Effect of pigmentation on force degradation in orthodontic elastomeric chains: an experimental study

• Autores: César Mendivil Rangel, Christian Andrea Lopez Ayuso, Sarahi García Carvajal, Jose Martínez Zepeda, Rogelio José Scougall Vilchis, Benjamín Aranda Herrera, Rene García Contreras
• Localización: Journal of Oral Research, ISSN-e 0719-2479, ISSN 0719-2460, Vol. 14, Nº. 1, 2025, págs. 458-471
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efecto de la pigmentación sobre la degradación de la fuerza en cadenas elastoméricas de ortodoncia: un estudio experimental
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    Introducción: Las cadenas elastoméricas se utilizan ampliamente en ortodoncia, pero presentan dificultades para mantener una fuerza constante a lo largo del tiempo, con una reducción significativa de la fuerza poco después de su aplicación. Este estudio tuvo como objetivo comparar la degradación de la fuerza, la morfología y la composición química entre cadenas elastoméricas continuas pigmentadas y no pigmentadas.

    Material y Métodos: Tres grupos (gris, rojo y transparente) se sometieron a una tensión inicial de 150 g y se sumergieron en saliva artificial durante diferentes periodos (30 minutos, 24 horas y 28 días). Posteriormente, se probaron con una máquina universal. Se realizó un análisis estructural mediante Microscopía electrónica de barrido (SEM) y un análisis químico mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR).

    Resultados: Se observó una pérdida significativa de resistencia en las cadenas pigmentadas en comparación con las transparentes. Después de 24 horas y 28 días, las cadenas grises mostraron la mayor pérdida (25,2% y 28,1%), seguidas de las cadenas rojas (17,9% y 21,2%), y las cadenas transparentes la menor (10,6% y 14,6%) (p<0,05). Las cadenas grises también mostraron cambios superficiales pronunciados, según la evaluación mediante SEM, mientras que la FTIR reveló bandas características de poliuretano. A pesar de su mayor retención de resistencia, las cadenas no pigmentadas son menos populares debido a la preferencia de los pacientes.

    Conclusiones: Las cadenas de ortodoncia pigmentadas presentan una degradación mecánica y alteraciones superficiales significativamente mayores tras la exposición a saliva artificial que las cadenas transparentes, lo que indica que la pigmentación afecta negativamente a la resistencia a largo plazo.

  • English

    Introduction: Elastomeric chains are widely used in orthodontics but struggle to maintain consistent force over time, with significant force reduction occurring shortly after application. This study aimed to compare force degradation, morphology, and chemical composition between pigmented and non-pigmented continuous elastomeric chains.

    Material and Methods: Three groups (grey, red, transparent) were subjected to 150 g initial tension and immersed in artificial saliva for varying durations (30 minutes, 24 hours, 28 days), then tested using a universal machine. Structural analysis via scanning electron microscopy (SEM) and chemical analysis via Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) were conducted.

    Results: Significant strength loss in pigmented chains compared to transparent ones occurred. After 24 hours and 28 days, grey chains showed the highest loss (25.2% and 28.1%), followed by red chains (17.9% and 21.2%), with transparent chains exhibiting the least (10.6% and 14.6%) (p<0.05). Grey chains also displayed pronounced surface changes as assessed by SEM, while FTIR revealed characteristic polyurethane bands. Despite their higher strength retention, non-pigmented chains are less popular due to patient preference.

    Conclusions: Pigmented orthodontic chains exhibit significantly greater mechanical degradation and surface alterations after artificial saliva exposure than transparent chains, indicating that pigmentation adversely affects long-term strength.