Les fils (arcs) orthodontiques

Les fils ou arcs orthodontiques sont l’une des composantes les plus importantes des appareils orthodontiques fixes (multi-bagues). Ils sont attachés aux boîtiers ou brackets orthodontiques et unissent les dents ensemble. Le fil sert à relier les dents, les guider, les retenir ou appliquer une force qui causera un mouvement de la dent dans une direction déterminée. Il existe plusieurs types de fils qui peuvent varier dans leur composition (alliage métallique), grosseur (diamètre) et forme. Chaque type de fil est utilisé dans une situation particulière.

Les premiers fils

• Au début du traitement, les dents sont dans des positions très irrégulières et il faut avoir des fils flexibles, de petit diamètre, de forme ronde et fabriqués d’un alliage très flexible pour pouvoir les « insérer » dans les ouvertures des boîtiers orthodontiques.
• Ces fils ont une élasticité extrême qui leur est conférée par les propriétés de leur alliage métallique.
• Ils peuvent être sévèrement déformés et ont tendance à revenir à leur forme initiale. La force qui retourne le fil à sa forme initiale entraîne les dents (les brackets qui y sont attachées) vers leur nouvelle position.
• Cet alliage est affecté par la température (thermo-sensible) mais d’une façon inhabituelle; hors de la bouche, le fil est plus mou et flexible tandis qu’une fois attaché aux boîtiers, la chaleur de la bouche réchauffe le fil ce qui le rend plus rigide et contribue à lui redonner sa forme initiale.
• Ces fils initiaux ont un « rayon d’action » assez étendu et exerceront une force légère assez longtemps pour être laissés en place plusieurs mois sans nécessiter d’ajustements ou de changements. Ils seront utilisés tant que les dents ne sont pas devenues assez droites pour les remplacer par des fils plus gros et plus rigides.
• À mesure que les dents deviennent plus alignées, il sera possible d’insérer des fils (arcs) de diamètre plus gros, de forme carrée ou rectangulaire et faits en alliage plus rigide.
• À noter que, selon la gravité du chevauchement à chaque arcade dentaire (haut et bas), il est possible que la séquence des arcs utilisés soit différente pour chaque arcade. Une arcade ayant beaucoup d’encombrement dentaire et des dents plus irrégulières (croches) pourra nécessiter des fils plus petits pendant plus longtemps qu’une autre arcade ayant les dents mieux alignées au départ. Voir ci-dessous pour en savoir plus sur la séquence des fils utilisés pendant un traitement d’orthodontie.

(A) En début de traitement, lorsque les dents sont mal alignées, un fil rond flexible (CuNiTi) est utilisé pour rejoindre les dents les plus « croches ». (B) La légère force générée par ces fils qui désirent reprendre leur forme originale aligne progressivement les dents. (C) Une canine qui tente de se loger dans l’arcade est descendue progressivement par la force du fil.L’illustration ci-dessous montre des exemples de  fils en CuNiTi utilisés en début de traitement.

Il est important de réaliser qu’il existe des forces optimales pour déplacer les dents et utiliser des forces plus grandes que nécessaires n’accélèrera pas le mouvement des dents et peut même le ralentir et endommager les dents et ses tissus de support.
Pour en savoir plus sur le déplacement des dents.

Les fils orthodontiques doivent être changés à toutes les visites

• NON, ceci est un mythe et il n’est pas nécessaire de changer les fils à chaque visite d’ajustement. En fait après 3 changements de fils, il est fréquent que ces fils demeurent en bouche jusqu’à la fin d’un traitement. Pour en savoir plus.

Forme et grosseur des fils orthodontiques.

Les fils orthodontiques peuvent être ronds, carrés ou rectangulaires.
L’ouverture des boîtiers étant habituellement rectangulaire, le type de fil qui y est inséré aura un effet différent selon la forme et le diamètre du fil.

• Les fils ronds ne permettent pas de mouvements tri-dimensionnels comme peuvent le faire les fils carrés ou rectangulaires qui, avec leur 4 surfaces peuvent être en contact avec les 4 faces de l’ouverture du boîtier (voir illustration).
• Les fils rectangulaires permettent de faire une torsion (torque) des dents lorsque nécessaire.
• Les fils plus gros et rigides sont moins flexibles et sont utilisés pour maintenir ou modifier légèrement la forme des arcades.

Fil rond vs carré

Un fil rond agit un peu comme un « joint universel » en permettant au boîtier de basculer facilement autour du diamètre du fil tandis qu’il exerce une action plus directe dans les autres directions. Ils sont constitués d’un seul ou plusieurs brins métalliques torsadés. Le fil rond offre moins de surface de contact entre le fil et les parois des boîtiers ce qui crée moins de « friction » et permet ainsi de déplacer les dents plus facilement et avec des forces plus légères. Un fil rond est libre de tourner dans le boîtier avec très peu de résistance (flèches rouges). La plus faible friction avec les fils rond  est utile pour déplacer des dents sur des distances plus grandes (plusieurs millimètres) comme lors de la fermeture d’espaces d’extractions.

Les fils carrés ou rectangulaires sont utilisés pour exercer une action sur la dent (boîtier) dans les 3 dimensions; un fil rectangulaire dans une ouverture rectangulaire constitue le contact ultime entre un fil et le boîtier. En vue de côté (flèches rouges) montre un fil rectangulaire qui tente de tourner dans une ouverture de boîtier. Le contact du fil avec les parois du boîtier exercera une rotation dur le boîtier et la dent sur laquelle il est attaché.

Diamètre des fils

Pour compliquer les choses davantage, il faut non seulement considérer la forme du diamètre du fil (rond ou carré) mais aussi sa grosseur. Plus le diamètre du fil est petit, plus il peut être déformé et plus la force qu’il génère est légère. Ces fils peuvent donc être utilisés sur des dents très « croches » ou déplacées.

Lorsque le diamètre du fil « remplit » complètement l’ouverture du boîtier (la fente) de sorte que peu ou pas de « jeu » n’est possible, l’action du fil est la plus efficace. Ces fils sont plus difficiles à insérer et ne peuvent être utilisés qu’après un alignement initial des dents.

Terminologie :
Vous entendrez votre orthodontiste et son personnel utiliser des termes comme « 014, 016, 16 x 25, 21 x 25 » etc. pour décrire les fils qu’ils utilisent. Ceci réfère au diamètre des fils qui est exprimé en 1/1000 de pouces. Un fil « 014 » correspond à un fil rond ayant un diamètre de .014 pouce ou 14/1000 de pouce (.0356 mm) tandis qu’un fil « 18 x 25 » représente un fil ayant un diamètre rectangulaire de .018 par .025 pouce (0.457 x 0.635 mm) et ainsi de suite.

Plus gros = plus fort et plus efficace?

• En ce qui concerne les fils orthodontiques, ceci n’est pas toujours vrai car il  faut aussi considérer le matériau constituant le fil (alliage).
• Ainsi, pour des fils d’un même alliage, par exemple le stainless, plus le diamètre du fil sera large, plus « fort » sera le fil, c’est-à-dire qu’il nécessitera une plus grande force pour être plié et déformé.
• Par contre, si on compare 2 fils de même diamètre (ex. : .016), un fil plus flexible comme le CuNiTi nécessitera moins de force qu’un fil plus rigide (stainless) pour être engagé dans les boîtiers. Les patients ont ainsi l’impression qu’un tel fil est moins « serré » mais cela ne veut pas dire qu’il n’est pas efficace car son rayon d’action est très étendu.

Grosseur des boîtiers

• Certaines techniques et protocoles orthodontiques utilisent des boîtiers avec des ouvertures de grosseur différentes. Cela influencera la grosseur (diamètre) des fils qui peuvent y être insérés.
• Les ouvertures les plus utilisés sont de .018 ou .022 ce qui indique que la grosseur maximale de fils pouvant être utilisée est aussi de .018 ou .022. Un fil de diamêtre .018 pourra être utilisé dans un boîtier .022 mais l’inverse est impossible (.022 ne peut être inséré dans une ouverture de .018).

Boîtier orthodontique avec ouverture rectangulaire (flèches – A vue de face, B, vue de côté) recevant le fil (C – flèches) orthodontique (D – vue de côté)

Les formes d’arcades Les fils sont formés de façon à donner une forme précise à l’arcade dentaire des patients. Plusieurs éléments sont pris en considération pour déterminer cette forme; forme de départ des arcades, manque d’espace, grosseur des dents, relation entre les mâchoires, musculature, fonction, parodonte, etc. Ces formes d’arcades sont habituellement symétriques et peuvent varier de « elliptique » à ovale tout en étant parfois plus ronde ou carrées. La forme d’arcade est déterminée pour chaque patient pendant les corrections orthodontiques. Même si, en apparence, tous les fils semblent similaires, ils ont tous une fonction et un rôle particulier à jouer pendant le déroulement d’un traitement d’orthodontie.

Métallurgie et alliages des fils orthodontiques

Les différents métaux utilisés pour la fabrication des fils orthodontiques leur confèrent des propriétés particulières.

Acier  inoxydable (« stainless steel »)

Ce matériau « classique » a l’avantage d’être peu coûteux et d’offrir moins de friction dans les boîtiers que d’autres alliages ce qui facilite les déplacements des dents. Étant très rigide et facilement déformable (taux de « force/déflexion » élevé), il ne peut être utilisé que pour l’alignement de malpositions dentaires mineures. Les fils en stainless ne sont pas très élastiques ce qui veut dire que s’ils sont trop pliés, ils restent déformés et ne reprennent pas leur forme originale comme le font d’autres alliages plus flexibles. Avant l’avènement des alliages comme le CuNiTi, des fils multi-brins en acier, tel qu’illustré ci-contre, permettaient d’obtenir une certaine flexibilité des fils. De nos jours, ces fils sont peu utilisés.

Cuivre, nickel et titane; la science au service de l’orthodontie

De nouveaux alliages offrent une flexibilité et résistance aux fils, ce qui leur procure des avantages majeurs sur le stainless. Les fils en cuivre, nickel et titane (CuNiTi) sont des fils révolutionnaires qui offrent des propriétés inégalées en comparaison avec ce qui était disponible auparavant. L’alliage nickel et titane a été développé par la NASA et servait au déploiement des satellites dans l’espace. Ces fils très flexibles peuvent supporter de grandes déformations sans rester pliés de façon permanente. Ils ont ce qu’on appelle une limite élastique élevée permettant une grande flexibilité et une déflexion élastique maximale. maximale, étendue d’activation Le cuivre fut par la suite ajouté à cet alliage pour créer les super-fils orthodontiques que nous utilisons aujourd’hui. Ces fils tendent à revenir à leur forme initiale entraînant les dents avec eux avec de légères forces. La « mémoire de forme » ou une mémoire élastique tend à toujours leur redonner leur forme initiale, peu importe leur déformation lorsqu’ils sont activés pour être insérés dans un boîtier. Ils sont utilisés en début de traitement lorsque les dents sont très « croches » ou ont des malpositions sévères. (Voir les exemples au bas de cette page.) Ils peuvent être laissés en bouche plusieurs mois sans devoir être remplacés car leur rayon d’action est très grand.

• Les fils B-titane (Bêta titane = étain (80%), molybdène et zirconium)  et TMA (alliage de titane et molybdène) offrent un niveau d’élasticité et de force intermédiaire entre le CuNiTi et le stainless.
• Ces fils sont relativement flexibles (pas autant que le CuNiTi) et rigides (pas autant que le stainless).
• Ils peuvent être déformés de façon permanente tout en offrant une bonne élasticité.
• Ces fils sont souvent utilisés dans les stages intermédiaires du traitement pour effectuer des mouvements particuliers sur les dents à l’aide de torsions placées dans le fil.

B-Titane  et TMA

(A) Avant le milieu des années 1970s, des bagues étaient utilisées sur chaque dent. Les fils en acier inoxydable devaient être pliés afin que la longueur augmentée du fil permettent une flexibilité accrue. (B) Avec l’avènement des boîtiers « collés », ces fils étaient toujours utilisés (années 1980s). Aujourd’hui, les nouveaux fils flexibles tels que le CuNiTi rendent ces fils avec boucles obsolètes. L’esthétique, le confort et la performance sont significativement améliorés.

Les fils ne sont pas tous égaux!  L’alliage n’est qu’une des variable conférant les propriétés à un arc orthodontique. Les fils ne sont pas tous égaux au point de vue performance. Ils peuvent se « comporter » différemment même si, en théorie, ils ont la même composition. Les secrets de la métallurgie confèrent aux fils des propriétés différentes et chaque fabricant a ses « recettes » pour la fabrication des fils. Par exemple, en comparant deux fils faits de stainless d’apparence similaire et ayant le même diamètre, on peut remarquer que l’un d’eux est mou, trop flexible et se déforme trop facilement lorsque plié tandis que l’autre est beaucoup plus rigide, reprend sa forme tout en demeurant malléable. Pour des situations particulières, nous utilisons un fil rond australien ayant une combinaison de dureté/rigidité, résistance à la friction et flexibilité inégalée.

Séquence des fils (arcs) pendant le traitement d’orthodontie

• Tel qu’expliqué précédemment, la progression des fils pendant un traitement d’orthodontie va des fils les plus petits et les plus flexibles aux plus gros et plus rigides et des fils ronds aux fils carrés ou rectangulaires.
• Cependant, ce ne sont pas tous les cas qui nécessiteront tous les fils disponibles. En fait, il est rare qu’un correction orthodontique nécessite l’utilisation de tous les diamètres de fils ainsi que tous les alliages (métaux). Dans la majorité des cas, 1 ou 2 fils ronds seront utilisés suivis par 1 ou 2 fils rectangulaires. Parfois plus, parfois moins. Un traitement complet peut nécessiter aussi peu que 3 ou 4 fils par arcade.
• Tout dépendra de la malocclusion à corriger et des mouvements dentaires à effectuer. Des dents plus « croches » nécessiteront une séquence de fil plus élaborée tandis que des dents relativement bien alignées au départ peuvent débuter les corrections avec un « gros » fil rond ou un « petit » fil rectangulaire.
• Changement des arcs arcs orthodontiques : Il n’est pas obligatoire de changer les fils à chaque rendez-vous. Lors des premières visites, les fils sont changés fréquemment à mesure que les dents se détournent, se redressent et deviennent progressivement plus droites. Par la suite, lorsque des fils rectangulaires sont en place, ils peuvent demeurer en bouche jusqu’à la fin du traitement sans être changés. Cela ne veut pas dire qu’il n’y a plus de changements ou corrections qui se produisent. Certains fils peuvent demeurer en bouche plusieurs mois ou plus d’une année pendant que les corrections s’effectuent.
• Les derniers fils sont « enlevés » (sortis des boîtiers) lors des visites pour être ajustés ou modifiés. Des plis, torsions, courbes ou diverses modifications sont alors apportés aux fils pour agir de façon précise sur des dents individuelles ou des groupes de dents. C’est ce qu’on appelle la phase de finition. À ce stage, les patients ont parfois l’impression qu’il ne se passe plus rien dans leur bouche et s’interrogent sur la pertinence de garder les appareils correcteurs.
• Les mouvements effectués en fin de traitement sont parfois « subtils » et difficiles à déceler visuellement pour les patients mais ils sont tout aussi importants. Parfois, il peut s’agir de redresser la racine d’une dent postérieure, compléter une rotation de dent, basculer la racine d’une dent vers l’intérieur, etc. Ces mouvements permettront d’obtenir des résultats plus fonctionnels et stables même si, à ce stage, ils ne changeront rien à l’esthétique qui peut être acceptable depuis déjà plusieurs semaines ou mois.
• Ne vous inquiétez pas les fils ne sont pas changés à chaque visite chez votre orthodontiste, cela n’indique pas que le traitement ne progresse pas. Au contraire, cela peut indiquer que tout progresse bien et que vous vous approchez de la fin.
• L’orthodontiste a tout aussi hâte que ses patients de terminer un traitement (enfin presque…!) alors, lorsque les corrections sont terminées, vous pouvez être assurés qu’il n’a aucun avantage à prolonger le traitement indûment! La fin d’un traitement d’orthodontie est une récompense pour tous.

Exemple de l’utilisation des nouveaux fils flexibles en CuNiTi à l’arcade inférieure pour aligner des dents ayant de sévères malpositions.

Utilisation d’un fil flexible CuNiTi à l’arcade supérieure lors de la première phase d’alignement orthodontique. Ces fils tentent de reprendre leur forme initiale, ce qui aligne les dents.

➡ Pour voir un exemple de l’efficacité des fils CuNiTi en début de traitement.

Mouvements en 3D

• Avec une combinaison des alliages décrits précédemment, des ouvertures carrées ou rectangulaires dans les boîtiers, des différentes formes et grosseurs de fil, il est possible pour l’orthodontiste de planifier et d’exécuter des mouvements tri-dimensionnels de façon précise afin répondre aux exigences des corrections de chaque malocclusion.

Les fils (arcs) et boîtiers modernes permettent des mouvements 3D très précis.

Plus les fils orthodontiques sont rigides, moins ils peuvent être déformés facilement. Les fils en stainless peuvent être pliés ou modifiés et garder leur forme. Lorsque des mouvements précis sont désirés pour une ou quelques dents, des plis peuvent être ajoutés aux fils rigides. (A) Fil stainless droit, sans aucun pli. (B) Les 2 légers plis indiqués par les flèches bleues permettront d’effectuer une légère rotation d’une incisive supérieure. (C) Ce pli vertical permettra de remonter ou sortir une molaire inférieure. (E) Ce pli abaissera une molaire supérieure. (D) 2 plis servant à descendre des dents supérieures pour aligner leurs rebords. Ces plis sont nécessaires car il n’est parfois pas toujours possible de positionner les boîtiers idéalement en début de traitement.

(A) Un fil flexible en cuivre nickel titane (CuNiTi) et un élastique sont utilisés pour corriger une canine qui est haute. (B) Après seulement 2 semaines, la canine est descendue et le fil est devenu droit. Le fil inférieur étant en stainless beaucoup plus rigide, un pli doit être fait pour « remonter » les 2 prémolaires qui sont trop basses. (C) Occlusion finale après l’enlèvement des appareils correcteurs.

Une fois l’alignement initial obtenu, des fils plus rigides et droits comme ces fils rectangulaires en stainless peuvent être utilisés pour maintenir les formes d’arcade pendant la finition.

Exemple d’utilisation de fils pendant un traitement d’orthodontie

(A) Arcades étroites, chevauchement dentaire sévère, molaires endommagées à extraire (*). (B) Lors de la pose des appareils. (C) Après 12 mois, l’expansion est obtenue et les espaces sont fermés.

• (B) Au début du traitement un fil rond Australien en stainless steel est utilisé pour permettre des déplacements de dents importants car les prémolaires doivent être reculées dans  l’espace des molaires extraites. Ce fil, tout en étant assez rigide pour maintenir une forme d’arcade et même contribuer à l’élargir offre moins de « friction » qu’un fil rectangulaire et facilite les déplacements dentaires à ce stage du traitement.
• (C) Après 12 mois, les espaces sont fermés et les arcades une une forme adéquate.  Des fils rectangulaires (stainless steel ou TMA) seront maintenant utilisés pour mieux positionner les dents en 3 dimensions. Différents plis peuvent être faits sur ce fil pour basculer les dents dans les directions voulues. Ceci fut surtout nécessaire pour bien incliner la latérale supérieure droite qui était initialement du côté du palais.

(A) Fil flexible CuNiTi utilisé en début de traitement permettant de rejoindre des brackets très éloignés et décalés les uns des autres à cause de la position irrégulière des dents. (B) Après quelques mois, les dents sont assez alignées pour qu’un fil rigide en stainless steel soit attaché dans tous les boîtiers sans qu’il soit nécessaire de faire des plis.

Conclusion

Bien que les fils orthodontiques semblent tous être identiques pour les profanes, chaque fil a une application particulière
pour différentes situations cliniques et aucun fil n’est « universel ».

L’orthodontiste doit avoir une compréhension adéquate des propriétés mécaniques et métallurgiques des fils afin de les exploiter de façon optimale pour atteindre les objectifs du traitement.

➡ Dernière mise-à-jour : 2017-02-17 à 07:58:23 © Jules E. Lemay, www.ortholemay.com – Tous droits réservés / All rights reserved Publié le : Jul 15, 2011 @ 13:36