Thường thì dây ma sát chỉ xuất hiện khi răng trượt dọc theo dây cung. Tuy vậy, ma sát sẽ xuất hiện trong tất cả các trường hợp mà dây cung tiếp xúc với mắc cài hoặc dây buộc và có xu hướng di chuyển. Ma sát có một tác động quan trọng tới hiệu quả của cơ học chỉnh nha bởi có khoảng 40% đến 50% lực được sử dụng để di chuyển răng bị mất đi do ma sát. Ma sát hoặc sự “dính” dây, sẽ ngăn cản dây trượt qua các rãnh mắc cài, có thể làm chậm hay thâm chí làm ngừng di chuyển răng.
Trường hợp lâm sàng mắc cài và dây cung
Ví dụ, trong quá trình làm phẳng răng, dây cung đàn hồi được đặt vào các mắc cài với những mặt phằng và góc nghiêng khác nhau giữa các răng. Răng trượt trên dây cung qua các rãnh mắc cài và ống, gây ra ma sát giữa toàn bộ các thành phần tiếp xúc: các mắc cài, ống, dây cung và dây buộc.
Để hiểu kỹ hơn về mối tương quan của mắc cài-dây cung, hãy phân tích các di chuyển khi răng nanh trượt dọc theo dây cung. Trước khi di xa, có một tương quan thụ động tồn tại giữa mắc cài răng nanh và dây cung. Khi đặt lên mắc cài một lực không đổi, hướng về phía xa , răng nghiêng xa và cánh gần của mắc cài tạo một lực đi xuống trong khi cánh xa tạo một lực đi lên, tạo ra một ngẫu lực.
Trường hợp
Dây cung biến dạng đã gây ra một ngẫu lực ngược chiều, cùng cường độ lên hai cánh của mắc cài. Khả năng chịu uốn cong của dây cung tỉ lệ với độ cứng của nó thể hiện ở tỉ lệ tải/thoái lực do vậy, với lực như trên, khả năng uốn cong của các dây cứng (như là dây dây thép không gỉ [SS]) là khá thấp. Khi góc (độ nghiêng) giữa dây cung và rãnh mắc cài tăng lên, ma sát cung tăng lên tương ưng.
Khi chạm tới một điểm nhất định, dây cung kháng lại và không uốn cong thêm nữa; do vậy di chuyển nghiêng răng ngừng lại. Răng bắt đầu được dựng thẳng với mô men M2 khi lực tác động giảm đi.
Do vượt qua ma sát tĩnh, răng bắt đầu di chuyển và trượt dọc theo dây cung được duỗi thẳng.
Răng nghiêng quá mức (góc nghiêng lớn giữa dây cung và mắc cài) gây “dính” dây và lực phía xa quá mức có thể dẫn tới biến dạng dây vĩnh viễn. Di xa răng nanh dọc theo dây cung được thấy cùng với nhiều vòng lặp nghiêng-dựng răng.
Trường hợp
Trong mặt phẳng ngang, khi lực được đặt lên phía ngoài tâm cản của răng nanh, răng xoay theo hướng xa trong. Tác động này bị kháng lại do ngẫu lực ngược chiều từ dây buộc (xoay ngược chiều). Trong quá trình di xa, một sô mô men thuận chiều và ngược chiều xuất hiện.
Độ nghiêng và xoay tỷ lệ nghịch với độ hơn trên những dây cung có độ đàn hồi cao; tuy vậy, việc dựng thẳng răng khó hơn nhiều.
Trên dây cứng, răng nghiêng nhẹ và dựng thẳng rất nhanh. Khoảng hở giữa rãnh mắc cài và dây cung cũng quan trọng đối với mức độ nghiêng. Nếu dây cung cứng nhưng có đường kính nhỏ, mức độ nghiêng sẽ nhiều hơn. Trong quá trình làm phẳng, các dây cung mỏng hơn gây ra ít ma sát hơn vì chúng có thể trượt dễ dàng trong rãnh mắc cài. Tuy vậy, trong cơ học trượt khi di xa răng nanh, các dây SS (0.016-inch hoặc 0.016×0.022 inch trong rãnh mắc cài 0.018) nên được sử dụng để giữ độ nghiêng và ma sát ở mức độ tối ưu. Trong cơ học trượt, khoảng hoạt động tối thiểu cần thiết trong rãnh mắc cài là 0.002 inch là để giảm thiếu nghiêng răng và răng trượt hiệu quả.
Trường hợp
Trong quá trình di xa răng nanh, ma sát xuất hiện ở tối thiểu 6 điểm giữa mắc cài, dây cung và dây buộc. Các lực ma sát tĩnh và động có thể làm chậm hoặc làm ngừng di chuyển răng. Trên lâm sàng, ta không dự đoán được lực ma sát là bởi ma sát là một hiện tượng đa nguyên nhân. Khi ma sát làm chậm di chuyển răng, bên di chuyển trở thành bên neo chặn. Nếu lực ma sát quá mức, khối răng phía sau bắt đầu di chuyển bởi độ lớn của lực trở thành lực tối ưu cho các răng neo chặn.
Các yếu tố ảnh hưởng tới ma sát giữa mắc cài và dây cung
Trên lâm sàng, một số yếu tố có thể gây ra ma sát, độ lớn của nó thay đổi phụ thuộc vào không chỉ cường độ của lực mà còn vào cả loại chất liệu được sử dụng và những đặc tính bề mặt của chúng. Lượng ma sát giữa các bề mặt nhẵn rõ ràng ít hơn giữa các bề mặt gồ ghề. Tuy nhiên, có một vài yếu tố như là chất liệu, độ chặt của dây buộc, nước bọt, bề rộng của mắc cài và kích cỡ dây cung cũng có thể ảnh hưởng đến ma sát. Do các hệ quả có thể ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả lâm sàng nên vấn đề này cần được kiểm tra kỹ lưỡng.
Mắc cài
Các đặc tính liên quan đến chất liệu mắc cài
Trong các chất liệu mắc cài chỉnh nha, ma sát lớn nhất xuất hiện ở mắc cài nhựa và mắc cài sứ, và ma sát thấp nhất ở các mắc cài SS . Để loại bỏ các hạn chế gây ra do ma sát của mắc cài nhựa hay một số loại mắc cài sứ, các nhà sản xuất đã thêm các rãnh kim loại vào phần thân sứ Alumina đơn tinh thể và đa tinh thể là hai cấu trúc vật liệu phổ biến của mắc cài sứ. Alumina được biết đến là vật liệu có độ cứng đứng thứ ba và qua phân tích nguyên tố bằng Xquang người ta thấy rằng các mắc cài sứ “cọ xước” bề mặt của các dây titanium.
Gần đây, các mắc cài với các rãnh bề mặt nhẵn hơn được sản xuất để tránh những nhược điểm này. Thậm chí dù bề mặt của alumina đơn tinh thể có độ gồ ghề ít hơn alumina đa tinh thế, các đặc tính ma sát của chúng vẫn tương tự nhau.
Bề rộng của mắc cài
Nếu cho răng cả các mắc cài hẹp và rộng đều tạo ra ít ma sát giữa dây cung và mắc cài. Khi một răng nghiêng, lực bình thường tác động lên dây cung với các cánh mắc cài hẹp lớn hơn so với mắc cài rộng; do vậy, ma sát giữa dây cung và mắc cài được cho là cao hơn. Các mâu thuẫn giữa những nghiên cứu này bắt nguồn từ sự khác biệt trong thiết kế nghiên cứu và các dữ kiện được sử dụng. Không nên bỏ qua một sự thật rằng các dây cung hoạt động trong các rãnh mắc cài hẹp nhiều hơn trong các mắc cài rộng, tạo ra ít tương tác giữa dây cung và mắc cài.
Trên lâm sàng, các mắc cài trung bình hoặc rộng được ưa chuộng hơn, đặc biệt là trong các trường hợp nhổ răng yêu cầu kiểm soát cẩn trọng di chuyến răng trong mặt phẳng ngang.
Kỹ thuật sản xuất mắc cài
Ma sát từ các mắc cài tiện khối cao hơn so với các mắc cài đúc và nung kết. Theo việc quét hiển vi điện tử các rãnh mắc cài, những bức ảnh cho thấy rằng các mắc cài nung kết có những bề mặt rãnh khá nhẵn nhụi. Những cạnh của rãnh mắc cài đúc gồ ghề hơn so với những mắc cài được nung kết. Tuy nhiên, các mắc cài tiện khối lại hiếm khi có các gai sắc trên các cạnh của rãnh để có thể ảnh hưởng tới độ kháng ma sát.
