Artículo Original

Microanálisis Topográfico de Módulos Elastoméricos Provenientes de Pacientes con Labio y Paladar Hendido: Estudio por Microscopia Electrónica de Barrido

Uriel Jiménez Franco1, Amauri Ballesteros Pérez2, Héctor Ruiz Reyes3

Resumen

El propósito del presente estudio fue comparar las alteraciones microestructurales de la superficie de módulos elastoméricos provenientes de pacientes con labio y paladar hendido durante la fase de alineación y nivelación.

Se retiraron módulos y cadenas elastoméricas ORMCO, AMERICAN ORTHODONTICS y ORTHO PREMIUM de 5 pacientes con labio y paladar hendido provenientes del Hospital Infantil de Morelia “Eva Sámano”, en fase de alineación y nivelación en su primer mes de tratamiento ortodóntico. Los módulos elastoméricos se metalizaron con átomos de cobre, utilizando la técnica de Sputtering y se analizaron usando un microscopio electrónico de barrido de alta resolución modelo JEOL JSM-7600F, obteniendo microimágenes a diferentes magnificaciones: 25x, 100x y 200x utilizando la técnica de electrones retrodispersados. Se analizó la rugosidad de los módulos elastoméricos mediante una encuesta aplicada a evaluadores calibrados otorgando un valor del 0 al 100% en intervalos de 5. Se logró observar una mayor rugosidad en la topografía de las cadenas: AMERICAN ORTHODONTICS 71.66 ± 23.58%RUGOSIDAD, ORMCO 65.55 ± 14.45%R y ORTHO PREMIUM 81.11 ± 10.24%R, en relación a la topografía de los módulos: ORMCO 11.66 ± 8.29%R y AMERICAN ORTHODONTICS 30 ± 16.39%R (p<0.05).

Palabras clave: Módulos Elastoméricos, Análisis topográfico, Labio y paladar hendido.


Original Article

Abstract

Módulos Elastoméricos, Análisis topográfico, Labio y paladar hendido.

ORMCO, AMERICAN ORTHODONTICS and ORTHO PREMIUM elastomeric modules and chains were removed from 5 patients with cleft lip and palate from the Children's Hospital of Morelia “Eva Samano”, in alignment and leveling phase in their first month of orthodontic treatment. The elastomeric modules were metallized with copper atoms using the Sputtering technique and analyzed using a JEOL JSM-7600F high resolution scanning electron microscope, obtaining micro-images by using the backscattered electron technique at different magnifications: 25x, 100x and 200x. The roughness of the elastomeric modules was analyzed by applying a survey to calibrated evaluators, giving a value of 0 to 100% in intervals of 5. It was possible to observe greater roughness on the topography of the chains: AMERICAN ORTHODONTICS 71.66 ± 23.58%Roughness, ORMCO 65.55 ± 14.45%R and ORTHO PREMIUM 81.11 ± 10.24%R, in relation to the topography of the modules: ORMCO 11.66 ± 8.29%R and AMERICAN ORTHODONTICS 30 ± 16.39%R (p <0.05).

Key words: Elastomeric Modules, Topographic analysis, Cleft lip and palate.


  1. Cirujano dentista, Pasante de la especialidad en Ortodoncia, Centro de Posgrados en Estomatología. Morelia, Michoacán. México.
  2. Cirujano Dentista Especialista en Ortodoncia. Miembro de la Asociación Mexicana de Ortodoncia. Coordinador de la especialidad en Ortodoncia del Centro de Posgrados en Estomatología. Morelia, Michoacán. México.
  3. Maestro en Ciencias. Profesor de Metodología de la Investigación. Centro de Posgrados en Estomatología. Línea de investigación en Microscopia Electrónica de Barrido. Morelia, Michoacán. México.
  4. Correspondencia a:
    Nombre completo: Uriel Jiménez Franco
    Domicilio: Calle Juana Pavón #366, colonia Las Palmas. Apatzingán, Michoacán. México.
    Código postal: 60699
    Teléfono: (+52) 4531413679 Móvil (+52) 4535344187 Consultorio e-mail: [email protected]

INTRODUCCIÓN

Las cadenas elastoméricas forman parte de los tratamientos dentales en ortodoncia, siendo las principales aplicaciones clínicas: el cierre de espacios post-extracción dentaria terapéutica, distalización de caninos, correcciones de rotaciones, discrepancias de línea media, constricción del arco dental, tracción ortodóntica de dientes impactados, desviaciones de línea media, soportes de fijación del arco a los brackets y como sustituto de las ligaduras metálicas.1

Los compuestos químicos que componen a los módulos elastoméricos son polímeros de poliuretano –(NH)-(C=O)-O-, los cuales le confieren las características de elasticidad. La pérdida de las propiedades físicas de los elastómeros pueden verse alteradas por diversos factores ambientales tales como: alta temperatura, concentración de oxígeno, cambios de pH, exposición a la luz ultravioleta, absorción de agua, acción de sustancias contenidas en el flujo salival, higiene oral, alimentos con pH acido, acumulación de placa dentobacteriana, desarrollo de biofilm adherida en la aparatología ortodóntica y efectos de fuerza extremas como la masticación. Por lo tanto, los movimientos dentales que se requieren en el tratamiento ortodóntico serán menos eficaces, se requerirán de citas más frecuentes y además, el tiempo de tratamiento será más prolongado.2,3

Se ha reportado que a los 30 minutos de ser colocados los módulos elastoméricos en boca, ya existe degradación de fuerza que a las 24 h es del 50 al 70%, quedando un remanente del 30 al 40% aproximadamente, durante las siguientes 4 semanas. Por otra parte, en el mercado existen diferentes marcas comerciales de módulos elastoméricos, los cuales pueden presentar diferente calidad debido a sus variaciones en el proceso de fabricación, aditivos agregados a las cadenas con fines estéticos como los pigmentos que proporcionan color al módulo, lo cual puede representar avances y retrocesos en el tratamiento de ortodoncia.4,5

Por otra parte, Según la Patología Oral y Maxilofacial Contemporánea de Philp J Sapp y colaboradores, el labio fisurado se define “como un trastorno del desarrollo, caracterizado por un defecto en forma de cuña que es consecuencia de una ausencia de fusión de las dos partes del labio en una sola estructura“ y el paladar fisurado “como un defecto del desarrollo del paladar caracterizado por la ausencia de fusión completa de las dos crestas palatinas, produciéndose una comunicación con la cavidad nasal”.6

El labio y paladar hendido es la malformación congénita más común que afectan el crecimiento y desarrollo de las estructuras bucodentofaciales, musculares y dentales, por lo cual es necesario someter a los pacientes a tratamientos ortopédicos de los 4 a los 10 años de edad y ortodóncicos a partir de los 11 años de edad. Es de suma importancia que estos pacientes que en un porcentaje alto presentan fistulas (pequeñas comunicaciones entre la cavidad oral y fosas nasales) después de la palatoplastía, tengan una higiene adecuada para evitar infecciones respiratorias, por lo cual, dentro del tratamiento de ortodoncia que llevan por las alteraciones en la erupción de los dientes y mala oclusión tengan lo menos posible la retención de bacterias en la superficie de los elastómeros.7,8

Una desventaja que presentan los módulos elastoméricos utilizados durante el tratamiento ortodóncico es que favorecen la formación de la placa microbiana, tanto a nivel supragingival como en la infra gingival, aumentan la acumulación de restos de comida y dificulta el aseo dental diario. Se encontró que los brackets ligados con anillos elastoméricos retienen más biopelícula de Streptococcus mutans. Las enzimas proteolíticas y metabolitos ácidos producidos por diversas especies bacterianas que se encuentran en cavidad oral, pueden influir en el deterioro de la superficie de los módulos elastoméricos reduciendo así la vida útil del elastómero.9 En relación a todo lo anterior, el propósito del presente estudio de investigación fue comparar las alteraciones microestructurales de la superficie de módulos elastoméricos provenientes de pacientes con labio y paladar hendido durante la fase de alineación y nivelación, mediante el análisis topográfico de microimágenes obtenidas por microscopia electrónica de barrido de alta resolución.

MATERIAL Y MÉTODOS

Participaron pacientes entre 8-12 años provenientes del Hospital Infantil de Morelia “Eva Sámano”, que acuden a la clínica de especialidad de labio y paladar hendido, los cuales son atendidos con tratamiento de ortodoncia. Se seleccionaron 5 pacientes en fase de alineación y nivelación en su primer mes de tratamiento, de los cuales se retiraron módulos y cadenas elastoméricas de las siguientes marcas comerciales: ORMCO, AMERICAN ORTHODONTICS y ORTHO PREMIUM. Fig 1A.

Recolección de los módulos elastoméricos

Los módulos elastoméricos se retiraron con la ayuda del explorador y pinzas de curación, fueron colocados en tubos de ensayo con tapón de rosca estériles para ser trasportados al Laboratorio de Microscopia Electrónica de Barrido de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.

Montaje y metalizado de las muestras

Los módulos elastoméricos se montaron en un portamuestras Cu-Zn con ayuda de cinta conductora de carbón doble cara, Fig. 1B y C. Debido a que los módulos elastoméricos no son conductores de electrones, las muestras fueron sometidas al proceso de metalización mediante el bombardeo con átomos de cobre, utilizando la técnica de sputtering (modelo S160A Sputter Coater, 20mA por 20 minutos) Fig. 2.

Análisis Topográfico

Las muestras de los módulos elastoméricos metalizados Fig. 3 se analizaron usando un microscopio electrónico de barrido de alta resolución modelo JEOL JSM-7600F operado a 15.0 Kv y una amplitud de distancia de WD 8.00 mm. Fig. 4. Se obtuvieron microimágenes a diferentes magnificaciones: 25x, 100x y 200x utilizando la técnica de electrones retrodispersados.

Análisis de microimágenes por evaluadores calibrados

Se seleccionaron las microimágenes a 25x de los módulos elastoméricos, y se les pidió a dentistas especialistas en ortodoncia comparar la rugosidad de los elastómeros que procedían de los pacientes con labio y paladar hendido Fig. 5, en relación a una microimagen a 25x de un módulo elastomérico en condiciones de recibido, que sirvió como grupo control Fig. 6. Se les comento otorgarán un valor del 0 al 100% en intervalos de 5. Análisis bioestadístico: para comparar las rugosidades entre las diferentes marcas de elastómeros se utilizó la prueba estadística de t student por comparación de medias pareadas, a IC 95% y /2=0.05. Para el procesamiento de estos datos se utilizó la hoja de cálculo Excel y el paquete estadístico SPSS versión 19.0.

Figura 1. A) Retiro de cadenas elastoméricas de un paciente con labio y paladar hendido, B) y C) Fijación de los módulos elastoméricos al portamuestra mediante cinta adhesiva conductora de carbono de doble cara.
Figura 1. A) Retiro de cadenas elastoméricas de un paciente con labio y paladar hendido, B) y C) Fijación de los módulos elastoméricos al portamuestra mediante cinta adhesiva conductora de carbono de doble cara.
Figura 2. A) Preparación del portamuestra para el proceso de metalización. B) Equipo Vacuum Coating, modelo S160A Sputter Coater. C) Recubrimiento con iones Cu en los módulos elastoméricos.
Figura 2. A) Preparación del portamuestra para el proceso de metalización. B) Equipo Vacuum Coating, modelo S160A Sputter Coater. C) Recubrimiento con iones Cu en los módulos elastoméricos.
Figura 3. A) Módulos elastoméricos con recubrimiento de Cu, B) Colocación del portamuestras en la camará de vacío del Microscopio Electrónico de Barrido de Campo de Alta Resolución.
Figura 3. A) Módulos elastoméricos con recubrimiento de Cu, B) Colocación del portamuestras en la camará de vacío del Microscopio Electrónico de Barrido de Campo de Alta Resolución.
Figura 4. A) Microscopio Electrónico de Barrido de Campo de Alta Resolución JEOL JSM-7600F. B) Centro de comando para obtención de microimágenes.
Figura 4. A) Microscopio Electrónico de Barrido de Campo de Alta Resolución JEOL JSM-7600F. B) Centro de comando para obtención de microimágenes.
Figura 5. Aplicación de la encuesta.
Figura 5. Aplicación de la encuesta.
Figura 6. Microimágen a 25x del elastómero en condiciones de recibido, que sirvió como control.
Figura 6. Microimágen a 25x del elastómero en condiciones de recibido, que sirvió como control.

RESULTADOS

En la figura 5, se observan las microimágenes de los módulos elastoméricos obtenidos de pacientes con labio y paladar hendido. En la tabla 1 se describe la estadística descriptiva en relación a los valores de rugosidad reportados entre las diferentes marcas comerciales de módulos elastoméricos analizados: Modulo azul - ORMCO 11.66 ± 8.29%Rugosidad, Modulo gris - American orthodontics 30 ± 16.39%R, Cadena trasparente - American orthodontics 71.66 ± 23.58%R, Cadena plata - ORMCO 65.55 ± 14.45%R y Cadena blanca - Ortho Premium 81.11 ± 10.24%R. La tabla 2 representa la estadística inferencial entre los valores de rugosidad obtenidos en los módulos elastoméricos.

Figura 5
Figura 5
Figura 5
Figura 5
Figura 5
Figura 5. A) Módulo elastomérico marca ORMCO retirado de un paciente con labio y paladar hendido a 1 mes de haberse colocado. B) Zona donde se desprende el módulo de la llave, se logra apreciar que el daño estructural representa una superficie con rugosidad ideal para acumulación de biofilm. C) Área donde hace presión el arco, se observa una deformación del elastómero presentando zonas rugosas que permiten la acumulación bacteriana. D) Módulo elastomérico marca AMERICAN ORTHODONTICS retirado de paciente con labio y paladar hendido a 1 mes de haberse colocado. E) Deformación del elastómero. F) Zonas con rugosidad del elastómero que favorecen la retención de biofilm. G) Cadena elastomérica marca AMERICAN ORTHODONTICS retirado de paciente con labio y paladar hendido a 1 mes de haberse colocado. H) Daño estructural. I) Deformaciones del elastómero vistas a 200x. J) Cadena elastomérica marca ORMCO retirado de paciente con labio y paladar hendido a 1 mes de haberse colocado. K) Zonas con deformación estructural vistas a 100x. L) Grieta en zona de tensión. M) Cadena elastomérica marca ORTHO PREMIUM retirado de paciente con labio y paladar hendido a 1 mes de haberse colocado. N) Pérdida de estructural del elastómero. O) Presencia de rugosidad vista a 100x.
TABLA 1. Análisis estadístico descriptivo de los resultados de rugosidad obtenidos en las encuestas (expresado en %).
TABLA 1. Análisis estadístico descriptivo de los resultados de rugosidad obtenidos en las encuestas (expresado en %).
* Desviación típica (DESV. TIP.)
TABLA 2. Representa los resultados de la prueba estadística de T student por medias pareadas, entre las confrontaciones de cada uno de los elastómeros ortodónticos (módulos y cadenas), respecto a los valores de rugosidad obtenidos de las encuestas aplicadas a evaluadores calibrados.
TABLA 2. Representa los resultados de la prueba estadística de T student por medias pareadas, entre las confrontaciones de cada uno de los elastómeros ortodónticos (módulos y cadenas), respecto a los valores de rugosidad obtenidos de las encuestas aplicadas a evaluadores calibrados.
* existe diferencia estadísticamente significativa.

DISCUSIÓN

Los módulos elastoméricos son aditamentos muy utilizados para el cierre de espacios en los tratamientos ortodónticos, por lo que es esencial conocer los diversos factores que pueden afectar sus características y el patrón de descomposición de la fuerza.10 El uso de módulos elastoméricos en pacientes que presentan labio y paladar hendido es vital para llevar a cabo una mejor maloclusión, sin embargo, la limpieza de cavidad oral en estos pacientes es muy ineficaz, por tal motivo, el clínico debe prestar suficiente atención en las pautas de control de biofilm tanto en la aparatología fija, como los aditamentos que utiliza, debido a que este factor puede influir en el éxito del tratamiento y más aún inducir infecciones bacterianas en estos pacientes por acumulación excesiva de biofilm.

La rugosidad que se genera en los módulos elastoméricos con el tiempo de uso, puede influir para formar superficies idóneas para la adhesión bacteriana y desarrollo de biofilm, este fenómeno es una gran desventaja para los pacientes con labio y paladar hendido. En el presente estudio de investigación se analizaron microimágenes obtenidas por microscopia electrónica de barrido de alta resolución a diferentes magnitudes de las cadenas elastoméricas que utilizaron durante un mes pacientes con labio y paladar hendido en fase de alineación y nivelación, se logró observar una mayor deformación estructural y rugosidad en la topografía de las cadenas: American orthodontics 71.66 ± 23.58%RUGOSIDAD, ORMCO 65.55 ± 14.45%R y Ortho Premium 81.11 ± 10.24%R, en relación a la topografía de los módulos: ORMCO 11.66 ± 8.29%R y American orthodontics 30 ± 16.39%R. Es importante tener en cuenta que los módulos se utilizan para generar movimientos individuales, a diferencia de las cadenas que permiten mover en cuerpo (corona, raíz) de los dientes. En el presente estudio se observó que la cadena y módulo de la marca comercial ORMCO presentaron los menores porcentajes de rugosidad a diferencia de las otras marcas.

Abdelali y cols; 2013 realizaron un estudio in vitro donde sometieron diferentes marcas de cadenas elastoméricas en saliva artificial ajustada a diferentes pH (7, 4 y 2.5) y observaron por microscopia electrónica de barrido el desgaste superficial, estos autores concluyen que el desgaste en las cadenas es mayor cuando el pH es más ácido, las imágenes obtenidas por estos autores concuerdan con las obtenidas en este estudio, sin embargo, las cadenas elastoméricas analizadas en este estudio provienen de pacientes con labio y paladar hendido en fase de alineación y nivelación, la rugosidad observada en todas las muestras concuerda con la topografía de las imágenes de estos autores. Es importante tomar en cuenta que los pacientes con labio y paladar hendido se encontraban en fase de tratamiento de ortodoncia correctiva, por lo tanto, el añadir aparatología ortodóntica a estos pacientes permitirá una mayor acumulación de placa dentobacteriana y biofilm.11 Al momento de utilizar más aditamentos como elastómeros en cadena utilizados para el cierre de espacios y elastómeros individuales para sujetar el arco dental, se incrementara aún más la carga microbiana en cavidad oral, por lo tanto, el pH salival en estos pacientes será más ácido debido a la liberación de metabolitos ácidos bacterianos, induciendo así el desgaste de las propiedades físicas de los elastómeros. Por tal motivo, es importante mejorar las pautas de higiene bucodental en estos pacientes con la finalidad de reducir cargas microbianas y mantener el pH salival fisiológico, de esta manera los elastómeros tendrán un buen funcionamiento para lograr un buen movimiento deseado.12

Los pacientes con labio y paladar hendido que están bajo tratamiento ortodóntico utilizando aditamentos, como las cadenas elastoméricas, pueden generar un incremento de placa dentobacteriana, la cual puede inducir gingivitis o enfermedad periodontal, debido a dificultad de higiene bucal lo que lleva a la desmineralización del esmalte, causando lesiones blancas, caries dental, es así que se recomienda utilizar enjuagues bucales para su control, sin embargo, el uso de enjuagues puede influir en las propiedades fisicoquímicas de los elastómeros causando una disminución de la fuerza. Vineetha Venugopal Menon y cols., en el 2019 mencionan que el uso de enjugues puede influir en la reducción de la fuerza de las cadenas elastoméricas con el tiempo.13

CONCLUSIÓN

La cadena y módulo de la marca comercial ORMCO presentaron los menores porcentajes de rugosidad a diferencia de las otras marcas de módulos elastoméricos provenientes de pacientes con labio y paladar hendido.

Referencias Bibliográficas

  1. Sánchez Herrera M.L., katagiri M., Álvarez Gayoso C. Estudio in vitro del deterioro de las propiedades elásticas de las cadenas elastoméricas. Revista odontológica mexicana. 2006; 10(2): 79-82.
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  3. Pantoja E., Almanza V., Ruiz H. Ballesteros M. de L., Abad L. Determinación de la pérdida de fuerza y longitud de Cadenas Elastoméricas en cultivos bacterianos. Revista latinoamericana de ortodoncia y odontopediatria. www.ortodoncia.ws/publicaciones/2012/art-15/
  4. Morales Pulachet E.C., Lavado Torres A., Quea Cahuana E. Degradation of forces in elastomeric chains of two different brands. in vitro study. KIRU. 2014; 11(2):110-4.
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  8. Leiva Villagra N., Saavedra Layera L., Pantoja Parada R. Tratamiento odontológico multidisciplinario de un paciente complejo con fisura labiopalatina bilateral. Sanmarquina 2017; 20(2):95-100.
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  10. Soltanmohamadi Borujeni E. Aplicación de cadenas elastoméricas en ortodoncia: pasado, presente y futuro. Irán J Ortho. 2016; 11(2): e5463. doi: 10.17795 / ijo-5463.
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  12. Halimi A., Mohamed Faouzi A., Doukkali A., EL Mabrouk K., Zaoui F. Elastomeric chain forcé decay in artificial saliva: An in vitro study. International orthodontics. 2013; 11: 60-70.
  13. Vineetha Venugopal M., Madhavan S., Chacko T., Gopalakrishnan S., Jacob J y Parayancode A. Evaluación comparativa de la disminución de la fuerza de la cadena elastomérica con el uso de diversos enjuagues bucales en un entorno oral simulado: un estudio in vitro. J Pharm Bioallied Sci. 2019; 11(Supl. 2).