Do có độ đàn hồi cao, các lò xo đàn hồi, đặc biệt là những lò xo được chế tạo từ hợp kim siêu đàn hồi NiTi – sinh ra lực khá đều và tối ưu.
Các lò xo đàn hồi được chế tạo để làm tăng độ đàn hồi của dây cung bằng cách làm tăng chiều dài của chúng.
Lò xo mở được kích hoạt bằng lực nén. Chúng được sử dụng để mở khoảng nhằm chỉnh sửa chen chúc, di xa/kéo ra trước răng hàm lớn và răng hàm nhỏ và duy trì khoảng.
Các lò xo đóng được kích hoạt bằng cách kéo giãn và chúng được sử dụng chủ yếu cho cơ học đóng khoảng như di xa răng nanh và kéo lùi các răng cửa trong cơ học trượt.
Năm yếu tổ tác động tới cường độ lực được giải phóng bởi các lò xo đàn hồi là: hợp kim, kích cỡ lòng trong lò xo (lumen), kích cỡ dây, góc chúc (bước góc) và độ dài của lò xo.
Hợp kim
Hiện tại, các lò xo đàn hồi được sản xuất bởi ba hợp kim: SS, chrome-cobalt (Elgiloy) và NiTi. Các nghiên cứu nhằm xác định loại vật liệu nào thích hợp nhất và loại nào giải phóng các lực đồng đều hơn hầu hết được thực hiện trong môi trường thực nghiệm giả lập điều kiện trong miệng.
Bản đồ nén-giãn thu được từ các lò xo NiTi và SS bằng cách kéo căng chúng gấp 3 lần chiều dài nguyên bản trong nước bọt nhân tạo trong các giai đoạn 2, 4 và 6 tuần. Nhận thấy rằng các lò xo SS cho thấy sự biến dạng sau 2 tuần do môi trường và chúng không có bất cứ biến dạng nào thêm sau đó.
Ngược lại, các lò xo NiTi không cho thấy sự thay đổi về các đặc tính vật lý của chúng. Khi các lò xo SS và chrome-cobalt được so sánh thì lò xo chrome-cobalt được nhận thấy là cứng hơn SS.
Theo nghiên cứu
Trong một nghiên cứu so sánh các lò xo SS, chrome-cobalt và NiTi Nhật bản, đã xác định được rằng các lò xo đóng SS và chrome-cobalt cho thấy mối tương quan tuyến tính và lò xo NiTi Nhật Bản có giá trị lực ổn định bởi đặc tính siêu đàn hồi của chúng. Những dây này không cho thấy bất cứ biến dạng vĩnh viễn nào, thậm chí cả khi kéo giãn chúng lên gấp 5 lần kích thước ban đầu.
Khi so sánh các lò xo đàn hồi mở, họ nhận thấy rằng các lực sinh ra bởi lò xo SS và Elgiloy một lần nữa lại thể hiện tương quan tuyến tính và biến dạng vĩnh viễn xuất hiện khi những dây này bị nén quá mức.
So sánh sự thoái lực theo thời gian của các lò xo SS, chrome-cobalt và NiTi. Tất cả chúng đều cho thấy sự thoái lực, với sự thất thoát lực đáng kể nhất xảy ra trong 24 giờ đầu tiên. Sự thất thoát ở các lò xo đàn hồi SS là 17.3% trong 24 giờ đầu tiên và lò xo chrome-cobalt là 10%.
Kết luận
Lực thoái đi sau 28 ngày với ba loại NiTi được sử dụng trong nghiên cứu là: Ortho Organizers, 8.6%; Masel, 14.6%; và GAC, 17%. Trong khi lực thoái đi của hai hợp kim đầu tiên thấp hơn lò xo SS và Cr-Co. Kết quả này, có được bằng sự phân tích những hợp kim NiTi siêu đàn hồi, không thể giải thích được hoàn toàn bởi các nhà nghiên cứu. Chúng tôi kết luận rằng khi so sánh các lò xo SS, Elgiloy và NiTi thì lò xo NiTi có độ thoái lực thấp nhất.
Kích cỡ lòng trong lò xo đàn hồi
Tăng kích cỡ của lumen làm tăng chiều dài của dây hợp nên nó. Điều này làm giảm tỷ lệ biến dạng vì lực.
Kích cỡ dây
Tăng kích cỡ dây sẽ tăng thêm tỉ lệ tải/thoái lực, với kết quả là làm giảm độ đàn hồi.
Bước góc (pitch angle)
Góc chúc là góc giữa đường vuông góc với trục dài của lò xo và độ nghiêng các vòng xoắn của lò xo này. Tỉ lệ số vòng dây/ đơn vị độ dài giảm khi góc này tăng. Do vậy, khi chiều dài của dây giảm, độ đàn hồi của lò xo cũng giảm.
Độ dài của lò xo
Việc tăng độ dài của lò xo sẽ làm giảm tỉ lệ tải/thoái lực và làm tăng độ đàn hồi của nó.
