Titanium alloy orthodontic mini-implants: scanning electron microscopic and metallographic analyses

ABSTRACT

Anchorage control is one of the determining factors of successful orthodontic mechanics. In mini-implants, fractures due to placement and removal have been related to implant design and titanium alloy quality. This study assessed the topography and microstructure of five brands of mini-implants (Neodent, SIN, Morelli, Conexao, Foresta Dent). Scanning electron microscopic analyses of the head, transmucosal neck, threaded body, and tip were performed to assess implant design and manufacturing defects (n=3/group). Metallographic analysis of longitudinal sections (n=15) and cross-sections (n=15) was performed under conventional light microscopy according to international standards of "American Society for Testing and Materials". The results showed significant differences in miniimplant design. Surface irregularities in the threaded body and tip were observed. Microstructural analyses revealed an alpha/beta-phase grain structure, in compliance with the ETTC-2 ("Technical Committee of European Titanium Producers" -2nd edition). No structural defects were detected. We conclude that differences in mini-implant design and the presence of surface irregularities may influence the effectiveness of orthodontic anchorage.

RESUMO

O controle da ancoragem e um dos fatores decisivos no sucesso da mecanica ortodontica. Fraturas devido ao estresse de insercao e remocao de mini-implantes sao associadas ao design das pecas e a qualidade da liga de titanio. O presente estudo analisou a topografia e a microestrutura de cinco marcas de mini-implantes (Neodent, SIN, Morelli, Conexao, Foresta Dent). Analise ao microscopio eletronico de varredura da cabeca e perfil transmucoso, porcao rosqueavel e ponta ativa foi realizada com o proposito de avaliar o design e defeitos de fabricacao (n=3/grupo). A analise metalografica baseou-se nas normas internacionais da "American Society for Testing and Materials" e revelou a microestrutura em cortes longitudinais (n=15) e transversais (n=15) por meio do microscopio optico. Os resultados demostraram que os mini-implantes apresentam diferencas significativas no design. Irregularidades superficiais na porcao rosqueavel e na ponta ativa foram tambem observadas. A analise da microestrutura revelou uma estrutura de graos fases alfa e beta distribuidas de acordo com os padroes definidos pelas normas ETTC-2 ("Technical Committee of European Titanium Producers" - 2a edicao). Alem disso, nao foram detectados defeitos na estrutura interna das ligas. Conclui-se que diferencas no design dos mini-implantes e a presenca de irregularidades superficiais podem influenciar na efetividade da ancoragem durante o tratamento ortodontico.