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Comment l'aligneur contrôle-t-il le mouvement de la dent ? Pour ceci il y a deux approches : le système axé sur le déplacement et celui basé sur l’application d'une force. Dans le premier cas, le dispositif d'alignement est pourvu de la géométrie exacte de la couronne de la dent, qu'elle devra occuper à l'étape de traitement suivante, et on part du principe que la dent sera complètement enfouie dans et adaptée à la forme de la gouttière telle que prédéterminée. Ceci est suffisant pour les mouvements de version simples, mais pas si la racine doit être contrôlée conjointement. Dans le système basé sur l'application de force l'aligneur est conçu et formé de sorte qu'il puisse exercer des forces spécifiques sur la couronne, afin d'obtenir le mouvement désiré. La forme de la gouttière en question diffère généralement de la forme anatomique de la couronne dans le but d'exercer la transmission des forces selon les principes biomécaniques et, par conséquent, de veiller à un contrôle accru des mouvements à la fois de la couronne et de la racine. Pour un simple mouvement tel qu'une version une seule application de force unidirectionnelle est suffisante, mais dans des mouvements plus complexes tels qu'une version contrôlée, une translation ou des mouvements de racines, l'aligneur doit pouvoir transmettre les forces et les moments de force adéquats. Une force appliquée sur une dent a toujours tendance à la faire tourner, cela c'est le moment de force. Le rapport entre la force et son couple appliqués à chaque fois sur la dent fait l'objet d'une analyse et d'un développement continu au sein de la technique Invisalign dans le but d'accomplir le mouvement souhaité de la dent de façon contrôlée du début à la fin du traitement. Les résultats obtenus sont ensuite introduits dans le logiciel ClinCheck.

Pour optimiser davantage les systèmes de traitement à base d'aligneurs, il est essentiel de comprendre en détail les propriétés biomécaniques des gouttières thermoplastiques. Les forces et les couples qui se produisent durant les différents déplacements dentaires lors d'un traitement Invisalign, doivent être déterminées avec précision non seulement d'un point de vue conceptuel mais aussi en pratique. En outre, il faut être complètement familiarisé avec le mode d'action et l'impact des auxiliaires (taquets/ "power ridges"...) lors de la mise en œuvre de ces mouvements dentaires.

SmartX

SmartTrack

Un des principaux objectifs de l'orthodontie est d'atteindre des mouvements dentaires prévisibles. En revanche les patients attendent d'excellents résultats tout en attachant une grande valeur au confort. Pour cela trois critères doivent être respectés : l'exercice d'une force constante, une plus grande précision de mouvement et une assise confortable.

Après de nombreuses années de développement de matériaux, Align Technology a sorti un matériau très élastique pour les aligneurs qu'ils ont breveté, appelé SmartTrack (LD30). La meilleure prévisibilité permet d'exécuter les traitements en toute confiance et assurance.

SmartForce

Des logiciels de modélisation avancés et une technique de pointe dans l'évaluation des forces exercées sur les dents au travers de taquets permettent la conception et le développement continu d'attachements de forme particulière à même d'optimiser l'application de la force et du couple.

Invisalign GX

InvisalignG3

- Attachements optimisés pour la rotation de prémolaires, qui ont par la suite encore été améliorés.

- D'autres fonctions SmartForce® optimisées comme les "precision cuts" (découpes de précision) pour la correction des malocclusions de classe II et de classe III.

InvisalignG4

- Attachements de contrôle radiculaire pour optimiser le redressement mésio-distal des racines de toutes les canines ainsi que des incisives centrales et latérales chez lesquelles la fermeture d'espaces interdentaires (diastèmes) pourra dorénavant se faire en redressant aussi les racines en direction mésiale (vers l'avant).

- Attachements "multiplan" optimisés pour une meilleure prévisibilité des mouvements au niveau des incisives latérales supérieures dans plusieurs plans de l'espace simultanément, comme pour une rotation associée à une extrusion (pression vers l'extérieur de l'os) et à une version de la couronne dentaire. Ceci va de pair avec une petite zone de pression emboutie dans la gouttière du côté de la face interne de la latérale de telle sorte qu'elle exerce une deuxième force bien ajustée et ainsi améliorer encore le contrôle de ce mouvement complexe. 

- Attachements optimisés pour une meilleure réduction simultanée de béance antérieure.

InvisalignG5

- L'implémentation de nombreuses fonctions SmartForce pour obtenir des résultats plus prévisibles dans le traitement de la supraclusion (fermeture profonde) et pour un meilleur contrôle de l'extrusion de prémolaires et pour un ancrage plus puissant. Rampes occlusales de précision ("precision bite ramps") pour augmenter la disclusion des dents postérieures favorisant leur déplacement.

- Attachements de supraclusion ("Deep-Bite") optimisés sur les prémolaires inférieures soit à titre d'ancrage passif lors d'une intrusion (pression vers l'intérieur de l'os) des incisives inférieures seules soit sous forme activée, quand il faut en plus égresser les prémolaires (faire sortir de l'os).

- Rampes de précision servant à la surélévation de l'occlusion en cas de supraclusion ("Précision Bite Ramps") à l'arrière des incisives supérieures adaptées individuellement et pouvant aller jusqu'à 3 mm de profondeur. Elles permettent aux dents latérales de se séparer verticalement, donc de soulever les points de contact entre les dents arrière du haut et du bas (disclusion). Car les forces masticatrices dans les secteurs postérieurs sont en soi puissantes au point de pouvoir empêcher l'extrusion souhaitée des prémolaires et généralement aussi contrecarrer la correction de la supraclusion. Les rampes d'occlusion annulent temporairement, c.à.d. pour la durée du redressement, l'effet de ces forces préjudiciables à la correction de la supraclusion dans les secteurs postérieurs.

InvisalignG6

- Ici il s'agit du développement d'un nouveau logiciel de planification de traitement appelé ClinCheck Pro avec commande 3D qui donne un meilleur contrôle de la position finale des dents déjà lors de la planification - ainsi les objectifs de traitement sont plus faciles à atteindre. Les solutions de traitements Invisalign avec extraction des premières prémolaires visent à corriger de forts encombrements ou la protrusion d'une arcade ou des deux (version importante des dents antérieures et leur os alvéolaire vers l'avant) tout en maintenant comme prévu un ancrage postérieur maximal.

InvisalignG7

- En plus de la "SmartForce" et du "SmartTrack", une troisième composante vient ici compléter l'arsenal thérapeutique, la "SmartStage". Grâce à l'interaction de ces trois facteurs, il y a moyen d'atteindre certains déplacements à un rythme plus rapide que dans le cycle classique de deux semaines.

SmartStage

- La technologie SmartStage subdivise le cours du traitement en de petites étapes habilement agencées, donc une sorte de mise en scène réussie du traitement Invisalign. SmartStage est fondé sur des algorithmes avancés sur base desquelles le mouvement optimal de la dent et la forme idéale de la gouttière sont déterminés. Le clinicien expérimenté pourra ainsi prendre en considération quels aligneurs sont susceptibles d'être portés moins longtemps. Dans les phases de mouvement difficiles comme les rotations, les égressions et les forts déplacements de racines, les raccourcissements du temps de port ne sont pas ou que marginalement réalisables.

- S'ajoutent à cela d'autres optimisations d'attachements pour assurer des mouvements multi-plans au niveau des incisives latérales supérieures (rotation ensemble avec une ingression ou au contraire une égression) et une amélioration du contrôle des couronnes dentaires lorsque les incisives centrales adjacentes doivent être ingressées.

- Une optimisation complémentaire allant encore plus loin dans le contrôle des racines de dents postérieures est acquise en collant un seul taquet tout spécialement conçu à cet effet par dent (au lieu de 2) et en combinant cela avec des propriétés SmartStage particulières incorporées dans les gouttières pour sélectivement agir sur ces taquets de nouvelle génération G7.

- Les "Power Ridges" sont des rainures particulières embouties le plus souvent sur la face extérieure de la dent servant à mieux contrôler le mouvement lingual de la racine par rapport à la couronne. A cause des différences anatomiques entre les incisives, ces rainures sont conçues différemment selon la dent. Les dépressions extérieures sont parfois complétées de rainures intérieures si les incisives doivent subir un mouvement de rétraction en même temps.

Tous les attachements présentent une surface plane, qui subit la force de l'aligneur dans une direction déterminée. La forme de l'attache dépend de celle de la dent, qui est optimalement saisie par le logiciel de sorte que les applications de force souhaitées peuvent effectivement s'exercer. Il y a des attachements d'extrusion optimisés, des attachements d'extrusion antérieurs multiples pour plusieurs incisives à la fois, des attachements de rotation optimisés, des attachements multiplans et des attachements de contrôle radiculaire. Les mouvements d'extrusion doivent se faire moyennant une force très légère pour être efficaces. Les taquets d'extrusion antérieurs multiples permettent la correction efficace de béances antérieures. Les attaches de rotation optimisées pour les canines et prémolaires sont placées par le logiciel dans une position la plus distante possible par rapport à l'axe longitudinal de la dent, sans faire courir un risque d'interférence tout au long des déplacements. Assez fréquemment il y lieu de procéder à des mouvements dans plusieurs directions à la fois : les taquets multiplans sont constitués d'une série d'attachements et de petites zones particulières embouties dans les gouttières à même de provoquer des mouvements complexes simultanés dans les trois sens de l'espace sur les incisives latérales (p. ex. extrusion, version et rotation en même temps). Les attachements de contrôle radiculaire se composent de deux petits taquets placés de façon contraire sur la face extérieure d'une même couronne dentaire dans le but de provoquer non seulement la force mais en même temps aussi son moment opposé.  Dans la région incisale la force de déplacement coronaire est appliquée et au niveau gingival le moment de force dans la direction opposée pour mieux contrôler l'inclinaison, l'angulation et le redressement général de celle-ci. Si la surface extérieure de la couronne est trop petite pour recevoir deux taquets, alors le logiciel planifie l'incorporation de points ou zones de pression embouties dans les gouttières pour assurer le moment de force souhaité. Dans certains cas le praticien Invisalign expérimenté peut faire modifier les attachements préconçus pour tenir compte encore mieux du cas spécifique en cause. La connaissance scientifique combinée à la vision et à l'expérience du praticien Invisalign expérimenté servent à aboutir au meilleur résultat de traitement possible pour chaque patient individuel.

L'efficacité des mouvements

Celle-ci est déterminée au sein de Align Technology, mais aussi par des études universitaires et par des tests de concordance surface-à-surface (surface-to-surface matching) comme élaboré par la société Dentalmonitoring.

Dans le cadre d'une chaire de fondation en technologie médicale orale à l'Université de Bonn une étude a été faite à cet égard. Les résultats des mesures de force et de moments de force à l'aide de capteurs spéciaux selon le système de mesurage et de simulation orthodontique (OMSS) se rapportent à des examens à chaque fois individuels de mouvements dentaires spécifiques. L'influence de certains auxiliaires tels que les « attachements » et les «Power Ridges» (rainures de puissance) a été co-évaluée en même temps. L'efficacité des mouvements dentaires simulés dans le système OMSS peut être considérée comme une indication de l'efficacité clinique.

Voici une première série de constatations de l'étude OMSS menée à Bonn :

  • Les forces et les couples qui se produisent semblent se situer dans la marge des forces orthodontiques recommandées.
  • Les distalisations peuvent, jusqu'à un certain point, être bien effectuées par les aligneurs Invisalign. Lorsque les couronnes dentaires cliniques sont courtes il faudra ajouter des taquets horizontaux standard pour améliorer l'ancrage de la gouttière et la transmission de la force par celle-ci aux dents à reculer.
  • Les rotations doivent toujours être soutenues par des attachements, en particulier au niveau des prémolaires de section arrondie ou présentant une couronne clinique courte et de faible contre-dépouille.
  • Un maximum de 1 ° de rotation par aligneur pour une prémolaire, un maximum de 1 ° de moment de force pour une incisive par gouttière.
  • Les "Power Ridges" sont bien adaptés pour effectuer un torque radiculo-palatin antérieur. Comme le niveau de force doit perdurer dans ces cas-ci, il ne faut pas trop vite changer d'aligneur à "Power Ridges". .
  • L'efficacité d'un traitement par Invisalign augmente dans la mesure où le "staging» (cadence ou vitesse de déplacement par aligneur) diminue.
  • Il ne doit pas y avoir de collisions interproximales. Celles-ci sont à surveiller étroitement en clinique.
  • L'efficacité d'un traitement Invisalign dépend dans une large mesure de la qualité du ClinCheck®.

La concordance des valeurs OMSS avec les résultats cliniques a ensuite été examinée par balayage et numérisation des modèles de début et de fin des participants à l'étude. En utilisant un algorithme du type "Surface-to-Surface-Matching" livré par le logiciel « Surfacer 10®" le mouvement clinique effectué a été déterminé et comparé à celui prévu dans le ClinCheck® ainsi que dans le système OMSS.

Il s'est révélé que les mouvements corporels des dents sont réalisables avec la méthode Invisalign. Dans ce cadre l'efficacité de trois processus de déplacements dentaires à considérer comme extrêmement difficiles à opérer ont été examinés : la distalisation des molaires supérieures, la dérotation de prémolaires et des moments de force appliqués aux incisives supérieures pour arriver à déplacer les racines en direction palatine.

Statistiquement la distalisation molaire s'est produite avec la plus grande prévisibilité (> 87%). Les deux autres types de mouvements étaient un peu moins prévisibles. La moyenne statistique de l'efficacité de tous les déplacements était d'environ 60%. Ici cependant et comme toujours, les résultats qualitatifs les plus élevés sont atteints chez les patients les plus motivés à collaborer et les praticiens les plus formés et expérimentés.  Car si en portant les gouttières comme prescrit on réduit la vitesse de déplacement à 1° de rotation ou de torque par aligneur, si on réduit donc la quantité de mouvement par aligneur, alors , bien que leur nombre augmente ("staging"), l'efficacité elle croît davantage pour atteindre 75% dans les cas du torque des incisives et même à 80% pour la dérotation des prémolaires, et en particulier:

  • L'utilisation d'auxiliaires comme des élastiques intermaxillaires et objectif de déplacement à répartir sur plus de gouttières,
  • Lente poursuite du mouvement difficile désiré lorsque plus tard dans le traitement d'autres dents sont déplacées de façon plus ciblée,
  • Réaliser une finition de fin de traitement tout en maintenant une faible vélocité,
  • Interagir de façon massive et serrée avec le patient pour maintenir sa compliance à un niveau très élevé et contrôler cela aussi à distance via Dentalmonitoring,
  • L'application directe de l'amélioration continue du matériau (SmartTrack LD30 au lieu du Exceed EX30) et des propriétés du système (perfectionnements tant au niveau de la forme que de la structure des attachements et du "staging").
  • Accroître l'efficacité du mouvement à travers la photobiomodulation ou la vibration

D'autres études corroborent les résultats des chercheurs de Bonn. Le professeur Rainer-Reginald Miethke a mené en 2014 une étude comparative sur la base de l'indice de PAR. Celui-ci représente une méthode reconnue internationalement par les orthodontistes pour obtenir des mesures pertinentes et fiables permettant d'évaluer le succès des traitements orthodontiques.

L'étude amène à la conclusion que le traitement avec le système Invisalign permet en général une amélioration hautement significative et respectivement une diminution de la valeur de l'indice PAR du début de plus de 70%. Plus la valeur de cet indice est basse, plus les dents sont bien alignées et meilleure sera leur occlusion.