ALINEADORES TERMOFORMADOS E IMPRESOS DIRECTAMENTE
Cómo cambian sus propiedades mecánicas después de 14 días en agua a 37 °C
1. ¿Cómo mueve un diente un alineador?
El alineador se fabrica con una forma ligeramente diferente de la posición real de los dientes. Al insertarlo, el material se deforma y trata de recuperar su forma programada. Esa recuperación genera fuerzas sobre las coronas dentarias.
La magnitud y dirección de la fuerza dependen del material, el espesor, la geometría del alineador, los attachments, la cantidad de activación, el ajuste sobre el diente y la forma en que el material pierde fuerza con el tiempo.
2. Fuerza, tensión y deformación no son lo mismo
| Concepto | Definición sencilla | Aplicación en alineadores |
|---|---|---|
| Fuerza, N | Empuje o tracción total aplicada. | Puede aproximar cuánto esfuerzo ejerce una tira al deformarse. |
| Tensión, MPa | Fuerza dividida por el área de la sección. | Permite comparar materiales con espesores diferentes. |
| Deformación, % | Cambio relativo de longitud. | Describe cuánto se estira el material. |
| Módulo de Young, MPa | Rigidez del material en la zona elástica. | Un valor alto indica que se necesita más tensión para deformarlo. |
| Resistencia última a tracción, MPa | Máxima tensión soportada antes de fallar. | Se relaciona más con resistencia a rotura que con fuerza ortodóntica cotidiana. |
| Elongación a la rotura, % | Cuánto se estira antes de romperse. | Expresa ductilidad o capacidad de deformación extrema. |
3. ¿Por qué el módulo de Young importa?
El módulo de Young expresa la rigidez intrínseca. Un material con módulo alto se opone más a la deformación; uno con módulo bajo se adapta y flexiona con mayor facilidad.
4. ¿Una fuerza menor siempre es mejor?
No. La ortodoncia busca fuerzas suficientemente bajas para reducir molestias y efectos indeseados, pero suficientemente sostenidas y bien dirigidas para expresar el movimiento planificado. No existe un único rango ideal para todos los dientes y movimientos: inclinación, torque, intrusión, extrusión, rotación y traslación requieren sistemas de fuerza diferentes.
Una fuerza excesiva puede aumentar dolor, pérdida de ajuste o efectos indeseados.
Una fuerza demasiado baja puede no producir una respuesta biológica suficiente o puede disiparse antes de expresar el movimiento programado.
La fuerza ideal depende del tipo de movimiento, la raíz, el periodonto, el área de aplicación y la duración.
Un valor medido en una tira plana no equivale a la fuerza real sobre un diente específico.
5. ¿Qué significa viscoelasticidad?
Un material viscoelástico combina comportamiento elástico y viscoso. Al deformarse, una parte de la respuesta es inmediata y otra cambia con el tiempo.
En un alineador, esto significa que la fuerza inicial puede disminuir aunque la deformación se mantenga. Ese fenómeno se denomina relajación de tensiones.
Aunque los resultados son compatibles con un comportamiento viscoelástico y una pérdida de rigidez por exposición térmica e hídrica, el estudio no midió directamente la relajación de fuerza de una misma probeta mantenida bajo deformación constante. Cada tiempo utilizó muestras diferentes que se sumergieron y después se sometieron a tracción.
6. ¿Qué es un polímero con memoria de forma?
Un polímero con memoria de forma puede cambiar temporalmente su rigidez o geometría ante un estímulo y tender a recuperar una configuración previamente programada. Ese comportamiento depende de la composición, la temperatura, el poscurado y la deformación aplicada.
En este estudio, las resinas impresas mostraron una fuerte reducción de rigidez y fuerza después de permanecer en agua a 37 °C. El estudio no midió directamente la recuperación de forma de un alineador completo; evaluó propiedades de tracción después de la inmersión.
7. ¿Qué diferencia existe entre termoformado e impresión directa?
| Termoformado | Impresión directa |
|---|---|
| Una lámina calentada se adapta sobre un modelo. | El alineador se fabrica capa por capa desde un archivo digital. |
| El espesor disminuye al estirarse sobre la anatomía. | El espesor puede diseñarse, pero depende de resolución, orientación y poscurado. |
| Requiere fabricar un modelo físico. | Puede evitar el modelo intermedio. |
| La geometría final depende del estiramiento de la lámina. | La geometría depende del diseño CAD y del proceso de impresión. |
| Los materiales del estudio fueron TPU mono y multicapa. | Las resinas del estudio fueron fotopolímeros termo-responsivos. |
8. ¿Por qué el espesor final es tan importante?
La fuerza total de una pieza no depende únicamente del tipo de material. También depende de su espesor y del área de su sección.
En este estudio, los materiales impresos terminaron con un espesor medio aproximado de 0,56 a 0,59 mm, mientras los termoformados quedaron alrededor de 0,38 a 0,41 mm.
9. ¿Por qué estudiar agua a 37 °C?
El alineador clínico permanece en contacto con saliva y tejidos a una temperatura cercana a la corporal. El agua puede penetrar en algunos polímeros, separar parcialmente las cadenas y modificar rigidez, fuerza y flexibilidad.
La inmersión en agua destilada a 37 °C permite estudiar temperatura y humedad de forma controlada, pero no reproduce saliva, cambios de pH, enzimas, bebidas, carga cíclica ni inserciones y retiradas repetidas.
El diseño tampoco permite diferenciar cuánto del cambio se debió al agua y cuánto a la temperatura, porque no hubo grupos paralelos secos a 37 °C ni húmedos a otra temperatura.
¿Qué quiso investigar el estudio?
El objetivo fue comparar cómo cambian las propiedades mecánicas de tres resinas impresas directamente y dos materiales termoformados durante un periodo de hasta 14 días, semejante al intervalo habitual de recambio de muchos alineadores.
No fue equivalente al uso clínico real: la inmersión fue continua, no hubo periodos fuera de boca, no se simuló masticación ni inserción y retirada repetidas, y se utilizó agua destilada.
Se analizaron múltiples tiempos desde el inicio hasta 14 días para observar no solo el valor final, sino también cuándo ocurrían los cambios principales.
¿Qué materiales se estudiaron?
| Grupo | Material | Descripción del artículo |
|---|---|---|
| Impresión directa | TC-85 | Resina de memoria de forma ampliamente estudiada. |
| Impresión directa | TR-07 | Resina nueva con comportamiento menos termoactivo y orientación hacia retención. |
| Impresión directa | TA-28 | Resina nueva con marcada sensibilidad térmica. |
| Termoformado | Zendura A | TPU de una sola capa. |
| Termoformado | Zendura FLX | TPU multicapa con núcleo elastomérico. |
¿Cómo se prepararon las muestras?
Las muestras impresas se fabricaron directamente con forma de halterio, mientras las termoformadas se obtuvieron adaptando una lámina sobre un modelo de incisivo y recortándola después. Esto introdujo diferencias de orientación, historia térmica, espesor y tensiones internas.
Además, los termoformados y los impresos no tenían la misma composición química. Los primeros eran TPU mono o multicapa y los segundos resinas fotopolimerizables termo-responsivas. Por tanto, no puede separarse por completo el efecto del método de fabricación del efecto de la composición.
¿Cuántas muestras se utilizaron?
El artículo informa 385 probetas y siete muestras por grupo. Sin embargo, sus tablas presentan doce tiempos de inmersión: 0, 5 y 30 minutos; 1, 3, 6 y 9 horas; y 1, 3, 7, 10 y 14 días. Cinco materiales × doce tiempos × siete muestras corresponderían a 420 probetas. En la metodología estadística también se enumeran once tiempos y se omite el día 10. Por tanto, existe una inconsistencia interna en el número de condiciones y muestras.
Cada tiempo se evaluó con probetas diferentes. No fue la misma muestra seguida repetidamente durante 14 días. La resistencia última y la elongación a la rotura se obtuvieron mediante una prueba destructiva, por lo que una misma probeta no podía continuar siendo evaluada después.
¿Qué se midió?
Fuerza de tracción a 1 %, 2 % y 3 % de deformación.
Módulo de Young.
Resistencia última a tracción.
Elongación a la rotura.
Espesor final después de la fabricación.
Resultados principales
1. El espesor final cambió según el método de fabricación
| Material | Espesor medio final aproximado |
|---|---|
| TC-85 | 0,585 mm |
| TR-07 | 0,564 mm |
| TA-28 | 0,560 mm |
| Zendura A | 0,414 mm |
| Zendura FLX | 0,381 mm |
Las láminas termoformadas de 0,76 mm terminaron con una reducción aproximada de 45 a 50 % del espesor. Tomando como referencia los 0,40 mm informados en la tabla y la discusión, los materiales impresos terminaron aproximadamente 40 a 46 % más gruesos. Sin embargo, la metodología también menciona 0,5 mm, por lo que ese porcentaje exacto debe interpretarse con cautela.
Esto muestra que el espesor nominal de una lámina o de un archivo puede diferir considerablemente del espesor final fabricado. En un alineador completo, esa diferencia también puede variar según la zona anatómica.
2. Las resinas impresas perdieron fuerza con rapidez
TC-85, TR-07 y TA-28 mostraron una reducción marcada de la fuerza registrada al estirar las probetas durante las primeras horas de inmersión. Después, las fuerzas permanecieron en un rango mucho menor, pero no fueron completamente constantes y mostraron fluctuaciones entre los distintos tiempos.
| Material | Fuerza a 1 % al inicio | Fuerza a 1 % a 14 días |
|---|---|---|
| TC-85 | 18,62 N | 4,04 N |
| TR-07 | 20,96 N | 7,24 N |
| TA-28 | 23,84 N | 3,67 N |
| Zendura A | 28,09 N | 26,26 N |
| Zendura FLX | 13,08 N | 14,36 N |
A 3 % de deformación, los materiales impresos terminaron entre 6,42 y 13,48 N, mientras Zendura FLX alcanzó 32,91 N y Zendura A 65,23 N.
El texto narrativo del artículo afirma erróneamente que TC-85 alcanzó 2,88 N a los 14 días. La Tabla 2 muestra que 2,88 N correspondió al día 1 y que el valor a 14 días fue 4,04 N. En este resumen se conservan los datos tabulados.
3. El mayor cambio de los impresos ocurrió temprano
Las curvas muestran una caída intensa durante los primeros minutos y horas. Después, las fuerzas permanecieron en un rango mucho menor, pero siguieron mostrando fluctuaciones entre los distintos tiempos.
Los valores obtenidos sin inmersión pueden sobreestimar la fuerza que estas resinas muestran después de exponerse a agua caliente. Sin embargo, el ensayo tampoco reprodujo exactamente la fuerza del material dentro de la boca a 37 °C, porque las pruebas se realizaron aproximadamente a 25 °C.
4. El módulo de Young disminuyó mucho en los impresos
| Material | Módulo inicial | Módulo a 14 días |
|---|---|---|
| TC-85 | 1169,8 MPa | 289,6 MPa |
| TR-07 | 1259,4 MPa | 560,2 MPa |
| TA-28 | 1401,6 MPa | 311,1 MPa |
| Zendura A | 2654,8 MPa | 1986,8 MPa |
| Zendura FLX | 1016,9 MPa | 1212,3 MPa |
Al comparar el valor inicial con el día 14, TC-85 y TA-28 conservaron aproximadamente una cuarta parte o menos de su módulo inicial. TR-07 también se ablandó, pero conservó el módulo final más alto entre las resinas impresas.
Zendura A se mantuvo como el material más rígido. Zendura FLX mostró fluctuaciones menores que las resinas impresas y no presentó una reducción progresiva semejante.
5. Los termoformados presentaron mayor resistencia última en el ensayo de tracción
| Material | Intervalo de resistencia última |
|---|---|
| Zendura A | 58,76–72,44 MPa |
| Zendura FLX | 31,97–37,29 MPa |
| TA-28 | 21,52–35,06 MPa |
| TR-07 | 17,00–29,20 MPa |
| TC-85 | 14,38–24,29 MPa |
La resistencia última describe una carga extrema hasta la rotura. No representa la fuerza normal utilizada para mover dientes, pero puede relacionarse con la resistencia del material frente a inserción, retirada o manipulación accidental.
Una UTS más alta en una tira plana no garantiza menor incidencia de fracturas en alineadores reales, porque los fallos pueden iniciarse en bordes, recortes, zonas delgadas, attachments o defectos de fabricación.
Zendura A presentó el intervalo de resistencia más alto. Entre las resinas impresas, TA-28 presentó el intervalo de UTS más elevado y, en algunos tiempos, se aproximó a Zendura FLX.
6. La elongación a la rotura aumentó en los impresos
| Material | Inicio | 14 días |
|---|---|---|
| TC-85 | 75,54 % | 111,5 % |
| TR-07 | 69,78 % | 90,73 % |
| TA-28 | 101,6 % | 125,6 % |
| Zendura A | 190,2 % | 201,1 % |
| Zendura FLX | ≈161 % | ≈158 % |
El aumento de elongación a la rotura indica que las probetas soportaron una deformación extrema mayor antes de romperse. Junto con la reducción del módulo, es compatible con un comportamiento más flexible, pero ambas medidas describen aspectos distintos.
¿Qué material mantuvo el perfil más estable?
El resumen del artículo parece confundir puntos porcentuales con porcentaje relativo al describir el aumento de TC-85 a los 30 minutos. El valor pasó de 75,54 % a 101,1 %, es decir, aumentó 25,56 puntos porcentuales; el incremento relativo sería aproximadamente 33,8 %. Por eso es más seguro presentar los valores absolutos.
Zendura A y Zendura FLX mostraron cambios menores a lo largo del tiempo. Entre los impresos, TR-07 conservó el módulo final más alto y las fuerzas más elevadas a los 14 días, aunque también experimentó una reducción importante respecto del inicio.
Sin embargo, estabilidad no significa automáticamente superioridad. Un material muy estable puede mantener fuerzas más altas de las deseadas; uno muy flexible puede resultar cómodo, pero insuficiente para ciertos movimientos.
¿Puede afirmarse que los impresos entregaron fuerzas fisiológicas?
No de manera directa. Los autores relacionaron sus valores con distintos rangos publicados de fuerza ortodóntica, pero la literatura informa valores diferentes según el tipo de movimiento y la metodología. No debe compararse una fuerza de probeta con un único “rango fisiológico” universal.
La fuerza aplicada a un diente depende del área de contacto, la geometría tridimensional, la activación, el movimiento programado y la distribución entre dientes. Por eso, una comparación entre newtons de una probeta y newtons clínicos debe considerarse orientativa.
¿Qué podría significar clínicamente el ablandamiento temprano?
¿Por qué un material puede generar menos fuerza y aun así no mover mejor el diente?
El movimiento no depende únicamente del valor inicial de fuerza. El alineador debe permanecer adaptado, conservar contacto con la superficie correcta y generar un sistema de fuerzas con dirección y momento adecuados. Un material muy flexible puede ejercer una fuerza suave, pero también deformarse, separarse del diente o perder control de una rotación. Puede compararse con empujar una puerta con una esponja: la presión puede ser suave, pero parte del esfuerzo se pierde al deformarse la esponja. La meta no es usar el material más rígido ni el más blando, sino uno que mantenga la fuerza y la geometría necesarias para el movimiento planeado.
Menor fuerza inicial después de calentarse en boca.
La mayor flexibilidad podría facilitar la inserción y retirada o mejorar la comodidad, pero el estudio no evaluó pacientes ni percepción de dolor.
Posibilidad teórica de reducir fuerzas altas después de la exposición a temperatura corporal. El estudio no demostró menor dolor, menor daño periodontal ni menor riesgo biológico.
Posible pérdida de capacidad para expresar movimientos difíciles si la fuerza residual es insuficiente.
Mayor dependencia del espesor, diseño, attachments y frecuencia de cambio.
Necesidad de diseñar el alineador considerando el comportamiento a 37 °C, no solo en seco.
¿Por qué una mayor flexibilidad también puede ser un problema?
Un alineador demasiado flexible puede deformarse sin transmitir adecuadamente el movimiento planificado, perder contacto con ciertas superficies o permitir que el diente no siga la secuencia programada.
La biomecánica clínica exige equilibrio: suficiente flexibilidad para colocación y comodidad, pero suficiente rigidez y recuperación para mantener la activación.
¿Qué importancia tiene la personalización del espesor?
La impresión directa permite diseñar espesores diferentes según la región. En teoría, esto podría aumentar rigidez donde se necesita más control y reducirla en zonas donde se desea flexibilidad.
El estudio no evaluó alineadores con espesores localmente personalizados ni comparó movimientos dentarios. Por tanto, esta ventaja sigue siendo una posibilidad tecnológica, no un beneficio clínico demostrado aquí.
Aplicación clínica
Fuerza residual es la fuerza que el material todavía puede generar después de haber estado expuesto a temperatura y humedad durante cierto tiempo. En este estudio se estimó utilizando probetas nuevas para cada periodo, no siguiendo el mismo alineador durante toda su vida útil.
No seleccionar un material únicamente por la fuerza inicial medida en seco.
Considerar que algunas resinas impresas cambian mucho durante la primera hora a 37 °C.
Valorar el espesor final real después de fabricar el alineador.
No asumir que menor fuerza significa mejor movimiento dentario.
Relacionar material, espesor, geometría y cantidad de activación.
Controlar el ajuste clínico y el seguimiento del movimiento.
Revisar deformaciones, grietas, opacidad y pérdida de adaptación durante el uso.
Evitar extrapolar las fuerzas de probetas a movimientos específicos.
Considerar que movimientos de torque, rotación y traslación requieren perfiles diferentes.
Explicar al paciente que la impresión directa es una tecnología emergente con evidencia clínica aún limitada.
Limitaciones del artículo
Aunque las probetas se sumergieron a 37 °C, los ensayos de tracción se realizaron a temperatura ambiente, aproximadamente 25 °C. Por ello, no se midió exactamente su comportamiento mientras permanecían a temperatura corporal.
El artículo informa 385 probetas, pero sus tablas muestran doce tiempos, lo que correspondería a 420 muestras. En la metodología estadística se enumeran once tiempos y se omite el día 10.
Existe una discrepancia sobre el espesor de diseño de las probetas impresas: 0,5 mm en la metodología frente a 0,4 mm en la tabla y la discusión.
El texto narrativo asigna erróneamente 2,88 N a TC-85 a los 14 días; la Tabla 2 muestra 4,04 N a los 14 días y 2,88 N al día 1.
El resumen del artículo parece confundir puntos porcentuales con porcentaje relativo al describir el aumento de elongación de TC-85 a los 30 minutos.
No se separó el efecto del agua del efecto de la temperatura.
Todas las probetas pudieron someterse al ensayo después de la inmersión, pero el estudio no estableció un límite clínico de resistencia necesario para evitar fracturas en alineadores completos.
Varios autores estaban afiliados a Graphy, fabricante de las tres resinas impresas y de algunos equipos utilizados. El artículo declaró ausencia de conflicto de interés. Esta afiliación no invalida los datos, pero debe considerarse al interpretar afirmaciones favorables sobre aplicaciones clínicas futuras.
Fue un estudio in vitro con probetas planas, no con alineadores completos.
La carga fue uniaxial y no reprodujo la deformación tridimensional de la boca.
Se utilizó agua destilada, no saliva real.
No se simularon cambios de temperatura, pH, bebidas, enzimas o biofilm.
No se realizaron ciclos repetidos de inserción y retirada.
No se midió relajación de fuerza bajo deformación constante en un alineador completo.
Los espesores finales fueron diferentes entre materiales.
Las probetas impresas y termoformadas se fabricaron mediante procesos distintos.
Cada tiempo utilizó muestras diferentes, por lo que no fue un seguimiento de la misma probeta.
La deformación clínicamente relevante podría ser inferior al 1 %, según reconocen los propios autores.
No se evaluaron movimientos dentarios, comodidad, ajuste, eficacia, dolor ni duración clínica.
Varias resinas impresas y varios autores estaban vinculados al fabricante Graphy, aunque el artículo declaró ausencia de conflictos de interés.
Entonces, ¿qué aprendemos del artículo?
Los materiales de alineadores no conservan necesariamente sus propiedades iniciales en boca.
Las resinas impresas estudiadas se ablandaron con rapidez a 37 °C.
Los termoformados mantuvieron fuerzas y rigidez más altas.
El espesor final difirió mucho del espesor nominal.
La fuerza en newtons depende del material y de la geometría.
El módulo de Young describe rigidez intrínseca.
La resistencia última no equivale a fuerza ortodóntica.
La elongación a la rotura no demuestra recuperación elástica.
Menor fuerza puede mejorar comodidad, pero también reducir expresión del movimiento.
La evidencia clínica debe confirmar si estos perfiles producen mejores resultados.
Conclusión final
Aprendizaje práctico
La fuerza total y la tensión no son equivalentes.
El espesor final influye en la fuerza del alineador.
El módulo de Young indica rigidez.
La resistencia última evalúa rotura, no movimiento dentario.
La elongación a la rotura mide deformación extrema.
TC-85 y TA-28 mostraron el mayor ablandamiento.
TR-07 conservó más rigidez entre los impresos.
Zendura A fue el material más rígido y resistente.
Zendura FLX fue más flexible que Zendura A, pero estable.
La prueba clínica sigue siendo indispensable.
Bibliografía del artículo
Formato Vancouver
Oyonarte R, Lagos IM, Vidaurre F, Parada T, del Real A, Jang S, et al. Mechanical properties of thermoformed and direct-printed aligner materials after immersion in 37 °C water: a 14-day in vitro study. Sci Rep. 2026;16:5864. doi:10.1038/s41598-026-36723-8.
Formato APA 7
Oyonarte, R., Lagos, I. M., Vidaurre, F., Parada, T., del Real, A., Jang, S., Jeong, H., Lee, J., Min, J., Elshazly, T. M., Cha, J.-Y., & Kim, H. (2026). Mechanical properties of thermoformed and direct-printed aligner materials after immersion in 37 °C water: A 14-day in vitro study. Scientific Reports, 16, 5864. https://doi.org/10.1038/s41598-026-36723-8
DOI: 10.1038/s41598-026-36723-8
Enlace directo de ingreso al artículo: https://doi.org/10.1038/s41598-026-36723-8