ALEACION NIQUEL‐TITANIO EN ENDODONCIA.
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2013 ALEACIONNIQUEL‐TITANIOEN ENDODONCIA. Dra. Francisca Burgos Z. Universidad de Valparaíso Facultad de Odontología. 03/06/2013 Índice. Introducción.3‐4 DescubrimientodelaaleacióndeNíquel‐Titanio.5 PrincipalescaracterísticasdelaaleacióndeNíquel‐Titanio.6‐8 FabricacióndelasaleacionesNiTi.9‐10 AleacióndeNíquel‐Titanioysuusoenendodoncia.11‐13 FabricacióndelaslimasNiTi.14‐16 UsoclínicodelaslimasNiti.17‐26 CaracterísticasfísicaslimasNiTi.27‐29 Revisiónbibliográficadeestudiosreferentesainstrumentosde Níquel‐titanioenendodoncia.30‐33 Conclusiones.34 Bibliografía.35‐37 2 Introducción Schilder introdujo el concepto de “la limpieza y la conformación” que es la base del éxito en el tratamiento endodóntico, el cual se logra con una correcta preparación biomecánica que consiste en eliminar los agentes contaminantes (bacterias) y agentes contaminados (tejido pulpar y dentina) por medios físicos, mecánicos y químicos. La preparación biomecánica es considerada por la mayoría de los autores como la fase más importante del tratamiento endodóntico, tanto así que una afirmación de Sachs, citada por Kuttler se volvió célebre en endodoncia: “Lo más importante en el tratamiento de conductos radiculares es lo que se retira en su interior y no lo que se coloque en él”. Aun cuando la radiografía muestra conductos rectos, pocos lo son. La preparación de los conductos curvos ha sido siempre un desafío para el clínico. El conocimiento minucioso de cómo manejar cada tipo y grado de curvatura (Schneider, 1971) es la clave para un tratamiento exitoso. Mejoras introducidas en el diseño de los instrumentos, como la configuración de la punta y en el diámetro seccional, permitieron el uso de instrumentos de mayor calibre en el tercio apical (Roane et al., 1985). En su momento se sugirió el uso de instrumentos precurvados de acero flexible pero se observó que todas las limas de acero inoxidable tienden a generar aberraciones, posiblemente como resultado de la rigidez del metal ( ElDeeb et al., 1985; Alodeh et al., 1989; Schafer et al., 1999). Independientemente del uso de instrumentos de acero flexibles precurvados no se lograron reproducir sistemáticamente formas redondeadas en el tercio apical de los conductos al usar limas en acción de limado (Jungmann et al., 1975). Cuando se contempló la presencia de diferentes tipos y grados de curvaturas presentes en el tercio apical de los conductos, se pudo analizar la limitación de los instrumentos para mantener la forma original de los mismos. Con el fin de minimizar los efectos que éstos producían, se buscaron alternativas y se sugirieron diferentes técnicas de preparación tendientes a conformar inicialmente la porción coronaria del conducto, de forma tal que los instrumentos podrían trabajar con menor dificultad en el tercio apical (Goerig et al., 1982). 3 En un intento de superar las dificultades que generaban los instrumentos de acero, han aparecido nuevos instrumentos fabricados a partir de una aleación de níquel titanio que tiene un bajo módulo de elasticidad. Esta propiedad permite que los instrumentos puedan recorrer mejor las curvaturas, disminuyendo la posibilidad de deformarlas (Kum et al., 2000). Esta nueva generación de instrumentos endodónticos de níquel-titanio permite realizar preparaciones biomecánicas en conductos radiculares curvos y estrechos sin causar aberraciones. Ya que las limas de niquel-titanio poseen una flexibilidad elástica de 2 a 3 veces más que las limas de acero inoxidable y una superior resistencia a la fractura por torsión. La incorporación del níquel titanio ha permitido mecanizar la instrumentación de los conductos radiculares curvos con técnicas mecánicas rotacionales, mejorando la calidad del resultado, reduciendo el tiempo de trabajo y el esfuerzo físico del operador en comparación con las técnicas manuales. Diferentes estudios (Walia et al., 1988) evaluaron las características de estos instrumentos y compararon las propiedades torsionales de las limas de acero y las de níquel-titanio y observaron que la flexibilidad de éstas era superior a las de acero (23). 4 Descubrimiento del Níquel-Titanio. 1958 WilliamJ. Buehler, Metalúrgico del Laboratorio Naval de Ordnance de USA, comenzó a buscar una aleación de baja densidad, fatiga e impacto y resistente al calor para la fabricación de conos de misiles que pudieran soportar mejor la reentrada. Mientras probaba varias aleaciones, noto que la aleación de niquel titanio era sumamente diferente de las otras. Buehler nombro a este descubrimiento NITINOL (Nickel Titanio Naval Ordnance Laboratory) (1). En una junta de la administración del laboratorio para demostrar la resistencia a la fatiga del Nitinol, el asistente de Buehler hizo caer una tira doblada de la aleación; ésta paso por la mesa de conferencia y fue doblado por todos los presentes, entonces el director técnico David S. Muzzey, un fumador de pipa aplicó calor de su encendedor de pipa a la tira comprimida de Nitinol, para sorpresa de todos ésta se estiro hasta adquirir su forma original, la primera demostración de la primera capacidad de la Memoria de Forma de NITINOL, el primero de los llamados metales "Astutos", o "Inteligentes"(1). 1958 WilliamJ. Buehler. 5 Principales características de la aleación de Níquel-Titanio. Estas aleaciones poseen dos formas cristalográficas: austenita y martensita. La transformación desde la fase austenita a la martensita se produce cuando se aplica un estrés al instrumento (presión, calor). Al iniciarse esta transformación, el instrumento se vuelve frágil y se puede romper con facilidad (10). Memoria de forma: La memoria de forma se refiere a la capacidad de ciertos materiales de “recordar” una forma, incluso después de severas deformaciones: una vez deformados a bajas temperaturas, estos materiales permanecerán deformados hasta que sean calentados, entonces volverán espontáneamente a su forma original que tenían antes de la deformación (2). Velocidad de respuesta: Debido a que se contraen cuando llega a cierta temperatura de activación predefinida de fábrica, alambres muy delgados son capaces de contraerse en una décima o centésima parte de un segundo. Sin embargo, para relajarse de nuevo necesitan enfriarse, lo cual depende de la temperatura ambiente. Se 6 puede llegar a tener varios ciclos por segundo con alambres delgados (50 micrómetros de diámetro) o un ciclo cada tres o cuatro segundos si el alambre es muy grueso y hace calor (2). Superelasticidad: Aunque el Nitinol fue reconocido inicialmente por su propiedad de memoria de forma térmica, existe otra propiedad muy atractiva y de gran aplicación llamada superelasticidad; la cual se presenta cuando el Nitinol es deformado mecánicamente a una temperatura determinada y una vez que el esfuerzo es retirado la transformación se invierte y el material recupera su forma original (3). Las aleaciones de níquel-titanio, cuando son sometidas a deformación de hasta 10%, pueden retornar a su forma normal, siendo, por lo tanto, recuperables; mientras que las limas de acero inoxidable solamente retornan a su estado inicial cuando la deformación no es superior al 1% (4). A partir del comportamiento superelastico es posible obtener ciertas ventajas tales como: Grandes deformaciones recuperables del orden del 10%. Bajas deformaciones residuales. Generación de bajos esfuerzos al recuperar su forma original. La superelasticidad de esta aleación hace que los instrumentos endodónticos sean más flexibles que los de acero inoxidable, sin exceder su límite de elasticidad, permitiendo así una mejor instrumentación de los conductos radiculares curvos, como también minimizando el transporte del foramen (4). Resistencia a la deformación: Es la fuerza que se ocupa para estirar otra vez el alambre cuando ya se ha enfriado. Esta fuerza es casi siempre alrededor de una sexta parte de la fuerza que realiza el alambre cuando se contrae. Por ejemplo, el alambre de 100 micrómetros se contrae con una fuerza de 150 gramos, y a su vez requiere de una fuerza de 28 gramos para volver a estirarse (2). 7 Bajo módulo de elasticidad: ES la medida de la tenacidad y rigidez del material, o su capacidad elástica. Mientras mayor es el valor (modulo), mas rígido es el material. A la inversa, los materiales con valores bajos son más fáciles de doblar bajo carga. 8 Fabricación de las aleaciones NiTi. Para asegurar la calidad y consistencia de los materiales fabricados con nitinol es importante conocer y entender los procesos seguidos para obtener este material y los efectos que tiene en las propiedades y formas finales. En teoría todos los componentes fabricados con Nitinol siguen los mismos pasos de fabricación. Primero se alean en vacío, se trabajan en caliente, se trabajan en frio y se tratan en caliente para conseguir las propiedades finales. Los procesados subsecuentes necesarios para cortar, soldar y tratamientos superficiales, se aplican para obtener el elemento final. El método de aleado ha de ser muy cuidadoso, es de suma importancia conocer que las temperaturas de transición (rango de temperatura en el que se produce la transformación de Austenita a Martensita) son altamente sensibles a la composición de la aleación: una variación de un 1% en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o Ti) puede cambiar 100ºC la temperatura de transformación. Por este motivo cualquier contaminante significaría cambiar la aleación y probablemente desecharla. El aleado se suele hacer en un horno de vacío o atmosfera inerte. Los más usados son Aleado en vacío por inducción (VIM) y realeado en vacío por arco (VAR). Con el VIM se asegura la homogeneidad y la uniformidad en las temperaturas de transformación con una precisión de 1 a 2ºC. El problema es que puede contaminarse con carbón debido al grafito utilizado en el horno. En el aleado con Var se consigue la mayor pureza posible en la aleación. Sin embargo solo se alean pequeñas cantidades, con lo cual no se consiguen grandes lingotes homogéneos. Es por ello que se suele usar para refinar lingotes aleados con VIM (2). Después del aleado, se ha de refinar la microestructura mediante una deformación adicional. La microestructura de la aleación recién obtenida tiene muy poca ductilidad; es por eso que se trabaja en caliente para modificar dicha microestructura. Dependiendo de la forma final el tratamiento puede ser distinto: extrusión, laminado en barra o lámina, forjado. Las temperaturas suelen ser entre 600ºC y 800ºC. Para conseguir las propiedades mecánicas y físicas deseadas en la mayoría de las aplicaciones, es necesario realizar un trabajo en frio en varios pasos precedidos del trabajo en caliente. Con el trabajo en frio se obtiene la forma final, 9 el acabado superficial final, una microestructura refinada y las propiedades mecánicas deseadas (2). En muchas aplicaciones, el Nitinol todavía no presenta las propiedades deseables en esta condición de trabajo en frio. Es por ello que requiere un tratamiento térmico final después del último trabajo en frio. 10 Aleación de Níquel-Titanio y su uso en endodoncia. En 1838, MAYNARD creo el primer instrumento endodóntico, fue idealizado a partir de un muelle de reloj y desarrollo otros para utilizarlos con el objetivo de limpiar y ensanchar el conducto radicular (4). Las primeras limas de endodoncia fueron fabricadas en acero de carbono a partir de 1901 cuando la casa Kerr introdujo al mercado la primera lima K. Muchos de los errores cometidos durante la instrumentación de los conductos radiculares, en especial en conductos curvos, están relacionados con la rigidez de este tipo de aleación de acero. Los fabricantes han intentado solucionar dichos inconvenientes a través de la creación de variaciones en el diseño de las limas, que generalmente requieren modificaciones del área de la sección transversal, del ángulo y la profundidad de las espiras cortantes, y del diseño de la punta. Hasta hace poco el empleo de los metales y aleaciones en la fabricación de instrumentos de uso endodóntico merecieron muy poca atención. La innovación del níquel-titanio (en adelante NiTi) en la década de los 60 proporcionó a la odontología un novedoso material con una gran utilidad para su uso en endodoncia (5). En odontología la aleación de níquel-titanio fue primeramente utilizada en ortodoncia por ANDREASEN & HILLEMAN, en 1971, para la confección de alambres de ortodoncia debido a su ultraflexibilidad, menor módulo de elasticidad y gran resistencia a la fractura de torsión y flexión (4). 11 La utilización de la misma en la confección de instrumentos endodónticos fue sugerida por CIVJAN, HUGET, De SIMOND, en 1973, cuando trabajaban bajo la dirección del Instituto de Investigación Dental del Ejército de los Estados Unidos de América del Centro Médico del Ejército Walter Reed, fueron los pioneros en sugerir que la aleación de NiTi poseía propiedades que se identificaban con las requeridas para los instrumentos usados en endodoncia (6). La confección de instrumentos endodónticos fue a final de la década de los 80 por WALIA, BRANTLYE, GERSTEIN, basados en las excelentes propiedades físicas de esta aleación (7). En 1988, los referidos autores, evaluaron las propiedades físicas de los primeros instrumentos de níquel-titanio y concluyeron que las limas de NITINOL, de numero 15 de sección triangular, presentaban dos o tres veces más flexibilidad, así como mayor resistencia a la fractura por torsión en sentido horario o antihorario, que las limas de acero inoxidable de mismo número, también de sección triangular y fabricadas por el mismo proceso (4). La aleación de níquel-titanio usada en la fabricación de instrumentos de preparación del canal radicular contiene aproximadamente un 56% de níquel y un 44% de titanio. En algunas aleaciones, un pequeño porcentaje de níquel (< 2%) puede ser sustituido por cobalto (Thompson y col. 2000). Esta composición da origen a una relación atómica de 1:1 de los componentes principales y, como con otros sistemas metálicos, esta aleación se presenta en 12 varias formas cristalográficas (Thompson y col. 2000; Anusavice, 1998). El término genérico para esta aleación es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su tipo de unión atómica, lo que ocasiona cambios únicos y significantes en sus propiedades mecánicas y disposición cristalográfica. Actualmente los endodoncistas y clínicos generales que practican la endodoncia tienen a su disposición una gama enorme de opciones con relación a las diferentes limas que son ofrecidas en el mercado especializado, las cuales son confeccionadas en acero inoxidable y/o níquel-titanio. La principal ventaja de las limas de NiTi es su flexibilidad. Esta flexibilidad debería, en teoría, permitir al clínico abordar, limpiar y modelar los conductos curvos con una menor incidencia de transporte de los conductos, transportes apicales, escalones y perforaciones (8). Las limas de níquel-titanio se fabrican tanto para ser utilizadas de forma mecánica rotatoria como manual. Pueden existir diferencias entre ambos tipos en los patrones de deterioro (reflejados por el desgaste y fracturas). Los instrumentos manuales nos permiten cierta sensación táctil, lo cual nos ayudaría a detectar el debilitamiento o la pérdida de filo del instrumento. Por el contrario, los instrumentos de mecanización rotatoria permiten el desgaste y/o fractura sin signos previos de alarma (9). 13 Fabricación de las limas de Níquel-Titanio. La aleación de níquel-titanio usada en la fabricación de instrumentos de preparación del canal radicular contiene aproximadamente un 56% de níquel y un 44% de titanio. En algunas aleaciones, un pequeño porcentaje de níquel (< 2%) puede ser sustituido por cobalto (22). Triturado Esencialmente, la pieza colada se forja en una prensa en una forma cilíndrica antes de la estampación rotatoria a presión, para crear un alambre estirado. El cable se enrolla a continuación para producir una forma cónica con una presión uniforme a partir de una serie de rodillos aplicada al alambre. Durante la fase de construcción, otros procesos se llevan a cabo en la varilla enrollada de alambre, incluyendo el trefilado del alambre sobre un cono, el recocido del alambre en su estado enrollado, descalcificación y trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una configuración recta. Esta etapa es seguida por la elaboración del perfil real o la forma de la sección transversal del alambre, por ejemplo, impartir ya sea una forma redonda, cuadrada u oblonga antes del proceso de limpieza y acondicionamiento de superficie. El cable terminado se almacena en los carretes antes de la transformación (22). El electropulido mitiga los efectos del triturado y reduce los defectos superficiales, como las microgrietas, canales y las transferencias de metal, mientras que desafila los bordes de corte al mismo tiempo. Estudios recientes han encontrado que el electropulido mejora la resistencia a la fatiga cíclica y las cargas de torsión, lo que incrementa la resistencia a la fractura.51, 52 Las limas de gran diámetro resisten mejor la torsión que las pequeñas, y las segundas resisten la fatiga cíclica mejor que las de mayor diámetro. 14 Acordonamiento Fabricar limas de níquel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una lima formada de una sola pieza de níquel titanio; es decir, el mango de la lima no es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de níquel titanio. Las ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituración, y la estructura granular del níquel titanio nunca se corta transversalmente, lo que mantiene su integridad. Las limas acordonadas de níquel titanio se crean tomando el alambre de níquel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento y enfriado (Gambarini y col. 2008). En la Fase R, el níquel titanio puede torcerse. Una vez torcido, la lima se calienta y enfría de nuevo para conservar su nueva forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina, la cual es superelástica una vez tensionada (y puede usarse en función de endodoncia). La lima recibe entonces un tratamiento químico superficial final de desoxidación que conserva la dureza de la superficie del metal sin reducir el filo de las ranuras de corte o la dureza del metal. Como resultado del torcido, la TF tiene una sección transversal triangular que la hace extremadamente flexible, y cuenta con un 15 ángulo helicoidal, un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col. 2008). 16 Uso clínico de los Instrumentos Niti La utilización de las limas Niti manuales para la conformación tradicional de los conductos es un avance significativo. La resistencia cónica progresiva es más predecible que el stop apical porque es más permisiva con los errores de finalización. En comparación con la instrumentación manual, la rotatoria es más rápida y eficiente, y de esta manera reduce el estrés tanto para el paciente como para el especialista. Permite una mayor limpieza con menos desechos en la región apical (11). Independientemente de la técnica que uno aplique, la instrumentación rotatoria nunca podrá sustituir a la manual. Probablemente el 90% del trabajo se hace con instrumentos rotatorios, pero queda ese importante 10% que se hace manualmente: el tanteo inicial del conducto y la familiarización con su morfología (11). Los sistemas rotatorios de Níquel-Titanio constituyen una verdadera revolución en la técnica endodóntica, pues permiten al profesional realizar un tratamiento del conducto radicular de manera más eficaz que la que se hacía en el pasado (12). La utilización de Nitinol permitió la introducción de instrumentos en canales radiculares curvos ejecutando una rotación en 360° gracias a su gran flexibilidad, es así como aparece el primer sistema de instrumentación rotatoria, el NT Sensor (NT Company, EE.UU.) (12). Posteriormente se lanzan al mercado otros sistemas como Ligthspeed (Lightspeed Technology Inc., EE.UU.), ProFile 0.04 (Maillefer – Dentsply, EE.UU.), Quantec (Tycom Inc., EE.UU.) y Pow – R (Moyco Union Broach, EE.UU.) (12). La aleación de níquel-titanio presenta dos fases cristalográficas. Cuando una lima, fabricada con este tipo de aleación, está en reposo, se encuentra en la fase de austenita, y cuando está en movimiento rotatorio, presenta una deformación conocida como martensita, propia de las aleaciones níquel-titanio, las cuales son susceptibles a la fractura o a la deformación. Así, las limas confeccionadas con aleaciones níquel-titanio poseen tendencia a fracturarse, más que las que se fabrican con acero inoxidable. Esta fractura puede ser por torsión o por fatiga de flexión, por lo que se debe poner cuidado a no sobreutilizar los instrumentos (4). 17 Las limas rotatorias de níquel- titanio presentan, como principal inconveniente, la tendencia a fracturarse en el interior del conducto radicular. (Yared et al.2000, Gambarini 2001, SVEC & Powers 2002) (23). Existen distintas causas en las que el operador puede influir en su fractura. (West et al. 1994).Una, es la presión ejercida en el instrumento al introducirlo en el conducto radicular; por lo tanto, a mayor presión, mayor tendencia a fracturarse. (Serene et al. 1995, Sattapan et al. 2000). En segundo lugar la velocidad de rotación, y por último el torque. (Pruett et al 1997, Yared 1999)(23). El uso excesivo del instrumento, la alta velocidad, presión excesiva, y la persistencia de giro en un mismo punto determinarán la longevidad de la lima. (Gambarini 2000)(23). Hay otros aspectos, en los que no interviene el operador, que pueden facilitar su fractura, en conductos difíciles, y que dependen de las características y diseño de las mismas. (ANSI/ADA 1988)(23). En estudios realizados por Sattapan, B., y colaboradores indicaron que la fractura torsional ocurre en un 55% de todas las fracturas de instrumentos y la fractura por flexión en un 45% de los casos respectivamente. Estos análisis nos indican que la fractura por torsión es causada por la excesiva fuerza de presión que se le ejerce a un instrumento en sentido apical, ocurriendo con más frecuencia en torsión, que la fractura por flexión (13). 18 Fractura por torsión Ocurre cuando la punta de la lima o cualquier parte del instrumento se prende en el conducto radicular, mientras su eje continúa en rotación. En esta situación se sobrepasa el límite de elasticidad del metal, llevando el mismo a una deformación plástica como también a la fractura. El stress de torsión ocurre generalmente en tres situaciones clínicas: 1. Cuando una superficie extensa del instrumento encuentra excesiva fricción sobre las paredes del conducto. 2. Cuando la punta del instrumento es mayor que la sección del conducto. 3. Cuando se ejerce demasiada presión hacia apical sobre la pieza de mano. Para minimizar y/o controlar el stress de torsión se debe: 1. Analizar detenidamente la secuencia de la técnica a utilizar. 2. Analizar la relación entre dimensión del instrumento y anatomía del conducto. 3. Permeabilizar previamente el conducto. Disminuye drásticamente el stress de torsión, ya que acerca o equipara la diferencia entre el diámetro del conducto y la punta del instrumento. 4. Punta libre. Es importante evitar la captura de la punta en los instrumentos de conicidad superior al 2%. 5. Reducir el segmento del instrumento que contacta con las paredes del conducto. 6. Procurar mantener irrigación continua y lubricación. 19 7. Limpiar los detritos acumulados en la superficie de los instrumentos porque aumentan el stress y disminuye la eficacia de corte (25, 26). Fractura por flexión (Fatiga Cíclica) Es causada por stress y la propia fatiga del metal. Con este tipo de fractura, el instrumento gira libremente en un conducto acentuadamente curvo, pero en la misma longitud de trabajo; de esta manera, el instrumento se dobla en la curva y ocurre la fractura, siendo este hecho considerado de elevada importancia en relación con la fractura de los instrumentos de níquel-titanio (4). La fatiga cíclica, se refiere a los cambios dimensiónales que el instrumento presenta posterior a cada vez que es utilizado debido al movimiento de flexión y deflexión, o explícitamente al número de rotaciones a la cual ha sido expuesto dentro del sistema de conductos radiculares. Este factor por regla general, aumentara con el grado de curvatura que el conducto presente. En la fractura por fatiga cíclica intervienen varios factores: 1. Radio de curvatura: a menor radio, mayor fatiga 2. Velocidad: a mayor velocidad de rotación, mayor fatiga. 3. Tiempo: A mayor tiempo de rotación del instrumento en la curva, mayor fatiga. 4. Cinemática de uso: no dejar rotando el instrumento en las curvas y en un punto. En el control de estas variables está la prevención de la fatiga cíclica. Un aspecto muy importante en las fracturas por fatiga cíclica, es considerar el diámetro del instrumento, la masa de metal, que se encuentra rotando en la curvatura; se debería rotar con un diámetro lo más pequeño posible a un radio bajo de curvatura (27). Un instrumento de gran taper aumenta mucho el riesgo de fracturarse cuanto más profundamente se introduce en la curvatura. 20 YARED y colaboradores, evaluaron la fatiga cíclica de los instrumentos de níqueltitanio, Profile, después de la esterilización a través del calor seco (Horno de Pasteur), asociado al uso clínico simulado de los mismos hasta 10 veces. Los resultados de este estudio evidenciaron que las condiciones de uso de los instrumentos propuestas en el estudio, e incluso utilizando la solución de hipoclorito de sodio al 2,5% no aumento el riesgo de fractura con relación a la fractura de las limas (17). HILT y colaboradores, evaluaron la acción de la esterilización en las propiedades de los instrumentos de níquel-titanio. Estos autores observaron que ni el número de ciclos de esterilización ni el tipo de autoclave usado en este estudio afectaron la dureza, micro-estructura y la propiedad de torsión de estos instrumentos (18). Al reutilizarse la lima de níquel-titanio debe ser cuidadosamente examinada, de preferencia con una lupa, con el objetivo de detectarse posibles distorsiones. Es importante destacar que la fractura puede ocurrir sin presentar ningún defecto visible de deformación previa. Por lo tanto, la inspección visual no es un método seguro para evaluar las condiciones de un instrumento ya utilizado (4). Así, en conductos radiculares con curvaturas acentuadas y bruscas, bifurcaciones, curvas en forma de “S”, estos instrumentos deben evitarse para reducir las fracturas, así como el sobreuso de los mismos (4). La fatiga es una falla que puede suceder bajo condiciones bastante inferiores al límite de resistencia del metal, esto es, en su región elástica. Los esfuerzos alternados, llevan al material a un deterioro progresivo; producen grietas, en general en superficie, debido a la concentración de tensiones, las cuales crecen hasta alcanzar un tamaño crítico, suficiente para la ruptura final, en general brusca. Las irregularidades superficiales forman puntos entrantes de concentración de tensión, que llevan a la formación de minúsculas grietas. Estas se forman en general en las intrusiones propagándose paralelamente a los planos atómicos de deslizamiento coincidentes con un plano de máxima tensión de corte (30). De las características morfológicas y la cinemática de empleo de los instrumentos, dependen su capacidad de corte y su efectividad en mantener las características anatómicas de los conductos sin presentar deformaciones al momento de la conformación y limpieza. Una de las ventajas de este tipo de instrumentación es, la mejora de pre ensanchamiento cervical con el fin de facilitar la determinación apical del tamaño de la lima, mejorar la conformación del conducto en el tercio 21 apical y producir el desgaste y ensanchamiento centrado de la luz del conducto. Es así que su diseño, en cuanto a las características morfológicas y metalográficas, influye en las prestaciones que el mismo brinda en cuanto a los objetivos de la preparación quirúrgica y a la vez condiciona su resistencia a los factores descriptos anteriormente, determinantes de deformación plástica o fractura del mismo durante el uso (30). Tanto durante la fabricación de instrumentos manuales, como mecanizados los fabricantes expresan su preocupación en la producción seriada de instrumentos de buena calidad y acabado adecuado. Conocida es la variabilidad en cuanto al respeto por las normas ISO y la posibilidad existente de mantener dentro de las normas de tolerancia la producción. La mayoría de los instrumentos que presenta el mercado, indicados para la instrumentación mecanizada, se encuentran fuera de norma ISO y acéfalos de estandarización, permitiendo a los fabricantes una libertad absoluta en cuanto a diseños y características. Estas variaciones provocan cambios en cuanto a capacidad de corte, flexibilidad, resistencia a las exigencias mecánicas, seguridad de empleo, predictibilidad de resultado operatorio y comodidad en su operación; factores determinantes al momento de su elección por parte del clínico. Es así que el conocimiento y análisis detallado de los mismos permite determinar e indicar las posibilidades y alcances de aplicación de cada uno con efectividad y seguridad (30). Uno de los factores a analizar es la punta de los instrumentos mecanizados la que idealmente debe ser cónica, lisa y no debe presentar un ángulo de transición, fundamentalmente para evitar deformaciones y trasportación al momento de trabajar en el interior de los conductos. Los fabricantes proponen esta característica morfológica en sus instrumentos. El otro factor importante a destacar es la relación entre la presencia de defectos superficiales de fabricación, la instrumentación mecanizada y la posible rotura de instrumentos. Siendo las fallas superficiales como grietas, microcavidades, bordes de filo aserrados, concentradores de tensiones en la fatiga del material, lo que en condiciones clínicas puede llevar a la falla intempestiva e impredecible de los instrumentos. En esta línea de investigación son varios los autores que han trabajado (31,32,33), en busca de aclarar por qué las limas se fracturan o y cuál es el origen de estos defectos. 22 23 24 Si se utiliza un elevado torque, pasando el límite máximo de resistencia del instrumento, la probabilidad que ocurra un accidente operatorio es elevada. La posible solución para este problema es utilizar motores de bajo torque, en los que se pueda ajustar este por debajo del límite de elasticidad e inherente para cada instrumento (14). Solo para recordar el concepto de torque (momento de torsión): Es la capacidad que tiene un elemento rotatorio impulsado por un aparato (motor) de continuar girando a pesar de la resistencia (presión que se ejerce sobre las paredes del conducto radicular). Equivale a la fuerza efectiva que transmite el aparato al elemento rotatorio (16). En estudios realizados por Yared y col. evaluaron la influencia de la velocidad rotacional de los instrumentos, el torque del motor y la experiencia del operador, sobre el atascamiento, deformación y separación de los instrumentos de níqueltitanio. Como primer punto, ellos encontraron una gran diferencia e incidencia de fractura de los instrumentos cuando se usó una velocidad rotacional entre 250 rpm. y 350 rpm. Respecto al torque generado por el motor se recomienda el uso de unidades que lo controlen de manera automática. La experiencia del operador es una situación en la cual se debe conocer, familiarizar y practicar antes de utilizar este tipo de instrumentos (15). 25 Se puede reducir la fractura de obedecidos los principios de la rotatoria, entre ellos el principio sentido corona/ápice sin presión muestra ser altamente benéfico. los instrumentos de niquel-titanio cuando son técnica preconizados para la instrumentación de la preparación del conducto radicular en (Crown-down pressureless technique), el cual 26 Características de los instrumentos de NiTi: La Conocidad o Taper tal vez sea la característica más notoria de estas limas, pues las otras características sólo pueden ser observadas a través del microscopio, las limas tradicionales se fabrican de acuerdo las recomendaciones hechas por Ingle en 1962, que recomendaba que las limas debían tener una conicidad constante de 0,02 mm. que iría desde el diámetro D1 al D2 teniendo una tolerancia de 0,02 mm. Las limas de níquel titanio han pasado por alto estas recomendaciones y se presentan en conicidades que van desde 0.02 hasta 0.12, la pregunta sería ¿qué conseguimos con este tipo de conicidades? La respuesta es, que estas conicidades permiten que las limas toquen las paredes del canal solamente en puntos en que se puede obtener la máxima eficiencia de corte, es necesario aclarar que estas conicidades variables se han desarrollado especialmente para ser trabajadas con la técnica Crown-Down. Los instrumentos rotatorios presentan un taper diferente a lo largo de su parte activa, a diferencia de las manuales que presentan taper constante, esto ayuda al instrumento rotatorio a que sólo una porción de la parte activa esté en contacto con la pared dentinaria, lo que produce un desgaste más efectivo del conducto con un menor riesgo de fractura del instrumento (34). La conicidad o taper representa la medida de aumento de diámetro de la parte activa de la lima. Los instrumentos estandarizados tienen una conicidad de 0,02 mm por cada 1 mm de longitud que es igual a una conicidad del 2% (34). La sección Es la forma que presenta la lima cuando se le realiza un corte transversal, analizando las limas clásicas podemos decir que estas tienen secciones transversales diversas, entre las más comunes está la sección transversal triangular, cuadrangular, las limas Ni – Ti presentan secciones transversales en forma de U, lo cual está directamente relacionado con la fortaleza del instrumento, ya que la masa periférica es grande, este fortalecimiento periférico es más acentuado en las limas Quantec. La superficie radial es la superficie de la lima que toma contacto con las paredes del conducto, a diferencia de las limas tradicionales, donde solo existen bordes cortantes, estas nuevas limas en vez de bordes presentan superficies de contacto, lo cual impide que el instrumento corte las paredes del conducto de forma descontrolada y cause una transportación indeseada (29). 27 Los instrumentos rotatorios tienen una superficie radial (Radial Land) que hace que el instrumento contacte con la pared del canal en un plano que impide que éste se trabe en el conducto cuando se presiona el mismo hacia el ápice lo que hace que el instrumento se deslice produciendo ensanchamiento y reduce el riesgo de fractura del instrumento. Esto hace que el ángulo de corte del instrumento sea levemente negativo, haciendo que el desgaste no sea tan intenso (34). El ángulo helicoidal (HA) o ángulo de surco (“flute angle”) se define como el ángulo formado por la superficie de corte del instrumento y la pared de dentina observado en una sección longitudinal. Él HA está determinado por la pendiente (“pitch”) de la hoja del instrumento: cuanto mayor es, más abierto será él HA. Una pendiente de la hoja más corta determinara un HA mas cerrado; uno más largo dará lugar a un HA más abierto. Él HA de un instrumento es un parámetro importante para determinar no solo la eficiencia de corte del instrumento, sino también su resistencia mecánica y sus características dinámicas (28). La mayoría de los instrumentos tienen un ángulo de 35°, no debe ser superior a 45º (34). La punta de todas estas nuevas limas es una punta inactiva, es decir han adoptado la punta Roane, la cual es una punta en la que el ángulo de transición ha sido eliminado, esta punta inactiva, actúa como una punta guía permitiendo que la lima se encuentre centrada en todo momento dentro del canal de tal modo que la lima se adapte grandes curvaturas (29). La punta de los instrumentos es inactiva para no formar falsas vías o escalones en la preparación de conducto, por el contrario, la lima avanza con dificultad en 28 conductos estrechos y puede engancharse y sufrir estrés torsional y deformarse; Sin embargo existen algunos con punta activa para casos en los que existan calcificaciones o conductos muy atrésicos. A lo largo del instrumento existen ranuras que actúan con áreas de escape para la limalla dentinaria resultante de la instrumentación (34). El pre-flaring manual es esencial cuando se inicia el tratamiento con limas de gran conicidad (34). 29 Revisión bibliográfica de estudios referentes a instrumentos de Níqueltitanio en endodoncia. Existen innumerables estudios sobre instrumentos de endodoncia de níquel titanio, principalmente de instrumental rotatorio. Al revisar una gran cantidad de estudios publicados parece interesante comentar algunos de estos: Se ha publicado en la literatura de los últimos diez años, reportes de estudios que muestran hallazgos referentes a los diversos factores que influyen en la fractura (Martín et al., 2003; Shen et al., 2009), en el estudio de Shen se concluyó que el riesgo de fractura del instrumento rotatorio NiTi en el canal es bajo cuando un nuevo instrumento es utilizado por endodoncistas experimentados. La causa más común de fracaso, aunque poco frecuente, fue el fracaso del esfuerzo cortante (19); También se ha investigado la resistencia a la fatiga cíclica (Bahia et al., 2008; Fife et al., 2004), en este último se concluyó que está claro que la reutilización prolongada de instrumentos rotatorios de NiTi afecta fuertemente a la fatiga de los instrumentos, pero los datos sugieren la hipótesis de que otros factores (sobre todo los errores y el mal uso) pueden ser más responsables de la separación instrumento intraconducto (20). La facilidad de uso (Peru et al., 2006) en un estudio con estudiantes de odontología donde la evaluación cualitativa de las preparaciones mostró que tanto ProTaper y Sistema de GT fueron capaces de preparar canales radiculares con poco o ningún error de procedimiento en comparación con la técnica double-flared modificada. Bajo las condiciones de este estudio, los estudiantes de odontología inexpertos fueron capaces de preparar canales radiculares curvos con limas rotatorias con mayor preservación de la estructura del diente, bajo riesgo de errores de procedimiento y mucho más rápido que con los instrumentos manuales (21). En relación a la acción de corte y capacidad de configuración los canales radiculares (Hülsmann et al., 2003; Williamson et al., 2009) de los diferentes sistemas de instrumentación rotatoria NiTi. Existe evidencia que el sistema Protaper Universal (Dentsply Maillefer, Baillegues, Suiza), el cual presenta en el diseño de sus instrumentos NiTi una conicidad variable progresiva, con una sección transversal triangular convexa y punta no cortante, mejora la acción de corte, flexibilidad y eficiencia (Ozgur Uyanik et al., 2006), disminuye la fricción rotacional entre la hoja de corte de la lima y dentina, minimizando la fatiga del instrumento (Calberson et al., 2004). La separación de limas se presenta como un 30 riesgo potencial cuando se utiliza cualquier sistema de instrumentación NiTi durante la conformación de canales radiculares en la terapia endodóntica. La resistencia a la fatiga cíclica de la limas NiTi del sistema ProTaper Universal (Dentsply Maillefer, Baillegues, Suiza), ha sido examinada en estudios in vivo, después de utilizarse de manera inicial en canales rectos y curvos demostrando resultados favorables (Ounsi et al., 2007). Se ha demostrado que el uso clínico prolongado de los instrumentos rotatorios ProTaper (de 12 hasta 16 canales) redujo significativamente su resistencia a la fatiga cíclica (Fife et al.). Reportes indican que las limas ProTaper pueden ser utilizadas de forma segura por lo menos hasta cuatro veces (Wolcott et al., 2006). Existe evidencia de que una vez terminada la preparación mecánica, se debe complementar la limpieza de los canales radiculares mediante el uso de las diferentes técnicas de activación de la solución irrigante (Gu et al., 2009). El sistema EndoActivator (Dentsply Tulsa Dental Specialties, USA) de reciente introducción como coadyuvante durante la terapia endodóntica, consiste en una pieza de mano inalámbrica que utiliza tres puntas desechables de polímero flexible con diferentes calibres no cortantes, diseñadas para la activación sónica de los agentes irrigantes dentro del sistema de canales radiculares, produciendo una agitación vigorosa de fluídos (Ruddle, 2008). Este sistema ha demostrado proporcionar una mejor irrigación en canales laterales simulados a 4,5 y 2 mm de la longitud de trabajo, comparado con el solo uso tradicional de irrigación con jeringa (de Gregorio et al., 2009), así como la remoción del lodo dentinario con agentes desmineralizantes como el EDTA y películas de biofilm en canales radiculares curvos (Caron et al., 2010). Ch. Glosson, R. Haller, S. Brent y C. Del Río en 1995 compararon la preparación del conducto radicular usando instrumentos endodónticos manuales de Ni – Ti, impulsados con motor de Ni – Ti y manuales de acero inoxidables. Concluyendo que los instrumentos de Ni – Ti impulsados con motor (Lightspeed and NT Sensor File) y la instrumentación manual con el Canal Master “U” causaron menos transportación del conducto radicular, removieron menor dentina, conservaron más centrado el canal y realizaron preparaciones redondas en los conductos que las limas K – Flex y las limas Mity. La instrumentación rotatoria con limas Lightspeed y NT Sensor fueran significativamente más rápidas que la instrumentación manual. Himel V.T., Moore R.E., Hicks V.E. en 1995 estudio el efecto de tres limas endodónticas en la forma del canal. Concluyendo que las limas rotatorias Ni – Ti fueron significativamente más rápidas y mantenían la forma del canal mejor que los otros grupos (limas manuales NT y limas SS). La lima Nitinol debería ser usada con un movimiento de escariado y son efectivos en la conformación de los sistemas de canales radiculares. 31 Short J., Morgan L., Baumgartner J.C. en 1996 compararon 4 técnicas de instrumentación en la transportación del canal. Concluyendo que había significativamente mayor transportación usando limas Flex – R (acero inoxidable) que con cualquiera de los sistemas Ni – Ti. Todos los sistemas Ni – Ti (Profile, Lightspeed, Mc Xim) fueron significativamente más rápidos. Homberger B., Wang M., Svec T. en 1996 evaluó la comparación de cuatro técnicas de preparación de conductos radiculares. Concluyendo que hay un riesgo reducido de transportación cuando usamos instrumentos rotatorios de Ni– Ti en canales curvos durante condiciones clínicas. Los sistemas ProFiles, Lightspeed y la técnica Step–Back todos causaron transportación hacia fuera de la curvatura del canal. Sin embargo, los instrumentos rotatorios redujeron grandemente la transportación hacia fuera de la curvatura del canal. Caicedo R., Linares L., Sanabria M. 1996 evaluó el efecto de los instrumentos rotatorios en las paredes de la raíz distal de las primeras molares. Concluyendo que el análisis estadístico mostró que los instrumentos rotatorios de Ni – Ti dejaron significativamente grueso la pared distal que las limas manuales de acero inoxidable tipo K. El tiempo de la instrumentación rotatoria con Ligthspeed y ProFile fue más corto que la instrumentación manual con limas tipo K. Beeson T.J., Hartwell G.R., Thornton J.D., Gunsolley J.C. en 1998 comparó la extrusión apical de detritos en conductos curvos en el limado convencional versus ProFile 0.4 Taper series 29. Concluyó que usando las limas K en el foramen apical extruyó significativamente más detritos que los otros grupos. Toma significativamente menos tiempo instrumentar conductos con el sistema ProFile 0.4 Taper que con limas K. Reddy S.A., Lamar H.M. en 1998 investigó la cantidad de detritos apical producido in vitro usando dos técnicas de instrumentación manual y dos técnicas de instrumentación rotatoria. Concluyeron que aunque todas las técnicas de instrumentación producían extrusión apical de detritos, la instrumentación step– back producía significativamente mayor detritos que los otros métodos. G.M. Yared y G.K. Kulkarni en 2002 evaluaron la incidencia de fracaso de la instrumentación rotatoria Ni – Ti ProFile cuando fue usado por un operador inexperto en conjunción con diferentes motores y una limitación de acceso. Llegando a la conclusión que un control muy bajo del torque de un motor fue más seguro que un control alto del torque o un control bajo del torque de un motor cuando la instrumentación rotatoria Ni – Ti Profile con 0.06 taper fue usado por un inexperto operador con la técnica crown – down a manera de 170 r.p.m. 32 R. Weiger, ElAyouti A. y Lost C. en 2002 evaluaron la eficiencia de la instrumentación manual y rotatoria en la conformación de conductos radiculares ovales. Llegando a la conclusión que tanto la instrumentación manual convencional y la instrumentación rotatoria no pudieron instrumentar completamente toda la pared dentinaria de la raíz en el tercio medio en conductos radiculares ovales. Segundo, no había diferencia significante entre la remoción de dentina entre las limas Hedstrom y limas Hero. 33 Conclusiones Hoy en día se ha logrado valorar más la endodoncia. Se ha experimentado cambios fundamentales en los últimos decenios, como es la aparición de nuevos instrumentos que permiten una mejor limpieza y conformación del conducto radicular. Al mismo tiempo, estos nuevos instrumentos permiten que las técnicas de preparación biomecánica sean más sencillas, rápidas y cómodas tanto para el odontólogo como para el paciente. A lo largo de los años los instrumentos endodónticos fueron modificados mejorando principalmente sus propiedades de flexibilidad, capacidad de corte y resistencia a la torsión. Fue con la introducción de los instrumentos rotatorios de níquel-titanio y sus diferentes diseños que la instrumentación de los conductos radiculares especialmente aquellos estrechos y curvos se vuelve de cierta forma un procedimiento menos agotador y estresante para el operador. El avance tecnológico y la asociación de la metalúrgica con la endodoncia permitieron que los instrumentos rotatorios se fabricaran con aleación de níqueltitanio, que les confiere superelasticidad, flexibilidad, resistencia a la deformación plástica y a la fractura. La superelastidad es la característica más importante que nos confieren los instrumentos endodónticos de níquel-titanio. La instrumentación rotatoria permite lograr una excelente limpieza apical, una mejor conicidad del conducto, disminuyendo el transporte apical y sus complicaciones. La aparición de sistemas de preparación rotatoria indica toda una revolución en la instrumentación de los conductos radiculares, por lo tanto el endodoncista deberá conocer los sistemas actuales disponibles en el mercado. 34 Bibliografía: 1. http://www.gacintl.com/UserFiles/File/09-DGAC-011_Archwires_Pg.135_184_FA.pdf. 2. ALEACIONES CON MEMORIA DE FORMA, www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/6863/06Sfl06de14.pdf?sequence=6. 3. 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