวดเบต้า-ไทเทเนียม (TMA)
• ความแข็งตึง (อัตราส่วนแรงต่อการโค้งงอ)
• การคืนตัวและช่วงการทำงาน
• ซูเปอร์อิลาสติกและความจำรูปร่าง
• หน้าตัดลวด: กลมเทียบกับสี่เหลี่ยม
• การจัดลำดับลวดจัดฟัน (ระยะเริ่มต้น, ระยะทำงาน, ระยะเก็บรายละเอียด)

Mechanisms

เมื่อลวดจัดฟันถูกทำให้โค้งงอเพื่อยึดกับแบร็กเก็ตที่เรียงตัวผิดปกติ ลวดจะเก็บพลังงานความเครียดแบบยืดหยุ่นและส่งแรงคืนกลับเมื่อลวดพยายามกลับคืนสู่รูปทรงเดิม ปริมาณแรงต่อหน่วยของการโค้งงอ (ความแข็งตึง) ขึ้นอยู่กับโมดูลัสความยืดหยุ่นของลวดและรูปทรงหน้าตัดของลวด ดังนั้นทันตแพทย์สามารถปรับเปลี่ยนแรงได้โดยการเปลี่ยนโลหะผสมหรือเปลี่ยนขนาดลวด สเตนเลสสตีลมีความแข็งตึงสูงและขึ้นรูปได้ดี; นิกเกิล-ไทเทเนียมมีความแข็งตึงต่ำและมีช่วงการทำงานกว้าง และ NiTi แบบซูเปอร์อิลาสติกจะให้แรงที่ค่อนข้างคงที่ในช่วงการโค้งงอที่กว้างผ่านการเปลี่ยนเฟสที่เกิดจากความเครียด; เบต้า-ไทเทเนียมอยู่ตรงกลางโดยมีความสามารถในการขึ้นรูปและการเชื่อมที่ดี (Burstone & Goldberg, 1980; Burstone, 1981; Kusy, 1982; Pandis & Bourauel, 2010) คุณสมบัติที่หลากหลายนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการใช้ลวดที่ยืดหยุ่นในระยะแรกและลวดสี่เหลี่ยมที่แข็งตึงกว่าในระยะหลัง (Proffit, 2018)

Clinical relevance

การทราบคุณสมบัติของลวดจัดฟันช่วยอธิบายว่าทำไมจึงใช้ลวดต่างชนิดกันในระยะต่างๆ และเป็นพื้นฐานในการเปรียบเทียบเครื่องมือและวัสดุในการวิจัย ข้อมูลนี้อธิบายพฤติกรรมของวัสดุเพื่อการอ้างอิงและการศึกษา และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการเลือกลวดเฉพาะสำหรับผู้ป่วยแต่ละราย

Evidence & guidelines

การจำแนกลักษณะของโลหะผสมลวดจัดฟันอาศัยการทดสอบวัสดุและการศึกษาทางกลศาสตร์มากกว่าการทดลองทางคลินิกเกี่ยวกับผลลัพธ์; งานวิจัยพื้นฐานได้กำหนดคุณสมบัติของเบต้า-ไทเทเนียมและพฤติกรรมการเปรียบเทียบของ NiTi และโลหะผสมอื่นๆ (Burstone & Goldberg, 1980; Kusy, 1982) และบทวิจารณ์ในภายหลังได้อธิบายความสำคัญทางคลินิกของซูเปอร์อิลาสติก (Pandis & Bourauel, 2010)

History

เครื่องมือจัดฟันชนิดติดแน่นในยุคแรกใช้ลวดโลหะมีค่าแล้วจึงเปลี่ยนมาใช้ลวดสเตนเลสสตีล การนำโลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียมมาใช้ทำให้เกิดพฤติกรรมความจำรูปร่างและซูเปอร์อิลาสติกในการจัดฟัน และคำอธิบายของเบต้า-ไทเทเนียมโดย Burstone และ Goldberg (1980) ได้เพิ่มทางเลือกที่มีความสามารถในการขึ้นรูปและมีความแข็งตึงปานกลาง แนวคิดของ Burstone เรื่องการจัดฟันแบบโมดูลัสแปรผัน (1981) ได้วางกรอบแนวคิดของการเลือกใช้โลหะผสมเพื่อควบคุมแรง ซึ่งยังคงเป็นหัวใจสำคัญของการจัดลำดับการใช้ลวด

Debates

ซูเปอร์อิลาสติกมีความสำคัญทางคลินิกมากน้อยเพียงใด?

NiTi แบบซูเปอร์อิลาสติกให้แรงที่ค่อนข้างคงที่ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการ แต่การที่สิ่งนี้จะแปลไปสู่ข้อได้เปรียบทางคลินิกเหนือ NiTi ทั่วไปได้เต็มที่เพียงใดนั้นยังเป็นที่ถกเถียงกันและขึ้นอยู่กับสภาวะในช่องปาก

Key figures

• Charles J. Burstone
• Robert P. Kusy

Seminal works

• burstone-beta-1980
• burstone-1981
• kusy-1982

Frequently asked questions

ทำไมจึงใช้ลวดจัดฟันต่างชนิดกันในระยะต่างๆ ของการรักษา?

ลวดที่ยืดหยุ่นและมีความแข็งตึงต่ำ เช่น นิกเกิล-ไทเทเนียม มักใช้ในระยะแรกเพื่อจัดเรียงฟันที่ซ้อนเกด้วยแรงเบาๆ อย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ลวดสี่เหลี่ยมที่แข็งตึงกว่าจะใช้ในระยะหลังเพื่อควบคุมตำแหน่งรากฟันและเก็บรายละเอียด ซึ่งสะท้อนถึงคุณสมบัติทางกลที่แตกต่างกันของลวดแต่ละชนิด

ลวดซูเปอร์อิลาสติกคืออะไร?

เป็นลวดนิกเกิล-ไทเทเนียมที่สามารถให้แรงที่ค่อนข้างคงที่ในช่วงการโค้งงอที่กว้าง ผ่านการเปลี่ยนเฟสที่เกิดจากความเครียด ซึ่งแตกต่างจากลวดอิลาสติกทั่วไปที่แรงจะลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อลวดคลายตัว