( PDF ) A influência da altura do parafuso nos efeitos dentários do disjuntor hyrax: um estudo com elementos finitos

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Rafael Marques de Sousa Araugio

A INFLUÊNCIA DA ALTURA DO PARAFUSO NOS

EFEITOS DENTÁRIOS DO DISJUNTOR HYRAX: UM

ESTUDO COM ELEMENTOS FINITOS

Dissertação apresentada ao Programa de

Mestrado em Odontologia da Pontifícia

Universidade Católica de Minas Gerais

como parte dos requisitos para a

obtenção do título de Mestre em

Odontologia, área de concentração:

Ortodontia.

Orientador: Prof. Dr. Dauro Oliveira

Co-orientador: Prof. Wellington Pacheco

Belo Horizonte

2009

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FICHA CATALOGRÁFICA

Elaborada pela Biblioteca da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais

Araugio, Rafael Marques de Sousa

A663i A influência da altura do parafuso nos efeitos dentários do disjuntor Hyrax: um

estudo com elementos finitos / Rafael Marques de Sousa Araugio. Belo

Horizonte, 2009.

63f. : il.

Orientador: Dauro Douglas Oliveira

Co-Orientador: Wellington Pacheco

Dissertação (Mestrado) – Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais,

Programa de Pós-Graduação em Odontologia.

1. Ortodontia. 2. Técnica de expansão palatina. 3. Aparelhos ortodônticos. 4.

Métodos de elementos finitos. I. Oliveira, Dauro Douglas. II. Pacheco,

Wellington. III. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Programa de

Pós-Graduação em Odontologia. IV. Título.

CDU: 616.314-089.23

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DEDICATÓRIA

A meu pai, ser humano de altíssimo nível,

exemplo de retidão e sensatez.

À Flavinha, minha companheira em toda a

extensão da palavra.

AGRADECIMENTOS

Ao meu orientador, Doutor Dauro Douglas Oliveira, por confiar a mim este projeto

pessoal e pelo grande aprendizado ao longo destes anos.

Ao Doutor Jánes Landre Júnior, pela atenção, disponibilidade e paciência. Muito

obrigado por viabilizar este trabalho e por me ajudar a sempre lembrar da beleza da

Engenharia.

À Diana, pela paciência e disponibilidade. Sua ajuda foi essencial para o sucesso

deste trabalho.

Ao meu co-orientador e verdadeiro pai na Ortodontia, Doutor Wellington Pacheco,

por todo o apoio dado ao longo desta caminhada. Seus conselhos foram essenciais

na realização deste sonho.

Se tenho um pai na Ortodontia, tenho também uma família. Muito obrigado à Ângela,

Karina e Jordana, minha amiga querida, por todo seu carinho e torcida.

Aos meus amigos do mestrado das turmas VII, VIII, IX, X e XI, por todo o carinho,

companheirismo e aprendizado profissional e pessoal. Agradeço especialmente aos

meus colegas Ana Paula, Bruno Fonseca, Bruno Gribel, Maria Rita, Paula e à minha

querida Sarah. Usando as palavras dela, nós acabamos virando irmãos... 

A todos os professores, pelo respeito, carinho e ensinamentos inestimáveis.

A todos os funcionários pelo profissionalismo e boa convivência, em especial aos

meus grandes amigos Alcides e Diego, à Mariângela, Toninha, Ana Paula, Andreza

e Lorraine.

Aos meus amigos Carlos Renato de Melo Couto, Daniel Levindo Coelho, Felipe

Borges de Azevedo, Gustavo Alvim Coscarelli e Marcelo Donnard Santos. Muito

obrigado por entenderem os motivos da minha ausência e por sempre me apoiarem.

Não há tempo ou distância que enfraqueça nossos laços.

À minha querida amiga Iza. Suas palavras me ajudam a crescer e a aprender com

muito mais intensidade.

Aos meus queridos Lucas, Elsinha, Ju e Fernandinha, minha segunda família. Seu

apoio, torcida e carinho são essenciais na minha vida.

À minha irmã, pelo companheirismo e amor.

À minha mãe, grande exemplo de dedicação e amor.

Ao meu pai, que sempre foi e sempre será meu super-herói preferido.

À minha Flavieta. Avançar sobre os obstáculos se tornou muito mais fácil ao lado da

mulher dos meus sonhos.

“Sonho que se sonha só

É só um sonho que se sonha só

Mas sonho que se sonha junto é realidade”

Raul Seixas

APRESENTAÇÃO

Este trabalho se refere à dissertação apresentada à Pontifícia Universidade

Católica de Minas Gerais como parte dos requisitos para a obtenção do título de

Mestre em Odontologia, área de concentração: Ortodontia.

Os questionamentos que culminaram com a elaboração desta tese surgiram

das observações do orientador deste trabalho, Doutor Dauro Douglas Oliveira

durante seu Mestrado em Ortodontia na Marquette University (Milwaukee,

Wisconsin, USA). Foi observado por ele que cada profissional confeccionava o

disjuntor palatino do tipo Hyrax em alturas diferentes em relação ao palato, obtendo

respostas dentárias e ortopédicas diferentes. Tal projeto teve as suas atividades

iniciadas em janeiro de 2008 e representa o início de uma linha de pesquisa criada

pelo professor Dauro e intitulada: “A busca por formas de melhorar a expansão

rápida da maxila”.

A proposta primária deste trabalho é a avaliação, através do método de

elementos finitos (MEF), da influência da altura do parafuso disjuntor do tipo Hyrax

no grau de inclinação dentária durante a expansão rápida da maxila (ERM). A altura

ideal do parafuso seria aquela que maximizasse os efeitos ortopédicos e

minimizasse os dentários.

A história pregressa deste mestrando, com graduação em Engenharia

Mecânica em 1999, pela Universidade Federal de Minas Gerais, e atuação durante

dois anos e meio como engenheiro de desenvolvimento da Embraer (São José dos

Campos) levou à idéia de utilizar uma ferramenta da Engenharia para avaliar um

questionamento da Ortodontia.

De acordo com o formato exigido pelo regulamento do Programa, este

trabalho é um híbrido de dissertação e artigo, visando facilitar a posterior publicação

do último. A parte inicial deste trabalho apresenta uma introdução, seguida de uma

revisão de literatura mais extensa do que aquela apresentada no artigo.

No artigo é feita uma breve introdução que inclui a revisão de literatura,

seguida da descrição do método, dos resultados, da discussão e da conclusão. Será

definido posteriormente se este artigo será enviado para publicação na revista

American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics ou na revista Journal

of Biomechanics.

RESUMO

Apesar da eficácia e da importância do procedimento de expansão rápida da

maxila (ERM) terem sido comprovadas na literatura científica desde a segunda

metade do século XX, a busca por formas de tornar este procedimento mais

eficiente ainda é uma realidade nos dias atuais. O objetivo dos autores deste

trabalho foi utilizar o Método de Elementos Finitos (MEF) para definir a influência da

altura do aparelho disjuntor do tipo Hyrax no grau de inclinação dentária durante a

ERM. A altura ideal do parafuso seria aquela que minimizasse os efeitos dentários.

O aparelho foi modelado por meio do software Solidworks

, consistindo de um

parafuso disjuntor e dois segmentos de fio de aço acompanhando o contorno lingual

das coroas dos pré-molares e molares superiores. Foram criados 3 modelos

diferentes, com diferentes posições do parafuso em relação ao plano que corta os

centros de resistência (CR) dos primeiros molares superiores (1MS). Estas 3

posições relativas foram: 10 mm abaixo, 10 mm acima e coincidente com o plano

que corta os CR dos 1MS. Foram obtidos, para cada um dos três modelos,

resultados com os deslocamentos nos sentidos vestíbulo-lingual, corono-apical e

mesio-distal. Foi possível concluir que o aparelho disjuntor do tipo Hyrax, quando

confeccionado com o parafuso abaixo dos CR dos 1MS gera uma tendência de

inclinação vestibular das coroas e lingual das raízes. Esta tendência é diminuída

quando o parafuso é posicionado no nível dos CR dos 1MS. Entretanto, caso o

parafuso seja posicionado muito acima dos CR dos 1MS, a tendência de inclinação

se inverte, com as coroas tendendo a palatinizar e as raízes vestibularizar. A

provável posição ideal seria um pouco acima dos CR dos 1MS, que geraria um

deslocamento de corpo para vestibular dos oito dentes.

Palavras-chave: Ortodontia. Expansão rápida da maxila. Hyrax. Método de

elementos finitos.

ABSTRACT

THE INFLUENCE OF THE JACKSCREW HEIGHT ON THE DENTAL EFFECTS OF

A HYRAX PALATAL EXPANDER: A FINITE ELEMENT STUDY

Although the efficiency and importance of the rapid maxillary expansion (RME)

have been supported by the literature since the second half of the 20th century, the

search for new ways to improve this procedure persists. The aim of this study was to

utilize the finite element method (FEM) to evaluate the influence of the jackscrew

height on the dental effects of a RME performed with a Hyrax appliance. The model

of the maxilla with 14 teeth was developed from a helical computed tomography of a

young adult with complete permanent dentition with the aid of CATIA™ software. The

appliance was modeled with SolidWorks™ software based on a Dentaurum™ Hyrax

jackscrew and two segments of 0.035” stainless steel wire adapted to the lingual

surfaces of the upper premolars and molars. Three different models were created

with different screw positions in relation to the occlusal plane. For each one of the

models, the dental displacements on buccal-lingual, crown-apex and mesio-distal

directions were registered. The results showed that when the Hyrax appliance was

constructed with the screw most occlusaly located, a greater tendency of buccal

tipping of the crowns and lingual tipping of the roots were registered. This tendency is

reduced as the screw is positioned higher towards the palate. However, if the

jackscrew is positioned too close to the palate, lingual crown tipping and buccal root

inclinations were recorded. The most likely ideal position of the screw should be

slightly closer to the palate than the intermediate position tested on this study.

Key-words: Orthodontics. Rapid maxillary expansion. Hyrax. Finite element method.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1. .......................................................................................................... 36

Figura 2. .......................................................................................................... 36

Figura 3. .......................................................................................................... 37

Figura 4. .......................................................................................................... 37

Figura 5. .......................................................................................................... 38

Figura 6. .......................................................................................................... 39

Figura 7. .......................................................................................................... 39

Figura 8. .......................................................................................................... 40

Figura 9. .......................................................................................................... 41

Figura 10. ........................................................................................................ 41

Figura 11. ........................................................................................................ 43

Figura 12. ........................................................................................................ 44

Figura 13. ........................................................................................................ 45

Figura 14. ........................................................................................................ 46

Figura 15. ........................................................................................................ 47

Figura 16. ........................................................................................................ 48

Figura 17. ........................................................................................................ 49

Figura 18. ........................................................................................................ 50

Figura 19. ........................................................................................................ 51

Figura 20. ........................................................................................................ 52

Figura 21. ........................................................................................................ 53

Figura 22. ........................................................................................................ 53

Figura 23. ........................................................................................................ 54

LISTA DE ABREVIATURAS

1MS: Primeiros Molares Superiores

CR: Centros de Resistência

ERM: Expansão Rápida da Maxila

FEM: Finite Element Method

lb: Libra

GPa: Giga Pascal

MEF: Método de Elementos Finitos

MPa: Mega Pascal

N: Newton

RME: Rapid Maxillary Expansion

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO GERAL ................................................................................ 13

1.1 Justificativa ............................................................................................ 15

2 REVISÃO DE LITERATURA ........................................................................ 16

2.1 Histórico ................................................................................................ 16

2.2 Indicações ............................................................................................. 17

2.3 Tipos de Disjuntores .............................................................................. 19

2.4 Protocolos de Ativação e Contenção .................................................... 21

2.5 Efeitos da Expansão Rápida da Maxila ................................................. 22

2.5.1 Efeitos Ósseos ................................................................................ 22

2.5.2 Efeitos Dentários ............................................................................ 23

2.6 Complicações ........................................................................................ 24

2.6.1 Idade ............................................................................................... 24

2.6.2 Inclinações Dentárias ..................................................................... 25

2.6.3 Recidiva .......................................................................................... 25

2.7 Forças Produzidas pela Expansão Rápida da Maxila ........................... 26

2.8 Expansão Rápida da Maxila e o Método dos Elementos Finitos ........... 27

ARTIGO .......................................................................................................... 32

INTRODUÇÃO ................................................................................................ 33

MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................... 35

CONSIDERAÇÕES DO TRABALHO .............................................................. 42

RESULTADOS ............................................................................................... 42

DISCUSSÃO ................................................................................................... 55

CONCLUSÕES ............................................................................................... 58

REFERÊNCIAS .............................................................................................. 59

1 INTRODUÇÃO GERAL

Muitos casos de mordida cruzada posterior são complicados pelo problema

esqueletal de um arco maxilar constrito. Estas mordidas cruzadas podem ser

unilaterais ou bilaterais, podendo estar associadas a um desvio funcional da

mandíbula. Nestes casos, apenas o movimento dentário não é capaz de atingir

completamente os objetivos do tratamento, pois a largura do arco é que deveria ser

aumentada. Diversos aparelhos foram desenvolvidos para o tratamento de

discrepâncias de largura interarcos devido a arcos maxilares constritos.

(CHACONAS e CAPUTO, 1982)

Trabalhos realizados a partir da década de 1950 comprovaram a viabilidade

da expansão rápida da maxila (ERM) e sua capacidade em auxiliar o tratamento das

mordidas cruzadas posteriores, especialmente em casos de constrição do arco

maxilar. (WRIGHT, 1953; DEBBANE, 1958; HAAS, 1961; STARNBACH e CLEALL,

1964; HAAS, 1965; HAAS, 1970; HARBERSON e MYERS, 1978)

Com a confirmação da possibilidade de obtenção de expansão maxilar

através de aparelhos disjuntores, diversos estudos analisaram os efeitos da ERM na

maxila e nas estruturas adjacentes (STARNBACH e CLEALL, 1964; DAVIS e

KRONMAN, 1969; HAAS, 1970; WERTZ, 1970; TIMMS, 1980; CHACONAS e

CAPUTO, 1982), assim como as forças desenvolvidas por esses aparelhos

(ISAACSON, WOOD e INGRAM, 1964; ISAACSON e INGRAM, 1964; e ZIMRING e

ISAACSON, 1965).

Alguns trabalhos destacaram a importância da obtenção de um movimento

ortopédico em detrimento do ortodôntico, pois quanto maior fosse a inclinação

dentária dos dentes posteriores, menor seria a expansão óssea obtida. Isso

aconteceria porque o limite clínico da disjunção, ou seja, cúspides palatinas dos

superiores tocando as cúspides vestibulares dos inferiores, seria alcançado mais

rapidamente (STARNBACH e CLEALL, 1964; STARNBACH et al., 1966). O

movimento desejado é de expansão dos dois segmentos maxilares, com inclinação

mínima dos dentes envolvidos. Infelizmente, o movimento dentário no sentido

vestibular é observado constantemente na prática ortodôntica.

Os aparelhos Hyrax e Haas são os dois aparelhos disjuntores mais utilizados

pelos ortodontistas. Apesar do aparelho de Haas teoricamente resultar em maiores

efeitos ortopédicos, boa parte dos clínicos utilizam o disjuntor do tipo Hyrax, pois

este é de higienização mais fácil. (BISHARA e STALEY, 1987).

Usados como ferramentas de pesquisa na Odontologia já há algum tempo,

recentemente, o método de elementos finitos (MEF) passou a ser utilizado também

para análise de forças e deformações impostas a dentes e ossos craniofaciais pela

terapia de ERM. Este método é reconhecido como um procedimento geral de

aproximação mecânica para todos os problemas físicos que podem ser modelados

por equações diferenciais descritivas (JAFARI, SHETTY e KUMAR, 2003). O MEF é

um método de aproximação que divide a região de uma estrutura em elementos

discretos interconectados por nós. A cada elemento é designado uma propriedade

de material para representar as propriedades físicas do modelo. As condições limite

são definidas e as forças são aplicadas para simular cargas clínicas. A resposta é

então calculada e visualizada (LEE et al., 2009). Indiscutivelmente, uma grande

vantagem da aplicação desse método em pesquisas da área de saúde é a

possibilidade de simular diferentes abordagens de tratamento sem expor animais ou

humanos a possíveis efeitos deletérios de idéias ou procedimentos experimentais.

Apesar de realizada rotineiramente na prática ortodôntica há muitos anos, a

ERM ainda parece haver espaço para melhora nessa abordagem terapêutica,

tamanha a quantidade de trabalhos científicos ainda publicados a esse respeito,

bem como pela sua importância na correção de diversos problemas oclusais

apresentados pelos pacientes ortodônticos.

1.1 Justificativa

A eficácia e a importância do procedimento de ERM têm sido comprovadas

através de diversos artigos científicos, desde a segunda metade do século XX.

Atualmente, esta terapia é utilizada rotineiramente na prática ortodôntica, com

grande eficiência. Entretanto, apesar das forças envolvidas na ERM serem de

grande magnitude, muitas vezes não se obtém uma expansão maxilar puramente

ortopédica, pois a inclinação dentária vestibular ocorre de forma indesejada.

O aparelho disjuntor do tipo Hyrax é amplamente utilizado na clínica

ortodôntica, proporcionando bons resultados e possibilitando higienização mais fácil

do que aquela obtida com o disjuntor de Haas. Entretanto, a confecção do Hyrax

permite uma variação na altura do parafuso expansor em relação ao palato do

paciente.

O MEF foi inserido na Ortodontia no início dos anos 2000 como poderosa

ferramenta de pesquisa para se estudar vários problemas estruturais mecânicos.

Diversos trabalhos analisaram as tensões e deformações impostas ao complexo

crânio-facial pela ERM. No entanto, não existe nenhum trabalho na literatura, até o

momento, que tenha investigado a influência da posição do parafuso expansor na

resposta ortodôntico-ortopédica à ERM

Assim, o objetivo deste trabalho foi utilizar o MEF para definir a influência da

altura do aparelho disjuntor do tipo Hyrax no grau de inclinação dentária durante a

ERM.

2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Histórico

A literatura ortodôntica e otorrinológica de 1860 a 1930 revela uma

controvérsia considerável sobre o desejo e a possibilidade de separar o palato duro

na sutura palatina mediana como forma de alargar o arco dentário e a cavidade

nasal. A primeira referência na literatura sobre a expansão palatina foi de Angell em

1860, que utilizou um parafuso ligado ao primeiro e segundo molar de um lado e ao

segundo do outro, com ativações de 2 voltas por dia no parafuso. Posteriormente, de

1888 a 1929, diversos autores tentaram o procedimento com sucessos variados.

(HAAS, 1961)

Após desfrutar de uma onda de popularidade com ortodontistas e rinologistas

durante o final do século XIX e o início do século XX, o procedimento de separação

rápida da sutura palatina mediana caiu em desuso. Somente durante os anos 1960

foi renovado o interesse neste procedimento. (DAVIS e KRONMAN, 1969)

Trabalhos como os de Wright (1953), Haas (1961), Haas (1965), Harberson e

Myers (1978) estudaram a ERM em humanos. Por sua vez, autores como Debbane

(1958) e Haas (1961), analisaram a possibilidade de obtenção de expansão maxilar

em animais. Estes estudos comprovaram a viabilidade da ERM e sua capacidade de

auxiliar o tratamento das mordidas cruzadas posteriores, especialmente em casos

de constrição do arco maxilar.

Com a confirmação da possibilidade de obtenção de expansão maxilar por

meio de aparelhos disjuntores, diversos estudos analisaram os efeitos da ERM na

maxila e nas estruturas adjacentes. (STARNBACH e CLEALL, 1964; DAVIS e

KRONMAN, 1969; HAAS, 1970; WERTZ, 1970; TIMMS, 1980; CHACONAS e

CAPUTO, 1982)

Alguns trabalhos, como de Starnbach e Cleall (1964), Starnbach et al. (1966),

destacaram a importância da obtenção de um movimento ortopédico em detrimento

do ortodôntico. O movimento desejado é de expansão dos dois segmentos

maxilares, com inclinação mínima dos dentes envolvidos.

Pesquisas realizadas por Isaacson, Wood e Ingram (1964), Isaacson e Ingram

(1964) e Zimring e Isaacson (1965) se propuseram a analisar as forças

desenvolvidas durante a ERM. Diante dos benefícios da terapia de ERM, surgiram

esforços para adequar este procedimento, de forma cirurgicamente assistida, a

pacientes adultos, exemplificados pelo estudo de Northway e Meade (1997).

Em trabalhos mais recentes, o MEF, técnica computacional muito utilizada na

engenharia, tem sido utilizado para analisar forças, deformações e deslocamentos

dentários e ósseos associados à ERM. (JAFARI, SHETTY e KUMAR, 2003;

HOLBERG e RUDZKI-JANSON, 2006; PROVATIDIS et al., 2007; GAUTAM,

VALIATHAN e ADHIKARI, 2007 e BORYOR et al., 2008)

2.2 Indicações

Segundo Haas (1965), a expansão palatina é mais encorajadora como

resposta a alguns dos maiores desafios ortodônticos: casos classe III, tratados sem

cirurgia, casos com deficiência maxilar real ou relativa, casos de estenose nasal com

respiração oral característica e paciente maduro com fissura palatina. A musculatura

labial e bucal raramente permite inclinação lateral permanente dos dentes maxilares

e a língua raramente tolera a contração do arco mandibular. O método mais

desejável de tratamento seria, então, corrigir a disparidade na largura da base óssea

ao invés da largura dentária do arco. O movimento anterior e inferior de toda a

maxila parece sempre ocorrer durante a expansão palatina.

Em um estudo subseqüente, Haas (1970) refinou suas indicações para o

procedimento de ERM. O movimento maxilar para frente e para baixo melhora o

padrão classe III mordida fechada esqueletal, mas, por outro lado, afeta o padrão

classe III mordida aberta esqueletal positiva e negativamente. O deslocamento

ântero-inferior da maxila torna o padrão classe II divisão 1 esquelético

decididamente pior, enquanto que a maioria dos padrões classe II sobremordida

exagerada esqueléticos não são afetados de forma muito adversa se a mandíbula

tem boas características. Os casos de mordida aberta, independentemente da

classificação, são sempre afetados adversamente. Este efeito é, entretanto, apenas

temporário.

As indicações para a terapia de ERM, ainda segundo Haas (1970), são: casos

classe III cirúrgicos e não cirúrgicos, sendo os segundos mais indicados; deficiência

maxilar real ou relativa; capacidade nasal inadequada, com problemas respiratórios

nasais crônicos; paciente maduro com fissura palatina e casos selecionados de

deficiência de comprimento de arco, com o objetivo de evitar extrações dentárias.

Não é recomendado aguardar uma recuperação espontânea da maxila depois da

piora de uma classe II em decorrência da ERM. É aconselhado utilizar um aparelho

extra-oral diretamente na maxila, através do disjuntor palatino, imediatamente após

a estabilização. O uso de tração extra-oral após a estabilização é recomendada no

tratamento de quase todos os casos de classe II e muitos casos de classe I.

Segundo Bishara e Staley (1987), discrepâncias laterais resultando em

mordidas cruzadas posteriores uni ou bilaterais, com constrição maxilar esqueletal,

dentária ou uma combinação de ambas, são indicações para a terapia de ERM. Da

mesma forma, a terapia é de grande valia no tratamento de discrepâncias

anteroposteriores como classe II divisão 1, classe III ou pseudo-classe III com

constrição maxilar ou mordida cruzada posterior. Pacientes com fissura palatina e

maxila constrita também são beneficiados com o procedimento. Alguns clínicos

utilizam o procedimento para ganhar comprimento de arco em pacientes com

apinhamento moderado. A idade ótima para o procedimento é antes da faixa de 13 a

15 anos. Apesar de ser possível obter expansão em pacientes mais velhos, os

resultados não são previsíveis ou tão estáveis. Contra-indicações para este tipo de

tratamento seriam: pacientes não-cooperadores; mordidas cruzadas localizadas em

um único dente; mordidas abertas anteriores; planos mandibulares inclinados e

perfis convexos; pacientes com assimetrias esqueléticas de maxila ou mandíbula e

adultos com discrepâncias esqueletais anteroposteriores e verticais severas.

2.3 Tipos de Disjuntores

O primeiro aparelho construído com o objetivo de expandir a maxila

referenciado na literatura foi descrito por Edward H. Angell em 1860. O aparato foi

confeccionado com um parafuso ligado ao primeiro e segundo molar de um lado e

ao segundo do outro, com ativações de 2 voltas por dia no parafuso. Posteriormente,

de 1888 a 1929, diversos autores tentaram o procedimento com sucessos variados.

(HAAS, 1961)

Wright (1953) apresentou um método de tratamento da mordida cruzada

posterior através do relato de sucesso no tratamento de 4 casos de crianças

portadoras de mordidas cruzadas posteriores uni ou bilaterais. O aparelho consistiu

em bandas cimentadas nos segundos molares decíduos, estrutura metálica

contornando os dentes posteriores até caninos e uma união transversal móvel feita

através de um tubo. Neste segmento transversal era inserida uma mola comprimida

que exercia a força para obter a expansão maxilar.

O aparelho desenvolvido por Haas (1961) consistia em bandas nos primeiros

molares e primeiros pré-molares ou primeiros molares decíduos; barras conectando

as superfícies bucais e linguais de cada par de bandas; parafuso expansor na região

mediana; acrílico unindo as barras linguais e parafuso. As barras linguais devem se

estender anteriormente e posteriormente para a linha média, agindo como retenções

para o acrílico.

De acordo com Isaacson e Ingram (1964), aparelhos removíveis não são

indicados para este tipo de procedimento devido à magnitude das forças. Da mesma

forma, molas não são adequadas para este tipo de aparelho.

Segundo Haas (1965), para evitar o deslocamento de disjuntores móveis,

estes devem ser ativados gradualmente, levando a uma vestibularização dos dentes

e remodelamento do osso alveolar.

De acordo com Haas (1970), a eliminação da porção acrílica para a

confecção de um aparelho com estrutura inteira em fio pode ser maléfica. Neste

caso, toda a força passaria a ser suportada pela fina superfície vestibular alveolar,

enquanto que, no aparelho proposto por Haas, com acrílico, as forças seriam

suportadas pelas paredes inclinadas do palato, processos alveolares e dentes. A

principal lei da ortopedia, de acordo com Haas, é "thou shalt utilitze (sic) maximum

anchorage to gain your orthopedic objective", destacando a grande importância da

ancoragem para se conseguir movimentos ortopédicos. O objetivo principal da

expansão palatina é coordenar as bases dentárias maxilar e mandibular. O aparelho

deve ser, então, confeccionado de forma a aumentar o movimento ortopédico e

restringir a resposta ortodôntica. Para tanto, as unidades de ancoragem dentária

devem ser o mais fortes possível. As soldas devem ter seu tamanho aumentado

para elevar a rigidez do aparelho. Enfraquecer a ancoragem eliminando as barras

soldadas vestibularmente proporcionaria mais deslocamento dentário e menor

abertura da sutura.

Dentre os diversos tipos de aparelhos que podem ser empregados na ERM,

Chaconas e Caputo (1982) descreveram e analisaram os efeitos das forças geradas

por 5 tipos. O Minne-expander é um aparelho fixo cimentado aos primeiros molares

permanentes e aos primeiros pré-molares. É ativado girando o parafuso de ajuste,

que comprime uma mola. O Hyrax é também um aparelho fixo confeccionado

somente com bandas e fios e cimentado aos primeiros molares permanentes e aos

primeiros pré-molares. É ativado através de um parafuso localizado centralmente. O

disjuntor de Haas, como apresentado anteriormente, é similar ao Hyrax em

construção e ativação, com a exceção da inclusão de acrílico no palato. Outro

aparelho analisado foi a placa removível com um parafuso central para ativação. A

retenção é obtida através de grampos de Adams nos molares e circunferenciais nos

pré-molares. O quadri-hélice é um aparelho fixo confeccionado com fio e cimentado

nos primeiros molares permanentes ou nos segundo molares decíduos. A ativação

inicial é feita com a expansão do aparelho antes da cimentação. Os aparelhos Haas,

Hyrax e placa removível, quando estável, apresentaram as forças ortopédicas mais

significantes em cada incremento na ativação. À medida que a ativação aumentou

no aparelho móvel, sua retenção diminuiu, reduzindo a tensão. O Minne-expander

mostrou menor força em cada ativação, mas dentro da faixa ortopédica. O quadri-

hélice produziu forças abaixo da faixa ortopédica, sendo considerado um aparelho

ortodôntico, exceto quando usado em pacientes jovens, cujas suturas ainda estão

patentes.

Em um de seus primeiros relatos relacionados ao seu disjuntor, Haas (1965)

alerta para a possibilidade de irritação tecidual causada pela falta de cuidado na

confecção do aparelho. Wertz (1970) reafirma a necessidade de o aparelho ser

confeccionado com muito cuidado para limitar a irritação tecidual. Os profissionais

que utilizam o aparelho disjuntor do tipo Hyrax acreditam que ele cause menos

irritação à mucosa palatina e seja mais fácil de higienizar. (BISHARA e STALEY,

1987)

2.4 Protocolos de Ativação e Contenção

O protocolo de ativação inicialmente proposto por Haas (1961) era 1 volta

completa em 15 minutos após a cimentação e 1/4 de volta de manhã e 1/4 à noite

até obtenção da expansão adequada, sendo indicado o sobre-tratamento para

compensar uma possível recidiva. Era recomendada observação em 7, 10, 14, 18 e

21 dias. O aparelho deveria ser adaptado, sendo eliminada a parte acrílica para agir

como contenção durante 3 meses, permitindo neo-formação óssea e estabilizando a

expansão maxilar obtida. Após este período, o aparelho deveria ser removido e

utilizada placa acrílica como contenção.

Wertz (1970) realizou um estudo clínico longitudinal em 60 pacientes,

encontrando bons resultados com pelo menos 3 meses de contenção.

De acordo com estudo de Zimring e Isaacson (1965), a falha progressiva de

cargas sucessivas dissiparem totalmente em um período de 12 a 24 horas, com

resultante acúmulo de cargas, foi interpretada como um aumento gradual na

resistência esquelética. O paciente mais velho produziu uma carga total maior com

menor número de ativações, necessitando de mais tempo para dissipar as cargas

produzidas pela expansão. Um procedimento de ativação de 2 vezes ao dia produziu

cargas residuais em todos os pacientes no início do tratamento. Assim, uma taxa de

ativação sugerida para pacientes mais novos seria 2 vezes ao dia nos primeiros 4 ou

5 dias e 1 vez ao dia até o final do tratamento. Para pacientes mais velhos, devido à

maior resistência esqueletal, deveriam ser realizadas 2 ativações ao dia nos

primeiros 2 dias, 1 ativação diária nos 5 a 7 dias seguintes e 1 ativação a cada 2

dias até o final do tratamento.

2.5 Efeitos da Expansão Rápida da Maxila

2.5.1 Efeitos Ósseos

Debbane (1958) concluiu em seu trabalho que as forças de expansão, tanto

intermitentes quanto contínuas, provocam a abertura da sutura palatina mediana,

maior na região da pré-maxila, diminuindo a extensão na sutura palatina mediana

maxilar. A sutura não abriu na região dos ossos palatinos. A abertura da sutura

palatina mediana foi acompanhada pela neo-formação óssea nas duas bordas dos

ossos afastados.

Os achados nas observações em animais e humanos de Haas (1961) indicam

que a primeira reação à ERM é o dobramento lateral dos processos alveolares,

seguida de abertura gradual da sutura palatina mediana. Os processos palatinos da

maxila movem-se inferiormente nas margens livres causando um abaixamento do

palato.

Haas (1970) estendeu posteriormente suas observações, acrescentando que

a abertura é paralela ântero-posteriormente e triangular ínfero-superiormente, com o

ápice na cavidade nasal.

Wertz (1970) realizou um estudo clínico longitudinal em 60 pacientes e 2

crânios secos complementares, que contradisse parcialmente os achados de Haas

(1970) e confirmou observações de Debbane (1958). Oclusalmente, a sutura

palatina mediana pareceu abrir de uma maneira não paralela, com a maior abertura

na espinha nasal anterior diminuindo posteriormente.

Timms (1980) realizou estudo longitudinal em 20 mulheres e 12 homens. Foi

constatado que não apenas a maxila, mas também os ossos palatinos se separam,

com as porções inferiores dos processos pterigóideos se deslocando lateralmente.

Davis e Kronman (1969) realizaram estudo clínico longitudinal através de

análise de radiografias cefalométricas laterais e póstero-anteriores e modelos

dentários. Foi observado que o ponto A se movimenta anteriormente, como

resultado da separação da sutura palatina. O ângulo formado pela linha SN e o

plano palatino aumentou em aproximadamente metade dos casos, com um

resultante abaixamento do ponto A. O ângulo do plano mandibular tende a

aumentar, abrindo a mordida.

Confirmando estes achados, Haas (1970) afirma que quando a sutura palatina

mediana abre, a maxila sempre se movimenta para frente e para baixo,

provavelmente devido à disposição das suturas maxilo-cranianas. As mudanças na

postura maxilar invariavelmente causam uma rotação para baixo e para trás da

mandíbula, diminuindo o comprimento efetivo da mandíbula e aumentando a

dimensão vertical da face inferior. Toda a maxila parece se tornar móvel pelo

procedimento de expansão palatina.

Wertz (1970) realizou um estudo clínico longitudinal em 60 pacientes,

observando o deslocamento inferior da maxila rotineiramente, mas o anterior

limitado a casos isolados. A recuperação deste deslocamento durante o período de

contenção esteve presente em 50% dos casos. O deslocamento mandibular e

subseqüente recuperação foram normalmente notados. Oclusalmente, a sutura

palatina mediana pareceu abrir de uma maneira não paralela, com a maior abertura

em ANS diminuindo posteriormente.

2.5.2 Efeitos Dentários

Haas (1961) observou que as raízes dos incisivos centrais divergem mais do

que as coroas, provavelmente devido às fibras transeptais. Os dentes mandibulares

tendem a seguir os maxilares através de inclinação vestibular.

Complementando suas idéias, Haas (1970) constatou que quando as coroas

dos incisivos centrais se contatam novamente, as forças contínuas das fibras fazem

as raízes convergirem até suas inclinações axiais originais.

Davis e Kronman (1969) observaram em seus estudos que a distância inter-

molares aumenta em um grau maior do que a distância inter-caninos e que os

molares mandibulares têm uma tendência de seguir a expansão dos molares

maxilares. Estas avaliações foram confirmadas recentemente pelo trabalho de Lima

et al. (2004).

2.6 Complicações

Debbane (1958) observou que se a força aplicada nos dentes for excessiva

ocorre necrose no lado de compressão e reabsorção concomitante a deposição no

lado de tensão.

2.6.1 Idade

Segundo Haas (1970), freqüentemente, após os 18 anos de idade, não é

possível abrir a sutura palatina mediana. Isto pode ocorrer devido à ligação de

espículas ósseas ao longo da sutura ou ao aumento de rigidez dos ossos contíguos.

A falha na abertura da sutura pode resultar em dor dentária extrema e até na

perfuração da lâmina alveolar vestibular pelos dentes.

O estudo de Wertz (1970) confirma estas observações, afirmando que, com o

avanço da maturação, a rigidez dos componentes esqueléticos limitou o grau de

correção ortopédica em pacientes mais velhos.

Northway e Meade (1997) afirmam, ainda, que as complicações resultantes

de tentativas de expandir ortopedicamente a dimensão transversa em pacientes sem

crescimento têm sido há muito um grande problema. Para que esta terapia seja bem

sucedida neste caso, é indicada a ERM assistida cirurgicamente. Northway e Meade

(1997) realizaram estudo longitudinal em 42 pacientes adultos para comparar

benefícios e malefícios de 3 diferentes abordagens de expansão maxilar em

pacientes sem crescimento. Foi concluído que a expansão maxilar em adultos,

ortopédica, como defendida por Haas, e cirurgicamente assistida, é previsível e

estável.

Chang, McNamara e Herberger (1997) realizaram estudo longitudinal

retrospectivo em 73 crianças para examinar a natureza dos efeitos colaterais

produzidos pelo tratamento de ERM combinado com mecânica edgewise

convencional, assim como a persistência destes efeitos durante o período pós-

tratamento. Foi concluído que esta terapia, quando utilizada no tratamento de

pacientes com más oclusões de classe I ou de classe II não apresenta efeitos

significantes em longo prazo nas dimensões verticais ou anteroposteriores da face.

2.6.2 Inclinações Dentárias

Starnbach et al. (1966) realizaram estudo em macacos rhesus para

determinar se o movimento dentário vestibular causado por procedimentos de

expansão palatina mediana é de inclinação ou de corpo. A evidência indicou que o

movimento dentário foi predominantemente de corpo e não de inclinação.

2.6.3 Recidiva

De acordo com Zimring e Isaacson (1965), em pacientes com constrição

maxilar severa, os procedimentos convencionais de expansão lenta aumentam a

probabilidade de recidiva através da inclinação dentária além dos limites ditados

pela musculatura adjacente. A contenção deve ser absolutamente rígida, logo o

próprio aparelho utilizado na expansão é capaz de gerar uma contenção adequada.

O tempo necessário para contenção depende da quantidade de carga residual ao

final da ativação do aparelho. A utilização de um procedimento de ativação mais

lento evita o acúmulo de grandes cargas residuais, diminuindo o tempo necessário

de contenção, mas o tempo total de tratamento permaneceria o mesmo.

Haas (1965) afirma em seu estudo que o defeito criado pela abertura da

sutura requer 60 a 90 dias para mineralizar completamente.

De acordo com Isaacson e Ingram (1964), a contenção destes casos

provavelmente depende da criação de relações estáveis das articulações da maxila

e outros ossos do esqueleto facial.

Zimring e Isaacson (1965) investigaram quantitativamente as forças presentes

durante a fase de contenção e avaliaram o tempo ótimo de duração desta fase. Foi

utilizado um aparelho de Haas modificado com dinamômetro. Cada aparelho foi

utilizado como contenção até as cargas medidas decaírem para um nível

considerado de baixo potencial para recidiva. As forças residuais atuando no

aparelho no final da fase de tratamento dissiparam completamente em um período

de 5 a 7 semanas, provavelmente devido a uma separação ainda maior dos

segmentos maxilares e/ou movimentação dentária.

2.7 Forças Produzidas pela Expansão Rápida da Maxila

Procedimentos de expansão rápida mecânica produzem forças pesadas e são

projetados para produzir movimento dentário mínimo e máximo reposicionamento

ósseo. (ISAACSON e INGRAM, 1964)

Isaacson, Wood e Ingram (1964) descreveram o projeto, a confecção e a

calibração de um sistema desenvolvido para medir precisamente as forças

produzidas por técnicas de expansão rápida. Foi utilizado um aparelho de Haas

modificado com um dinamômetro. Metade de um parafuso posicionado na linha

média foi envolvida em acrílico e a outra metade teve uma extremidade de fio de aço

soldado a ela, com duas dobras em ângulos retos. A outra extremidade do fio foi

soldada às bandas dos dentes. Assim, a ativação do parafuso expansor na boca

causava deformação do metal. Quando as leituras destas deformações são

comparadas a deformações produzidas por cargas conhecidas, podem ser

conhecidas as magnitudes das forças produzidas em boca.

Isaacson e Ingram (1964), utilizando o sistema descrito anteriormente,

realizaram um estudo clínico em 4 garotas e 1 garoto com idades variando de 8

anos e 6 meses a 15 anos e 6 meses, com mordida cruzada posterior bilateral e

algum grau de constrição maxilar. Uma única ativação do parafuso produziu forças

de 3 a 10 lb. Forças menores foram produzidas em pacientes mais jovens. O

esqueleto facial aumenta sua resistência à expansão com o aumento da maturação

e idade. Segundo os autores, a expansão total pode se tornar fisiologicamente

estável em um período mais curto em procedimentos de expansão com forças

menores. Foi observado que a maior resistência à expansão rápida da maxila não é

a sutura palatina mediana, mas as outras articulações maxilares.

De acordo com o estudo complementar Zimring e Isaacson (1965), a

magnitude de carga é importante, já que cargas maiores são necessárias para

sobrepujar a resistência esqueletal no deslocamento das metades maxilares quando

comparadas às cargas necessárias para movimentar dentes individualmente. Como

a natureza da expansão rápida da maxila é mais ortopédica do que ortodôntica, os

dentes são movimentados apenas levemente em seus alvéolos enquanto os ossos

maxilares com a musculatura relacionada são separados. As forças produzidas por

qualquer ativação, caso o esqueleto facial não responda com movimentação

imediata, são armazenadas como energia potencial no próprio aparelho. As

estruturas esqueléticas não se movem imediatamente em reposta a uma ativação,

existe um pequeno tempo de retardo. A conseqüente diminuição de carga após a

ativação pode ser explicada pelo movimento dos segmentos maxilares e

conseqüente separação dos incisivos centrais. Este decréscimo de carga não ocorre

uniformemente, iniciando segundos após a ativação a uma alta taxa - 30 a 50% do

incremento produzido pela ativação dissiparam nos primeiros 15 minutos - e

diminuindo progressivamente em um período de 24 horas. A falha progressiva de

cargas sucessivas dissiparem totalmente em um período de 12 a 24 horas, com

resultante acúmulo de cargas, foi interpretada como um aumento gradual na

resistência esquelética. O paciente mais velho produziu uma carga total maior com

menor número de ativações, necessitando de mais tempo para dissipar as cargas

produzidas pela expansão.

Segundo Haas (1970), forças de grande magnitude que excedem largamente

as forças mínimas necessárias para movimentação dentária causam expansão e

inibem o potencial de crescimento, sendo consideradas ortopédicas. A natureza da

força ortopédica elimina a possibilidade de grandes movimentos dentários até que a

força deteriore. Assim, os dentes podem ser utilizados como unidades de

ancoragem para direcionar estas forças para as suturas inter-maxilares e maxilo-

craniais.

Em estudo de Chaconas e Caputo (1982), tensões produzidas por aparelhos

fixos se concentraram na região anterior do palato, progredindo posteriormente em

direção aos ossos palatinos. Os aparelhos tipo Haas, Hyrax e Minne-expander

produziram tensões que irradiaram superiormente ao longo da placa perpendicular

do osso palatino para estruturas anatômicas mais profundas, como as lâminas

pterigóideas do esfenóide, os processos zigomáticos e a parede mediana da órbita.

2.8 Expansão Rápida da Maxila e o Método dos Elementos Finitos

Onde estão as áreas de maior concentração de força durante a ERM? Como

estas forças são gradualmente dissipadas? Existe a possibilidade de transmissão de

forças à distância até a base do crânio, com possibilidade de distorcer a sincondrose

esfeno-occipital? Perguntas como estas são difíceis, se não impossíveis de

responder utilizando métodos como strain gauge, fotoelástico ou laser holográfico.

Porém, nos anos recentes, a análise através do método de elementos finitos (MEF)

foi introduzida na ortodontia como uma poderosa ferramenta de pesquisa para

resolver vários problemas estruturais mecânicos. Este método é reconhecido como

um procedimento geral de aproximação mecânica para todos os problemas físicos

que podem ser modelados por equações diferenciais descritivas. A análise de

elementos finitos tem sido aplicada para descrever mudanças de forma física em

estruturas biológicas, particularmente nas áreas de crescimento e desenvolvimento

e dentística restauradora. Existem de um modo geral dois tipos de aplicação em

estudos biomecânicos. Um é a análise de tensões e deformações geradas por um

dado sistema de forças aplicado aos dentes ou ao complexo craniano. O outro é a

avaliação do crescimento craniofacial com o deslocamento esqueletal observado

durante as mudanças desta fase. (JAFARI, SHETTY e KUMAR, 2003)

Jafari, Shetty e Kumar (2003) realizaram estudo através de modelo MEF para

avaliar o padrão de acúmulo e dissipação de tensão e o deslocamento de várias

estruturas craniofaciais após a ERM. Foi utilizado um crânio seco do sexo feminino e

idade aproximada de 12 anos. Sulfato de bário foi inserido em sulcos circulares de

0,25mm em 3 pontos de cada sutura craniofacial para que as suturas pudessem ser

transferidas precisamente das imagens geradas pela tomografia computadorizada

para o programa de elementos finitos. Tomografia computadorizada do crânio com

exceção da mandíbula foi realizada, com cortes axiais paralelos ao plano de

Frankfort e intervalos de 5mm. Cada imagem de corte gerada pela tomografia

computadorizada foi traçada em acetato, aumentada em 200 vezes e traçada em

papel gráfico para digitalização, sendo inseridos os dados no programa de

elementos finitos. Foram gerados 6.951 elementos e 7.357 nós, com 44.142 graus

de liberdade. As propriedades mecânicas do osso compacto e esponjoso e dos

dentes foram definidas de acordo com a literatura. A análise dos resultados

possibilitou afirmar que as forças ortopédicas transversais não apenas produziram

uma força expansiva na sutura inter-maxilar, mas também elevadas forças em várias

estruturas do complexo craniofacial, particularmente nos ossos esfenóide e

zigomático. O efeito restritivo das lâminas pterigóideas do esfenóide minimiza

dramaticamente a capacidade dos ossos palatinos separarem no plano sagital

mediano. Mais posteriormente, as lâminas pterigóideas podem se dobrar até certo

limite, aumentando sua resistência nas partes mais próximas à base do crânio.

Pode-se concluir, então, que durante a ERM cirurgicamente assistida, as lâminas

pterigóideas devem ser soltas, pois, diferentemente da maxila, que é composta por

dois ossos, o esfenóide é um osso único com ambos os processos pterigóideos

ligados.

Holberg e Rudzki-Janson (2006) realizaram estudo através do MEF para

examinar os efeitos da deformação da base craniana e analisar o padrão de

distribuição e o nível de tensões induzidas nas bases cranianas de jovens e adultos.

A distribuição de tensão nos forames da base craniana foi de particular interesse,

devido a suas estruturas neurais e vasculares vulneráveis. Foram realizadas

tomografias computadorizadas de ossos individuais: frontal, occipital, esfenóide e 2

temporais. O modelo total da base craniana, com a união dos ossos individuais foi

formado por 41.556 elementos tetraédricos e 75.209 nós. Foi utilizado o software

ANSYS WORKBENCH

para todas as simulações. De acordo com outras fontes na

literatura, o módulo de elasticidade da base craniana juvenil foi de 8 GPa e da adulta

20 GPa. O coeficiente de Poisson foi determinado em 0,3 para todas as simulações.

Uma deformação fixa pré-definida dos nós dos processos pterigóideos, na direção

transversal, foi considerada. Foi concluído que a ERM leva a tensões moderadas na

base craniana de crianças e adolescentes, de forma que complicações sérias são

improváveis na área da base craniana juvenil. Durante a fase adulta, a deformação

lateral dos processos pterigóideos durante uma expansão rápida da sutura palatina

leva a um desenvolvimento acentuado de tensões, particularmente na área do

esfenóide. A fissura orbital superior, os forames oval, espinhoso, redondo, lacerado

e óptico e o sulco carotídeo são particularmente afetados. Quanto menor for a

elasticidade do osso do paciente durante a ERM, mais importante as medidas de

proteção da base craniana. A conexão pterigo-maxilar deve ser completamente

separada em ambos os lados em adultos que sejam submetidos à ERM

cirurgicamente assistida, como aconselhado anteriormente por Jafari, Shetty e

Kumar (2003).

Provatidis et al. (2007) procuraram construir um modelo de elementos finitos

preciso anatomicamente do complexo craniofacial com suas estruturas,

propriedades mecânicas apropriadas de osso, suturas, dentes, ligamentos

periodontais e o aparelho expansor maxilar. O modelo tridimensional de elementos

finitos do crânio humano incluindo suturas, dentes adicionados artificialmente e o

aparelho expansor foi desenvolvido com o software ALGOR

(Pittsburg, USA),

versão 12.10. Os pesquisadores concluíram que o modelo mais confiável para

estudar o tratamento da ERM é um modelo de elementos finitos totalmente

detalhado. Este deveria ser baseado em tomografia computadorizada de um crânio

inteiro, com a dentição maxilar e as suturas sagital e palatina mediana - que devem

estar ossificadas - levando em consideração o fenômeno de relaxamento de tensões

ósseas que ocorre entre duas ativações sucessivas do aparelho. A avaliação da

técnica de ERM utilizando um modelo de elementos finitos linearmente elástico

contém erros sistemáticos de vários milímetros, dependendo do número de

aplicações sucessivas de força de expansão e dos pontos de medida. Isto ocorre

devido ao fenômeno de relaxamento de tensões que ocorre entre duas voltas

sucessivas do parafuso do aparelho. Quando a distribuição de tensões no complexo

craniofacial durante a ERM precisa ser calculada, o fenômeno de relaxamento deve

ser levado em consideração para simular da melhor forma a situação clínica. Para

uma mesma ativação do parafuso, a consideração do relaxamento leva a menores

tensões e maiores aberturas nos pontos críticos. O grau de ossificação sutural tem

um importante papel na determinação da distribuição de deformação no esqueleto

craniofacial. Os maiores valores de deformação são observados na maxila abaixo do

osso palatino duro e dissipa em estruturas anatômicas mais profundas.

Gautam, Valiathan e Adhikari (2007) realizaram estudo para avaliar a

distribuição de tensões ao longo das suturas craniofaciais e deformação de várias

estruturas craniofaciais geradas pela ERM através de um modelo de elementos

finitos que representasse o crânio humano de uma forma melhor do que outros

estudos já apresentados. O modelo analítico foi desenvolvido a partir de um crânio

humano seco com idade aproximada de 7 anos. Cortes de tomografia

computadorizada com intervalos de 2,5mm foram traçados com AutoCAD

. Através

do software ANSYS

, foi obtido o modelo com 108.799 elementos, 193.633 nós e

580.899 graus de liberdade, sendo uma melhor representação do que modelos

apresentados previamente em outros estudos. Foi simulada uma expansão maxilar

transversa de 10mm. Houve um movimento para baixo e para frente da maxila com

uma tendência de rotação posterior. As lâminas pterigóideas foram deformadas

lateralmente e as estruturas distantes do esqueleto craniofacial - ossos zigomático,

temporal e frontal - também foram afetadas pelas forças ortopédicas transversas. No

plano frontal, o centro de rotação da maxila está próximo da fissura orbital superior.

A parede lateral da cavidade nasal deslocou lateralmente, indicando aumento de sua

largura. As tensões de von Mises máximas foram encontradas ao longo das suturas

fronto-maxilar, naso-maxilar e fronto-nasal, seguidas pelas suturas zigomático-

temporal e esfeno-zigomático. As suturas zigomático-maxilar, zigomático-temporal e

zigomático-frontal estavam associadas com tensões de tração e compressão.

Osteotomias bilaterais nos suportes pterigomaxilar e zigomático são essenciais para

proceder a ERM cirurgicamente assistida em adultos.

Boryor et al. (2008) realizaram estudos através do MEF para analisar a

distribuição de tensão e deformação em crânios adultos sob uma força de expansão

instantânea de 100N. Como alternativa a esta aplicação direta de força nesta análise

de elementos finitos, um deslocamento dentário transversal relativo ao

deslocamento causado pela força de 100N poderia ser também utilizado para

determinar a distribuição de tensão e deformação. O modelo de elementos finitos foi

gerado pelo software Amira

a partir de cortes de tomografia computadorizada de

um crânio humano de 35 anos de idade, masculino, europeu. Resultados confiáveis

do MEF de uma expansão maxilar só podem ser alcançados se o modelo

representar exatamente o crânio do paciente. Todas as condições de limite devem

coincidir com o aparelho utilizado no tratamento para reduzir o risco de cometer

grandes e invisíveis erros. Aposição e deposição óssea ocorrem pouco depois da

aplicação de força e, assim, simulações de deslocamento não devem ser

confundidas com simulações de carga. Isto significa que um deslocamento D

conseguido com uma força constante F, trabalhando, por exemplo, 2 dias, não

resulta na mesma força F após uma simulação de deslocamento de uma distância

D. A distância D deveria ser dividida em degraus de forma a simular uma situação

clínica mais realista. Os resultados mostram que a tensão máxima de tração durante

a expansão maxilar está no processo palatino e a tensão máxima de compressão

está no osso alveolar. Um ligeiro alargamento da cavidade nasal foi observado.

Regiões delicadas como ao redor do forame do viscerocrânio, o delgado osso

etmóide e a superfície interna da base craniana estão sob tensões relativamente

grandes.

ARTIGO

A INFLUÊNCIA DA ALTURA DO PARAFUSO NOS

EFEITOS DENTÁRIOS DO DISJUNTOR HYRAX: UM

ESTUDO COM ELEMENTOS FINITOS

Resumo: Apesar da eficácia e da importância do procedimento de expansão

rápida da maxila (ERM) terem sido comprovadas na literatura científica desde a

segunda metade do século XX, a busca por formas de tornar este procedimento

mais eficiente ainda é uma realidade nos dias atuais. O objetivo dos autores deste