Cơ học đầu tiên là dây cung liên tục có sẵn hình dạng được gắn vào các rãnh mắc cài có sẵn góc độ. Trong cơ học thứ hai (cơ học cung V-bend và bẻ bậc), dây cung được đặt trong rãnh mắc cài được định vị trong cùng một mặt phẳng.
Ở cả hai cơ chế, mô men tác động lên các mắc cài tỉ lệ với góc nghiêng mắc cài-dây cung và bằng với một góc nghiêng mắc cài-dây cung xác định. Nói cách khác, nếu ta muốn có sự tương tác giữa dây cung và mắc cài thì mắc cài bị nghiêng so với mặt phẳng dây cung hay dây cung ở trong các mắc cài nằm nghiêng không quá quan trọng.
Thế nào là cơ học dây cung thẳng?
Nếu góc nghiêng mắc cài-dây cung là như nhau thì mô men tác động lên cả hai mắc cài cũng sẽ như nhau. Ý kiến này làm rõ sự khác biệt chủ yếu giữa kỹ thuật dây thẳng và kỹ thuật edgewise tiêu chuẩn. Trong kĩ thuật edgewise, dây cung phải được bẻ và đặt vào rãnh mắc cài không có góc nghiêng khi ở trạng thái hoạt động để có được các mô men; các phương pháp bẻ như là tipback, anti-rotation (chống xoay), toe-in, anti-tip (chống nghiêng), torque hay bẻ gấp khúc.
Tuy nhiên trong hệ thống dây thẳng, dây cung tạo ra một mô men tức thì trên các răng từ thời điểm nó được gắn với các rãnh mắc cài có sẵn góc độ.
Trên lâm sàng, sự khác biệt giữa hai cách xếp đặt này có những mối liên quan về mặt cơ học nhất định. Ví dụ, nếu mục đích điều trị là di xa răng nanh sử dụng cung phân đoạn với kỹ thuật edgewise tiêu chuẩn, phải bẻ một đoạn chống nghiêng (trong ví dụ 13 độ) trên dây để có được sự kiểm soát độ nghiêng mong muốn.
Minh họa lâm sàng
Giả thiết đoạn bẻ chống nghiêng tác dụng một mô men ngược chiều 1,050g-mm (tỉ lệ M/F, 7:1), lực phía xa 150g phải được sử dụng bằng cách kích hoạt các loop đóng khoảng đảo ngược (reverse closing loop). Để làm tăng tỉ lệ M/F, hoặc là tăng góc của đoạn bẻ chống nghiêng lên hoặc là có thể giảm cường độ của lực xuống.
Mặt khác, khi một dây thẳng được đặt vào mắc cài cho-dây thẳng có độ nghiêng 13 độ, mô men dương (positive moment) tương tự 1,030 g-mm xuất hiện. Để di xa răng này với di chuyển nghiêng có kiểm soát, không cần thiết phải bẻ dây thêm bởi góc chống nghiêng đã có sẵn trong mắc cài. Với mô men này, thân răng có xu hướng di gần và chân răng di xa. Để đạt được tỉ lệ M/F bằng 7:1, đặt một lực 150g lên mắc cài là đủ. Trong ví dụ này, ma sát giữa dây cung và mắc cài không được tính đến.
Cơ học dây thẳng phụ thuộc vào độ nghiêng của mắc cài, vị trí của răng, và hình dạng chung của cung răng. Thường thì khó có thể xác định trước độ nghiêng cuối cùng của mặt phẳng cắn khi dây thẳng đi qua tất cả các mắc cài. Nói cách khác, cơ học dây thẳng là cơ học tĩnh không xác định (statically indeterminate).
Các dây cung đàn hồi được đặt lên răng nanh ở cao hoặc các răng mọc lệch có xu hướng làm biến đổi hình dạng chung của cung răng và có thể gây ra nghiêng mặt phẳng khớp cắn.
Dùng laceback (buộc chỉ thép ra sau) như thế nào trong cơ học dây thẳng?
Khác biệt chính giữa hai cơ học này đã được giải thích ở trên: Ở hệ thống edgewise, tỉ lệ M/F được kiểm soát bằng việc bẻ dây, trong khi ở hệ thống dây thẳng, nó được xác định trước dựa trên góc nghiêng được thiết lập sẵn trong mắc cài. Do vậy, để làm giảm các tác động bất lợi do góc nghiêng giữa dây cung thẳng-mắc cài, đặc biệt là ở giai đoạn đầu của quá trình làm phẳng, các răng nanh và răng hàm lớn phải được cố định chắc với nhau bằng laceback (buộc chỉ thép phía sau).
Bằng cách này, ta có thể ngăn được thân răng nănh nhô ra trước khi chân răng di chuyển về phía xa quanh tâm xoay trên thân răng. Di chuyển này vẫn sẽ tiếp tục cho tới khi dây cung khử hoàn toàn kích hoạt. Nếu muốn làm răng nanh di chuyển thêm về phía xa, ta có thể kích hoạt laceback nhẹ nhàng, lúc này răng sẽ chuyển từ di chuyển ra sau của chân răng thành nghiêng có kiểm soát.
Nếu kích hoạt laceback quá mức, thân răng nanh nghiêng ra xa nhiều hơn ở tốc độ cho phép của độ cứng uốn dây cung. Trong quá trình này, do góc nghiêng giữa mắc cài và dây cung tăng lên, ma sát vật liệu giữa chúng cũng tăng lên. Kết quả là xuất hiện hiện tượng “dính” dây, làm ngừng di chuyến răng.
Hiện tượng “dính” dây cung
Để giải quyết vấn đề này, ta phải đợi cho tới khi răng được dựng thẳng hoàn toàn, khi đó dây cung đã mất kích hoạt. Khoảng thời gian này kéo dài bao nhiêu lâu phụ thuộc vào độ cứng của dây và các yếu tố sinh học như độ dài của chân răng, tuổi bệnh nhân cũng như đậm độ của xương ổ.
Trên lâm sàng, dính dây là một tác động cơ học bất lợi nghiêm trọng có thể gây ra mất neo chặn và gây lãng phí thời gian. Nếu các răng nanh bị lệch theo chiều đứng hoặc nghiêng xa, khi đi dây thẳng vào rãnh mắc cài răng nanh đang nghiêng sẵn-dây sẽ lệch xuống dưới các mắc cài răng cửa.
Tác động khi dây cung thẳng được gắn vào mắc cài răng cửa
Hiệu ứng mái chèo (rowboat)
Đầu tiên đó là hiệu ứng mái chèo (rowboat), gây ra do một mô men ngược chiều kim đồng hồ trên răng nanh làm kéo căng neo chặn. Mô men này có xu hướng đẩy thân răng, dẫn tới kết quả là làm các răng cửa nhô ra phía trước, chỉ có thể ngăn được bằng cách buộc laceback.
Ở các trường hợp Hạng II, tiêu loại 1 có nhổ răng, hiệu ứng rowboat là hiệu ứng không mong muốn bởi chuyển động đưa qua đưa lại, có thể xuất hiện trong quá trình kéo lùi các răng phía trước và kết quả là tiêu ngót chân răng. Laceback có thể ngăn thân răng nanh không nghiêng ra trước.
Trong các trường hợp Hạng II, tiểu loại 2 không nhổ răng, có thể sẽ cần làm nhô các răng cửa ra trước; do vậy sử dụng dây thẳng sẽ giúp đạt được mục đích này cũng như là dàn thăng răng nhanh chóng.
Hiệu ứng làm sâu khớp cắn
Hiệu ứng thứ hai đó là làm sâu khớp cắn (hiệu ứng cuộn – bowing effect). Thường thì không ai muốn tạo ra hiệu ứng làm sâu khớp cắn trong điều trị trừ phi có chỉ định làm trồi các răng cửa hàm trên khi sửa khớp cắn hở phía trước.
Để xác định và dự đoán trước được hiệu ứng này, đầu tiên ta đặt dây cung vào rãnh mắc cài răng nanh trước khi buộc. Nếu phần dây phía trước đi xuống dưới các mắc cài răng cửa thì không nên buộc dây vào mắc cài ở đoạn này để tránh làm trồi răng cửa. Nếu sử dụng dây cung có thể bẻ được thì có thể bẻ một bậc lên(step- up) về phía lợi, đi ngang qua các răng cửa. Có một cách làm khác nữa đó là đặt một dây cung liên tục có tác dụng làm lún cùng với thẳng sẽ được bù trù bởi cung làm lún.
Nếu đoạn dây cung bẻ bậc, đi vòng không được lắp vào vị trí các răng cửa ở trạng thái thụ động để làm lún hay để ngăn các răng cửa trồi lên, nó sẽ làm thân các răng nanh nghiêng xa nhiều hơn do tạo ra mô men cùng chiều trên mắc cài này.
Trong những giải thích ở trên, nguyên nhân chính gây ra các tác động bất lợi là vị trí hay trục nghiêng của răng hay mắc cài. Nếu nguyên nhận là do trục nghiêng của các răng nanh, cần phải dựng thăng trục và buộc laceback trước khi gắn các dây liên tục.
Kết luận
Khi phân tích tương quan giữa hai răng, kích thước của rãnh và chiều rộng mắc cài được giả thiết là bằng nhau trong tất cả các ví dụ được đưa ra ở đây. Thông thường, khi kích cỡ và độ rộng của mắc cài thay đổi, cường độ của các lực cân bằng (balancing forces) và các mô men cũng sẽ thay đổi. Trong thực hành lâm sàng, đậm độ của xương ổ tại vị trí của răng; số lượng và chiều dài của chân răng; tuổi của bệnh nhân, các lực cắn khớp, phần mềm, các thói quen, các rối loạn chức năng cũng như các tác nhân khác đều có thể ảnh hưởng đến cơ sinh học di chuyển răng.
Những yếu tố cơ sinh học này phụ thuộc vào các định luật vật lý cơ bản và cần phải được xem xét khi tính toán hình dạng của dây cung hay đặt các mắc cài điều chỉnh sẵn. Cơ học dây thẳng là sự kết hợp của nhiều tương quan giữa hai răng.
Khi buộc dây cung vào, việc xác định trước một cách chính xác cường độ cũng như hướng của các mô men và lực cân bằng vào là không khá thi, do vậy chúng trở thành các cơ học tĩnh không xác định. Cơ học dây thẳng cũng được gọi là cơ học hợp thành bởi chúng bị ảnh hưởng trực tiếp bởi vị trí, trục nghiêng của các răng và hình dạng cung răng.
