1) Hệ thống mắc cài kim loại cổ điển Edgewise:

Hệ thống mắc cài kim loại cổ điển Edgewise được phát minh bởi Edward H. Angle vào thập kỷ 20 của thế kỷ trước. Đến ngày nay, hệ thống này vẫn được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất thế giới.

Hình: Một ca điều trị thành công của Angle từ những năm thập niên 1900, sử dụng mắc cài Edgewise kết hợp với thun liên hàm.

Đơn giản, rẻ, hiệu quả, dễ sử dụng là những ưu điểm của mắc cài kim loại Edgewise. Khi sử dụng, bác sĩ sẽ buộc dây cung vào mắc cài của từng răng bằng thun hoặc bằng chỉ thép. Đối với trẻ em, thun nhiều màu có thể làm cho trẻ thấy thích thú, nhưng loại thun này gây dính thức ăn nên khó vệ sinh. Mặt khác, thun thường buộc dây vào mắc cài quá chặt tạo ra lực ma sát lớn, làm răng di chuyển chậm. Lực ma sát đóng vai trò rất quan trọng cần phải tính đến khi di chuyển răng trong chỉnh nha.

Hình: thun nhiều màu để buộc dây vào mắc cài edgewise, khá phổ biến ở nước ngoài nhưng Việt Nam thì ít sử dụng (hình trái). Tại Việt Nam, bệnh nhân thường ưa chuộng loại thun không màu và mắc cài thẩm mỹ (hình phải).

Hình: mô hình phóng to mắc cài sử dụng dây thun để buộc dây vào mắc cài. Dây thun tiếp xúc với dây tạo ra lực ma sát và áp lực đè nén dây vào mắc cài, ngăn cản răng trượt trên dây. Điều này làm răng di chuyển chậm và khó khăn hơn.

Như vậy, lực ma sát làm cản lại sự di chuyển của răng. Các BS chỉnh nha ngày nay luôn tìm cách để làm giảm lực ma sát xuống tối đa. Lực ma sát giảm đi giúp bác sĩ có thể dùng lực nhẹ hơn để di chuyển răng, với sự kiểm soát tốt hơn.

Hình: lực ma sát ngược với hướng di chuyển của răng. Lực di chuyển răng phải lớn hơn lực ma sát thì răng mới di chuyển được. Quan điểm “lực nhẹ, ma sát thấp” là quan điểm mới nhất hiện nay của chỉnh nha.

Trong trường hợp có ma sát lớn, thì để răng di chuyển, lực tạo ra phải lớn hơn lực ma sát. Vì vậy, để thắng được lực ma sát, đôi khi Bác sĩ phải dùng loại dây tạo ra lực mạnh hơn. Sử dụng lực mạnh không kiểm soát sẽ gây ra đau và khó chịu, có thể đưa đến những biến chứng khác khi không kiểm soát được lực: làm tiêu xương, tụt nướu mất thẩm mỹ, đau ê nhiều, thậm chí làm cho  răng bị lung lay.

Để giảm lực ma sát khi buộc dây vào mắc cài, Bác sĩ có thể dùng chỉ thép. Chỉ thép ít gây dính thức ăn như thun, ít ma sát hơn thun nhưng đòi hỏi BS phải thao tác khéo để không móc vào môi, má, lưỡi của bệnh nhân.

Hình: sử dụng chỉ thép dễ vệ sinh hơn, ít ma sát hơn, nhưng đòi hỏi bác sĩ phải khéo léo khi thao tác, và dành nhiều thời gian hơn cho bệnh nhân.

Các bác sĩ chỉnh nha luôn có khuynh hướng sử dụng chỉ thép để buộc cho bệnh nhân sử dụng mắc cài Edgewise. Mặc dù việc này sẽ tốn thời gian, tốn nhiều chi phí, đòi hỏi kỹ thuật bác sĩ cao hơn, nhưng sẽ đem lại nhiều lợi ích cho bệnh nhân: dễ vệ sinh răng miệng (rất quan trọng), răng chạy dễ hơn (do ít ma sát), kiểm soát lực tốt hơn (hạn chế tác dụng phụ khi không kiểm soát lực), v.v…

Như vậy, loại mắc cài này có ưu điểm là rẻ, dễ sử dụng và khá bền, cũng dễ thay thế nếu lỡ bị hư hoặc rớt mắc cài. Tuy nhiên, do tạo ma sát và Bác sĩ có thể dùng lực mạnh nên bệnh nhân hay đau và khó chịu sau khi gắn dây và mắc cài. Răng di chuyển cũng chậm hơn, thời gian đến tái khám ngắn hơn (3-4 tuần so với mắc cài tự đóng là 4-8 tuần), tổng thời gian điều trị thường lâu hơn (trung bình 6 tháng) so với loại mắc cài tự đóng (self ligating). Bệnh nhân cũng cần phải giữ gìn vệ sinh răng miệng kỹ hơn nếu quyết định làm loại mắc cài này.

2)    Hệ thống mắc cài sứ cổ điển Edgewise:

Khi mắc cài sứ được giới thiệu vào đầu những năm 2000, loại mắc cài này là một trong những nỗi thất vọng của Bác sĩ chỉnh nha khi mắc cài rất dễ vỡ, dễ sút, tạo ma sát cao làm thời gian kéo dài, v.v… Thậm chí nhiều Bác sĩ chỉnh nha đã loại bỏ mắc cài sứ khỏi dịch vụ điều trị của mình.

Đến những năm gần đây, sự tiến bộ của ngành vật liệu đã giúp mắc cài sứ chắc chắn hơn, đẹp hơn, ít ma sát hơn, đem lại lợi ích cho bác sĩ chỉnh nha và bệnh nhân nhiều hơn. Những hệ thống mắc cài sứ ngày nay đã đạt được độ bền tương đương với mắc cài kim loại, thời gian và kết quả điều trị cũng tương đương.

Hình: Mắc cài sứ khá thẩm mỹ, nhưng dây cung thường vẫn làm bằng kim loại.

Khuyết điểm của mắc cài sứ là dày hơn mắc cài kim loại (để bền vững). Độ dày  này sẽ làm cho bệnh nhân thấy khó chịu hơn khi mang trong miệng.

3) Hệ thống mắc cài kim loại tự buộc (self ligating):

Những năm cuối thể kỷ 20, giới chỉnh nha đón nhận một hệ thống mắc cài mới: mắc cài tự buộc self ligating.

Điểm khác biệt duy nhất là mắc cài có một hệ thống nắp trượt hoặc cánh kim loại (wing clip) để đậy và giữ dây ở trong mắc cài. Dây sẽ trượt một cách tự do trong rãnh của mắc cài, nhờ vậy giảm ma sát tối đa. Giảm ma sát giúp bác sĩ chỉnh nha kiểm soát lực tốt hơn, sử dụng lực nhẹ hơn, dây ít bị biến dạng hơn, và nhiều lợi ích khác.

Hình: mắc cài tự đóng ở dạng mở và đóng nắp.

Dây sẽ trượt một cách tự do trong rãnh của mắc cài, nhờ vậy giảm ma sát tối đa

Hình: mắc cài tự đóng không cần dùng thun hay chỉ thép để buộc. Bác sĩ chỉnh nha sử dụng một dụng cụ chuyên biệt để mở và đóng nắp, giúp tiết kiệm thời gian và bảo đảm độ chuẩn xác cao hơn.

Vấn đề là hệ thống mắc cài này đòi hỏi sự tinh vi khi thiết kế, sản xuất, chi phí cũng cao hơn khá nhiều.

Tận dụng những ưu điểm khi sử dụng hệ thống mắc cài này, bác sĩ chỉnh nha có thể lên một kế hoạch điều trị với ít lần hẹn hơn (4-8 tuần/lần hẹn), tổng thời gian điều trị ngắn hơn (trung bình nhanh hơn 6 tháng so với mắc cài edgewise), bệnh nhân ít đau và khó chịu hơn (do bác sĩ nha khoa kiểm soát lực dễ dàng hơn và dùng lực nhẹ), răng chạy nhanh hơn (vì ít ma sát).

Hình: so sánh giữa mắc cài edgewise dùng thun buộc dây vào mắc cài và mắc cài tự buộc self ligating của hệ thống Damon – Ormco.

Tuy vậy, nếu bác sĩ chỉnh nha không hiểu rõ hệ thống mắc cài này, thì sử dụng nó sẽ dễ dẫn đến thất bại do kiểm soát không tốt. Cũng giống như khi bạn lái một chiếc xe phân khối lớn, nó giúp bạn chạy nhanh, nhưng bạn phải hiểu và kiểm soát được nó.

4) Hệ thống mắc cài sứ tự buộc (self ligating):

Là sự kết hợp giữa thẩm mỹ và ưu điểm vận hành của mắc cài kim loại tự buộc như ở trên. Khuyết điểm lớn nhất là độ dày, bởi vì để mắc cài sứ có độ bền tốt thì nhà sản xuất phải tăng độ dày. Nắp trượt tự đóng cũng làm cho mắc cài dày hơn. Ngoài ra thì loại mắc cài này cũng có chi phí cao nhất so với các loại khác.

Hình: Mắc cài sứ tự buộc QuicKlear – Forestadent (Đức) và mắc cài sứ tự buộc Damon Clear – Ormco (Mỹ). Những mắc cài này chỉ vừa xuất hiện trên thế giới vào đầu năm 2011!

Với sự tiến bộ của công nghệ vật liệu ngày nay, mắc cài sứ tự đóng có thể xem là giải pháp đáp ứng nhu cầu thẩm mỹ và có tính năng vận hành tốt nhất hiện nay. Khuyết điểm lớn nhất của loại mắc cài này là độ dày. Độ dày có thể làm cho bệnh nhân cảm thấy khó chịu hơn khi mang mắc cài, nhất là các trường hợp môi bị căng.