DocSeminarioAleaciónDeNíquelTitanioEnEndodoncia

Universidad de Valparaso

Facultad de Odontologa

Especialidad en Endodoncia

Seminario:

Aleaciones de Nquel Titanio en Endodoncia.

Alumna: Dra. Marcela Paz Espinosa San Martn.

Docente: Dra. Alicia Caro Molina.

Valparaso, 27 de mayo de 2013.

Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013

1

ndice.

ndice 1

Introduccin 3

Objetivos 5

Principal 5

Especficos 5

Generalidades de Aleaciones Metlicas en Odontologa 6

Aleacin de Nquel-Titanio 9

Aleaciones con memoria de forma 9

Antecedentes de la aleacin de nquel-titanio 9

Metalurgia de la aleacin NiTi 10

Estructura de NiTi 13

Transformacin martenstica inducida por estrs 16

Manufactura de la aleacin NiTi 19

Propiedades 21

Mecnicas 21

Fsicas 22

Aleaciones de NiTi y su Aplicacin en Endodoncia: Revisin de la

Literatura 23

Mtodo de manufactura de las limas NiTi 24

Afilado 24

Acordonamiento 26

Instrumentacin mecanizada con limas NiTi 29

Tratamiento termomecnico y nuevas aleaciones NiTi 30

Resistencia a la fatiga cclica 32

Torsin 36

Flexin 38

Comportamiento durante la instrumentacin de canales curvos 39


2

Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi 42

Efecto de la esterilizacin en las propiedades de los instrumentos NiTi 42

Alergias 43

Conclusiones 44

Bibliografa 45


3

Introduccin.

Los objetivos de un tratamiento endodntico son remover por completo los

tejidos blandos contenidos en el canal, eliminar lo ms completamente posible

cualquier elemento microbiano y crear una situacin en la que se evite el traspaso

de microorganismos o sustancias txicas desde el sistema de canales hacia los

tejidos apicales de soporte. Para cumplir a cabalidad con estos objetivos resulta

de gran importancia la instrumentacin endodntica, que debe tener como fin

primordial modelar y limpiar el conducto radicular sin que se desve de la curvatura

original que presenta, facilitando el sellado final tridimensional.

Tradicionalmente, la conformacin y desinfeccin del conducto radicular se

realiza mediante el empleo de limas manuales de acero inoxidable, pero se ha

documentado una asociacin entre el uso de estas limas y la generacin de

alteraciones indeseables en la morfologa del canal radicular durante su

preparacin. Se ha demostrado que la instrumentacin manual con limas de

acero inoxidable produca un mayor nmero de deformaciones como zips y codos

en el tercio apical. Es por eso que parece clara la necesidad de evitar instrumentar

el tercio apical con limas de acero inoxidable.

Para superar algunas de estas caractersticas indeseables de las limas de

acero inoxidable se introdujeron a principios de la dcada de los noventa las limas

de nquel-titanio, fabricadas en base a la aleacin con memoria de forma conocida

como Nitinol. El uso del nquel-titanio constituye una innovacin en el rea

endodntica, al emplearse fundamentalmente para la manufactura de

instrumentos de preparacin del canal radicular debido a su gran resistencia y

bajo mdulo de elasticidad. El comportamiento superelstico de la aleacin de

nquel-titanio le confiere una gran flexibilidad y le permite a los instrumentos seguir


4

efectivamente la trayectoria original del conducto radicular, facilitando la

instrumentacin y preparacin de los canales curvos.

En este trabajo de investigacin se realizar una descripcin general de la

aleacin de nquel-titanio convencional, para concluir con una revisin de la

literatura referente a las aleaciones de nquel-titanio que existen actualmente para

la fabricacin de instrumentos endodnticos, describiendo sus caractersticas,

propiedades y comportamiento durante el uso clnico.


5

Objetivos.

Objetivo principal:

Describir la composicin, caractersticas y propiedades de la aleacin

convencional de nquel-titanio.

Objetivos especficos:

1. Describir aleaciones de uso en la elaboracin de instrumentos

endodnticos.

2. Reconocer la existencia de tratamientos trmicos para la obtencin de

nuevas aleaciones de nquel-titanio de uso en endodoncia.

3. Reconocer la existencia de tratamientos de superficie para mejorar la

dureza superficial de los instrumentos.

4. Describir las propiedades de las nuevas aleaciones de nquel-titanio de uso

en endodoncia.

5. Realizar una revisin bibliogrfica actualizada sobre el comportamiento de

los instrumentos endodnticos fabricados en base a las nuevas aleaciones

de nquel-titanio.


6

Generalidades de Aleaciones Metlicas en Odontologa.

Una aleacin es la mezcla de dos o ms metales o de un metal y ciertos no

metales. La ADA en 1984 propuso una clasificacin simple para las aleaciones

dentales vaciadas, describindose tres categoras: noble alta, noble y

predominantemente de metal base. El sistema de clasificacin est basado en el

contenido de metal noble de la aleacin (Giraldo y col. 2004).

Noble alta: > 40% de Au y > 60% de elementos de metal noble.

Noble: > 25% de elementos de metal noble.

Metal base: < 25% de elementos de metal noble.

En odontologa se usan muchsimo las aleaciones de metales bsicos para

fabricar aparatos e instrumentos. Durante muchos aos se han estado utilizando

aleaciones coladas de Cr-Co y de Ni-Cr para fabricar estructuras para prtesis

parciales. Las aleaciones coladas de Ni-Cr se utilizan para fabricar coronas y

puentes. Para las restauraciones de porcelana sobre metal se emplean aleaciones

de Ni-Cr y de Co-Cr. El Ti y sus aleaciones se utilizan en forma colada y forjada

para fabricar coronas, puentes, alambres ortodnticos y limas endodnticas. Las

aleaciones de acero inoxidable se emplean fundamentalmente para fabricar

alambres ortodnticos, instrumentos endodnticos y coronas preformadas (Craig,

1998).

Las aplicaciones odontolgicas de las aleaciones de metales bsicos,

coladas y forjadas, se pueden resumir en:

1. Aleaciones de Co-Cr coladas:

a. Estructuras para prtesis parciales.

b. Restauraciones de metal porcelana.


7

2. Aleaciones de Ni-Cr coladas:

a. Estructuras para prtesis parciales.

b. Coronas y puentes.

c. Restauraciones metal porcelana.

3. Titanio y aleaciones de titanio coladas:

a. Coronas.

b. Puentes.

c. Prtesis parciales.

d. Implantes.

4. Titanio y aleaciones de titanio forjadas:

a. Implantes.

b. Coronas.

c. Puentes.

5. Aleaciones de Acero inoxidable forjadas:

a. Instrumentos endodnticos.

b. Alambres y brackets ortodnticos.

c. Coronas preformadas.

6. Aleaciones de Co-Ni-Cr forjadas:

a. Alambres ortodnticos.

b. Limas endodnticas.

7. Aleaciones de Ni-Ti forjadas:


b. Limas endodnticas.


8

8. Aleaciones de -Ti forjadas:


Los metales y las aleaciones dentales deben reunir una serie de

caractersticas mnimas fundamentales:

La naturaleza qumica de la aleacin no debe producir efectos txicos o

alrgicos nocivos sobre el paciente o el odontlogo.

El aparato debe poseer unas propiedades qumicas que le protejan contra

la corrosin y los cambios qumicos cuando est en contacto con los

lquidos orales.

Debe poseer propiedades fsicas y mecnicas satisfactorias (conductividad,

temperatura de fusin, coeficiente de expansin trmica, resistencia) que

cumplan unos valores mnimos determinados y puedan variar en funcin de

las diferentes aplicaciones.

A la hora de valorar una aleacin se deben tener en cuenta una

combinacin de caractersticas qumicas, fsicas, mecnicas y biolgicas. Estas

propiedades dependen de factores relacionados con los materiales, la

composicin y el procesado (Craig, 1998).

La aleacin de nquel-titanio, de inters para este seminario, es una

aleacin de metal base que forma parte tambin de las llamadas aleaciones con

memoria de forma.


9

Aleacin de Nquel-Titanio (NiTi).

Aleaciones con memoria de forma:

Las aleaciones con memoria de forma, dentro de las que se encuentran las

aleaciones de nquel-titanio, son aleaciones metlicas que, despus de una

deformacin aparentemente plstica, vuelven a su forma original tras un

calentamiento. Los mismos materiales, dentro de un determinado rango de

temperaturas, pueden ser deformados hasta casi un 10%, volviendo a recuperar

su forma original al ser descargados. Estos inusuales efectos son llamados

memoria de forma trmica (o efecto de memoria de forma) y memoria de forma

elstica (o superelasticidad) respectivamente. Ambos efectos son debidos a un

cambio de fase llamada transformacin martenstica termoelstica. Dado que las

aleaciones con memoria de forma responden de una forma peculiar a los cambios

de temperatura y tensin, han sido calificadas como materiales inteligentes (de la

Flor, 2005).

Antecedentes de la Aleacin de Nquel-Titanio:

Una aleacin de nquel-titanio fue desarrollada a principios de la dcada de

los sesenta por W.E Buchler, un ingeniero metalrgico del Naval Ordnance

Laboratoy, en Silverspring, Maryland, Estados Unidos. Las propiedades

termodinmicas de esta aleacin intermetlica eran capaces de producir un efecto

de memoria de forma cuando era sometido a un proceso especfico y controlado

de temperatura (calor). La aleacin se denomin Nitinol, un acrnimo de los

elementos que la conforman; ni de nquel, ti de titanio y nol por Naval Ordnance

Laboratory. Nitinol es el nombre que recibe una familia de aleaciones

intermetlicas de nquel-titanio que se ha visto tienen propiedades nicas de


10

memoria de forma y superelasticidad (Thompson y col. 2000), adems de

propiedades mecnicas superiores, alta resistencia a la corrosin y adecuada

biocompatibilidad (Miyai y col. 2006). Esta aleacin posee la habilidad de

recuperar su forma original despus de someterse a grandes deformaciones

(alrededor del 8%) a travs del calentamiento, efecto conocido como memoria de

forma, o mediante la eliminacin de la carga, lo que se conoce como efecto

superelstico (Ye y Gao, 2012).

La primera aplicacin de esta aleacin en odontologa fue para los alambres

de ortodoncia, debido a su gran resistencia a la fatiga, y fue introducida por

George F. Andreasen de la Universidad de Iowa en 1971. Slo hace pocos aos,

gracias al avance tecnolgico y a la asociacin de la metalurgia con la

endodoncia, se comenzaron a fabricar limas de aleacin Ni-Ti, confirindoles a las

mismas elasticidad, flexibilidad, resistencia a la deformacin plstica y a la fractura

(Yeguez, 2000).

Metalurgia de la Aleacin NiTi:

La aleacin de nquel-titanio usada en la fabricacin de instrumentos de

preparacin del canal radicular contiene aproximadamente un 56% de nquel y un

44% de titanio. En algunas aleaciones, un pequeo porcentaje de nquel (< 2%)

puede ser sustituido por cobalto (Thompson y col. 2000). Esta composicin da

origen a una relacin atmica de 1:1 de los componentes principales y, como con

otros sistemas metlicos, esta aleacin se presenta en varias formas

cristalogrficas (Figura 1) (Thompson y col. 2000; Anusavice, 1998). El trmino

genrico para esta aleacin es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su

tipo de unin atmica, lo que ocasiona cambios nicos y significantes en sus

propiedades mecnicas y disposicin cristalogrfica. Estos cambios ocurren en

funcin de la temperatura y el estrs. Las dos nicas caractersticas que son de


11

relevancia en la odontologa ocurren como resultado de la transicin de una forma

austentica a una martenstica en la aleacin de NiTi, caractersticas denominadas

como memoria de forma y superelasticidad (Figuras 2 y 3) (Thompson y col.

2000).

Figura 1.

Representacin de la transformacin martenstica y efecto de memoria de

forma de una aleacin NiTi.


12

Figura 2.

Representacin del efecto de memoria de forma en la aleacin NiTi.

Figura 3.

Representacin del efecto sper elstico en la aleacin NiTi


13

Otro tipo de aleacin, denominada Nitinol-60, contiene alrededor del 5%

ms de nquel. Esta aleacin ha sido usada para la fabricacin de algunos

instrumentos endodnticos, pero debido a sus propiedades diferentes (menor

efecto de memoria de forma y tratamientos trmicos incrementados, junto con el

aumento de su dureza) es menos usada que la aleacin de Nitinol-55 (Baumann,

2004).

Estructura de NiTi:

A temperaturas altas (100 C), una red cbica centrada en el cuerpo,

conocida como fase austentica, es estable (Figura 1) (Thompson y col. 2000;

Anusavice, 1998). La aleacin de Nitinol posee la particular caracterstica que

cuando se enfra a travs de un intervalo crtico de temperaturas de

transformacin (ITT), la aleacin muestra cambios dramticos en su mdulo de

elasticidad (rigidez), lmite elstico y la resistividad elctrica como un resultado de

los cambios en la unin de electrones. Mediante la reduccin o enfriamiento de la

temperatura a travs de este intervalo, se produce un cambio en la estructura

cristalina conocido como la transformacin martenstica. La cantidad de esta

transformacin es una funcin de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final

(Mf). El fenmeno provoca un cambio en las propiedades fsicas de la aleacin y

da lugar a la caracterstica de memoria de forma. La histresis de la

transformacin martenstica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col. 2000).

Las temperaturas Ms, Mf, As y Af que se indican en el grfico se refieren a los

intervalos de temperaturas a los cuales la transformacin martenstica comienza y

acaba, y los rangos de temperatura a los cuales la transformacin austentica

empieza y termina. En el proceso de enfriamiento, la primera de esas

temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacin martenstica (Ms), a

partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura. Esta

transformacin termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura


14

cercana a Mf o temperatura final de la transformacin martenstica. El siguiente

conjunto de temperaturas caractersticas de transformacin es la temperatura de

inicio de transformacin austentica y la final de austenita, As y Af

respectivamente. La formacin de la fase austenita comienza a medida que la

aleacin, en el proceso de calentamiento, alcanza la temperatura As. Se comienza

a formar entonces una estructura cbica centrada en las caras, rgida y dura, que

se termina de formar alrededor de Af. Cuando el elemento se calienta ms all de

Af, la deformacin se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria

de forma.

Figura 4.

Histresis de la transformacin martenstica.


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La transformacin inducida en la aleacin ocurre por un proceso de

cizallamiento a una fase llamada martenstica o hija, lo que da lugar a una

martenstica maclada (Figura 1) que forma una red martenstica hexagonal de

empaquetamiento denso (Anusavice, 1998). Casi ningn cambio de forma

macroscpico es detectable en la transformacin, a menos que se aplique una

fuerza externa. La forma martenstica puede ser deformada fcilmente a una sola

orientacin por un proceso conocido como destorcimiento a martensita

demaclada. La aleacin de nquel-titanio es ms dctil en la fase martensita que

en la fase austenita, la transformacin martenstica y el efecto de memoria se

muestra en la Figura 1.

La deformacin puede revertirse calentando la aleacin por sobre el ITT, lo

que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de

temperatura previos. La aleacin retoma la orientacin y la estructura original de

austenita, con una condicin energtica estable. Este fenmeno se denomina

memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacin regrese a su forma original.

Es posible, utilizando el efecto de memoria de forma, educar o colocar la

aleacin en una configuracin dada a una temperatura dada. Esto puede llevarse

a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacin con una mnima fuerza.

Cuando la aleacin es calentada hasta la temperatura de transformacin,

recuperar su forma original permanente. En trminos endodnticos estos

fenmenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier

deformacin dentro de los instrumentos de nquel titanio calentndolos sobre los

125C (Thompson y col. 2000).

El intervalo de temperatura de transicin para cada aleacin depende de su

composicin. El ITT para una aleacin de nquel titanio 1:1 est en el rango de

entre -50 y +100C, una disminucin en la ITT puede ser lograda de muchas

maneras; en el proceso de fabricacin, tanto trabajo en frio como tratamiento


16

trmico, pueden afectar significativamente el ITT, as como se puede alterar la

proporcin de la aleacin a favor de un exceso de Nquel o por sustitucin de

Cobalto por Nquel (Thompson y col. 2000; Craig 1998).

Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo

determinadas condiciones, es la aparicin de una transformacin de fase

intermedia denominada transformacin de Fase R. Esta transformacin (debido a

una distorsin rombodrica de la celda unitaria cbica austentica) precede a la

transformacin martenstica y es tpica en aleaciones termomecnicamente

tratadas, aleaciones ricas en Ni, aleaciones envejecidas a una apropiada baja

temperatura y en aleaciones ternarias como la NiTiFe y NiTiAl (de la Flor, 2005;

Gmez y Daz, 2011). La Fase R es una fase intermedia con una estructura de

fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacin de

martensita a austenita por calor o de austenita a martensita por enfriamiento. Esto

ocurre a un muy estrecho rango de temperatura (Shen y col. 2013).

Transformacin martenstica inducida por estrs:

El efecto memoria de forma es tanto trmico como mecnico. La martensita

se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando

por encima de Af para producir la recuperacin de la forma, esto es, el efecto

memoria de forma causado por calentamiento. Considrese ahora otro tipo de

memoria de forma que es independiente de la temperatura: la superelasticidad (de

la Flor, 2005; Gmez y Daz, 2011).

La transicin desde una fase martenstica a una austentica tambin ocurre

como resultado de la aplicacin de un estrs, como lo que sucede durante la

preparacin del canal radicular. En la mayora de los metales cuando una fuerza

externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la


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red, causando deformacin permanente; sin embargo, en las aleaciones de nquel-

titanio una transformacin martenstica inducida por estrs ocurre en vez del

desplazamiento. Esto ocasiona (Thompson y col. 2000):

Un cambio volumtrico asociado con la transicin de una fase a otra.

La tasa del aumento de la tensin se nivela debido a la deformacin

progresiva (Figura 5) incluso si la tensin se suma debido a la

transformacin martenstica. Esto da como resultado el llamado efecto de

superelasticidad (Figura 4), un movimiento que es similar a la deformacin

por deslizamiento.

Recuperacin elstica cuando la tensin disminuye o se detiene sin que

ocurra deformacin permanente (Figura 3). La recuperacin elstica se

define como el grado en el que un material vuelve a su forma original

despus de la deformacin, es decir, un retorno a la fase austenita, siempre

que la temperatura est dentro de un rango especfico (Figura 4).


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Figura 5.

Transformacin de las fases de la aleacin de NiTi.

La formacin de martensita es un proceso termoelstico, lo que quiere decir

que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensin: un decrecimiento en

la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensin, ambas estabilizando

la martensita (de la Flor, 2005).

Normalmente, en el enfriamiento, la martensita puede formarse en Ms bajo

ninguna tensin. Pero en el mismo material, la martensita puede formarse por

encima de Ms si se le aplica una tensin, y la martensita as formada se le llama

martensita inducida por tensin. La fuerza impulsora para la transformacin es

ahora mecnica, y opuesta a la trmica (de la Flor, 2005; Gmez y Daz, 2011).


19

Por encima de Ms la tensin requerida para producir martensita inducida

por tensin incrementa al incrementar la temperatura. De hecho, la variacin en la

tensin necesaria para producir martensita inducida por tensin incrementa

linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensin,

esta disminuir hasta cero para el valor Ms.

El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo contina

incrementando con la temperatura hasta Md, por encima de la cual la tensin

critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover

dislocaciones. Esto hace que Md sea la temperatura ms alta a la cual es posible

obtener martensita. Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por

tensin es desde Ms hasta Md (de la Flor, 2005).

La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensin de hasta un

8% para ser completamente recuperable, en comparacin con un mximo cercano

al 1% de otras aleaciones, como con el acero inoxidable (Thompson y col. 2000).

Manufactura de la Aleacin de NiTi:

La produccin de la aleacin de nquel titanio es un proceso muy complejo.

En teora todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres, tubos, flejes,

barras, lminas, etc) siguen los mismos pasos de fabricacin. Primero se funden

en vaco, se trabajan en caliente, se trabajan en fro y se tratan en caliente para

conseguir las propiedades finales (Thompson y col. 2000; de la Flor, 2005).

Las temperaturas de transicin son altamente sensibles a la composicin de

la aleacin: una variacin de un 1% en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o

Ti), pueden cambiar 100 C la temperatura de transformacin. La familia de

aleaciones tpicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de


20

transformacin Af desde 100 C hasta -50 C. Por ello, en la fabricacin se utiliza

un calormetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final

(de la Flor, 2005; Gmez y Daz, 2011).

Dado que las temperaturas de transicin son tan sensibles a la composicin

el mtodo de unin ha de ser muy cuidadoso. Se suele hacer en horno de vaco o

atmsfera inerte. Los ms usados son Aleado en Vaco por Induccin (VIM) y Re-

aleado en Vaco por Arco (VAR). La microestructura de la aleacin recin

obtenida, tiene muy poca ductilidad y no presenta ni efecto de memoria de forma

ni superelasticidad. Es por ello que se realiza un trabajado en caliente para

modificar dicha microestructura. Para conseguir las propiedades fsicas y

mecnicas deseadas en la mayora de las aplicaciones, es necesario realizar un

trabajado en frio en varios pasos posterior al trabajado en caliente. Con el

trabajado en frio se obtiene la forma final, el acabado superficial final, una

microestructura refinada y las propiedades mecnicas deseadas.

En muchas aplicaciones, el Nitinol todava no presenta las propiedades ni la

forma deseable en esta condicin de trabajado en fro, es por ello que requiere un

tratamiento trmico final. ste tratamiento trmico puede ser en horno de aire o de

vaco, en bao de sal, arena o cualquier otro sistema. La temperatura suele ser

entre 450 y 550C, el enfriamiento tiene que ser rpido para evitar

envejecimientos, por ello se recomienda el templado en agua. El tiempo de

tratamiento trmico ha de ser suficiente para permitir que todo el material alcance

la temperatura deseada. Las propiedades finales de los elementos Nitinol,

dependen fuertemente de este tratamiento trmico final (cantidad de trabajado en

frio, temperatura y tiempo del tratamiento trmico) (de la Flor, 2005)


21

Propiedades:

Mecnicas:

Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento

mecnico distinto en funcin de la fase. La austenita es la fase ms dura y

resistente, mientras la fase martenstica es fcilmente deformable y ms blanda

(Gmez y Daz, 2011).

Las aleaciones de NiTi son capaces de sufrir deformaciones relativamente

altas sin que sean permanentes (alrededor del 8-10%), son relativamente estables

frente a las aplicaciones cclicas, tienen elevada resistencia elctrica y son

resistentes a la corrosin (de la Flor, 2005).

Austenita Martensita

Resistencia mxima de traccin (MPa) 800-1500 103-1100

Lmite elstico (MPa) 100-800 50-300

Mdulo elstico (GPa) 70-110 21-69

Tabla 1.

Propiedades mecnicas de las aleaciones NiTi en funcin de la fase presente

(Gmez y Daz, 2011).


22

Fsicas:

Propiedad Valor

Punto de fusin 1300 C

Densidad a temperatura ambiente 6.45 g/cm3

Conductividad trmica:

Austenita 0,18 W/cm C

Martensita 0,086 W/cm C

Coeficiente de expansin trmica:

Austenita 11.0E-6/C

Martensita 6.6E-6/C

Calor especfico 0.20 cal/g C

Resistencia a la corrosin Excelente

Tabla 2.

Propiedades fsicas del Nitinol (Gmez y Daz, 2011).


23

Aleaciones de NiTi y su aplicacin en Endodoncia:

Revisin de la Literatura.

El xito de un tratamiento endodntico depende de un acertado diagnstico

y de una adecuada limpieza y conformacin del sistema de canales radiculares.

Con respecto a los instrumentos de uso manual, dos grandes innovaciones han

sido introducidas durante los recientes aos: primero, instrumentos altamente

flexibles en base a una nueva aleacin como la de nquel-titanio y segundo,

nuevas formas geomtricas y diseos, como instrumentos de punta modificada o

instrumentos con segmentos de corte pequeos (Schfer y col. 1997).

Inicialmente, y hasta la dcada de 1960, se empleaban instrumentos

manuales en base a acero de carbono que tenan como desventaja la generacin

de corrosin y dao microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacin.

Hoy en da son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable

que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecnicas durante las

esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus diseos, permitindoles ser ms

flexibles (Schfer y col.1997; Tepel y Schfer, 1997).

Una innovacin reciente ha sido la introduccin de las aleaciones de nquel-

titanio en la fabricacin de instrumentos endodnticos, primero manuales y luego

en los sistemas rotatorios.


24

Mtodos de manufactura de limas de NiTi:

Afilado:

La fabricacin de los instrumentos endodnticos de nquel-titanio es ms

compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable, ya que las limas deben

ser mecanizadas en vez de trenzadas. La superelasticidad de la aleacin significa

que no puede mantener una espiral cuando la aleacin se somete a una

deformacin no permanente. Los intentos de torcer los instrumentos de una

manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schfer y col,

1997). La seccin del instrumento (diseo) debe ser afilada del Nitinol bruto. Otras

dificultades durante la produccin incluyen la eliminacin de irregularidades de la

superficie y destellos de metal en los bordes de corte que pueden comprometer la

capacidad de corte de estos instrumentos y potencialmente causar problemas con

la corrosin (Thompson y col. 2000) (Figura 6).

Figura 6.

Microfotografa SEM de las microgrietas superficiales y destellos metlicos de un

instrumento rotatorio de nquel-titanio.


25

Una vez que la aleacin se ha fabricado, se somete a diversos procesos

antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de

preparacin del canal radicular (Figura 7). Esencialmente, la pieza colada se forja

en una prensa en una forma cilndrica antes de la estampacin rotatoria a presin,

para crear un alambre estirado. El cable se enrolla a continuacin para producir

una forma cnica con una presin uniforme a partir de una serie de rodillos

aplicada al alambre. Durante la fase de construccin, 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, descalcificacin y

trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una

configuracin recta. Esta etapa es seguida por la elaboracin del perfil real o la

forma de la seccin 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 transformacin (Thompson y col. 2000).

Se han introducido diversos acabados de superficie, como el electropulido,

para minimizar los efectos de microgrietas. 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 cclica y las cargas de torsin, lo que incrementa la

resistencia a la fractura (Tripi y col. 2006; Anderson y col. 2007).


26

Figura 7.

Representacin de la produccin de un alambre de Nitinol acabado.

Acordonamiento:

Fabricar limas de nquel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una

lima formada de una sola pieza de nquel titanio; es decir, el mango de la lima no

es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de nquel titanio. Las

ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracin, y la

estructura granular del nquel titanio nunca se corta transversalmente, lo que

mantiene su integridad.

Las limas acordonadas de nquel titanio se crean tomando el alambre de

nquel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una

estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento


27

y enfriado (Gambarini y col. 2008). En la Fase R, el nquel titanio puede torcerse.

Una vez torcido, la lima se calienta y enfra de nuevo para conservar su nueva

forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina, la cual es

superelstica una vez tensionada (y puede usarse en funcin de endodoncia). La

lima recibe entonces un tratamiento qumico superficial final de desoxidacin 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 seccin

transversal triangular que la hace extremadamente flexible, y cuenta con un

ngulo helicoidal, un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col.

2008).

Testarelli el 2009 determin que el nuevo proceso de torsin en la

fabricacin de instrumentos rotatorios de nquel-titanio, produca limas

significativamente ms resistente a la fatiga que los producidos con el proceso de

tradicional. Estos son los instrumentos TF.

Instrumentos manuales de NiTi:

Los instrumentos manuales de Nitinol han sido fabricados con una

configuracin en forma de U o S y como limas K y Hedstrm. Schfer y col. en el

ao 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron, primero, los distintos

instrumentos disponibles para la preparacin manual del conducto y, segundo, la

eficiencia de corte, el desempeo en canales curvos y las propiedades torsionales

y flexurales de varios instrumentos. En este ltimo estudio, desarrollado en

colaboracin con Tepel, se compararon limas de acero inoxidable

convencionales, limas de acero inoxidable flexibles, limas de titanio-aluminio y

limas de nquel-titanio en todos los diseos disponibles, empleando diversas

tcnicas de instrumentacin (Tabla 3).


28

Grupo Instrumento

Acero Inoxidable convencional

Ensanchadores

Limas K

Limas Hedstrm

Acero Inoxidable Flexibles

K- Flex

K- Flexofile

K- Flexoreamer

Flex- R

Flexicut

Titanio-Aluminio

Ensanchadores

Limas K

Limas Hedstrm

Nquel-Titanio Limas Hedstrm

Limas K

Tabla 3.

Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schfer.

En relacin a la eficiencia de corte determin que en un movimiento

rotatorio, los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los

ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales, as como

tambin a los instrumentos de nquel-aluminio. En un movimiento linear, las limas

Hedstrm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados. En cuanto a la

instrumentacin de canales curvos, concluy que el empleo de una tcnica mixta,

es decir, un ensanchamiento inicial seguido de la tcnica de fuerzas balanceadas,

empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se

generaba una menor transportacin del canal. Por ltimo concluy que el riesgo

de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible


29

no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable

convencional (Tepel & Schfer, 1997).

Instrumentacin mecanizada con limas NiTi:

Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estn

preocupados por la creacin de un sistema que facilite y acelere la preparacin

mecnica de los conductos radiculares. Desde la dcada del sesenta la prctica

endodntica dispone de contra-ngulos para la instrumentacin mecanizada. Con

estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permanecan

latentes los riesgos de fractura del instrumento, de creacin de falsas vas y an

de perforacin de la raz. Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en

nquel-titanio, de gran flexibilidad, nuevos diseos y punta inactiva, resurgi la

instrumentacin mecanizada. Por su mayor flexibilidad y gua de penetracin no

agresiva, los instrumentos de nquel-titanio facilitan la preparacin de conductos

con curvatura moderada, reducen la posibilidad de transportacin y evitan la

formacin de escalones y perforaciones.

Durante las ltimas dos dcadas, los instrumentos de nquel-titanio se han

convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular.

Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60, comnmente utilizadas en la fabricacin

de instrumentos endodnticos, exhiben comportamiento superelstico,

permitindoles retornar a su forma original luego de la aplicacin de una carga.

Este comprotamiento superelstico ocurre sobre un limitado rango de temperatura

con un ptimo de 37 C. Por otra parte, las aleaciones de nquel-titanio tambin

exhiben un efecto de memoria de forma. As, cualquier deformacin de un

instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre

125 C (Schfer y col. 1997). Como resultado de su bajo mdulo de elasticidad,

las limas de NiTi no sufren deformacin permanente cuando son usadas en


30

canales severamente curvos, en cambio los instrumentos de acero inoxidable

fcilmente se deforman de manera permanente. Por otro lado estas propiedades

superelsticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en

canales curvos (Schfer y col.1997).

Tratamiento termomecnico y nuevas aleaciones de NiTi:

El comportamiento mecnico de las aleaciones de nquel-titanio est

determinado por las proporciones relativas y caractersticas de las fases

microestructurales. El tratamiento trmico es uno de los alcances fundamentales

para el ajuste de las temperaturas de transicin de la aleacin, es decir las

temperaturas a las cuales la estructura cristalina cambia desde una fase austenita

a una martensita y viceversa, afectando la resistencia a la fatiga de las limas

endodnticas de Niti. En los aos recientes muchos nuevos procesos

termomecnicos y tecnologas de manufactura han sido desarrollados para

optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col. 2013)

La composicin y tratamientos metalrgicos tienen un impacto dramtico en

las temperaturas de transicin. Desde el punto de vista de la aplicacin prctica,

NiTi puede tener tres formas diferentes: martensita, martensita inducida por estrs

(SE) y austenita. Cuando el material est en su forma martensita es suave y dctil,

y puede ser deformado fcilmente. La SE NiTi es altamente elstica, mientras la

austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman, 1998). Las aleaciones

equiatmicas de nquel-titanio tienen todas estas propiedades, con la expresin

especfica siendo dependiente de la temperatura a la cual es usado.

Brantley y cols. el 2002 fueron los primeros en mostrar que la estructura de

los instrumentos NiTi poda ser investigada por un calormetro de escaneo

diferencial. Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios


31

convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25C de temperatura

en una habitacin. Por lo tanto, esos instrumentos podan mostrar un

comportamiento superelstico durante su uso clnico.

La fase martenstica tiene propiedades nicas que la hacen ser un material

ideal para muchas aplicaciones. La forma martenstica del NiTi tiene remarcable

resistencia a la fatiga. Instrumentos en esta fase pueden ser fcilmente

deformados y todava recuperar su forma calentndolas por sobre la temperatura

de transformacin. La explicacin para esto puede ser que el calentamiento

transforma el metal temporalmente a una fase austentica y la hace superelstica,

lo que permite que la lima retome la forma original antes de enfriarse nuevamente.

Las propiedades de los materiales son el principal determinante de la resistencia a

la fatiga. Los instrumentos de CM Wire y M-Wire han aumentado las temperaturas

de transformacin de austenita. La Af de CM Wire, M-Wire, TF y de SE NiTi

convencional son aproximadamente 55 C, 50 C, 17 C y 16 a 31 C,

respectivamente. La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura

austentica, mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas

trmicamente (TYP, CM y Vortex) esencialmente estn en una condicin

martenstica a temperatura corporal.

A comienzos de los aos 2000, una serie de estudios encontraron que los

cambios en el comportamiento de la transformacin va tratamiento trmico, fueron

efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi.

Una serie de procesos termo mecnicos han sido desarrollados con el objetivo de

producir alambres en blanco de martensita inducida por stress, que contienen

martensita sustancialmente estable bajo condiciones clnicas. Mejoras en estas

reas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacin

de instrumentos endodnticos (Shen y col. 2013).


32

M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es

producida por la aplicacin de una serie de tratamientos de calor a alambres en

blanco NiTi. Los instrumentos M-Wire incluyen la GT Series X, Profile Vortex y

Vortex Blue (Shen, y col, 2013).

En 2008, un nuevo proceso de manufacturacin fue tambin desarrollado

por SybronEndo para crear el instrumento endodntico TF. De acuerdo al

fabricante, estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacin de

un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R, a travs de un

proceso trmico (Shen y col. 2013).

CM-Wire (DS Dental, Johnson City, TN) es una aleacin NiTi nueva, con

propiedades flexibles que fue introducida el 2010. Las limas CM NiTi han sido

fabricadas usando un proceso termomecnico especial que controla la memoria

del material, generando limas extremadamente flexibles pero sin la memoria de

forma de las otras limas NiTi. HyFlex y TYP son instrumentos fabricados a partir

de CM-Wire (Shen y col. 2013).

Resistencia a la fatiga cclica:

A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacin rotatoria con limas

NiTi, la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafo a

superar. En reposo, estos instrumentos se encuentran en fase austenita, mientras

que al estar en movimiento rotatorio, presentan una deformacin conocida como

martensita, la cual es susceptible a la fractura o a la deformacin.

La fractura de las limas rotatorias ocurre como resultado de una falla o

fatiga torsional o flexural. La falla torsional se genera cuando la punta del

instrumento se traba en el canal mientras el vstago contina girando. La fatiga


33

flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura, generando

ciclos de compresin y tensin en el punto de mxima curvatura. La parte del eje

del instrumento en el exterior de la curva est en tensin, mientras que la otra

parte en la parte interior de la curva est en compresin. La repeticin del ciclo

tensin/compresin ocasiona un acmulo de cambios microestructurales en el

instrumento, los que pueden conducir a su fractura. La incidencia de fracturas de

instrumentos NiTi se ha reportado recientemente alrededor del 5%: 70% de stas

fueron producto de la fatiga flexural, mientras que el 30% restante se debi a la

fatiga torsional (Al- Hadlaq y col. 2010).

Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de

nquel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos

para la manufactura de las limas.

M-Wire corresponde a una nueva aleacin de nquel-titanio, modificacin de

la aleacin 508 Nitinol, preparada bajo un proceso trmico especial que le confiere

un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga cclica. Fue desarrollada

por la casa comercial Dentsply.

En el 2008, Johnson y col. realizaron un estudio con el objetivo de eliminar

el diseo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsin cclica de una

nueva aleacin de NiTi, mediante el diseo de instrumentos nuevos (Profile,25/.04,

Dentsply).Este fue el primer estudio que compar los instrumentos rotatorios de

NiTi fabricados con el mismo diseo de lima pero producida de tres diferentes

fuentes de Nitinol (Nitinol Devices and Components Inc., Dentsply Tulsa Dental

Specialties, y EuroFlex GmbH), permitiendo el estudio directo de las diferencias

entre aleaciones y eliminando el diseo de la lima como variable. Los resultados

de este estudio mostraron que la ProFile 25/.04, instrumento rotatorio fabricado a

partir de la variante 1B (M-Wire NiTi), tiene resistencia superior para la fatiga


34

cclica, representando un incremento de ms del 390% comparado con el mismo

diseo del instrumento fabricado a partir de 508 Nitinol.

El tratamiento patentado por M-Wire NiTi, tiene propiedades deseables

superiores que los actuales instrumentos producidos de 508 Nitinol y puede ser

adoptado por otros diseos de limas para proveer avances significativos en el

instrumental rotatorio (Johnson y col. 2008).

Estos resultados fueron corroborados primeramente por el estudio de

Larsen y col. en el 2009, los que reportaron que las limas GT Series X elaboradas

de una aleacin M-Wire fueron superiores a las limas Profile, Endo-Sequence y

Twisted Files en la resistencia a la fatiga cclica. Posteriormente un nuevo estudio

desarrollado por Al-Hadlaq y col. en el 2010, compar la resistencia a la fatiga

cclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de

aleacin de nquel-titanio regular, las limas GT y Profile. Los resultados de este

estudio sugieren que las limas GT Series X tienen resistencia superior a la fatiga

cclica flexural.

Durante el 2012, Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga cclica de

instrumentos de nquel-titanio SE convencional y de M-Wire. Sus resultados

sugieren que los instrumentos endodnticos manufacturados con M-Wire tienen

mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura

nanocristalina martenstica nica (Ye y Gao, 2012). Ese mismo ao Gao y col.

evaluaron el impacto de las materias primas (incluyendo acero inoxidable, SE NiTi

convencional, M-Wire NiTi y Vortex Blue NiTi) sobre la resistencia a la fatiga de los

instrumentos rotatorios (25/.06) girando las limas en un canal artificial construido

de acero inoxidable. Los resultados mostraron que no hubo diferencias

significativas en la vida media de la fatiga y la flexibilidad de los instrumentos

fabricados con diferentes materiales. Vortex Blue ocup el primer lugar, tanto en


35

fatiga como en flexibilidad, seguido de M-Wire, SE Wire y, finalmente, de acero

inoxidable (Gao y col. 2012).

Shen y col. a raz de su estudio publicado en febrero de 2013, concluyeron

que las propiedades mecnicas de las aleaciones de nquel-titanio pueden ser

mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en fro y tratamientos

de calor. De este modo se han desarrollado, a travs de un procedimeinto

termomecnico especial, nuevas limas endodnticas con propiedades superiores.

Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga

flexural en comparacin con otras limas de diseo y tamao similar hechas de

nquel-titanio convencional.

Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire, un

estudio realizado por Shen y col. el 2011 determin que posean una resistencia

superior a la fatiga cercana a valores entre 300% a 800% ms en comparacin

con instrumentos convencionales de nquel-titanio del mismo diseo. La

configuracin cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM

Wire mostr una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la

configuracin triangular (TYP CM). Por lo tanto, el diseo del instrumento tambin

debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida til

de la fatiga.

Se puede concluir que las limas de la serie CM tienen resistencia a la fatiga

superior a la de los archivos de aleacin de NiTi convencional.

La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma.

Un instrumento fabricado en base a esta aleacin debiese ser ms flexible


36

Torsin:

Otro factor que predomina en la separacin y deformacin de los

instrumentos rotatorios de nquel-titanio es el torque al que est sometido el

instrumento durante la instrumentacin del conducto radicular.

Tericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando

es utilizado con un alto torque, por lo que hay mayor probabilidad de separacin y

deformacin del instrumento. Cuando se utiliza con un bajo torque, se reduce la

calidad de corte y el avance del instrumento dentro del conducto se ve dificultado,

por lo que el operador tiende a forzar y aumentar la presin sobre el instrumento

llevndolo a una prxima separacin y/o deformacin. 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,

deformacin y separacin de los instrumentos de nquel-titanio. Como primer

punto, ellos encontraron una gran diferencia e incidencia de fractura de los

instrumentos cuando se uso 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 automtica. La experiencia del operador es una situacin

en la cual se debe conocer, familiarizar y practicar antes de utilizar este tipo de

instrumentos (Yared y col. 2000).

Se ha demostrado que los tratamientos trmicos mejoran la resistencia a la

fatiga de la aleacin de NiTi. Se espera que los instrumentos fabricados a partir de

estas aleaciones tratadas mantengan las mismas propiedades torsionales que los

instrumentos NiTi convencionales. En el primer estudio al respecto, Johnson el

2008 determin que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 25/.04 fue

comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que

las Dentsply Maillefer (Johnson y col, 2008).


37

Gao y col. estudiaron las propiedades torsionales de limas SE, limas M-

Wire e instrumentos NiTi Vortex Blue. Los resultados muestran que M-Wire tuvo

una ligera ventaja sobre Vortex Blue en la resistencia a la torsin.

Peters y col. el 2012 evaluaron la torsin de los instrumentos HyFlex

durante la preparacin del canal. Estos muestran una resistencia torsional similar

a los instrumentos fabricados de NiTi SE. La torsin durante la preparacin del

canal fue significativamente mayor para instrumentos pequeos usados con

tcnica de longitud nica, en la cual todos los instrumentos se utilizan con la

longitud completa de trabajo en secuencia regular, excepto para la conicidad

40.04, comparada con una tcnica Crown Down. Aunque ningn instrumento se

fractur, el 82% sufri deformacin plstica y el 37% del resto, se deform

despus de un ciclo de esterilizacin.

Park y cols. el 2010 compar la resistencia torsional de las Twisted File y

otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio. La Twisted File

present la menor resistencia a la torsin en ese estudio. Los valores fueron

significativamente menores que las limas RaCe, que poseen un diseo de seccin

transversal similar. A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsin y un

acabado liso en su superficie, todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a

la primera aplicacin de torque repetitivo. La posible explicacin a esto, se da

debido al proceso de manufactura termomecnico, porque un instrumento

fabricado de una aleacin en Fase R podra ser ms flexible permitiendo una

mayor cantidad de deformacin que una torsin similar en un aleacin de NiTi

austenita. Adems cuando evaluaron la fuerza de torsin, ngulo de distorsin y

dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi, la Twisted File mostr

el rendimiento ms bajo a la resistencia a la fractura.


38

Flexin:

Importantes propiedades mecnicas de los instrumentos que influyen en su

comportamiento durante la instrumentacin de canales curvos incluyen flexibilidad

y resistencia a la fractura.

La flexibilidad puede definirse como la flexin elstica de un instrumento

endodntico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccin

perpendicular a su eje longitudinal. La flexibilidad de un instrumento endodntico

est influenciada por la composicin y tratamiento termomecnico de la aleacin

metlica, como tambin por la geometra del instrumento, incluyendo tamao y

diseo de seccin transversal. La flexibilidad puede influenciar la habilidad de los

instrumentos de preparar apropiadamente los canales radiculares curvos. Muchos

estudios han mostrado que a mayor flexibilidad del instrumento se obtienen

preparaciones ms centradas. Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia

a la fractura por fatiga de los instrumentos endodnticos han sido propuestos,

incluyendo diferentes tratamientos termomecnicos y modificaciones a la

composicin qumica de la aleacin de nquel-titanio, diferentes diseos de

seccin transversal y cambios en los procesos de manufactura.

Lops y col. realizaron un estudio con la intencin de comparar la

flexibilidad, resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos

endodnticos hechos de alambre NiTi convencional, M-Wire y aleacin NiTi en

Fase R. La hiptesis que se plante fue que las nuevas generaciones de

instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor

comportamiento mecnico cuando se comparan con instrumentos de NiTi

convencional. Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R),

tienen el mejor desempeo en trminos de flexibilidad, flexin angular y resistencia

a la fatiga cclica. El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible, fue el

segundo mejor en trminos de resistencia a la fatiga cclica. El instrumento Profile


39

Vortex (M-Wire) no mostr los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad

y de fatiga cclica. Adems a la aleacin de la que est manufacturado el

instrumento endodntico, el diseo y las dimensiones son determinantes

importantes del comportamiento mecnico L.

Testarelli y col. el 2011 evaluaron las propiedades de flexin de los

instrumentos Hyflex, los que exhiben un menor porcentaje en peso de nquel y lo

comparan con otros instrumentos rotatorios de nquel-titanio disponibles

comercialmente (Tabla 4). Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex

fueron los ms flexibles.

Instrumentos % de Ni

Hyflex 52,1

Flexmaster 56,2

EndoSequence 56,0

Hero 55,4

Profile 54,6

Tabla 4.

Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de nquel.

Comportamiento durante la Instrumentacin de Canales Curvos:

Un tratamiento endodntico exitoso depende de la limpieza y conformacin

del complejo sistema de canales radiculares, preservando la curvatura natural que

posee. Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente

durante los ltimos 20 aos para cumplir con este objetivo a cabalidad. Una de

estas mejoras involucra el estudio de la estructura qumica de la aleacin, para

conseguir aleaciones NiTi ms duraderas y efectivas.


40

El material de NiTi M-Wire, que se sugiere ms flexible que el Nitinol 55,

ms resistente a la fatiga cclica y con ms eficiencia de corte, se ha introducido

recientemente. Los primeros sistemas rotatorios generados a partir de este

material son GT Series X (Dentsply Tulsa Dental Specialties, Tulsa, OK) otro

progreso en la produccin de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File

(SybroEndo, Orange, CA), sistema rotatorio producido con deformacin plstica

va Fase R por aplicacin de calor. Los instrumentos pertenecientes a estos

sistemas se esperan sean ms flexibles y ms resistentes a la fatiga cclica para

trabajar mantenindose centrados en el canal, especialmente en canales curvos y

minimizando la transportacin de sus paredes.

Los nuevos materiales y mtodos usados en la produccin de instrumentos

rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal

radicular, sin embargo el nmero de estudios que investigan estos materiales y

mtodos comparativamente es limitado.

Consistente con otros estudios, los instrumentos rotatorios NiTi han sido

reportados por tener la habilidad de mantener la forma original del canal radicular,

sin embargo, condujeron a una ligera desviacin del eje principal del canal

radicular.

En el estudio de Celik y col. del 2013 se encontr que GT Series X y

Twisted File, tienen procesos de produccin diferente, causan un insignificante

transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios. Adems se demostr

que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacin

comparada con la preparacin manual a niveles cercanos a 2,5 mm apicales, sin

embargo, esta diferencia pierde significacin en las partes ms coronales.

En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacin en

zonas crticas, comparado con instrumentos K Flexo-file usados con tcnica


41

Crown Down, sin embargo no fue superior que el sistema Protaper Universal. Esto

se contrapone con lo encontrado por Gergi y col. el 2010, quien compar

instrumentos Twisted File, PathFile, ProTaper y limas de acero inoxidable K

Flexofile en el mbito de transporte apical luego de la preparacin y su curso en el

centro del canal. Report que el sistema Twisted File arroj resultados superiores

a los dems. El sistema PathFile Protaper mostr mejores resultados que los

instrumentos K FlexoFile usados con el mtodo Step Back. Concluy que estos

resultados se deban a que los instrumentos son ms flexibles por ser producidos

con mtodo de trenzado.

El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el

dimetro del ncleo central del instrumento y as trabaja manteniendo la

configuracin original del canal. Sin embargo, segn Celik, este sistema ha

demostrado generar similar transportacin que otros sistemas rotatorios NiTi

usados en el estudio.

Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012, quien

report que Twisted File ocasiona menor transportacin del canal en comparacin

a GT Series X y Revo-S; y que ProTaper presentaba los mayores valores. Esto

puede deberse a una diferencia de mtodos, especialmente de evaluaciones

tcnicas.

Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado

ocasionar mnimos cambios en la longitud de trabajo. En cambio la preparacin

manual genera grados estadsticamente superiores de variacin en la longitud de

trabajo. Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracin de la longitud

de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la

preparacin del canal o a una prdida del control de la longitud por parte del

operador.


42

Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi:

Las opiniones difieren en cuanto al nmero de veces que un instrumento

rotatorio puede ser usado antes de su fractura. Los fabricantes recomiendan un

uso nico, sin embargo Yared y col. creen que los instrumentos pueden ser

usados ms de una vez, dependiendo del torque y de la experiencia del operador.

Los estudios han demostrado que los defectos ocurren en la superficie del

instrumento y que pueden causar inestabilidad estructural, lo que conducira a una

separacin del instrumento (Yared y col. 2000).

Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos

de NiTi. Entre estos tratamientos, la implantacin de ion nitrgeno parece ser una

modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en trminos de

aumentar la resistencia a la fatiga cclica y al uso, mejorando su eficiencia en el

corte.

El estudio de Dos Santos y col. del ao 2012 plante que la implantacin de

nitrgeno no afecta la flexibilidad del instrumento original. Para comprobar esto

compararon limas K3 con y sin el ion nitrgeno implantado. Los resultados

mostraron que no existe una diferencia estadsticamente significativa entre las

cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio.

Esto sugiere que esta tcnica puede ser implementada por los fabricantes como

un proceso que incrementa la seguridad del instrumento.

Efectos de la esterilizacin en las propiedades de los instrumentos

NiTi:

Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de

NiTi sometidos a mltiples ciclos de esterilizacin por calor. Se ha encontrado que


43

la esterilizacin repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexin y

de torsin y afectar la eficiencia de corte. Sin embargo Hilt y col. el 2010,

observaron que ni el nmero de ciclos de esterilizacin ni el tipo de autoclave

utilizado afectaron la dureza, microestructura y la propiedad de torsin de los

instrumentos de nquel-titanio

Los efectos de mltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las

cargas torsionales tambin ha sido investigado, tanto por Casper y col. en el 2011,

as como tambin por King y col. en el 2012. Casper concluy que los repetidos

autoclavados no afectan la resistencia a la torsin para limas nuevas ProFile

Vortex (M-Wire), Twisted File, y limas CM-Wire. King, evalu los efectos de

repetidas esterilizaciones en autoclave en la fuerza torsional de Twisted Files y

GTX Files, sus resultados mostraron que el fallo en la torsin de las limas GTX fue

significativamente menor despus de tres y siete ciclos de autoclavado.

Interesantemente el nmero de ciclos de autoclave no afecta el momento de

torsin de la Twisted File, debido a un proceso patentado llamado Deox, que

remueve la capa oxidativa y cualquier impureza de la superficie, sin remover nada

del material base (Sabala, 2010).

Alergias:

El nquel es el alergeno ms comn en los pases industrializados, debido a

su uso en joyera y productos de consumo. El nquel obstaculiza la mitosis de los

fibroblastos, pero la aleacin de nquel-titanio parece carecer de estos efectos y

muestra buena biocompatibilidad. Una explicacin para esto es la proporcin

equiatmica 1:1 de sus componentes (Baumann, 2004).


44

Conclusiones.

Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de nquel-titanio

has sido altamente ulizadas en la fabricacin de instrumentos endodnticos de

preparacin del canal radicular. Es importante para los profesionales estar al da

en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos

creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades clnicas que

ofrecen. Este seminario entreg una revisin bibliogrfica actualizada de las

aleaciones ms recientes de nquel-titanio, obtenidas a partir de nuevos procesos

de manufactura, tratamientos trmicos y mejoradas con tratamientos de superficie.

La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la

fabricacin de instrumentos de uso en endodoncia. Las limas de NiTi, tanto de tipo

manual como mecnicas, pueden mejorar de manera importante la capacidad de

los odontlogos para instrumentar los conductos radiculares curvos.

Si bien los instrumentos de nquel-titanio son ms flexibles que las limas de

acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales. Son una

herramienta ms para el odontlogo que hace endodoncia. La aparicin de estos

sistemas y de nuevas aleaciones de nquel-titanio para la fabricacin de

instrumental rotatorio, implican toda una revolucin en la instrumentacin de los

conductos radiculares, por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el

punto de vista de su composicin, propiedades, clasificacin y usos es muy

importante para el ejercicio profesional.

Es imprescindible hacer nfasis en la investigacin para lograr determinar

las limitaciones y resistencias del NiTi, emplear nuevos tratamientos de superficie

que conduzcan a una mejora de sus propiedades y lograr determinar los diseos

de las limas y de las tcnicas que permitan aprovechar al mximo las bondades de

este material tan particular.


45

Bibliografa.

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Titanium Rotatory Instruments. Journal of Endodontics, Vol. 36, N 2,

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