Materiales inteligentes para la terapia con alineadores

Con alineadores hechos de polímeros de memoria de forma, se puede reducir el número de férulas ortodónticas durante el curso de un tratamiento. © Fraunhofer IAP / Los alineadores hechos de polímeros de memoria de forma pueden reducir el número de férulas ortodónticas en el proceso terapéutico. © Fraunhofer IAP

Clinicamente eficaz, a medida, discreto y cómodo – los requisitos para los alineadores en la terapia de malposiciones dentales son altos. También lo son para el material de los aparatos correctores. Un equipo del Instituto Fraunhofer para la Investigación de Polímeros Aplicados IAP en el Parque Científico de Potsdam desarrolló junto con la Clínica Universitaria de Düsseldorf un material altamente funcional que permite conceptos de tratamiento completamente nuevos y reduce costos. Los científicos y científicas confiaron en polímeros con propiedades de memoria de forma.

El material innovador combina movimientos dentales efectivos con un uso más eficiente de los recursos. »Los alineadores de polímeros con memoria de forma permiten controlar la fuerza aplicada a los dientes y, por tanto, hacer la terapia más adecuada para el paciente«, explica el Dr. Thorsten Pretsch, jefe del área de investigación en Síntesis y Tecnología de Polímeros en el Fraunhofer IAP, el concepto. »Nuestro alineador permite realizar varios pasos de la corrección dental«, enfatiza Pretsch. Las ventajas: reducir la cantidad de alineadores ortodónticos durante un tratamiento, evitar un exceso de desperdicio de material y disminuir los costos del tratamiento.

Efecto de memoria para la corrección dental

Los polímeros con memoria de forma se consideran materiales inteligentes. De estos plásticos se pueden fabricar objetos que cambian su forma de una manera exactamente predefinida. Un estímulo externo, como por ejemplo el calor, activa el efecto de memoria de forma. La férula cambia lentamente su forma, abriendo la posibilidad de mover dientes mal posicionados a la posición deseada.

Material de alineador de doble efecto

El responsable del proyecto en el Fraunhofer IAP, M. Sc. Dennis Schönfeld, sintetizó un poliuretano termoplástico (TPU) para su uso en la terapia con alineadores, que reacciona tanto al calor como al agua a temperatura corporal. Dependiendo de la temperatura o de la cantidad de agua que el material absorbe, la modificación de forma del alineador puede dividirse en múltiples pasos. Los resultados de una serie de pruebas con modelos de coronas dentales demuestran la funcionalidad del TPU recién desarrollado: en el tratamiento térmico, el equipo logró mover un incisivo hasta un máximo de 3,5 milímetros. Además, lograron cambiar gradualmente la forma de la férula en agua a temperatura corporal en un período de tiempo predefinido. En el futuro, mediante la saliva, se podría inducir el efecto de memoria de forma en la cavidad bucal y realizar varios pasos de corrección con una sola férula. La elección adecuada del grosor del material y el calentamiento progresivo del alineador permiten además controlar la fuerza aplicada a los dientes. »Estas particularidades ofrecen una serie de ventajas únicas en la terapia con alineadores ortodónticos, desde pequeñas adaptaciones de forma mediante calentamiento controlado hasta la reducción del número de pasos del tratamiento«, subraya Pretsch.

Hacer la terapia con alineadores más sostenible

Actualmente, los alineadores están hechos de materiales que generan fuerzas de presión artificialmente fuertes. Para corregir una malposición dental sin dañar los tejidos circundantes, se requieren muchos pequeños pasos de tratamiento. Para cada etapa de la terapia, se fabrica una férula removible y transparente. Los estudios recomiendan limitar el movimiento dental a un máximo de 0,2 milímetros por alineador. Las férulas hechas a medida generan costos elevados. Dependiendo del grado de malposición, en promedio se necesitan entre treinta y sesenta alineadores para mover los dientes a la posición deseada durante varios meses. La capacidad del polímero recién desarrollado para cambiar su forma en pasos pequeños y controlados tiene el potencial de reducir la cantidad de etapas necesarias en un tratamiento ortodóntico en comparación con terapias con materiales de alineadores convencionales.

Tecnología futura para la terapia dental

Hasta ahora, el material de alineador desarrollado por los investigadores del Fraunhofer IAP se ha probado en modelos de coronas dentales. Para optimizarlo para su uso clínico, se centra en el desarrollo adicional del material. Como base, la Policlínica de Ortodoncia de la Clínica Universitaria de Düsseldorf realiza análisis biomecánicos detallados. »Nuestras investigaciones indican que el material desarrollado recientemente tiene una eficiencia mucho mayor, lo que representa grandes ventajas para el tratamiento ortodóntico«, informa el profesor Drescher de la Clínica Universitaria de Düsseldorf. El equipo confía en poder transferir esta tecnología innovadora también a aplicaciones in vivo.

Financiamiento

El proyecto »Polímeros con memoria de forma para la ortodoncia« 20400 BG de la FGW Gemeinschaft Forschungsgemeinschaft Werkzeuge und Werkstoffe e. V. fue financiado a través de la Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsvereinigungen »Otto von Guericke« e.V., en el marco del programa de apoyo a la investigación industrial conjunta (IGF) del Ministerio Federal de Economía y Protección del Clima, basado en una resolución del Bundestag alemán.

Los resultados del proyecto fueron publicados en la revista »Materials«, en la edición especial »Materials and Techniques in Dentistry, Oral Surgery and Orthodontics«.