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In-vitro Study of Surface Changes in Fixed Orthodontic Appliances Following Air Polishing with Clinpro™ Prophy and Air-Flow®

In-vitro-Untersuchung der Oberflächenveränderungen von festsitzenden kieferorthopädischen Apparaturen durch Air-Polishing mit Clinpro™ Prophy und Air-Flow®

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Journal of Orofacial Orthopedics / Fortschritte der Kieferorthopädie Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Objective:

Air-polishing devices (APDs) are used to clean and polish tooth surfaces. The objective of this study was to examine the effects of exposing orthodontic wires and brackets to different types of powder when using an APD.

Material and Methods:

Three different wire materials (steel, TMA, Ni-Ti) were polished using an APD (Air-Flow® S1), Clinpro™ Prophy and Air-Flow®. The exposure times were set at 5 and 10 seconds, the application distance at 2 and 4 mm. The wires were then measured for friction. The unpolished sections of the wires were used for control purposes. In a qualitative analysis, the brackets (steel, ceramic and plastic) were exposed for 5 s, 10 s, 30 s und 60 s from a distance of 2 mm using Clinpro™ Prophy and Air-Flow®. The polishing effects were then observed using a scanning electron microscope.

Results:

The unpolished TMA wire exhibited greater friction (1.22 N) than the Ni-Ti (0.82 N) and the steel wire (0.97 N). Polishing resulted in a 2.5% increase in friction on average (p = 0.004). There was no evidence of a change in the ceramic bracket surfaces. When the Air-Flow® device was used on steel brackets for longer exposure times, the result was a slight roughening of the surface. The plastic brackets exhibited changes that became more obvious after use of the Air-Flow® device.

Conclusions:

The surface changes in archwires and brackets caused by air-polishing devices when applying the Clinpro™ Prophy and Air-Flow® powders can be considered as marginal overall. When the adjacent periodontium is intact, both powders are equally suitable, although the Air-Flow® powder is somewhat more effective due to its greater abrasiveness. When using plastic brackets, Clinpro™ Prophy proved to be the powder of choice, thanks to its low abrasiveness.

Zusammenfassung

Ziel:

Pulver-Wasserstrahl-Geräte (PWS) werden zur Reinigung und Politur von Zahnoberflächen verwendet. In der vorliegenden Studie sollten die Auswirkungen einer Bestrahlung von kieferorthopädischen Drähten und Brackets mit einem PWS je nach Pulverart untersucht werden.

Material und Methodik:

Drei verschiedene Drahtmaterialien (Stahl, TMA, NiTi) wurden mit einem PWS (Air-Flow® S1) mit Clinpro™ Prophy und Air-Flow® bestrahlt. Als Bestrahlungsdauer wurden 5 und 10 Sekunden und als Bestrahlungsabstand 2 und 4 mm festgelegt. Die Drähte wurden anschließend einer Friktionsmessung unterzogen. Als Kontrolle dienten jeweils unbestrahlte Drahtsegmente. In einer qualitativen Analyse wurden Brackets (Stahl, Keramik und Kunststoff) für 5 s, 10 s, 30 s und 60 s mit Clinpro™ Prophy und Air-Flow® in einem Abstand von 2 mm bestrahlt. Anschließend wurden die Auswirkungen der Bestrahlung mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) dargestellt.

Ergebnisse:

Der TMA-Draht zeigte im unbestrahlten Zustand mit 1,22 N eine höhere Friktion als der NiTi-(0,82 N) und der Stahldraht (0,97 N). Durchschnittlich kam es durch die Bestrahlung zu einer Friktionszunahme von 2,5% (p = 0,004). Eine Veränderung der Oberflächen der Keramikbrackets konnte nicht festgestellt werden. Bei den Stahlbrackets kam es durch die Air-Flow®-Bestrahlung bei hohen Bestrahlungszeiten zu einer leichten Aufrauung der Oberfläche. Die Kunststoffbrackets zeigten deutliche Veränderungen, wobei diese beim Air-Flow® ausgeprägter erschienen.

Schlussfolgerungen:

Die Oberflächenveränderungen von Bögen und Brackets durch PWS mit den Pulvern Clinpro™ Prophy und Air- Flow® sind insgesamt als gering einzustufen. Bei einem intakten marginalen Parodont sind beide Pulver gleichermaßen geeignet, wobei das Air-Flow® Pulver aufgrund seiner etwas höheren Abrasivität eine etwas höhere Effektivität aufweist. Bei Verwendung von Kunststoffbrackets erweist sich das Clinpro™ Prophy aufgrund seiner geringen Abrasivität als das Mittel der Wahl.

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Authors and Affiliations

  1. Department of Orthodontics, Heinrich Heine University, Düsseldorf, Germany

    Benedict Wilmes, Shervin Vali & Dieter Drescher

  2. Poliklinik für Kieferorthopädie, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Moorenstr. 5 Geb. 18.21, 40221, Düsseldorf, Germany

    Benedict Wilmes

Authors
  1. Benedict Wilmes
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  2. Shervin Vali
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  3. Dieter Drescher
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Wilmes, B., Vali, S. & Drescher, D. In-vitro Study of Surface Changes in Fixed Orthodontic Appliances Following Air Polishing with Clinpro™ Prophy and Air-Flow® . J Orofac Orthop 70, 371–384 (2009). https://doi.org/10.1007/s00056-009-9907-0

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