Prinsip Biomekanika Ortodontik

Istilah dalam biomekanika ortodontik

Gaya atau Force (F)

Untuk menggerakkan sesuatu, kita membutuhkan gaya. Gaya ini merupakan perpaduan antara massa (besarnya benda) dengan arah. Terdapat dua macam gaya yaitu natural dan biomekanika.

Aplikasi gaya untuk menggerakan benda tergantung pada:

• Arah.
• Besar.
• Durasi (continuous: gaya konstan, interrupted: gaya lama-kelamaan berkurang, intermittent: gaya nol, misalnya saat alat orthodontik di lepas)
• Frekuensi.
• Titik aplikasi (titik di mana gaya diaplikasikan adalah hal yang krusial).

Center of resistance (CORS)

Center of resistance (CORS) adalah suatu titik di mana masa benda terkonsentrasi dan titik ini selalu konstan. Pada benda yang melayang bebas, CORS berada pada titik pusat massa.

Letak CORS pada gigi: Untuk akar tunggal terletak pada pertengahan akar (1/3-1/2 akar) dan untuk akar ganda terletak pada 1-2mm di bawah furkasi di antara akar. Letak CORS dapat berubah. Pada gigi yang jaringan periodontalnya mengalami penurunan tinggi tulang, titik CORS akan berada lebih ke apikal. Pada gigi yang alami resorpsi akar, letak CORS berada lebih ke oklusal.

Pada saat gaya jatuh atau melalui CORS, maka benda tersebut akan mengalami translasi. Jika suatu gaya jatuh pada CORS gigi, maka akan terjadi pergerakan bodily.

Center of rotation (CORT)

Center of rotation merupakan titik yang menjadi pusat rotasi. Dipengaruhi oleh jenis pergerakan gigi.

• Couple adalah 2 gaya sama besar tapi berlawanan menghasilkan rotasi murni.
• Stress adalah gaya yang diaplikasikan per unit area. Sedangkan strain adalah distorsi internal per unit area (perubahan akibat adanya stress).
• Moment yaitu kecenderungan rotasi dari sebuah gaya. Gaya x Jarak ke CORS = Rotasi.

Macam Pergerakan Gigi

• Tipping. Gaya yang diarahkan ke gigi menyebabkan pergerakan pada bagian mahkota gigi searah dengan gaya dan akar gigi berlawanan dengan arah gaya
• Bodily movement (translasi): akar dan mahkota gigi bergerak searah dengan gaya.
• Intrusi: bodily movement sepanjang sumbu gigi kearah apeks. .
• Ekstrusi: bodily movement sepanjang sumbu gigi kearah oklusal. Rotasi: gerakan ke labial/ lingual memutari sumbu gigi.
• Rotasi: Gerakan ke labial/lingual memutari sumbu gigi.
• Torquing: reverse tipping.
• Uprighting.

Pergerakan Fisiologis

• Erupsi.
• Migrasi.
• Mastikasi.

Teori Pergerakan Gigi

• Blood flow theory (Bien)
  • Mediator inflamasi aktivasi osteoklas atau osteoblast.
  • Gaya orthodontik → kompresi ligamen periodontal → pembuluh darah terjebak diantara serat principal ligamen periodontal → stenosis (penyempitan) → aneurysm → gas dalam darah keluar menuju cairan interstitial → tercipta situasi kondusif untuk resorpsi.
• Bone Bending Piezoelectric Theory
  • Gaya orthodontik → tulang alveolar membengkok → aliran elektron →
    • Tulang konkaf → muatan negatif → deposisi tulang.
    • Tulang konveks → muatan positif → resorpsi tulang.
  • Sumber elektrik:
    • Kolagen.
    • Hydroxyapatit
    • Pertemuan kolagen-hydroxyapatit.
    • Fraksi mukopolisakarida.
• Pressure tension theory (Schwarz)
  • Tekanan ringan (=< toleransi jaringan).
    • Toleransi jaringan = tekanan pembuluh darah kapiler 20 gr/cm².
    • Pressure side : ligamen periodontal tertekan hingga 1/3 ketebalan aslinya. Vaskularisasi meningkat dan terjadi mobilisasi osteoklas yang menyebabkan frontal resorpsi (resorpsi pada alveolar yang berbatasan dengan ligamen periodontal).
    • Tension side: ligamen periodontal terenggang. Vaskularisasi meningkat dan terjadi mobilisasi osteoblas serta fibroblast yang menyebabkan deposisi tulang.
  • Tekanan kuat (melebihi toleransi jaringan)
    • Terjadi nekrosis jaringan sehingga pergerakan gigi menjadi lebih lama.
    • Pressure side: terjadi hyalinisasi dengan tahapan:
      • Degenerasi jaringan.
        Sel endotel pembuluh darah rusak pembuluh darah bocor → degenerasi pembuluh darah → penurunan suplai oksigen dan nutrisi → nekrosis atau degenerasi jaringan.
      • Eliminasi jaringan rusak.
        Resorpsi tulang undermining (resorpsi tulang dari dalam tulang alveolar ke arah area hyalinisasi) → invasi sel-sel dan pembuluh darah ke area hyalinisasi → eliminasi jaringan yang rusak dan sisa area hyalinisasi melalui fagositosis.
      • Rekonstruksi jaringan pendukung.
        Pembentukan kolagen baru → ligamen periodontal baru yang jumlah selnya lebih banyak, lebih lebar dan lebih banyak vaskularisasi.
    • Tension side: ligamen periodontal terenggang berlebihan, pembuluh darah robek dan iskemia, tidak ada aktivitas osteoblastik, gigi menjadi goyang pada soketnya, gigi terasa sakit.

Tahap Pergerakan Gigi

1. Initial phase (1 minggu): pergerakan gigi di dalam soket.
2. Lag phase (2-3 minggu): terbentuk hyalinisasi,gigi bergerak minimum/berhenti sama sekali dan terjadi resorpsi undermining.
3. Post lag phase: area hyalinisasi hilang, gigi bergerak kembali dan terjadi resorpsi frontal

Apabila tekanan ringan : area hyalinisasi kecil dan resorpsi frontal.
Apabila tekanan keras : area hyalinisasi besar dan resorpsi undermining.

Sumber: Pedoman dan Tatalaksana Praktik Kedokteran Gigi.