Aleaciones de Níquel Titanio en Endodoncia. · Valparaíso, 27 de mayo de 2013. Aleaciones NiTi en...
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Universidad de Valparaíso Facultad de Odontología Especialidad en Endodoncia Seminario: Aleaciones de Níquel Titanio en Endodoncia. Alumna: Dra. Marcela Paz Espinosa San Martín. Docente: Dra. Alicia Caro Molina. Valparaíso, 27 de mayo de 2013.
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Universidad de Valparaiacuteso
Facultad de Odontologiacutea
Especialidad en Endodoncia
Seminario
Aleaciones de Niacutequel Titanio en Endodoncia
Alumna Dra Marcela Paz Espinosa San Martiacuten
Docente Dra Alicia Caro Molina
Valparaiacuteso 27 de mayo de 2013
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
1
Iacutendice
Iacutendice 1
Introduccioacuten 3
Objetivos 5
Principal 5
Especiacuteficos 5
Generalidades de Aleaciones Metaacutelicas en Odontologiacutea 6
Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio 9
Aleaciones con memoria de forma 9
Antecedentes de la aleacioacuten de niacutequel-titanio 9
Metalurgia de la aleacioacuten NiTi 10
Estructura de NiTi 13
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes 16
Manufactura de la aleacioacuten NiTi 19
Propiedades 21
Mecaacutenicas 21
Fiacutesicas 22
Aleaciones de NiTi y su Aplicacioacuten en Endodoncia Revisioacuten de la
Literatura 23
Meacutetodo de manufactura de las limas NiTi 24
Afilado 24
Acordonamiento 26
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi 29
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones NiTi 30
Resistencia a la fatiga ciacuteclica 32
Torsioacuten 36
Flexioacuten 38
Comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos 39
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
2
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi 42
Efecto de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos NiTi 42
Alergias 43
Conclusiones 44
Bibliografiacutea 45
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
3
Introduccioacuten
Los objetivos de un tratamiento endodoacutentico son remover por completo los
tejidos blandos contenidos en el canal eliminar lo maacutes completamente posible
cualquier elemento microbiano y crear una situacioacuten en la que se evite el traspaso
de microorganismos o sustancias toacutexicas desde el sistema de canales hacia los
tejidos apicales de soporte Para cumplir a cabalidad con estos objetivos resulta
de gran importancia la instrumentacioacuten endodoacutentica que debe tener como fin
primordial modelar y limpiar el conducto radicular sin que se desviacutee de la curvatura
original que presenta facilitando el sellado final tridimensional
Tradicionalmente la conformacioacuten y desinfeccioacuten del conducto radicular se
realiza mediante el empleo de limas manuales de acero inoxidable pero se ha
documentado una asociacioacuten entre el uso de estas limas y la generacioacuten de
alteraciones indeseables en la morfologiacutea del canal radicular durante su
preparacioacuten Se ha demostrado que la instrumentacioacuten manual con limas de
acero inoxidable produciacutea un mayor nuacutemero 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 caracteriacutesticas indeseables de las limas de
acero inoxidable se introdujeron a principios de la deacutecada de los noventa las limas
de niacutequel-titanio fabricadas en base a la aleacioacuten con memoria de forma conocida
como Nitinol El uso del niacutequel-titanio constituye una innovacioacuten en el aacuterea
endodoacutentica al emplearse fundamentalmente para la manufactura de
instrumentos de preparacioacuten del canal radicular debido a su gran resistencia y
bajo moacutedulo de elasticidad El comportamiento superelaacutestico de la aleacioacuten de
niacutequel-titanio le confiere una gran flexibilidad y le permite a los instrumentos seguir
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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efectivamente la trayectoria original del conducto radicular facilitando la
instrumentacioacuten y preparacioacuten de los canales curvos
En este trabajo de investigacioacuten se realizaraacute una descripcioacuten general de la
aleacioacuten de niacutequel-titanio convencional para concluir con una revisioacuten de la
literatura referente a las aleaciones de niacutequel-titanio que existen actualmente para
la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos describiendo sus caracteriacutesticas
propiedades y comportamiento durante el uso cliacutenico
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
5
Objetivos
Objetivo principal
Describir la composicioacuten caracteriacutesticas y propiedades de la aleacioacuten
convencional de niacutequel-titanio
Objetivos especiacuteficos
1 Describir aleaciones de uso en la elaboracioacuten de instrumentos
endodoacutenticos
2 Reconocer la existencia de tratamientos teacutermicos para la obtencioacuten de
nuevas aleaciones de niacutequel-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 niacutequel-titanio de uso
en endodoncia
5 Realizar una revisioacuten bibliograacutefica actualizada sobre el comportamiento de
los instrumentos endodoacutenticos fabricados en base a las nuevas aleaciones
de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
6
Generalidades de Aleaciones Metaacutelicas en Odontologiacutea
Una aleacioacuten es la mezcla de dos o maacutes metales o de un metal y ciertos no
metales La ADA en 1984 propuso una clasificacioacuten simple para las aleaciones
dentales vaciadas describieacutendose tres categoriacuteas noble alta noble y
predominantemente de metal base El sistema de clasificacioacuten estaacute basado en el
contenido de metal noble de la aleacioacuten (Giraldo y col 2004)
Noble alta gt 40 de Au y gt 60 de elementos de metal noble
Noble gt 25 de elementos de metal noble
Metal base lt 25 de elementos de metal noble
En odontologiacutea se usan muchiacutesimo las aleaciones de metales baacutesicos para
fabricar aparatos e instrumentos Durante muchos antildeos se han estado utilizando
aleaciones coladas de Cr-Co y de Ni-Cr para fabricar estructuras para proacutetesis
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 ortodoacutenticos y limas endodoacutenticas Las
aleaciones de acero inoxidable se emplean fundamentalmente para fabricar
alambres ortodoacutenticos instrumentos endodoacutenticos y coronas preformadas (Craig
1998)
Las aplicaciones odontoloacutegicas de las aleaciones de metales baacutesicos
coladas y forjadas se pueden resumir en
1 Aleaciones de Co-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Restauraciones de metal porcelana
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
7
2 Aleaciones de Ni-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Coronas y puentes
c Restauraciones metal porcelana
3 Titanio y aleaciones de titanio coladas
a Coronas
b Puentes
c Proacutetesis parciales
d Implantes
4 Titanio y aleaciones de titanio forjadas
a Implantes
b Coronas
c Puentes
5 Aleaciones de Acero inoxidable forjadas
a Instrumentos endodoacutenticos
b Alambres y brackets ortodoacutenticos
c Coronas preformadas
6 Aleaciones de Co-Ni-Cr forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
7 Aleaciones de Ni-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
8
8 Aleaciones de β-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
Los metales y las aleaciones dentales deben reunir una serie de
caracteriacutesticas miacutenimas fundamentales
La naturaleza quiacutemica de la aleacioacuten no debe producir efectos toacutexicos o
aleacutergicos nocivos sobre el paciente o el odontoacutelogo
El aparato debe poseer unas propiedades quiacutemicas que le protejan contra
la corrosioacuten y los cambios quiacutemicos cuando esteacute en contacto con los
liacutequidos orales
Debe poseer propiedades fiacutesicas y mecaacutenicas satisfactorias (conductividad
temperatura de fusioacuten coeficiente de expansioacuten teacutermica resistencia) que
cumplan unos valores miacutenimos determinados y puedan variar en funcioacuten de
las diferentes aplicaciones
A la hora de valorar una aleacioacuten se deben tener en cuenta una
combinacioacuten de caracteriacutesticas quiacutemicas fiacutesicas mecaacutenicas y bioloacutegicas Estas
propiedades dependen de factores relacionados con los materiales la
composicioacuten y el procesado (Craig 1998)
La aleacioacuten de niacutequel-titanio de intereacutes para este seminario es una
aleacioacuten de metal base que forma parte tambieacuten de las llamadas aleaciones con
memoria de forma
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
9
Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio (NiTi)
Aleaciones con memoria de forma
Las aleaciones con memoria de forma dentro de las que se encuentran las
aleaciones de niacutequel-titanio son aleaciones metaacutelicas que despueacutes de una
deformacioacuten aparentemente plaacutestica 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 teacutermica (o efecto de memoria de forma) y memoria de forma
elaacutestica (o superelasticidad) respectivamente Ambos efectos son debidos a un
cambio de fase llamada transformacioacuten martensiacutetica termoelaacutestica Dado que las
aleaciones con memoria de forma responden de una forma peculiar a los cambios
de temperatura y tensioacuten han sido calificadas como materiales inteligentes (de la
Flor 2005)
Antecedentes de la Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio
Una aleacioacuten de niacutequel-titanio fue desarrollada a principios de la deacutecada de
los sesenta por WE Buchler un ingeniero metaluacutergico del Naval Ordnance
Laboratoy en Silverspring Maryland Estados Unidos Las propiedades
termodinaacutemicas de esta aleacioacuten intermetaacutelica eran capaces de producir un efecto
de memoria de forma cuando era sometido a un proceso especiacutefico y controlado
de temperatura (calor) La aleacioacuten se denominoacute Nitinol un acroacutenimo de los
elementos que la conforman ni de niacutequel ti de titanio y nol por Naval Ordnance
Laboratory Nitinol es el nombre que recibe una familia de aleaciones
intermetaacutelicas de niacutequel-titanio que se ha visto tienen propiedades uacutenicas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
10
memoria de forma y superelasticidad (Thompson y col 2000) ademaacutes de
propiedades mecaacutenicas superiores alta resistencia a la corrosioacuten y adecuada
biocompatibilidad (Miyai y col 2006) Esta aleacioacuten posee la habilidad de
recuperar su forma original despueacutes de someterse a grandes deformaciones
(alrededor del 8) a traveacutes del calentamiento efecto conocido como memoria de
forma o mediante la eliminacioacuten de la carga lo que se conoce como efecto
superelaacutestico (Ye y Gao 2012)
La primera aplicacioacuten de esta aleacioacuten en odontologiacutea 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 Soacutelo hace pocos antildeos
gracias al avance tecnoloacutegico y a la asociacioacuten de la metalurgia con la
endodoncia se comenzaron a fabricar limas de aleacioacuten Ni-Ti confirieacutendoles a las
mismas elasticidad flexibilidad resistencia a la deformacioacuten plaacutestica y a la fractura
(Yeguez 2000)
Metalurgia de la Aleacioacuten NiTi
La aleacioacuten de niacutequel-titanio usada en la fabricacioacuten de instrumentos de
preparacioacuten del canal radicular contiene aproximadamente un 56 de niacutequel y un
44 de titanio En algunas aleaciones un pequentildeo porcentaje de niacutequel (lt 2)
puede ser sustituido por cobalto (Thompson y col 2000) Esta composicioacuten da
origen a una relacioacuten atoacutemica de 11 de los componentes principales y como con
otros sistemas metaacutelicos esta aleacioacuten se presenta en varias formas
cristalograacuteficas (Figura 1) (Thompson y col 2000 Anusavice 1998) El teacutermino
geneacuterico para esta aleacioacuten es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su
tipo de unioacuten atoacutemica lo que ocasiona cambios uacutenicos y significantes en sus
propiedades mecaacutenicas y disposicioacuten cristalograacutefica Estos cambios ocurren en
funcioacuten de la temperatura y el estreacutes Las dos uacutenicas caracteriacutesticas que son de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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relevancia en la odontologiacutea ocurren como resultado de la transicioacuten de una forma
austeniacutetica a una martensiacutetica en la aleacioacuten de NiTi caracteriacutesticas denominadas
como memoria de forma y superelasticidad (Figuras 2 y 3) (Thompson y col
2000)
Figura 1
Representacioacuten de la transformacioacuten martensiacutetica y efecto de memoria de
forma de una aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Figura 2
Representacioacuten del efecto de memoria de forma en la aleacioacuten NiTi
Figura 3
Representacioacuten del efecto suacuteper elaacutestico en la aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
Bibliografiacutea
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
1
Iacutendice
Iacutendice 1
Introduccioacuten 3
Objetivos 5
Principal 5
Especiacuteficos 5
Generalidades de Aleaciones Metaacutelicas en Odontologiacutea 6
Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio 9
Aleaciones con memoria de forma 9
Antecedentes de la aleacioacuten de niacutequel-titanio 9
Metalurgia de la aleacioacuten NiTi 10
Estructura de NiTi 13
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes 16
Manufactura de la aleacioacuten NiTi 19
Propiedades 21
Mecaacutenicas 21
Fiacutesicas 22
Aleaciones de NiTi y su Aplicacioacuten en Endodoncia Revisioacuten de la
Literatura 23
Meacutetodo de manufactura de las limas NiTi 24
Afilado 24
Acordonamiento 26
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi 29
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones NiTi 30
Resistencia a la fatiga ciacuteclica 32
Torsioacuten 36
Flexioacuten 38
Comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos 39
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
2
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi 42
Efecto de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos NiTi 42
Alergias 43
Conclusiones 44
Bibliografiacutea 45
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
3
Introduccioacuten
Los objetivos de un tratamiento endodoacutentico son remover por completo los
tejidos blandos contenidos en el canal eliminar lo maacutes completamente posible
cualquier elemento microbiano y crear una situacioacuten en la que se evite el traspaso
de microorganismos o sustancias toacutexicas desde el sistema de canales hacia los
tejidos apicales de soporte Para cumplir a cabalidad con estos objetivos resulta
de gran importancia la instrumentacioacuten endodoacutentica que debe tener como fin
primordial modelar y limpiar el conducto radicular sin que se desviacutee de la curvatura
original que presenta facilitando el sellado final tridimensional
Tradicionalmente la conformacioacuten y desinfeccioacuten del conducto radicular se
realiza mediante el empleo de limas manuales de acero inoxidable pero se ha
documentado una asociacioacuten entre el uso de estas limas y la generacioacuten de
alteraciones indeseables en la morfologiacutea del canal radicular durante su
preparacioacuten Se ha demostrado que la instrumentacioacuten manual con limas de
acero inoxidable produciacutea un mayor nuacutemero 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 caracteriacutesticas indeseables de las limas de
acero inoxidable se introdujeron a principios de la deacutecada de los noventa las limas
de niacutequel-titanio fabricadas en base a la aleacioacuten con memoria de forma conocida
como Nitinol El uso del niacutequel-titanio constituye una innovacioacuten en el aacuterea
endodoacutentica al emplearse fundamentalmente para la manufactura de
instrumentos de preparacioacuten del canal radicular debido a su gran resistencia y
bajo moacutedulo de elasticidad El comportamiento superelaacutestico de la aleacioacuten de
niacutequel-titanio le confiere una gran flexibilidad y le permite a los instrumentos seguir
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
4
efectivamente la trayectoria original del conducto radicular facilitando la
instrumentacioacuten y preparacioacuten de los canales curvos
En este trabajo de investigacioacuten se realizaraacute una descripcioacuten general de la
aleacioacuten de niacutequel-titanio convencional para concluir con una revisioacuten de la
literatura referente a las aleaciones de niacutequel-titanio que existen actualmente para
la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos describiendo sus caracteriacutesticas
propiedades y comportamiento durante el uso cliacutenico
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
5
Objetivos
Objetivo principal
Describir la composicioacuten caracteriacutesticas y propiedades de la aleacioacuten
convencional de niacutequel-titanio
Objetivos especiacuteficos
1 Describir aleaciones de uso en la elaboracioacuten de instrumentos
endodoacutenticos
2 Reconocer la existencia de tratamientos teacutermicos para la obtencioacuten de
nuevas aleaciones de niacutequel-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 niacutequel-titanio de uso
en endodoncia
5 Realizar una revisioacuten bibliograacutefica actualizada sobre el comportamiento de
los instrumentos endodoacutenticos fabricados en base a las nuevas aleaciones
de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
6
Generalidades de Aleaciones Metaacutelicas en Odontologiacutea
Una aleacioacuten es la mezcla de dos o maacutes metales o de un metal y ciertos no
metales La ADA en 1984 propuso una clasificacioacuten simple para las aleaciones
dentales vaciadas describieacutendose tres categoriacuteas noble alta noble y
predominantemente de metal base El sistema de clasificacioacuten estaacute basado en el
contenido de metal noble de la aleacioacuten (Giraldo y col 2004)
Noble alta gt 40 de Au y gt 60 de elementos de metal noble
Noble gt 25 de elementos de metal noble
Metal base lt 25 de elementos de metal noble
En odontologiacutea se usan muchiacutesimo las aleaciones de metales baacutesicos para
fabricar aparatos e instrumentos Durante muchos antildeos se han estado utilizando
aleaciones coladas de Cr-Co y de Ni-Cr para fabricar estructuras para proacutetesis
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 ortodoacutenticos y limas endodoacutenticas Las
aleaciones de acero inoxidable se emplean fundamentalmente para fabricar
alambres ortodoacutenticos instrumentos endodoacutenticos y coronas preformadas (Craig
1998)
Las aplicaciones odontoloacutegicas de las aleaciones de metales baacutesicos
coladas y forjadas se pueden resumir en
1 Aleaciones de Co-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Restauraciones de metal porcelana
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
7
2 Aleaciones de Ni-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Coronas y puentes
c Restauraciones metal porcelana
3 Titanio y aleaciones de titanio coladas
a Coronas
b Puentes
c Proacutetesis parciales
d Implantes
4 Titanio y aleaciones de titanio forjadas
a Implantes
b Coronas
c Puentes
5 Aleaciones de Acero inoxidable forjadas
a Instrumentos endodoacutenticos
b Alambres y brackets ortodoacutenticos
c Coronas preformadas
6 Aleaciones de Co-Ni-Cr forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
7 Aleaciones de Ni-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
8
8 Aleaciones de β-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
Los metales y las aleaciones dentales deben reunir una serie de
caracteriacutesticas miacutenimas fundamentales
La naturaleza quiacutemica de la aleacioacuten no debe producir efectos toacutexicos o
aleacutergicos nocivos sobre el paciente o el odontoacutelogo
El aparato debe poseer unas propiedades quiacutemicas que le protejan contra
la corrosioacuten y los cambios quiacutemicos cuando esteacute en contacto con los
liacutequidos orales
Debe poseer propiedades fiacutesicas y mecaacutenicas satisfactorias (conductividad
temperatura de fusioacuten coeficiente de expansioacuten teacutermica resistencia) que
cumplan unos valores miacutenimos determinados y puedan variar en funcioacuten de
las diferentes aplicaciones
A la hora de valorar una aleacioacuten se deben tener en cuenta una
combinacioacuten de caracteriacutesticas quiacutemicas fiacutesicas mecaacutenicas y bioloacutegicas Estas
propiedades dependen de factores relacionados con los materiales la
composicioacuten y el procesado (Craig 1998)
La aleacioacuten de niacutequel-titanio de intereacutes para este seminario es una
aleacioacuten de metal base que forma parte tambieacuten de las llamadas aleaciones con
memoria de forma
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
9
Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio (NiTi)
Aleaciones con memoria de forma
Las aleaciones con memoria de forma dentro de las que se encuentran las
aleaciones de niacutequel-titanio son aleaciones metaacutelicas que despueacutes de una
deformacioacuten aparentemente plaacutestica 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 teacutermica (o efecto de memoria de forma) y memoria de forma
elaacutestica (o superelasticidad) respectivamente Ambos efectos son debidos a un
cambio de fase llamada transformacioacuten martensiacutetica termoelaacutestica Dado que las
aleaciones con memoria de forma responden de una forma peculiar a los cambios
de temperatura y tensioacuten han sido calificadas como materiales inteligentes (de la
Flor 2005)
Antecedentes de la Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio
Una aleacioacuten de niacutequel-titanio fue desarrollada a principios de la deacutecada de
los sesenta por WE Buchler un ingeniero metaluacutergico del Naval Ordnance
Laboratoy en Silverspring Maryland Estados Unidos Las propiedades
termodinaacutemicas de esta aleacioacuten intermetaacutelica eran capaces de producir un efecto
de memoria de forma cuando era sometido a un proceso especiacutefico y controlado
de temperatura (calor) La aleacioacuten se denominoacute Nitinol un acroacutenimo de los
elementos que la conforman ni de niacutequel ti de titanio y nol por Naval Ordnance
Laboratory Nitinol es el nombre que recibe una familia de aleaciones
intermetaacutelicas de niacutequel-titanio que se ha visto tienen propiedades uacutenicas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
10
memoria de forma y superelasticidad (Thompson y col 2000) ademaacutes de
propiedades mecaacutenicas superiores alta resistencia a la corrosioacuten y adecuada
biocompatibilidad (Miyai y col 2006) Esta aleacioacuten posee la habilidad de
recuperar su forma original despueacutes de someterse a grandes deformaciones
(alrededor del 8) a traveacutes del calentamiento efecto conocido como memoria de
forma o mediante la eliminacioacuten de la carga lo que se conoce como efecto
superelaacutestico (Ye y Gao 2012)
La primera aplicacioacuten de esta aleacioacuten en odontologiacutea 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 Soacutelo hace pocos antildeos
gracias al avance tecnoloacutegico y a la asociacioacuten de la metalurgia con la
endodoncia se comenzaron a fabricar limas de aleacioacuten Ni-Ti confirieacutendoles a las
mismas elasticidad flexibilidad resistencia a la deformacioacuten plaacutestica y a la fractura
(Yeguez 2000)
Metalurgia de la Aleacioacuten NiTi
La aleacioacuten de niacutequel-titanio usada en la fabricacioacuten de instrumentos de
preparacioacuten del canal radicular contiene aproximadamente un 56 de niacutequel y un
44 de titanio En algunas aleaciones un pequentildeo porcentaje de niacutequel (lt 2)
puede ser sustituido por cobalto (Thompson y col 2000) Esta composicioacuten da
origen a una relacioacuten atoacutemica de 11 de los componentes principales y como con
otros sistemas metaacutelicos esta aleacioacuten se presenta en varias formas
cristalograacuteficas (Figura 1) (Thompson y col 2000 Anusavice 1998) El teacutermino
geneacuterico para esta aleacioacuten es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su
tipo de unioacuten atoacutemica lo que ocasiona cambios uacutenicos y significantes en sus
propiedades mecaacutenicas y disposicioacuten cristalograacutefica Estos cambios ocurren en
funcioacuten de la temperatura y el estreacutes Las dos uacutenicas caracteriacutesticas que son de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
11
relevancia en la odontologiacutea ocurren como resultado de la transicioacuten de una forma
austeniacutetica a una martensiacutetica en la aleacioacuten de NiTi caracteriacutesticas denominadas
como memoria de forma y superelasticidad (Figuras 2 y 3) (Thompson y col
2000)
Figura 1
Representacioacuten de la transformacioacuten martensiacutetica y efecto de memoria de
forma de una aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
12
Figura 2
Representacioacuten del efecto de memoria de forma en la aleacioacuten NiTi
Figura 3
Representacioacuten del efecto suacuteper elaacutestico en la aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
13
Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
14
cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
15
La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
16
teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
23
Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi 42
Efecto de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos NiTi 42
Alergias 43
Conclusiones 44
Bibliografiacutea 45
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
3
Introduccioacuten
Los objetivos de un tratamiento endodoacutentico son remover por completo los
tejidos blandos contenidos en el canal eliminar lo maacutes completamente posible
cualquier elemento microbiano y crear una situacioacuten en la que se evite el traspaso
de microorganismos o sustancias toacutexicas desde el sistema de canales hacia los
tejidos apicales de soporte Para cumplir a cabalidad con estos objetivos resulta
de gran importancia la instrumentacioacuten endodoacutentica que debe tener como fin
primordial modelar y limpiar el conducto radicular sin que se desviacutee de la curvatura
original que presenta facilitando el sellado final tridimensional
Tradicionalmente la conformacioacuten y desinfeccioacuten del conducto radicular se
realiza mediante el empleo de limas manuales de acero inoxidable pero se ha
documentado una asociacioacuten entre el uso de estas limas y la generacioacuten de
alteraciones indeseables en la morfologiacutea del canal radicular durante su
preparacioacuten Se ha demostrado que la instrumentacioacuten manual con limas de
acero inoxidable produciacutea un mayor nuacutemero 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 caracteriacutesticas indeseables de las limas de
acero inoxidable se introdujeron a principios de la deacutecada de los noventa las limas
de niacutequel-titanio fabricadas en base a la aleacioacuten con memoria de forma conocida
como Nitinol El uso del niacutequel-titanio constituye una innovacioacuten en el aacuterea
endodoacutentica al emplearse fundamentalmente para la manufactura de
instrumentos de preparacioacuten del canal radicular debido a su gran resistencia y
bajo moacutedulo de elasticidad El comportamiento superelaacutestico de la aleacioacuten de
niacutequel-titanio le confiere una gran flexibilidad y le permite a los instrumentos seguir
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
4
efectivamente la trayectoria original del conducto radicular facilitando la
instrumentacioacuten y preparacioacuten de los canales curvos
En este trabajo de investigacioacuten se realizaraacute una descripcioacuten general de la
aleacioacuten de niacutequel-titanio convencional para concluir con una revisioacuten de la
literatura referente a las aleaciones de niacutequel-titanio que existen actualmente para
la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos describiendo sus caracteriacutesticas
propiedades y comportamiento durante el uso cliacutenico
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
5
Objetivos
Objetivo principal
Describir la composicioacuten caracteriacutesticas y propiedades de la aleacioacuten
convencional de niacutequel-titanio
Objetivos especiacuteficos
1 Describir aleaciones de uso en la elaboracioacuten de instrumentos
endodoacutenticos
2 Reconocer la existencia de tratamientos teacutermicos para la obtencioacuten de
nuevas aleaciones de niacutequel-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 niacutequel-titanio de uso
en endodoncia
5 Realizar una revisioacuten bibliograacutefica actualizada sobre el comportamiento de
los instrumentos endodoacutenticos fabricados en base a las nuevas aleaciones
de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
6
Generalidades de Aleaciones Metaacutelicas en Odontologiacutea
Una aleacioacuten es la mezcla de dos o maacutes metales o de un metal y ciertos no
metales La ADA en 1984 propuso una clasificacioacuten simple para las aleaciones
dentales vaciadas describieacutendose tres categoriacuteas noble alta noble y
predominantemente de metal base El sistema de clasificacioacuten estaacute basado en el
contenido de metal noble de la aleacioacuten (Giraldo y col 2004)
Noble alta gt 40 de Au y gt 60 de elementos de metal noble
Noble gt 25 de elementos de metal noble
Metal base lt 25 de elementos de metal noble
En odontologiacutea se usan muchiacutesimo las aleaciones de metales baacutesicos para
fabricar aparatos e instrumentos Durante muchos antildeos se han estado utilizando
aleaciones coladas de Cr-Co y de Ni-Cr para fabricar estructuras para proacutetesis
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 ortodoacutenticos y limas endodoacutenticas Las
aleaciones de acero inoxidable se emplean fundamentalmente para fabricar
alambres ortodoacutenticos instrumentos endodoacutenticos y coronas preformadas (Craig
1998)
Las aplicaciones odontoloacutegicas de las aleaciones de metales baacutesicos
coladas y forjadas se pueden resumir en
1 Aleaciones de Co-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Restauraciones de metal porcelana
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
7
2 Aleaciones de Ni-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Coronas y puentes
c Restauraciones metal porcelana
3 Titanio y aleaciones de titanio coladas
a Coronas
b Puentes
c Proacutetesis parciales
d Implantes
4 Titanio y aleaciones de titanio forjadas
a Implantes
b Coronas
c Puentes
5 Aleaciones de Acero inoxidable forjadas
a Instrumentos endodoacutenticos
b Alambres y brackets ortodoacutenticos
c Coronas preformadas
6 Aleaciones de Co-Ni-Cr forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
7 Aleaciones de Ni-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
8
8 Aleaciones de β-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
Los metales y las aleaciones dentales deben reunir una serie de
caracteriacutesticas miacutenimas fundamentales
La naturaleza quiacutemica de la aleacioacuten no debe producir efectos toacutexicos o
aleacutergicos nocivos sobre el paciente o el odontoacutelogo
El aparato debe poseer unas propiedades quiacutemicas que le protejan contra
la corrosioacuten y los cambios quiacutemicos cuando esteacute en contacto con los
liacutequidos orales
Debe poseer propiedades fiacutesicas y mecaacutenicas satisfactorias (conductividad
temperatura de fusioacuten coeficiente de expansioacuten teacutermica resistencia) que
cumplan unos valores miacutenimos determinados y puedan variar en funcioacuten de
las diferentes aplicaciones
A la hora de valorar una aleacioacuten se deben tener en cuenta una
combinacioacuten de caracteriacutesticas quiacutemicas fiacutesicas mecaacutenicas y bioloacutegicas Estas
propiedades dependen de factores relacionados con los materiales la
composicioacuten y el procesado (Craig 1998)
La aleacioacuten de niacutequel-titanio de intereacutes para este seminario es una
aleacioacuten de metal base que forma parte tambieacuten de las llamadas aleaciones con
memoria de forma
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
9
Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio (NiTi)
Aleaciones con memoria de forma
Las aleaciones con memoria de forma dentro de las que se encuentran las
aleaciones de niacutequel-titanio son aleaciones metaacutelicas que despueacutes de una
deformacioacuten aparentemente plaacutestica 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 teacutermica (o efecto de memoria de forma) y memoria de forma
elaacutestica (o superelasticidad) respectivamente Ambos efectos son debidos a un
cambio de fase llamada transformacioacuten martensiacutetica termoelaacutestica Dado que las
aleaciones con memoria de forma responden de una forma peculiar a los cambios
de temperatura y tensioacuten han sido calificadas como materiales inteligentes (de la
Flor 2005)
Antecedentes de la Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio
Una aleacioacuten de niacutequel-titanio fue desarrollada a principios de la deacutecada de
los sesenta por WE Buchler un ingeniero metaluacutergico del Naval Ordnance
Laboratoy en Silverspring Maryland Estados Unidos Las propiedades
termodinaacutemicas de esta aleacioacuten intermetaacutelica eran capaces de producir un efecto
de memoria de forma cuando era sometido a un proceso especiacutefico y controlado
de temperatura (calor) La aleacioacuten se denominoacute Nitinol un acroacutenimo de los
elementos que la conforman ni de niacutequel ti de titanio y nol por Naval Ordnance
Laboratory Nitinol es el nombre que recibe una familia de aleaciones
intermetaacutelicas de niacutequel-titanio que se ha visto tienen propiedades uacutenicas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
10
memoria de forma y superelasticidad (Thompson y col 2000) ademaacutes de
propiedades mecaacutenicas superiores alta resistencia a la corrosioacuten y adecuada
biocompatibilidad (Miyai y col 2006) Esta aleacioacuten posee la habilidad de
recuperar su forma original despueacutes de someterse a grandes deformaciones
(alrededor del 8) a traveacutes del calentamiento efecto conocido como memoria de
forma o mediante la eliminacioacuten de la carga lo que se conoce como efecto
superelaacutestico (Ye y Gao 2012)
La primera aplicacioacuten de esta aleacioacuten en odontologiacutea 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 Soacutelo hace pocos antildeos
gracias al avance tecnoloacutegico y a la asociacioacuten de la metalurgia con la
endodoncia se comenzaron a fabricar limas de aleacioacuten Ni-Ti confirieacutendoles a las
mismas elasticidad flexibilidad resistencia a la deformacioacuten plaacutestica y a la fractura
(Yeguez 2000)
Metalurgia de la Aleacioacuten NiTi
La aleacioacuten de niacutequel-titanio usada en la fabricacioacuten de instrumentos de
preparacioacuten del canal radicular contiene aproximadamente un 56 de niacutequel y un
44 de titanio En algunas aleaciones un pequentildeo porcentaje de niacutequel (lt 2)
puede ser sustituido por cobalto (Thompson y col 2000) Esta composicioacuten da
origen a una relacioacuten atoacutemica de 11 de los componentes principales y como con
otros sistemas metaacutelicos esta aleacioacuten se presenta en varias formas
cristalograacuteficas (Figura 1) (Thompson y col 2000 Anusavice 1998) El teacutermino
geneacuterico para esta aleacioacuten es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su
tipo de unioacuten atoacutemica lo que ocasiona cambios uacutenicos y significantes en sus
propiedades mecaacutenicas y disposicioacuten cristalograacutefica Estos cambios ocurren en
funcioacuten de la temperatura y el estreacutes Las dos uacutenicas caracteriacutesticas que son de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
11
relevancia en la odontologiacutea ocurren como resultado de la transicioacuten de una forma
austeniacutetica a una martensiacutetica en la aleacioacuten de NiTi caracteriacutesticas denominadas
como memoria de forma y superelasticidad (Figuras 2 y 3) (Thompson y col
2000)
Figura 1
Representacioacuten de la transformacioacuten martensiacutetica y efecto de memoria de
forma de una aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
12
Figura 2
Representacioacuten del efecto de memoria de forma en la aleacioacuten NiTi
Figura 3
Representacioacuten del efecto suacuteper elaacutestico en la aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
13
Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
14
cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
15
La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
16
teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
22
Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
23
Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
Bibliografiacutea
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Titanium Rotatory Instrumentsrdquo Journal of Endodontics Vol 36 Ndeg 2
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
3
Introduccioacuten
Los objetivos de un tratamiento endodoacutentico son remover por completo los
tejidos blandos contenidos en el canal eliminar lo maacutes completamente posible
cualquier elemento microbiano y crear una situacioacuten en la que se evite el traspaso
de microorganismos o sustancias toacutexicas desde el sistema de canales hacia los
tejidos apicales de soporte Para cumplir a cabalidad con estos objetivos resulta
de gran importancia la instrumentacioacuten endodoacutentica que debe tener como fin
primordial modelar y limpiar el conducto radicular sin que se desviacutee de la curvatura
original que presenta facilitando el sellado final tridimensional
Tradicionalmente la conformacioacuten y desinfeccioacuten del conducto radicular se
realiza mediante el empleo de limas manuales de acero inoxidable pero se ha
documentado una asociacioacuten entre el uso de estas limas y la generacioacuten de
alteraciones indeseables en la morfologiacutea del canal radicular durante su
preparacioacuten Se ha demostrado que la instrumentacioacuten manual con limas de
acero inoxidable produciacutea un mayor nuacutemero 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 caracteriacutesticas indeseables de las limas de
acero inoxidable se introdujeron a principios de la deacutecada de los noventa las limas
de niacutequel-titanio fabricadas en base a la aleacioacuten con memoria de forma conocida
como Nitinol El uso del niacutequel-titanio constituye una innovacioacuten en el aacuterea
endodoacutentica al emplearse fundamentalmente para la manufactura de
instrumentos de preparacioacuten del canal radicular debido a su gran resistencia y
bajo moacutedulo de elasticidad El comportamiento superelaacutestico de la aleacioacuten de
niacutequel-titanio le confiere una gran flexibilidad y le permite a los instrumentos seguir
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
4
efectivamente la trayectoria original del conducto radicular facilitando la
instrumentacioacuten y preparacioacuten de los canales curvos
En este trabajo de investigacioacuten se realizaraacute una descripcioacuten general de la
aleacioacuten de niacutequel-titanio convencional para concluir con una revisioacuten de la
literatura referente a las aleaciones de niacutequel-titanio que existen actualmente para
la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos describiendo sus caracteriacutesticas
propiedades y comportamiento durante el uso cliacutenico
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
5
Objetivos
Objetivo principal
Describir la composicioacuten caracteriacutesticas y propiedades de la aleacioacuten
convencional de niacutequel-titanio
Objetivos especiacuteficos
1 Describir aleaciones de uso en la elaboracioacuten de instrumentos
endodoacutenticos
2 Reconocer la existencia de tratamientos teacutermicos para la obtencioacuten de
nuevas aleaciones de niacutequel-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 niacutequel-titanio de uso
en endodoncia
5 Realizar una revisioacuten bibliograacutefica actualizada sobre el comportamiento de
los instrumentos endodoacutenticos fabricados en base a las nuevas aleaciones
de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
6
Generalidades de Aleaciones Metaacutelicas en Odontologiacutea
Una aleacioacuten es la mezcla de dos o maacutes metales o de un metal y ciertos no
metales La ADA en 1984 propuso una clasificacioacuten simple para las aleaciones
dentales vaciadas describieacutendose tres categoriacuteas noble alta noble y
predominantemente de metal base El sistema de clasificacioacuten estaacute basado en el
contenido de metal noble de la aleacioacuten (Giraldo y col 2004)
Noble alta gt 40 de Au y gt 60 de elementos de metal noble
Noble gt 25 de elementos de metal noble
Metal base lt 25 de elementos de metal noble
En odontologiacutea se usan muchiacutesimo las aleaciones de metales baacutesicos para
fabricar aparatos e instrumentos Durante muchos antildeos se han estado utilizando
aleaciones coladas de Cr-Co y de Ni-Cr para fabricar estructuras para proacutetesis
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 ortodoacutenticos y limas endodoacutenticas Las
aleaciones de acero inoxidable se emplean fundamentalmente para fabricar
alambres ortodoacutenticos instrumentos endodoacutenticos y coronas preformadas (Craig
1998)
Las aplicaciones odontoloacutegicas de las aleaciones de metales baacutesicos
coladas y forjadas se pueden resumir en
1 Aleaciones de Co-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Restauraciones de metal porcelana
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
7
2 Aleaciones de Ni-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Coronas y puentes
c Restauraciones metal porcelana
3 Titanio y aleaciones de titanio coladas
a Coronas
b Puentes
c Proacutetesis parciales
d Implantes
4 Titanio y aleaciones de titanio forjadas
a Implantes
b Coronas
c Puentes
5 Aleaciones de Acero inoxidable forjadas
a Instrumentos endodoacutenticos
b Alambres y brackets ortodoacutenticos
c Coronas preformadas
6 Aleaciones de Co-Ni-Cr forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
7 Aleaciones de Ni-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
8
8 Aleaciones de β-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
Los metales y las aleaciones dentales deben reunir una serie de
caracteriacutesticas miacutenimas fundamentales
La naturaleza quiacutemica de la aleacioacuten no debe producir efectos toacutexicos o
aleacutergicos nocivos sobre el paciente o el odontoacutelogo
El aparato debe poseer unas propiedades quiacutemicas que le protejan contra
la corrosioacuten y los cambios quiacutemicos cuando esteacute en contacto con los
liacutequidos orales
Debe poseer propiedades fiacutesicas y mecaacutenicas satisfactorias (conductividad
temperatura de fusioacuten coeficiente de expansioacuten teacutermica resistencia) que
cumplan unos valores miacutenimos determinados y puedan variar en funcioacuten de
las diferentes aplicaciones
A la hora de valorar una aleacioacuten se deben tener en cuenta una
combinacioacuten de caracteriacutesticas quiacutemicas fiacutesicas mecaacutenicas y bioloacutegicas Estas
propiedades dependen de factores relacionados con los materiales la
composicioacuten y el procesado (Craig 1998)
La aleacioacuten de niacutequel-titanio de intereacutes para este seminario es una
aleacioacuten de metal base que forma parte tambieacuten de las llamadas aleaciones con
memoria de forma
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
9
Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio (NiTi)
Aleaciones con memoria de forma
Las aleaciones con memoria de forma dentro de las que se encuentran las
aleaciones de niacutequel-titanio son aleaciones metaacutelicas que despueacutes de una
deformacioacuten aparentemente plaacutestica 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 teacutermica (o efecto de memoria de forma) y memoria de forma
elaacutestica (o superelasticidad) respectivamente Ambos efectos son debidos a un
cambio de fase llamada transformacioacuten martensiacutetica termoelaacutestica Dado que las
aleaciones con memoria de forma responden de una forma peculiar a los cambios
de temperatura y tensioacuten han sido calificadas como materiales inteligentes (de la
Flor 2005)
Antecedentes de la Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio
Una aleacioacuten de niacutequel-titanio fue desarrollada a principios de la deacutecada de
los sesenta por WE Buchler un ingeniero metaluacutergico del Naval Ordnance
Laboratoy en Silverspring Maryland Estados Unidos Las propiedades
termodinaacutemicas de esta aleacioacuten intermetaacutelica eran capaces de producir un efecto
de memoria de forma cuando era sometido a un proceso especiacutefico y controlado
de temperatura (calor) La aleacioacuten se denominoacute Nitinol un acroacutenimo de los
elementos que la conforman ni de niacutequel ti de titanio y nol por Naval Ordnance
Laboratory Nitinol es el nombre que recibe una familia de aleaciones
intermetaacutelicas de niacutequel-titanio que se ha visto tienen propiedades uacutenicas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
10
memoria de forma y superelasticidad (Thompson y col 2000) ademaacutes de
propiedades mecaacutenicas superiores alta resistencia a la corrosioacuten y adecuada
biocompatibilidad (Miyai y col 2006) Esta aleacioacuten posee la habilidad de
recuperar su forma original despueacutes de someterse a grandes deformaciones
(alrededor del 8) a traveacutes del calentamiento efecto conocido como memoria de
forma o mediante la eliminacioacuten de la carga lo que se conoce como efecto
superelaacutestico (Ye y Gao 2012)
La primera aplicacioacuten de esta aleacioacuten en odontologiacutea 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 Soacutelo hace pocos antildeos
gracias al avance tecnoloacutegico y a la asociacioacuten de la metalurgia con la
endodoncia se comenzaron a fabricar limas de aleacioacuten Ni-Ti confirieacutendoles a las
mismas elasticidad flexibilidad resistencia a la deformacioacuten plaacutestica y a la fractura
(Yeguez 2000)
Metalurgia de la Aleacioacuten NiTi
La aleacioacuten de niacutequel-titanio usada en la fabricacioacuten de instrumentos de
preparacioacuten del canal radicular contiene aproximadamente un 56 de niacutequel y un
44 de titanio En algunas aleaciones un pequentildeo porcentaje de niacutequel (lt 2)
puede ser sustituido por cobalto (Thompson y col 2000) Esta composicioacuten da
origen a una relacioacuten atoacutemica de 11 de los componentes principales y como con
otros sistemas metaacutelicos esta aleacioacuten se presenta en varias formas
cristalograacuteficas (Figura 1) (Thompson y col 2000 Anusavice 1998) El teacutermino
geneacuterico para esta aleacioacuten es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su
tipo de unioacuten atoacutemica lo que ocasiona cambios uacutenicos y significantes en sus
propiedades mecaacutenicas y disposicioacuten cristalograacutefica Estos cambios ocurren en
funcioacuten de la temperatura y el estreacutes Las dos uacutenicas caracteriacutesticas que son de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
11
relevancia en la odontologiacutea ocurren como resultado de la transicioacuten de una forma
austeniacutetica a una martensiacutetica en la aleacioacuten de NiTi caracteriacutesticas denominadas
como memoria de forma y superelasticidad (Figuras 2 y 3) (Thompson y col
2000)
Figura 1
Representacioacuten de la transformacioacuten martensiacutetica y efecto de memoria de
forma de una aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
12
Figura 2
Representacioacuten del efecto de memoria de forma en la aleacioacuten NiTi
Figura 3
Representacioacuten del efecto suacuteper elaacutestico en la aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
13
Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
14
cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
15
La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
16
teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
23
Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
4
efectivamente la trayectoria original del conducto radicular facilitando la
instrumentacioacuten y preparacioacuten de los canales curvos
En este trabajo de investigacioacuten se realizaraacute una descripcioacuten general de la
aleacioacuten de niacutequel-titanio convencional para concluir con una revisioacuten de la
literatura referente a las aleaciones de niacutequel-titanio que existen actualmente para
la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos describiendo sus caracteriacutesticas
propiedades y comportamiento durante el uso cliacutenico
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
5
Objetivos
Objetivo principal
Describir la composicioacuten caracteriacutesticas y propiedades de la aleacioacuten
convencional de niacutequel-titanio
Objetivos especiacuteficos
1 Describir aleaciones de uso en la elaboracioacuten de instrumentos
endodoacutenticos
2 Reconocer la existencia de tratamientos teacutermicos para la obtencioacuten de
nuevas aleaciones de niacutequel-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 niacutequel-titanio de uso
en endodoncia
5 Realizar una revisioacuten bibliograacutefica actualizada sobre el comportamiento de
los instrumentos endodoacutenticos fabricados en base a las nuevas aleaciones
de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
6
Generalidades de Aleaciones Metaacutelicas en Odontologiacutea
Una aleacioacuten es la mezcla de dos o maacutes metales o de un metal y ciertos no
metales La ADA en 1984 propuso una clasificacioacuten simple para las aleaciones
dentales vaciadas describieacutendose tres categoriacuteas noble alta noble y
predominantemente de metal base El sistema de clasificacioacuten estaacute basado en el
contenido de metal noble de la aleacioacuten (Giraldo y col 2004)
Noble alta gt 40 de Au y gt 60 de elementos de metal noble
Noble gt 25 de elementos de metal noble
Metal base lt 25 de elementos de metal noble
En odontologiacutea se usan muchiacutesimo las aleaciones de metales baacutesicos para
fabricar aparatos e instrumentos Durante muchos antildeos se han estado utilizando
aleaciones coladas de Cr-Co y de Ni-Cr para fabricar estructuras para proacutetesis
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 ortodoacutenticos y limas endodoacutenticas Las
aleaciones de acero inoxidable se emplean fundamentalmente para fabricar
alambres ortodoacutenticos instrumentos endodoacutenticos y coronas preformadas (Craig
1998)
Las aplicaciones odontoloacutegicas de las aleaciones de metales baacutesicos
coladas y forjadas se pueden resumir en
1 Aleaciones de Co-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Restauraciones de metal porcelana
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
7
2 Aleaciones de Ni-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Coronas y puentes
c Restauraciones metal porcelana
3 Titanio y aleaciones de titanio coladas
a Coronas
b Puentes
c Proacutetesis parciales
d Implantes
4 Titanio y aleaciones de titanio forjadas
a Implantes
b Coronas
c Puentes
5 Aleaciones de Acero inoxidable forjadas
a Instrumentos endodoacutenticos
b Alambres y brackets ortodoacutenticos
c Coronas preformadas
6 Aleaciones de Co-Ni-Cr forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
7 Aleaciones de Ni-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
8
8 Aleaciones de β-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
Los metales y las aleaciones dentales deben reunir una serie de
caracteriacutesticas miacutenimas fundamentales
La naturaleza quiacutemica de la aleacioacuten no debe producir efectos toacutexicos o
aleacutergicos nocivos sobre el paciente o el odontoacutelogo
El aparato debe poseer unas propiedades quiacutemicas que le protejan contra
la corrosioacuten y los cambios quiacutemicos cuando esteacute en contacto con los
liacutequidos orales
Debe poseer propiedades fiacutesicas y mecaacutenicas satisfactorias (conductividad
temperatura de fusioacuten coeficiente de expansioacuten teacutermica resistencia) que
cumplan unos valores miacutenimos determinados y puedan variar en funcioacuten de
las diferentes aplicaciones
A la hora de valorar una aleacioacuten se deben tener en cuenta una
combinacioacuten de caracteriacutesticas quiacutemicas fiacutesicas mecaacutenicas y bioloacutegicas Estas
propiedades dependen de factores relacionados con los materiales la
composicioacuten y el procesado (Craig 1998)
La aleacioacuten de niacutequel-titanio de intereacutes para este seminario es una
aleacioacuten de metal base que forma parte tambieacuten de las llamadas aleaciones con
memoria de forma
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
9
Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio (NiTi)
Aleaciones con memoria de forma
Las aleaciones con memoria de forma dentro de las que se encuentran las
aleaciones de niacutequel-titanio son aleaciones metaacutelicas que despueacutes de una
deformacioacuten aparentemente plaacutestica 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 teacutermica (o efecto de memoria de forma) y memoria de forma
elaacutestica (o superelasticidad) respectivamente Ambos efectos son debidos a un
cambio de fase llamada transformacioacuten martensiacutetica termoelaacutestica Dado que las
aleaciones con memoria de forma responden de una forma peculiar a los cambios
de temperatura y tensioacuten han sido calificadas como materiales inteligentes (de la
Flor 2005)
Antecedentes de la Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio
Una aleacioacuten de niacutequel-titanio fue desarrollada a principios de la deacutecada de
los sesenta por WE Buchler un ingeniero metaluacutergico del Naval Ordnance
Laboratoy en Silverspring Maryland Estados Unidos Las propiedades
termodinaacutemicas de esta aleacioacuten intermetaacutelica eran capaces de producir un efecto
de memoria de forma cuando era sometido a un proceso especiacutefico y controlado
de temperatura (calor) La aleacioacuten se denominoacute Nitinol un acroacutenimo de los
elementos que la conforman ni de niacutequel ti de titanio y nol por Naval Ordnance
Laboratory Nitinol es el nombre que recibe una familia de aleaciones
intermetaacutelicas de niacutequel-titanio que se ha visto tienen propiedades uacutenicas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
10
memoria de forma y superelasticidad (Thompson y col 2000) ademaacutes de
propiedades mecaacutenicas superiores alta resistencia a la corrosioacuten y adecuada
biocompatibilidad (Miyai y col 2006) Esta aleacioacuten posee la habilidad de
recuperar su forma original despueacutes de someterse a grandes deformaciones
(alrededor del 8) a traveacutes del calentamiento efecto conocido como memoria de
forma o mediante la eliminacioacuten de la carga lo que se conoce como efecto
superelaacutestico (Ye y Gao 2012)
La primera aplicacioacuten de esta aleacioacuten en odontologiacutea 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 Soacutelo hace pocos antildeos
gracias al avance tecnoloacutegico y a la asociacioacuten de la metalurgia con la
endodoncia se comenzaron a fabricar limas de aleacioacuten Ni-Ti confirieacutendoles a las
mismas elasticidad flexibilidad resistencia a la deformacioacuten plaacutestica y a la fractura
(Yeguez 2000)
Metalurgia de la Aleacioacuten NiTi
La aleacioacuten de niacutequel-titanio usada en la fabricacioacuten de instrumentos de
preparacioacuten del canal radicular contiene aproximadamente un 56 de niacutequel y un
44 de titanio En algunas aleaciones un pequentildeo porcentaje de niacutequel (lt 2)
puede ser sustituido por cobalto (Thompson y col 2000) Esta composicioacuten da
origen a una relacioacuten atoacutemica de 11 de los componentes principales y como con
otros sistemas metaacutelicos esta aleacioacuten se presenta en varias formas
cristalograacuteficas (Figura 1) (Thompson y col 2000 Anusavice 1998) El teacutermino
geneacuterico para esta aleacioacuten es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su
tipo de unioacuten atoacutemica lo que ocasiona cambios uacutenicos y significantes en sus
propiedades mecaacutenicas y disposicioacuten cristalograacutefica Estos cambios ocurren en
funcioacuten de la temperatura y el estreacutes Las dos uacutenicas caracteriacutesticas que son de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
11
relevancia en la odontologiacutea ocurren como resultado de la transicioacuten de una forma
austeniacutetica a una martensiacutetica en la aleacioacuten de NiTi caracteriacutesticas denominadas
como memoria de forma y superelasticidad (Figuras 2 y 3) (Thompson y col
2000)
Figura 1
Representacioacuten de la transformacioacuten martensiacutetica y efecto de memoria de
forma de una aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
12
Figura 2
Representacioacuten del efecto de memoria de forma en la aleacioacuten NiTi
Figura 3
Representacioacuten del efecto suacuteper elaacutestico en la aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
13
Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
14
cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
15
La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
16
teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
23
Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
5
Objetivos
Objetivo principal
Describir la composicioacuten caracteriacutesticas y propiedades de la aleacioacuten
convencional de niacutequel-titanio
Objetivos especiacuteficos
1 Describir aleaciones de uso en la elaboracioacuten de instrumentos
endodoacutenticos
2 Reconocer la existencia de tratamientos teacutermicos para la obtencioacuten de
nuevas aleaciones de niacutequel-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 niacutequel-titanio de uso
en endodoncia
5 Realizar una revisioacuten bibliograacutefica actualizada sobre el comportamiento de
los instrumentos endodoacutenticos fabricados en base a las nuevas aleaciones
de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
6
Generalidades de Aleaciones Metaacutelicas en Odontologiacutea
Una aleacioacuten es la mezcla de dos o maacutes metales o de un metal y ciertos no
metales La ADA en 1984 propuso una clasificacioacuten simple para las aleaciones
dentales vaciadas describieacutendose tres categoriacuteas noble alta noble y
predominantemente de metal base El sistema de clasificacioacuten estaacute basado en el
contenido de metal noble de la aleacioacuten (Giraldo y col 2004)
Noble alta gt 40 de Au y gt 60 de elementos de metal noble
Noble gt 25 de elementos de metal noble
Metal base lt 25 de elementos de metal noble
En odontologiacutea se usan muchiacutesimo las aleaciones de metales baacutesicos para
fabricar aparatos e instrumentos Durante muchos antildeos se han estado utilizando
aleaciones coladas de Cr-Co y de Ni-Cr para fabricar estructuras para proacutetesis
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 ortodoacutenticos y limas endodoacutenticas Las
aleaciones de acero inoxidable se emplean fundamentalmente para fabricar
alambres ortodoacutenticos instrumentos endodoacutenticos y coronas preformadas (Craig
1998)
Las aplicaciones odontoloacutegicas de las aleaciones de metales baacutesicos
coladas y forjadas se pueden resumir en
1 Aleaciones de Co-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Restauraciones de metal porcelana
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
7
2 Aleaciones de Ni-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Coronas y puentes
c Restauraciones metal porcelana
3 Titanio y aleaciones de titanio coladas
a Coronas
b Puentes
c Proacutetesis parciales
d Implantes
4 Titanio y aleaciones de titanio forjadas
a Implantes
b Coronas
c Puentes
5 Aleaciones de Acero inoxidable forjadas
a Instrumentos endodoacutenticos
b Alambres y brackets ortodoacutenticos
c Coronas preformadas
6 Aleaciones de Co-Ni-Cr forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
7 Aleaciones de Ni-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
8
8 Aleaciones de β-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
Los metales y las aleaciones dentales deben reunir una serie de
caracteriacutesticas miacutenimas fundamentales
La naturaleza quiacutemica de la aleacioacuten no debe producir efectos toacutexicos o
aleacutergicos nocivos sobre el paciente o el odontoacutelogo
El aparato debe poseer unas propiedades quiacutemicas que le protejan contra
la corrosioacuten y los cambios quiacutemicos cuando esteacute en contacto con los
liacutequidos orales
Debe poseer propiedades fiacutesicas y mecaacutenicas satisfactorias (conductividad
temperatura de fusioacuten coeficiente de expansioacuten teacutermica resistencia) que
cumplan unos valores miacutenimos determinados y puedan variar en funcioacuten de
las diferentes aplicaciones
A la hora de valorar una aleacioacuten se deben tener en cuenta una
combinacioacuten de caracteriacutesticas quiacutemicas fiacutesicas mecaacutenicas y bioloacutegicas Estas
propiedades dependen de factores relacionados con los materiales la
composicioacuten y el procesado (Craig 1998)
La aleacioacuten de niacutequel-titanio de intereacutes para este seminario es una
aleacioacuten de metal base que forma parte tambieacuten de las llamadas aleaciones con
memoria de forma
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio (NiTi)
Aleaciones con memoria de forma
Las aleaciones con memoria de forma dentro de las que se encuentran las
aleaciones de niacutequel-titanio son aleaciones metaacutelicas que despueacutes de una
deformacioacuten aparentemente plaacutestica 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 teacutermica (o efecto de memoria de forma) y memoria de forma
elaacutestica (o superelasticidad) respectivamente Ambos efectos son debidos a un
cambio de fase llamada transformacioacuten martensiacutetica termoelaacutestica Dado que las
aleaciones con memoria de forma responden de una forma peculiar a los cambios
de temperatura y tensioacuten han sido calificadas como materiales inteligentes (de la
Flor 2005)
Antecedentes de la Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio
Una aleacioacuten de niacutequel-titanio fue desarrollada a principios de la deacutecada de
los sesenta por WE Buchler un ingeniero metaluacutergico del Naval Ordnance
Laboratoy en Silverspring Maryland Estados Unidos Las propiedades
termodinaacutemicas de esta aleacioacuten intermetaacutelica eran capaces de producir un efecto
de memoria de forma cuando era sometido a un proceso especiacutefico y controlado
de temperatura (calor) La aleacioacuten se denominoacute Nitinol un acroacutenimo de los
elementos que la conforman ni de niacutequel ti de titanio y nol por Naval Ordnance
Laboratory Nitinol es el nombre que recibe una familia de aleaciones
intermetaacutelicas de niacutequel-titanio que se ha visto tienen propiedades uacutenicas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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memoria de forma y superelasticidad (Thompson y col 2000) ademaacutes de
propiedades mecaacutenicas superiores alta resistencia a la corrosioacuten y adecuada
biocompatibilidad (Miyai y col 2006) Esta aleacioacuten posee la habilidad de
recuperar su forma original despueacutes de someterse a grandes deformaciones
(alrededor del 8) a traveacutes del calentamiento efecto conocido como memoria de
forma o mediante la eliminacioacuten de la carga lo que se conoce como efecto
superelaacutestico (Ye y Gao 2012)
La primera aplicacioacuten de esta aleacioacuten en odontologiacutea 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 Soacutelo hace pocos antildeos
gracias al avance tecnoloacutegico y a la asociacioacuten de la metalurgia con la
endodoncia se comenzaron a fabricar limas de aleacioacuten Ni-Ti confirieacutendoles a las
mismas elasticidad flexibilidad resistencia a la deformacioacuten plaacutestica y a la fractura
(Yeguez 2000)
Metalurgia de la Aleacioacuten NiTi
La aleacioacuten de niacutequel-titanio usada en la fabricacioacuten de instrumentos de
preparacioacuten del canal radicular contiene aproximadamente un 56 de niacutequel y un
44 de titanio En algunas aleaciones un pequentildeo porcentaje de niacutequel (lt 2)
puede ser sustituido por cobalto (Thompson y col 2000) Esta composicioacuten da
origen a una relacioacuten atoacutemica de 11 de los componentes principales y como con
otros sistemas metaacutelicos esta aleacioacuten se presenta en varias formas
cristalograacuteficas (Figura 1) (Thompson y col 2000 Anusavice 1998) El teacutermino
geneacuterico para esta aleacioacuten es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su
tipo de unioacuten atoacutemica lo que ocasiona cambios uacutenicos y significantes en sus
propiedades mecaacutenicas y disposicioacuten cristalograacutefica Estos cambios ocurren en
funcioacuten de la temperatura y el estreacutes Las dos uacutenicas caracteriacutesticas que son de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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relevancia en la odontologiacutea ocurren como resultado de la transicioacuten de una forma
austeniacutetica a una martensiacutetica en la aleacioacuten de NiTi caracteriacutesticas denominadas
como memoria de forma y superelasticidad (Figuras 2 y 3) (Thompson y col
2000)
Figura 1
Representacioacuten de la transformacioacuten martensiacutetica y efecto de memoria de
forma de una aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Figura 2
Representacioacuten del efecto de memoria de forma en la aleacioacuten NiTi
Figura 3
Representacioacuten del efecto suacuteper elaacutestico en la aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
6
Generalidades de Aleaciones Metaacutelicas en Odontologiacutea
Una aleacioacuten es la mezcla de dos o maacutes metales o de un metal y ciertos no
metales La ADA en 1984 propuso una clasificacioacuten simple para las aleaciones
dentales vaciadas describieacutendose tres categoriacuteas noble alta noble y
predominantemente de metal base El sistema de clasificacioacuten estaacute basado en el
contenido de metal noble de la aleacioacuten (Giraldo y col 2004)
Noble alta gt 40 de Au y gt 60 de elementos de metal noble
Noble gt 25 de elementos de metal noble
Metal base lt 25 de elementos de metal noble
En odontologiacutea se usan muchiacutesimo las aleaciones de metales baacutesicos para
fabricar aparatos e instrumentos Durante muchos antildeos se han estado utilizando
aleaciones coladas de Cr-Co y de Ni-Cr para fabricar estructuras para proacutetesis
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 ortodoacutenticos y limas endodoacutenticas Las
aleaciones de acero inoxidable se emplean fundamentalmente para fabricar
alambres ortodoacutenticos instrumentos endodoacutenticos y coronas preformadas (Craig
1998)
Las aplicaciones odontoloacutegicas de las aleaciones de metales baacutesicos
coladas y forjadas se pueden resumir en
1 Aleaciones de Co-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Restauraciones de metal porcelana
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
7
2 Aleaciones de Ni-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Coronas y puentes
c Restauraciones metal porcelana
3 Titanio y aleaciones de titanio coladas
a Coronas
b Puentes
c Proacutetesis parciales
d Implantes
4 Titanio y aleaciones de titanio forjadas
a Implantes
b Coronas
c Puentes
5 Aleaciones de Acero inoxidable forjadas
a Instrumentos endodoacutenticos
b Alambres y brackets ortodoacutenticos
c Coronas preformadas
6 Aleaciones de Co-Ni-Cr forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
7 Aleaciones de Ni-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
8
8 Aleaciones de β-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
Los metales y las aleaciones dentales deben reunir una serie de
caracteriacutesticas miacutenimas fundamentales
La naturaleza quiacutemica de la aleacioacuten no debe producir efectos toacutexicos o
aleacutergicos nocivos sobre el paciente o el odontoacutelogo
El aparato debe poseer unas propiedades quiacutemicas que le protejan contra
la corrosioacuten y los cambios quiacutemicos cuando esteacute en contacto con los
liacutequidos orales
Debe poseer propiedades fiacutesicas y mecaacutenicas satisfactorias (conductividad
temperatura de fusioacuten coeficiente de expansioacuten teacutermica resistencia) que
cumplan unos valores miacutenimos determinados y puedan variar en funcioacuten de
las diferentes aplicaciones
A la hora de valorar una aleacioacuten se deben tener en cuenta una
combinacioacuten de caracteriacutesticas quiacutemicas fiacutesicas mecaacutenicas y bioloacutegicas Estas
propiedades dependen de factores relacionados con los materiales la
composicioacuten y el procesado (Craig 1998)
La aleacioacuten de niacutequel-titanio de intereacutes para este seminario es una
aleacioacuten de metal base que forma parte tambieacuten de las llamadas aleaciones con
memoria de forma
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
9
Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio (NiTi)
Aleaciones con memoria de forma
Las aleaciones con memoria de forma dentro de las que se encuentran las
aleaciones de niacutequel-titanio son aleaciones metaacutelicas que despueacutes de una
deformacioacuten aparentemente plaacutestica 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 teacutermica (o efecto de memoria de forma) y memoria de forma
elaacutestica (o superelasticidad) respectivamente Ambos efectos son debidos a un
cambio de fase llamada transformacioacuten martensiacutetica termoelaacutestica Dado que las
aleaciones con memoria de forma responden de una forma peculiar a los cambios
de temperatura y tensioacuten han sido calificadas como materiales inteligentes (de la
Flor 2005)
Antecedentes de la Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio
Una aleacioacuten de niacutequel-titanio fue desarrollada a principios de la deacutecada de
los sesenta por WE Buchler un ingeniero metaluacutergico del Naval Ordnance
Laboratoy en Silverspring Maryland Estados Unidos Las propiedades
termodinaacutemicas de esta aleacioacuten intermetaacutelica eran capaces de producir un efecto
de memoria de forma cuando era sometido a un proceso especiacutefico y controlado
de temperatura (calor) La aleacioacuten se denominoacute Nitinol un acroacutenimo de los
elementos que la conforman ni de niacutequel ti de titanio y nol por Naval Ordnance
Laboratory Nitinol es el nombre que recibe una familia de aleaciones
intermetaacutelicas de niacutequel-titanio que se ha visto tienen propiedades uacutenicas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
10
memoria de forma y superelasticidad (Thompson y col 2000) ademaacutes de
propiedades mecaacutenicas superiores alta resistencia a la corrosioacuten y adecuada
biocompatibilidad (Miyai y col 2006) Esta aleacioacuten posee la habilidad de
recuperar su forma original despueacutes de someterse a grandes deformaciones
(alrededor del 8) a traveacutes del calentamiento efecto conocido como memoria de
forma o mediante la eliminacioacuten de la carga lo que se conoce como efecto
superelaacutestico (Ye y Gao 2012)
La primera aplicacioacuten de esta aleacioacuten en odontologiacutea 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 Soacutelo hace pocos antildeos
gracias al avance tecnoloacutegico y a la asociacioacuten de la metalurgia con la
endodoncia se comenzaron a fabricar limas de aleacioacuten Ni-Ti confirieacutendoles a las
mismas elasticidad flexibilidad resistencia a la deformacioacuten plaacutestica y a la fractura
(Yeguez 2000)
Metalurgia de la Aleacioacuten NiTi
La aleacioacuten de niacutequel-titanio usada en la fabricacioacuten de instrumentos de
preparacioacuten del canal radicular contiene aproximadamente un 56 de niacutequel y un
44 de titanio En algunas aleaciones un pequentildeo porcentaje de niacutequel (lt 2)
puede ser sustituido por cobalto (Thompson y col 2000) Esta composicioacuten da
origen a una relacioacuten atoacutemica de 11 de los componentes principales y como con
otros sistemas metaacutelicos esta aleacioacuten se presenta en varias formas
cristalograacuteficas (Figura 1) (Thompson y col 2000 Anusavice 1998) El teacutermino
geneacuterico para esta aleacioacuten es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su
tipo de unioacuten atoacutemica lo que ocasiona cambios uacutenicos y significantes en sus
propiedades mecaacutenicas y disposicioacuten cristalograacutefica Estos cambios ocurren en
funcioacuten de la temperatura y el estreacutes Las dos uacutenicas caracteriacutesticas que son de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
11
relevancia en la odontologiacutea ocurren como resultado de la transicioacuten de una forma
austeniacutetica a una martensiacutetica en la aleacioacuten de NiTi caracteriacutesticas denominadas
como memoria de forma y superelasticidad (Figuras 2 y 3) (Thompson y col
2000)
Figura 1
Representacioacuten de la transformacioacuten martensiacutetica y efecto de memoria de
forma de una aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
12
Figura 2
Representacioacuten del efecto de memoria de forma en la aleacioacuten NiTi
Figura 3
Representacioacuten del efecto suacuteper elaacutestico en la aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
13
Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
14
cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
15
La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
16
teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
22
Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
23
Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
7
2 Aleaciones de Ni-Cr coladas
a Estructuras para proacutetesis parciales
b Coronas y puentes
c Restauraciones metal porcelana
3 Titanio y aleaciones de titanio coladas
a Coronas
b Puentes
c Proacutetesis parciales
d Implantes
4 Titanio y aleaciones de titanio forjadas
a Implantes
b Coronas
c Puentes
5 Aleaciones de Acero inoxidable forjadas
a Instrumentos endodoacutenticos
b Alambres y brackets ortodoacutenticos
c Coronas preformadas
6 Aleaciones de Co-Ni-Cr forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
7 Aleaciones de Ni-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
b Limas endodoacutenticas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
8
8 Aleaciones de β-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
Los metales y las aleaciones dentales deben reunir una serie de
caracteriacutesticas miacutenimas fundamentales
La naturaleza quiacutemica de la aleacioacuten no debe producir efectos toacutexicos o
aleacutergicos nocivos sobre el paciente o el odontoacutelogo
El aparato debe poseer unas propiedades quiacutemicas que le protejan contra
la corrosioacuten y los cambios quiacutemicos cuando esteacute en contacto con los
liacutequidos orales
Debe poseer propiedades fiacutesicas y mecaacutenicas satisfactorias (conductividad
temperatura de fusioacuten coeficiente de expansioacuten teacutermica resistencia) que
cumplan unos valores miacutenimos determinados y puedan variar en funcioacuten de
las diferentes aplicaciones
A la hora de valorar una aleacioacuten se deben tener en cuenta una
combinacioacuten de caracteriacutesticas quiacutemicas fiacutesicas mecaacutenicas y bioloacutegicas Estas
propiedades dependen de factores relacionados con los materiales la
composicioacuten y el procesado (Craig 1998)
La aleacioacuten de niacutequel-titanio de intereacutes para este seminario es una
aleacioacuten de metal base que forma parte tambieacuten de las llamadas aleaciones con
memoria de forma
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
9
Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio (NiTi)
Aleaciones con memoria de forma
Las aleaciones con memoria de forma dentro de las que se encuentran las
aleaciones de niacutequel-titanio son aleaciones metaacutelicas que despueacutes de una
deformacioacuten aparentemente plaacutestica 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 teacutermica (o efecto de memoria de forma) y memoria de forma
elaacutestica (o superelasticidad) respectivamente Ambos efectos son debidos a un
cambio de fase llamada transformacioacuten martensiacutetica termoelaacutestica Dado que las
aleaciones con memoria de forma responden de una forma peculiar a los cambios
de temperatura y tensioacuten han sido calificadas como materiales inteligentes (de la
Flor 2005)
Antecedentes de la Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio
Una aleacioacuten de niacutequel-titanio fue desarrollada a principios de la deacutecada de
los sesenta por WE Buchler un ingeniero metaluacutergico del Naval Ordnance
Laboratoy en Silverspring Maryland Estados Unidos Las propiedades
termodinaacutemicas de esta aleacioacuten intermetaacutelica eran capaces de producir un efecto
de memoria de forma cuando era sometido a un proceso especiacutefico y controlado
de temperatura (calor) La aleacioacuten se denominoacute Nitinol un acroacutenimo de los
elementos que la conforman ni de niacutequel ti de titanio y nol por Naval Ordnance
Laboratory Nitinol es el nombre que recibe una familia de aleaciones
intermetaacutelicas de niacutequel-titanio que se ha visto tienen propiedades uacutenicas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
10
memoria de forma y superelasticidad (Thompson y col 2000) ademaacutes de
propiedades mecaacutenicas superiores alta resistencia a la corrosioacuten y adecuada
biocompatibilidad (Miyai y col 2006) Esta aleacioacuten posee la habilidad de
recuperar su forma original despueacutes de someterse a grandes deformaciones
(alrededor del 8) a traveacutes del calentamiento efecto conocido como memoria de
forma o mediante la eliminacioacuten de la carga lo que se conoce como efecto
superelaacutestico (Ye y Gao 2012)
La primera aplicacioacuten de esta aleacioacuten en odontologiacutea 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 Soacutelo hace pocos antildeos
gracias al avance tecnoloacutegico y a la asociacioacuten de la metalurgia con la
endodoncia se comenzaron a fabricar limas de aleacioacuten Ni-Ti confirieacutendoles a las
mismas elasticidad flexibilidad resistencia a la deformacioacuten plaacutestica y a la fractura
(Yeguez 2000)
Metalurgia de la Aleacioacuten NiTi
La aleacioacuten de niacutequel-titanio usada en la fabricacioacuten de instrumentos de
preparacioacuten del canal radicular contiene aproximadamente un 56 de niacutequel y un
44 de titanio En algunas aleaciones un pequentildeo porcentaje de niacutequel (lt 2)
puede ser sustituido por cobalto (Thompson y col 2000) Esta composicioacuten da
origen a una relacioacuten atoacutemica de 11 de los componentes principales y como con
otros sistemas metaacutelicos esta aleacioacuten se presenta en varias formas
cristalograacuteficas (Figura 1) (Thompson y col 2000 Anusavice 1998) El teacutermino
geneacuterico para esta aleacioacuten es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su
tipo de unioacuten atoacutemica lo que ocasiona cambios uacutenicos y significantes en sus
propiedades mecaacutenicas y disposicioacuten cristalograacutefica Estos cambios ocurren en
funcioacuten de la temperatura y el estreacutes Las dos uacutenicas caracteriacutesticas que son de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
11
relevancia en la odontologiacutea ocurren como resultado de la transicioacuten de una forma
austeniacutetica a una martensiacutetica en la aleacioacuten de NiTi caracteriacutesticas denominadas
como memoria de forma y superelasticidad (Figuras 2 y 3) (Thompson y col
2000)
Figura 1
Representacioacuten de la transformacioacuten martensiacutetica y efecto de memoria de
forma de una aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
12
Figura 2
Representacioacuten del efecto de memoria de forma en la aleacioacuten NiTi
Figura 3
Representacioacuten del efecto suacuteper elaacutestico en la aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
13
Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
14
cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
15
La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
16
teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
8
8 Aleaciones de β-Ti forjadas
a Alambres ortodoacutenticos
Los metales y las aleaciones dentales deben reunir una serie de
caracteriacutesticas miacutenimas fundamentales
La naturaleza quiacutemica de la aleacioacuten no debe producir efectos toacutexicos o
aleacutergicos nocivos sobre el paciente o el odontoacutelogo
El aparato debe poseer unas propiedades quiacutemicas que le protejan contra
la corrosioacuten y los cambios quiacutemicos cuando esteacute en contacto con los
liacutequidos orales
Debe poseer propiedades fiacutesicas y mecaacutenicas satisfactorias (conductividad
temperatura de fusioacuten coeficiente de expansioacuten teacutermica resistencia) que
cumplan unos valores miacutenimos determinados y puedan variar en funcioacuten de
las diferentes aplicaciones
A la hora de valorar una aleacioacuten se deben tener en cuenta una
combinacioacuten de caracteriacutesticas quiacutemicas fiacutesicas mecaacutenicas y bioloacutegicas Estas
propiedades dependen de factores relacionados con los materiales la
composicioacuten y el procesado (Craig 1998)
La aleacioacuten de niacutequel-titanio de intereacutes para este seminario es una
aleacioacuten de metal base que forma parte tambieacuten de las llamadas aleaciones con
memoria de forma
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
9
Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio (NiTi)
Aleaciones con memoria de forma
Las aleaciones con memoria de forma dentro de las que se encuentran las
aleaciones de niacutequel-titanio son aleaciones metaacutelicas que despueacutes de una
deformacioacuten aparentemente plaacutestica 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 teacutermica (o efecto de memoria de forma) y memoria de forma
elaacutestica (o superelasticidad) respectivamente Ambos efectos son debidos a un
cambio de fase llamada transformacioacuten martensiacutetica termoelaacutestica Dado que las
aleaciones con memoria de forma responden de una forma peculiar a los cambios
de temperatura y tensioacuten han sido calificadas como materiales inteligentes (de la
Flor 2005)
Antecedentes de la Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio
Una aleacioacuten de niacutequel-titanio fue desarrollada a principios de la deacutecada de
los sesenta por WE Buchler un ingeniero metaluacutergico del Naval Ordnance
Laboratoy en Silverspring Maryland Estados Unidos Las propiedades
termodinaacutemicas de esta aleacioacuten intermetaacutelica eran capaces de producir un efecto
de memoria de forma cuando era sometido a un proceso especiacutefico y controlado
de temperatura (calor) La aleacioacuten se denominoacute Nitinol un acroacutenimo de los
elementos que la conforman ni de niacutequel ti de titanio y nol por Naval Ordnance
Laboratory Nitinol es el nombre que recibe una familia de aleaciones
intermetaacutelicas de niacutequel-titanio que se ha visto tienen propiedades uacutenicas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
10
memoria de forma y superelasticidad (Thompson y col 2000) ademaacutes de
propiedades mecaacutenicas superiores alta resistencia a la corrosioacuten y adecuada
biocompatibilidad (Miyai y col 2006) Esta aleacioacuten posee la habilidad de
recuperar su forma original despueacutes de someterse a grandes deformaciones
(alrededor del 8) a traveacutes del calentamiento efecto conocido como memoria de
forma o mediante la eliminacioacuten de la carga lo que se conoce como efecto
superelaacutestico (Ye y Gao 2012)
La primera aplicacioacuten de esta aleacioacuten en odontologiacutea 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 Soacutelo hace pocos antildeos
gracias al avance tecnoloacutegico y a la asociacioacuten de la metalurgia con la
endodoncia se comenzaron a fabricar limas de aleacioacuten Ni-Ti confirieacutendoles a las
mismas elasticidad flexibilidad resistencia a la deformacioacuten plaacutestica y a la fractura
(Yeguez 2000)
Metalurgia de la Aleacioacuten NiTi
La aleacioacuten de niacutequel-titanio usada en la fabricacioacuten de instrumentos de
preparacioacuten del canal radicular contiene aproximadamente un 56 de niacutequel y un
44 de titanio En algunas aleaciones un pequentildeo porcentaje de niacutequel (lt 2)
puede ser sustituido por cobalto (Thompson y col 2000) Esta composicioacuten da
origen a una relacioacuten atoacutemica de 11 de los componentes principales y como con
otros sistemas metaacutelicos esta aleacioacuten se presenta en varias formas
cristalograacuteficas (Figura 1) (Thompson y col 2000 Anusavice 1998) El teacutermino
geneacuterico para esta aleacioacuten es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su
tipo de unioacuten atoacutemica lo que ocasiona cambios uacutenicos y significantes en sus
propiedades mecaacutenicas y disposicioacuten cristalograacutefica Estos cambios ocurren en
funcioacuten de la temperatura y el estreacutes Las dos uacutenicas caracteriacutesticas que son de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
11
relevancia en la odontologiacutea ocurren como resultado de la transicioacuten de una forma
austeniacutetica a una martensiacutetica en la aleacioacuten de NiTi caracteriacutesticas denominadas
como memoria de forma y superelasticidad (Figuras 2 y 3) (Thompson y col
2000)
Figura 1
Representacioacuten de la transformacioacuten martensiacutetica y efecto de memoria de
forma de una aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
12
Figura 2
Representacioacuten del efecto de memoria de forma en la aleacioacuten NiTi
Figura 3
Representacioacuten del efecto suacuteper elaacutestico en la aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
13
Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
14
cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
15
La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
16
teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio (NiTi)
Aleaciones con memoria de forma
Las aleaciones con memoria de forma dentro de las que se encuentran las
aleaciones de niacutequel-titanio son aleaciones metaacutelicas que despueacutes de una
deformacioacuten aparentemente plaacutestica 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 teacutermica (o efecto de memoria de forma) y memoria de forma
elaacutestica (o superelasticidad) respectivamente Ambos efectos son debidos a un
cambio de fase llamada transformacioacuten martensiacutetica termoelaacutestica Dado que las
aleaciones con memoria de forma responden de una forma peculiar a los cambios
de temperatura y tensioacuten han sido calificadas como materiales inteligentes (de la
Flor 2005)
Antecedentes de la Aleacioacuten de Niacutequel-Titanio
Una aleacioacuten de niacutequel-titanio fue desarrollada a principios de la deacutecada de
los sesenta por WE Buchler un ingeniero metaluacutergico del Naval Ordnance
Laboratoy en Silverspring Maryland Estados Unidos Las propiedades
termodinaacutemicas de esta aleacioacuten intermetaacutelica eran capaces de producir un efecto
de memoria de forma cuando era sometido a un proceso especiacutefico y controlado
de temperatura (calor) La aleacioacuten se denominoacute Nitinol un acroacutenimo de los
elementos que la conforman ni de niacutequel ti de titanio y nol por Naval Ordnance
Laboratory Nitinol es el nombre que recibe una familia de aleaciones
intermetaacutelicas de niacutequel-titanio que se ha visto tienen propiedades uacutenicas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
10
memoria de forma y superelasticidad (Thompson y col 2000) ademaacutes de
propiedades mecaacutenicas superiores alta resistencia a la corrosioacuten y adecuada
biocompatibilidad (Miyai y col 2006) Esta aleacioacuten posee la habilidad de
recuperar su forma original despueacutes de someterse a grandes deformaciones
(alrededor del 8) a traveacutes del calentamiento efecto conocido como memoria de
forma o mediante la eliminacioacuten de la carga lo que se conoce como efecto
superelaacutestico (Ye y Gao 2012)
La primera aplicacioacuten de esta aleacioacuten en odontologiacutea 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 Soacutelo hace pocos antildeos
gracias al avance tecnoloacutegico y a la asociacioacuten de la metalurgia con la
endodoncia se comenzaron a fabricar limas de aleacioacuten Ni-Ti confirieacutendoles a las
mismas elasticidad flexibilidad resistencia a la deformacioacuten plaacutestica y a la fractura
(Yeguez 2000)
Metalurgia de la Aleacioacuten NiTi
La aleacioacuten de niacutequel-titanio usada en la fabricacioacuten de instrumentos de
preparacioacuten del canal radicular contiene aproximadamente un 56 de niacutequel y un
44 de titanio En algunas aleaciones un pequentildeo porcentaje de niacutequel (lt 2)
puede ser sustituido por cobalto (Thompson y col 2000) Esta composicioacuten da
origen a una relacioacuten atoacutemica de 11 de los componentes principales y como con
otros sistemas metaacutelicos esta aleacioacuten se presenta en varias formas
cristalograacuteficas (Figura 1) (Thompson y col 2000 Anusavice 1998) El teacutermino
geneacuterico para esta aleacioacuten es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su
tipo de unioacuten atoacutemica lo que ocasiona cambios uacutenicos y significantes en sus
propiedades mecaacutenicas y disposicioacuten cristalograacutefica Estos cambios ocurren en
funcioacuten de la temperatura y el estreacutes Las dos uacutenicas caracteriacutesticas que son de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
11
relevancia en la odontologiacutea ocurren como resultado de la transicioacuten de una forma
austeniacutetica a una martensiacutetica en la aleacioacuten de NiTi caracteriacutesticas denominadas
como memoria de forma y superelasticidad (Figuras 2 y 3) (Thompson y col
2000)
Figura 1
Representacioacuten de la transformacioacuten martensiacutetica y efecto de memoria de
forma de una aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
12
Figura 2
Representacioacuten del efecto de memoria de forma en la aleacioacuten NiTi
Figura 3
Representacioacuten del efecto suacuteper elaacutestico en la aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
13
Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
14
cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
15
La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
16
teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
23
Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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memoria de forma y superelasticidad (Thompson y col 2000) ademaacutes de
propiedades mecaacutenicas superiores alta resistencia a la corrosioacuten y adecuada
biocompatibilidad (Miyai y col 2006) Esta aleacioacuten posee la habilidad de
recuperar su forma original despueacutes de someterse a grandes deformaciones
(alrededor del 8) a traveacutes del calentamiento efecto conocido como memoria de
forma o mediante la eliminacioacuten de la carga lo que se conoce como efecto
superelaacutestico (Ye y Gao 2012)
La primera aplicacioacuten de esta aleacioacuten en odontologiacutea 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 Soacutelo hace pocos antildeos
gracias al avance tecnoloacutegico y a la asociacioacuten de la metalurgia con la
endodoncia se comenzaron a fabricar limas de aleacioacuten Ni-Ti confirieacutendoles a las
mismas elasticidad flexibilidad resistencia a la deformacioacuten plaacutestica y a la fractura
(Yeguez 2000)
Metalurgia de la Aleacioacuten NiTi
La aleacioacuten de niacutequel-titanio usada en la fabricacioacuten de instrumentos de
preparacioacuten del canal radicular contiene aproximadamente un 56 de niacutequel y un
44 de titanio En algunas aleaciones un pequentildeo porcentaje de niacutequel (lt 2)
puede ser sustituido por cobalto (Thompson y col 2000) Esta composicioacuten da
origen a una relacioacuten atoacutemica de 11 de los componentes principales y como con
otros sistemas metaacutelicos esta aleacioacuten se presenta en varias formas
cristalograacuteficas (Figura 1) (Thompson y col 2000 Anusavice 1998) El teacutermino
geneacuterico para esta aleacioacuten es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su
tipo de unioacuten atoacutemica lo que ocasiona cambios uacutenicos y significantes en sus
propiedades mecaacutenicas y disposicioacuten cristalograacutefica Estos cambios ocurren en
funcioacuten de la temperatura y el estreacutes Las dos uacutenicas caracteriacutesticas que son de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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relevancia en la odontologiacutea ocurren como resultado de la transicioacuten de una forma
austeniacutetica a una martensiacutetica en la aleacioacuten de NiTi caracteriacutesticas denominadas
como memoria de forma y superelasticidad (Figuras 2 y 3) (Thompson y col
2000)
Figura 1
Representacioacuten de la transformacioacuten martensiacutetica y efecto de memoria de
forma de una aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
12
Figura 2
Representacioacuten del efecto de memoria de forma en la aleacioacuten NiTi
Figura 3
Representacioacuten del efecto suacuteper elaacutestico en la aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
13
Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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relevancia en la odontologiacutea ocurren como resultado de la transicioacuten de una forma
austeniacutetica a una martensiacutetica en la aleacioacuten de NiTi caracteriacutesticas denominadas
como memoria de forma y superelasticidad (Figuras 2 y 3) (Thompson y col
2000)
Figura 1
Representacioacuten de la transformacioacuten martensiacutetica y efecto de memoria de
forma de una aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
12
Figura 2
Representacioacuten del efecto de memoria de forma en la aleacioacuten NiTi
Figura 3
Representacioacuten del efecto suacuteper elaacutestico en la aleacioacuten NiTi
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
13
Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
14
cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
15
La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
16
teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Figura 2
Representacioacuten del efecto de memoria de forma en la aleacioacuten NiTi
Figura 3
Representacioacuten del efecto suacuteper elaacutestico en la aleacioacuten NiTi
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Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
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cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
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teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
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Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Otro tipo de aleacioacuten denominada Nitinol-60 contiene alrededor del 5
maacutes de niacutequel Esta aleacioacuten ha sido usada para la fabricacioacuten de algunos
instrumentos endodoacutenticos pero debido a sus propiedades diferentes (menor
efecto de memoria de forma y tratamientos teacutermicos incrementados junto con el
aumento de su dureza) es menos usada que la aleacioacuten de Nitinol-55 (Baumann
2004)
Estructura de NiTi
A temperaturas altas (100deg C) una red cuacutebica centrada en el cuerpo
conocida como fase austeniacutetica es estable (Figura 1) (Thompson y col 2000
Anusavice 1998) La aleacioacuten de Nitinol posee la particular caracteriacutestica que
cuando se enfriacutea a traveacutes de un intervalo criacutetico de temperaturas de
transformacioacuten (ITT) la aleacioacuten muestra cambios dramaacuteticos en su moacutedulo de
elasticidad (rigidez) liacutemite elaacutestico y la resistividad eleacutectrica como un resultado de
los cambios en la unioacuten de electrones Mediante la reduccioacuten o enfriamiento de la
temperatura a traveacutes de este intervalo se produce un cambio en la estructura
cristalina conocido como la transformacioacuten martensiacutetica La cantidad de esta
transformacioacuten es una funcioacuten de la temperatura inicial (Ms) y la temperatura final
(Mf) El fenoacutemeno provoca un cambio en las propiedades fiacutesicas de la aleacioacuten y
da lugar a la caracteriacutestica de memoria de forma La histeacuteresis de la
transformacioacuten martensiacutetica se muestra en la Figura 4 (Thompson y col 2000)
Las temperaturas Ms Mf As y Af que se indican en el graacutefico se refieren a los
intervalos de temperaturas a los cuales la transformacioacuten martensiacutetica comienza y
acaba y los rangos de temperatura a los cuales la transformacioacuten austeniacutetica
empieza y termina En el proceso de enfriamiento la primera de esas
temperaturas es la temperatura de inicio de la transformacioacuten martensiacutetica (Ms) a
partir de la cual se empieza a formar martensita por temperatura Esta
transformacioacuten termina a medida que decrece la temperatura a una temperatura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
14
cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
15
La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
16
teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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cercana a Mf o temperatura final de la transformacioacuten martensiacutetica El siguiente
conjunto de temperaturas caracteriacutesticas de transformacioacuten es la temperatura de
inicio de transformacioacuten austeniacutetica y la final de austenita As y Af
respectivamente La formacioacuten de la fase austenita comienza a medida que la
aleacioacuten en el proceso de calentamiento alcanza la temperatura As Se comienza
a formar entonces una estructura cuacutebica centrada en las caras riacutegida y dura que
se termina de formar alrededor de Af Cuando el elemento se calienta maacutes allaacute de
Af la deformacioacuten se recupera completamente obteniendo el efecto de memoria
de forma
Figura 4
Histeacuteresis de la transformacioacuten martensiacutetica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
15
La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
16
teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
22
Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
23
Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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La transformacioacuten inducida en la aleacioacuten ocurre por un proceso de
cizallamiento a una fase llamada martensiacutetica o hija lo que da lugar a una
martensiacutetica maclada (Figura 1) que forma una red martensiacutetica hexagonal de
empaquetamiento denso (Anusavice 1998) Casi ninguacuten cambio de forma
macroscoacutepico es detectable en la transformacioacuten a menos que se aplique una
fuerza externa La forma martensiacutetica puede ser deformada faacutecilmente a una sola
orientacioacuten por un proceso conocido como destorcimiento a martensita
demaclada La aleacioacuten de niacutequel-titanio es maacutes duacutectil en la fase martensita que
en la fase austenita la transformacioacuten martensiacutetica y el efecto de memoria se
muestra en la Figura 1
La deformacioacuten puede revertirse calentando la aleacioacuten por sobre el ITT lo
que da como resultado que las propiedades regresen a sus valores altos de
temperatura previos La aleacioacuten retoma la orientacioacuten y la estructura original de
austenita con una condicioacuten energeacutetica estable Este fenoacutemeno se denomina
memoria de forma (Figura 2) y permite que la aleacioacuten regrese a su forma original
Es posible utilizando el efecto de memoria de forma educar o colocar la
aleacioacuten en una configuracioacuten dada a una temperatura dada Esto puede llevarse
a cabo a temperaturas inferiores que deforman la aleacioacuten con una miacutenima fuerza
Cuando la aleacioacuten es calentada hasta la temperatura de transformacioacuten
recuperaraacute su forma original permanente En teacuterminos endodoacutenticos estos
fenoacutemenos pueden traducirse como la capacidad para eliminar cualquier
deformacioacuten dentro de los instrumentos de niacutequel titanio calentaacutendolos sobre los
125degC (Thompson y col 2000)
El intervalo de temperatura de transicioacuten para cada aleacioacuten depende de su
composicioacuten El ITT para una aleacioacuten de niacutequel titanio 11 estaacute en el rango de
entre -50deg y +100degC una disminucioacuten en la ITT puede ser lograda de muchas
maneras en el proceso de fabricacioacuten tanto trabajo en frio como tratamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
16
teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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teacutermico pueden afectar significativamente el ITT asiacute como se puede alterar la
proporcioacuten de la aleacioacuten a favor de un exceso de Niacutequel o por sustitucioacuten de
Cobalto por Niacutequel (Thompson y col 2000 Craig 1998)
Otra de las peculiaridades que pueden presentar las aleaciones NiTi bajo
determinadas condiciones es la aparicioacuten de una transformacioacuten de fase
intermedia denominada transformacioacuten de Fase R Esta transformacioacuten (debido a
una distorsioacuten romboeacutedrica de la celda unitaria cuacutebica austeniacutetica) precede a la
transformacioacuten martensiacutetica y es tiacutepica en aleaciones termomecaacutenicamente
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
Goacutemez y Diacuteaz 2011) La Fase R es una fase intermedia con una estructura de
fase cristalina diferente que se puede formar durante la transformacioacuten 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)
Transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes
El efecto memoria de forma es tanto teacutermico como mecaacutenico La martensita
se forma inicialmente enfriando y deformando por debajo de Mf y luego calentando
por encima de Af para producir la recuperacioacuten de la forma esto es el efecto
memoria de forma causado por calentamiento Consideacuterese ahora otro tipo de
memoria de forma que es independiente de la temperatura la superelasticidad (de
la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
La transicioacuten desde una fase martensiacutetica a una austeniacutetica tambieacuten ocurre
como resultado de la aplicacioacuten de un estreacutes como lo que sucede durante la
preparacioacuten del canal radicular En la mayoriacutea de los metales cuando una fuerza
externa excede una cantidad determinada se genera un deslizamiento dentro de la
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
17
red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
22
Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
23
Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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red causando deformacioacuten permanente sin embargo en las aleaciones de niacutequel-
titanio una transformacioacuten martensiacutetica inducida por estreacutes ocurre en vez del
desplazamiento Esto ocasiona (Thompson y col 2000)
Un cambio volumeacutetrico asociado con la transicioacuten de una fase a otra
La tasa del aumento de la tensioacuten se nivela debido a la deformacioacuten
progresiva (Figura 5) incluso si la tensioacuten se suma debido a la
transformacioacuten martensiacutetica Esto da como resultado el llamado efecto de
superelasticidad (Figura 4) un movimiento que es similar a la deformacioacuten
por deslizamiento
Recuperacioacuten elaacutestica cuando la tensioacuten disminuye o se detiene sin que
ocurra deformacioacuten permanente (Figura 3) La recuperacioacuten elaacutestica se
define como el grado en el que un material vuelve a su forma original
despueacutes de la deformacioacuten es decir un retorno a la fase austenita siempre
que la temperatura estaacute dentro de un rango especiacutefico (Figura 4)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
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canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
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flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
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fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
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Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
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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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
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Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
18
Figura 5
Transformacioacuten de las fases de la aleacioacuten de NiTi
La formacioacuten de martensita es un proceso termoelaacutestico lo que quiere decir
que hay una equivalencia entre la temperatura y la tensioacuten un decrecimiento en
la temperatura es equivalente a un crecimiento de la tensioacuten ambas estabilizando
la martensita (de la Flor 2005)
Normalmente en el enfriamiento la martensita puede formarse en Ms bajo
ninguna tensioacuten Pero en el mismo material la martensita puede formarse por
encima de Ms si se le aplica una tensioacuten y la martensita asiacute formada se le llama
martensita inducida por tensioacuten La fuerza impulsora para la transformacioacuten es
ahora mecaacutenica y opuesta a la teacutermica (de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
19
Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
22
Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
23
Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Por encima de Ms la tensioacuten requerida para producir martensita inducida
por tensioacuten incrementa al incrementar la temperatura De hecho la variacioacuten en la
tensioacuten necesaria para producir martensita inducida por tensioacuten incrementa
linealmente con la temperatura por encima de Ms y si extrapolamos la tensioacuten
esta disminuiraacute hasta cero para el valor Ms
El incremento de dificultad para inducir martensita por esfuerzo continuacutea
incrementando con la temperatura hasta Md por encima de la cual la tensioacuten
critica para inducir martensita es mayor que la necesaria para mover
dislocaciones Esto hace que Md sea la temperatura maacutes alta a la cual es posible
obtener martensita Por ello el rango de temperaturas para martensita inducida por
tensioacuten es desde Ms hasta Md (de la Flor 2005)
La superelasticidad del NiTi permite deformaciones por tensioacuten de hasta un
8 para ser completamente recuperable en comparacioacuten con un maacuteximo cercano
al 1 de otras aleaciones como con el acero inoxidable (Thompson y col 2000)
Manufactura de la Aleacioacuten de NiTi
La produccioacuten de la aleacioacuten de niacutequel titanio es un proceso muy complejo
En teoriacutea todos los componentes fabricados con Nitinol (alambres tubos flejes
barras laacuteminas etc) siguen los mismos pasos de fabricacioacuten Primero se funden
en vaciacuteo se trabajan en caliente se trabajan en friacuteo y se tratan en caliente para
conseguir las propiedades finales (Thompson y col 2000 de la Flor 2005)
Las temperaturas de transicioacuten son altamente sensibles a la composicioacuten de
la aleacioacuten una variacioacuten de un 1 en la cantidad de cualquiera de los dos (Ni o
Ti) pueden cambiar 100deg C la temperatura de transformacioacuten La familia de
aleaciones tiacutepicas NiTi comerciales cubre un rango de temperaturas de
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
23
Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
20
transformacioacuten Af desde 100deg C hasta -50deg C Por ello en la fabricacioacuten se utiliza
un caloriacutemetro de escaneo diferencial (DSC) para asegurar la temperatura Af final
(de la Flor 2005 Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Dado que las temperaturas de transicioacuten son tan sensibles a la composicioacuten
el meacutetodo de unioacuten ha de ser muy cuidadoso Se suele hacer en horno de vaciacuteo o
atmoacutesfera inerte Los maacutes usados son Aleado en Vaciacuteo por Induccioacuten (VIM) y Re-
aleado en Vaciacuteo por Arco (VAR) La microestructura de la aleacioacuten recieacuten
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 fiacutesicas y
mecaacutenicas deseadas en la mayoriacutea 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 mecaacutenicas deseadas
En muchas aplicaciones el Nitinol todaviacutea no presenta las propiedades ni la
forma deseable en esta condicioacuten de trabajado en friacuteo es por ello que requiere un
tratamiento teacutermico final Eacuteste tratamiento teacutermico puede ser en horno de aire o de
vaciacuteo en bantildeo de sal arena o cualquier otro sistema La temperatura suele ser
entre 450 y 550degC el enfriamiento tiene que ser raacutepido para evitar
envejecimientos por ello se recomienda el templado en agua El tiempo de
tratamiento teacutermico 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 teacutermico final (cantidad de trabajado en
frio temperatura y tiempo del tratamiento teacutermico) (de la Flor 2005)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
23
Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
Bibliografiacutea
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Titanium Rotatory Instrumentsrdquo Journal of Endodontics Vol 36 Ndeg 2
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
21
Propiedades
Mecaacutenicas
Las aleaciones con memoria de forma NiTi tienen un comportamiento
mecaacutenico distinto en funcioacuten de la fase La austenita es la fase maacutes dura y
resistente mientras la fase martensiacutetica es faacutecilmente deformable y maacutes blanda
(Goacutemez y Diacuteaz 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 ciacuteclicas tienen elevada resistencia eleacutectrica y son
resistentes a la corrosioacuten (de la Flor 2005)
Austenita Martensita
Resistencia maacutexima de traccioacuten (MPa) 800-1500 103-1100
Liacutemite elaacutestico (MPa) 100-800 50-300
Moacutedulo elaacutestico (GPa) 70-110 21-69
Tabla 1
Propiedades mecaacutenicas de las aleaciones NiTi en funcioacuten de la fase presente
(Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
22
Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
23
Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
22
Fiacutesicas
Propiedad Valor
Punto de fusioacuten 1300 degC
Densidad a temperatura ambiente 645 gcm3
Conductividad teacutermica
Austenita 018 Wcm degC
Martensita 0086 Wcm degC
Coeficiente de expansioacuten teacutermica
Austenita 110E-6degC
Martensita 66E-6degC
Calor especiacutefico 020 calg degC
Resistencia a la corrosioacuten Excelente
Tabla 2
Propiedades fiacutesicas del Nitinol (Goacutemez y Diacuteaz 2011)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
23
Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones de NiTi y su aplicacioacuten en Endodoncia
Revisioacuten de la Literatura
El eacutexito de un tratamiento endodoacutentico depende de un acertado diagnoacutestico
y de una adecuada limpieza y conformacioacuten del sistema de canales radiculares
Con respecto a los instrumentos de uso manual dos grandes innovaciones han
sido introducidas durante los recientes antildeos primero instrumentos altamente
flexibles en base a una nueva aleacioacuten como la de niacutequel-titanio y segundo
nuevas formas geomeacutetricas y disentildeos como instrumentos de punta modificada o
instrumentos con segmentos de corte pequentildeos (Schaumlfer y col 1997)
Inicialmente y hasta la deacutecada de 1960 se empleaban instrumentos
manuales en base a acero de carbono que teniacutean como desventaja la generacioacuten
de corrosioacuten y dantildeo microestructural al ser sometidos a ciclos de esterilizacioacuten
Hoy en diacutea son universalmente utilizadas las limas manuales de acero inoxidable
que no ven afectadas significativamente sus propiedades mecaacutenicas durante las
esterilizaciones y que han tenido mejoras en sus disentildeos permitieacutendoles ser maacutes
flexibles (Schaumlfer y col1997 Tepel y Schaumlfer 1997)
Una innovacioacuten reciente ha sido la introduccioacuten de las aleaciones de niacutequel-
titanio en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos primero manuales y luego
en los sistemas rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
24
Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Meacutetodos de manufactura de limas de NiTi
Afilado
La fabricacioacuten de los instrumentos endodoacutenticos de niacutequel-titanio es maacutes
compleja que la de los instrumentos de acero inoxidable ya que las limas deben
ser mecanizadas en vez de trenzadas La superelasticidad de la aleacioacuten significa
que no puede mantener una espiral cuando la aleacioacuten se somete a una
deformacioacuten no permanente Los intentos de torcer los instrumentos de una
manera convencional pueden resultar en la fractura del instrumento (Schaumlfer y col
1997) La seccioacuten del instrumento (disentildeo) debe ser afilada del Nitinol bruto Otras
dificultades durante la produccioacuten incluyen la eliminacioacuten 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 corrosioacuten (Thompson y col 2000) (Figura 6)
Figura 6
Microfotografiacutea SEM de las microgrietas superficiales y destellos metaacutelicos de un
instrumento rotatorio de niacutequel-titanio
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
25
Una vez que la aleacioacuten se ha fabricado se somete a diversos procesos
antes de que el cable terminado pueda ser mecanizado en un instrumento de
preparacioacuten del canal radicular (Figura 7) Esencialmente la pieza colada se forja
en una prensa en una forma ciliacutendrica antes de la estampacioacuten rotatoria a presioacuten
para crear un alambre estirado El cable se enrolla a continuacioacuten para producir
una forma coacutenica con una presioacuten uniforme a partir de una serie de rodillos
aplicada al alambre Durante la fase de construccioacuten 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 descalcificacioacuten y
trefilado fino del alambre seguido por repetidos calentamientos con el cable en una
configuracioacuten recta Esta etapa es seguida por la elaboracioacuten del perfil real o la
forma de la seccioacuten 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 transformacioacuten (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 ciacuteclica y las cargas de torsioacuten lo que incrementa la
resistencia a la fractura (Tripi y col 2006 Anderson y col 2007)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
26
Figura 7
Representacioacuten de la produccioacuten de un alambre de Nitinol acabado
Acordonamiento
Fabricar limas de niacutequel titanio por acordonamiento (torcido) resulta en una
lima formada de una sola pieza de niacutequel titanio es decir el mango de la lima no
es una segunda pieza de metal unida al eje de la lima de niacutequel titanio Las
ranuras de corte de las limas acordonadas (TF) no se crean por trituracioacuten y la
estructura granular del niacutequel titanio nunca se corta transversalmente lo que
mantiene su integridad
Las limas acordonadas de niacutequel titanio se crean tomando el alambre de
niacutequel titanio en bruto en la estructura ausentita cristalina y transformarlo en una
estructura cristalina diferente (Fase R) por medio de un proceso de calentamiento
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
27
y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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y enfriado (Gambarini y col 2008) En la Fase R el niacutequel titanio puede torcerse
Una vez torcido la lima se calienta y enfriacutea de nuevo para conservar su nueva
forma y convertirla de nuevo a la estructura ausentita cristalina la cual es
superelaacutestica una vez tensionada (y puede usarse en funcioacuten de endodoncia) La
lima recibe entonces un tratamiento quiacutemico superficial final de desoxidacioacuten 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 seccioacuten
transversal triangular que la hace extremadamente flexible y cuenta con un
aacutengulo helicoidal un ancho y profundidad de ranura variables (Mounce y col
2008)
Testarelli el 2009 determinoacute que el nuevo proceso de torsioacuten en la
fabricacioacuten de instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio produciacutea limas
significativamente maacutes 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
configuracioacuten en forma de U o S y como limas K y Hedstroumlm Schaumlfer y col en el
antildeo 1997 publicaron dos estudio en los que se analizaron primero los distintos
instrumentos disponibles para la preparacioacuten manual del conducto y segundo la
eficiencia de corte el desempentildeo en canales curvos y las propiedades torsionales
y flexurales de varios instrumentos En este uacuteltimo estudio desarrollado en
colaboracioacuten con Tepel se compararon limas de acero inoxidable
convencionales limas de acero inoxidable flexibles limas de titanio-aluminio y
limas de niacutequel-titanio en todos los disentildeos disponibles empleando diversas
teacutecnicas de instrumentacioacuten (Tabla 3)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
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flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
28
Grupo Instrumento
Acero Inoxidable convencional
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Acero Inoxidable Flexibles
K- Flex
K- Flexofile
K- Flexoreamer
Flex- R
Flexicut
Titanio-Aluminio
Ensanchadores
Limas K
Limas Hedstroumlm
Niacutequel-Titanio Limas Hedstroumlm
Limas K
Tabla 3
Instrumentos analizados en el estudio de Tepel y Schaumlfer
En relacioacuten a la eficiencia de corte determinoacute que en un movimiento
rotatorio los instrumentos de acero inoxidable flexibles son superiores a los
ensanchadores y limas tipo K de acero inoxidable convencionales asiacute como
tambieacuten a los instrumentos de niacutequel-aluminio En un movimiento linear las limas
Hedstroumlm de acero inoxidable mostraron los mejores resultados En cuanto a la
instrumentacioacuten de canales curvos concluyoacute que el empleo de una teacutecnica mixta
es decir un ensanchamiento inicial seguido de la teacutecnica de fuerzas balanceadas
empleando instrumentos de acero inoxidable flexibles con punta modificada se
generaba una menor transportacioacuten del canal Por uacuteltimo concluyoacute que el riesgo
de fractura torsional de los ensanchadores y limas K de acero inoxidable flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
29
no es superior al de estos mismos instrumentos en base a acero inoxidable
convencional (Tepel amp Schaumlfer 1997)
Instrumentacioacuten mecanizada con limas NiTi
Hace mucho tiempo que los endodoncistas y la industria dental estaacuten
preocupados por la creacioacuten de un sistema que facilite y acelere la preparacioacuten
mecaacutenica de los conductos radiculares Desde la deacutecada del sesenta la praacutectica
endodoacutentica dispone de contra-aacutengulos para la instrumentacioacuten mecanizada Con
estos aparatos se empleaban limas de acero inoxidable y siempre permaneciacutean
latentes los riesgos de fractura del instrumento de creacioacuten de falsas viacuteas y auacuten
de perforacioacuten de la raiacutez Con el advenimiento de los instrumentos fabricados en
niacutequel-titanio de gran flexibilidad nuevos disentildeos y punta inactiva resurgioacute la
instrumentacioacuten mecanizada Por su mayor flexibilidad y guiacutea de penetracioacuten no
agresiva los instrumentos de niacutequel-titanio facilitan la preparacioacuten de conductos
con curvatura moderada reducen la posibilidad de transportacioacuten y evitan la
formacioacuten de escalones y perforaciones
Durante las uacuteltimas dos deacutecadas los instrumentos de niacutequel-titanio se han
convertido en parte importante del arsenal para el tratamiento del canal radicular
Las aleaciones de Nitinol-55 y Nitinol-60 comuacutenmente utilizadas en la fabricacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos exhiben comportamiento superelaacutestico
permitieacutendoles retornar a su forma original luego de la aplicacioacuten de una carga
Este comprotamiento superelaacutestico ocurre sobre un limitado rango de temperatura
con un oacuteptimo de 37deg C Por otra parte las aleaciones de niacutequel-titanio tambieacuten
exhiben un efecto de memoria de forma Asiacute cualquier deformacioacuten de un
instrumento puede ser eliminada calentando el instrumento a temperaturas sobre
125deg C (Schaumlfer y col 1997) Como resultado de su bajo moacutedulo de elasticidad
las limas de NiTi no sufren deformacioacuten permanente cuando son usadas en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
30
canales severamente curvos en cambio los instrumentos de acero inoxidable
faacutecilmente se deforman de manera permanente Por otro lado estas propiedades
superelaacutesticas evitan el precurvado de los instrumentos antes de ser usados en
canales curvos (Schaumlfer y col1997)
Tratamiento termomecaacutenico y nuevas aleaciones de NiTi
El comportamiento mecaacutenico de las aleaciones de niacutequel-titanio estaacute
determinado por las proporciones relativas y caracteriacutesticas de las fases
microestructurales El tratamiento teacutermico es uno de los alcances fundamentales
para el ajuste de las temperaturas de transicioacuten de la aleacioacuten 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
endodoacutenticas de Niti En los antildeos recientes muchos nuevos procesos
termomecaacutenicos y tecnologiacuteas de manufactura han sido desarrollados para
optimizar la microestructura de las aleaciones Niti (Shen y col 2013)
La composicioacuten y tratamientos metaluacutergicos tienen un impacto dramaacutetico en
las temperaturas de transicioacuten Desde el punto de vista de la aplicacioacuten praacutectica
NiTi puede tener tres formas diferentes martensita martensita inducida por estreacutes
(SE) y austenita Cuando el material estaacute en su forma martensita es suave y duacutectil
y puede ser deformado faacutecilmente La SE NiTi es altamente elaacutestica mientras la
austenita es bastante fuerte y dura (Otsuka y Wayman 1998) Las aleaciones
equiatoacutemicas de niacutequel-titanio tienen todas estas propiedades con la expresioacuten
especiacutefica 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 podiacutea ser investigada por un caloriacutemetro de escaneo
diferencial Ellos indicaron que la temperatura Af de los instrumentos rotatorios
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
31
convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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convencionales de NiTi (Lightspeed y ProFile) era cercana a 25degC de temperatura
en una habitacioacuten Por lo tanto esos instrumentos podiacutean mostrar un
comportamiento superelaacutestico durante su uso cliacutenico
La fase martensiacutetica tiene propiedades uacutenicas que la hacen ser un material
ideal para muchas aplicaciones La forma martensiacutetica del NiTi tiene remarcable
resistencia a la fatiga Instrumentos en esta fase pueden ser faacutecilmente
deformados y todaviacutea recuperar su forma calentaacutendolas por sobre la temperatura
de transformacioacuten La explicacioacuten para esto puede ser que el calentamiento
transforma el metal temporalmente a una fase austeniacutetica y la hace superelaacutestica
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 transformacioacuten de austenita La Af de CM Wire M-Wire TF y de SE NiTi
convencional son aproximadamente 55deg C 50deg C 17deg C y 16deg a 31deg C
respectivamente La lima en base a SE NiTi convencional tiene una estructura
austeniacutetica mientras que las limas fabricadas a partir de aleaciones tratadas
teacutermicamente (TYP CM y Vortex) esencialmente estaacuten en una condicioacuten
martensiacutetica a temperatura corporal
A comienzos de los antildeos 2000 una serie de estudios encontraron que los
cambios en el comportamiento de la transformacioacuten viacutea tratamiento teacutermico fueron
efectivos en incrementar la flexibilidad de los instrumentos endodonticos de NiTi
Una serie de procesos termo mecaacutenicos han sido desarrollados con el objetivo de
producir alambres en blanco de martensita inducida por stress que contienen
martensita sustancialmente estable bajo condiciones cliacutenicas Mejoras en estas
aacutereas de manejo de material han conducido al desarrollo de la nueva generacioacuten
de instrumentos endodoacutenticos (Shen y col 2013)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
32
M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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M-Wire (Dentsply Tulsa Dental Specialties) fue introducida el 2007 y es
producida por la aplicacioacuten 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 manufacturacioacuten fue tambieacuten desarrollado
por SybronEndo para crear el instrumento endodoacutentico TF De acuerdo al
fabricante estos instrumentos fueron desarrollados mediante la transformacioacuten de
un alambre NiTi bruto desde una fase austenita en una Fase R a traveacutes de un
proceso teacutermico (Shen y col 2013)
CM-Wire (DS Dental Johnson City TN) es una aleacioacuten NiTi nueva con
propiedades flexibles que fue introducida el 2010 Las limas CM NiTi han sido
fabricadas usando un proceso termomecaacutenico 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 ciacuteclica
A pesar de las numerosas ventajas de la instrumentacioacuten rotatoria con limas
NiTi la fractura del instrumento dentro del canal radicular constituye un desafiacuteo a
superar En reposo estos instrumentos se encuentran en fase austenita mientras
que al estar en movimiento rotatorio presentan una deformacioacuten conocida como
martensita la cual es susceptible a la fractura o a la deformacioacuten
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 vaacutestago continuacutea girando La fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
33
flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
34
ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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flexural ocurre cuando el instrumento gira libremente en una curvatura generando
ciclos de compresioacuten y tensioacuten en el punto de maacutexima curvatura La parte del eje
del instrumento en el exterior de la curva estaacute en tensioacuten mientras que la otra
parte en la parte interior de la curva estaacute en compresioacuten La repeticioacuten del ciclo
tensioacutencompresioacuten ocasiona un acuacutemulo 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 eacutestas
fueron producto de la fatiga flexural mientras que el 30 restante se debioacute a la
fatiga torsional (Al- Hadlaq y col 2010)
Para mejorar la resistencia a la fractura de los instrumentos rotatorios de
niacutequel-titanio los fabricantes han introducido nuevas aleaciones o nuevos procesos
para la manufactura de las limas
M-Wire corresponde a una nueva aleacioacuten de niacutequel-titanio modificacioacuten de
la aleacioacuten 508 Nitinol preparada bajo un proceso teacutermico especial que le confiere
un aumento en la flexibilidad y en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Fue desarrollada
por la casa comercial Dentsply
En el 2008 Johnson y col realizaron un estudio con el objetivo de eliminar
el disentildeo de la lima como una variable y evaluar la fatiga y la torsioacuten ciacuteclica de una
nueva aleacioacuten de NiTi mediante el disentildeo de instrumentos nuevos (Profile2504
Dentsply)Este fue el primer estudio que comparoacute los instrumentos rotatorios de
NiTi fabricados con el mismo disentildeo 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 disentildeo de la lima como variable Los resultados
de este estudio mostraron que la ProFile 2504 instrumento rotatorio fabricado a
partir de la variante 1B (M-Wire NiTi) tiene resistencia superior para la fatiga
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ciacuteclica representando un incremento de maacutes del 390 comparado con el mismo
disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
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fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
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Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
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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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
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Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
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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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
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disentildeo 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 disentildeos 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 aleacioacuten M-Wire fueron superiores a las limas Profile Endo-Sequence y
Twisted Files en la resistencia a la fatiga ciacuteclica Posteriormente un nuevo estudio
desarrollado por Al-Hadlaq y col en el 2010 comparoacute la resistencia a la fatiga
ciacuteclica flexural de dichas limas GT Series X con otras dos limas convencionales de
aleacioacuten de niacutequel-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
ciacuteclica flexural
Durante el 2012 Ye y Gao evaluaron la resistencia a la fatiga ciacuteclica de
instrumentos de niacutequel-titanio SE convencional y de M-Wire Sus resultados
sugieren que los instrumentos endodoacutenticos manufacturados con M-Wire tienen
mayor resistencia y resistencia al desgaste debido a su microestructura
nanocristalina martensiacutetica uacutenica (Ye y Gao 2012) Ese mismo antildeo 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 (2506) 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 ocupoacute el primer lugar tanto en
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fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
35
fatiga como en flexibilidad seguido de M-Wire SE Wire y finalmente de acero
inoxidable (Gao y col 2012)
Shen y col a raiacutez de su estudio publicado en febrero de 2013 concluyeron
que las propiedades mecaacutenicas de las aleaciones de niacutequel-titanio pueden ser
mejoradas alterando la microestructura mediante un trabajo en friacuteo y tratamientos
de calor De este modo se han desarrollado a traveacutes de un procedimeinto
termomecaacutenico especial nuevas limas endodoacutenticas con propiedades superiores
Este tratamiento les confiere a los instrumentos mejor resistencia a la fatiga
flexural en comparacioacuten con otras limas de disentildeo y tamantildeo similar hechas de
niacutequel-titanio convencional
Con respecto a los instrumentos confeccionados en base a CM Wire un
estudio realizado por Shen y col el 2011 determinoacute que poseiacutean una resistencia
superior a la fatiga cercana a valores entre 300 a 800 maacutes en comparacioacuten
con instrumentos convencionales de niacutequel-titanio del mismo disentildeo La
configuracioacuten cuadrada de los instrumentos de NiTi (NEYY CM) hechas de CM
Wire mostroacute una resistencia a la fatiga significativamente mayor que la
configuracioacuten triangular (TYP CM) Por lo tanto el disentildeo del instrumento tambieacuten
debe tenerse en cuenta debido a que es un determinante importante de la vida uacutetil
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 aleacioacuten de NiTi convencional
La Fase R muestra buena superelasticidad y efecto de memoria de forma
Un instrumento fabricado en base a esta aleacioacuten debiese ser maacutes flexible
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
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Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
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Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
36
Torsioacuten
Otro factor que predomina en la separacioacuten y deformacioacuten de los
instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio es el torque al que estaacute sometido el
instrumento durante la instrumentacioacuten del conducto radicular
Teoacutericamente la eficiencia de corte de un instrumento es muy activa cuando
es utilizado con un alto torque por lo que hay mayor probabilidad de separacioacuten y
deformacioacuten 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 presioacuten sobre el instrumento
llevaacutendolo a una proacutexima separacioacuten yo deformacioacuten 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
deformacioacuten y separacioacuten de los instrumentos de niacutequel-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 automaacutetica La experiencia del operador es una situacioacuten
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 teacutermicos mejoran la resistencia a la
fatiga de la aleacioacuten 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 determinoacute que el torque de fractura en las M-Wire NiTi ProFile 2504 fue
comparable con las existentes de Dentsply Tulsa Dental Specialties y mayor que
las Dentsply Maillefer (Johnson y col 2008)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
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Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
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El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
Bibliografiacutea
1 Al-Hadlaq et al ldquoEvaluation of Cyclic Flexural Fatigue of M-Wire Nickel-
Titanium Rotatory Instrumentsrdquo Journal of Endodontics Vol 36 Ndeg 2
February 2010
2 Anderson ME Price JW Parashos P ldquoFracture resistance of
electropolished rotary nickel- titanium endodontic instrumentsrdquo J Endod
2007 33(10)1212ndash6
3 Anusavice Kenneth J ldquoCiencia de los materiales dentales de Philipsrdquo Ed
Mc Graw Hill Interamericana 10deg Edicioacuten 1998
4 Baumann NA ldquoNickelndashtitanium options and challengesrdquo Dent Clin N Am
48 (2004) 55ndash67
5 Brantley WA Svec TA Iijima M et al ldquoDifferential scanning calorimetric
studies of nickel-titanium rotary endodontic instrumentsrdquo J Endod 2002
28567ndash72
6 Casper RB Roberts HW Roberts MD et al ldquoComparison of autoclaving
effects on torsional deformation and fracture resistance of three innovative
endodontic file systemsrdquo J Endod 2011 371572ndash5
7 Craig Robert G ldquoMateriales de odontologia restauradorardquo Editorial
Harcourt 10deg Edicioacuten 1998
8 De la Flor Silvia ldquoSimulacioacuten numeacuterica y correlacioacuten experimental de las
propiedades mecaacutenicas en las aleaciones con memoria de formardquo
Universidad Politeacutecnica de Cataluntildea Departamento de Resistencia de
Materiales y Estructuras de Ingenieriacutea 2005
9 Dos Santos et al ldquoEffect of Nitrogen Ion Implantation on the Flexibility of
Rotary Nickel-Titanium Instrumentsrdquo JOE Volume 38 Ndeg 5 May 2012
10 Gambarini G Gerosa R De Luca M et al ldquoMechanical properties of a new
and improved nickel-titanium alloy for endodontic use an evaluation of file
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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flexibilityrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2008
105798ndash800
11 Gao Y Gutmann JL Wilkinson K et al ldquoEvaluation of the impact of raw
materials on the fatigue and mechanical properties of ProFile Vortex rotary
instrumentsrdquo J Endod 2012 38398ndash401
12 Gergi et al ldquoComparison of canal transportation and centering ability of
twisted files Pathfile-ProTaper system and stainless steel hand K-files by
using computed tomographyrdquo J Endod 2010 36 904-7
13 Giraldo Olga Luciacutea ldquoMetales y Aleaciones en Odontologiacuteardquo Rev Fac Odont
Univ Ant 2004 15 (2) 53-63
14 Goacutemez y Diacuteaz ldquoNitinol un biomaterial con memoria de formardquo Lectura de
Ingenieriacutea 17 Laboratorio de Tecnologiacutea de Materiales Departamento de
Ingenieriacutea Universidad Autoacutenoma de Meacutexico 2011
15 Hashem AA et al ldquoGeometric analysis of root canal prepared by four rotary
NiTi shaping systemsrdquo J Endod 2012 38 996-1000
16 Hilt BR Cunningham CJ Shen C Richards N ldquoTorsional properties of
stainless steel and nickel-titanium files after multiple autoclave
sterilizationsrdquo Journal of Endodontics Vol 26 No 2 2000
17 King JB Roberts HW Bergeron BE et al ldquoThe effect of autoclaving on
torsional moment of two nickel-titanium endodontic filesrdquo Int Endod J 2012
45 156ndash61
18 Larsen CM et al ldquoCiclic Fatigue Analysis of a New generation of Nickel-
Titanium Rotary Instrumentrdquo J Endod 2009 35 401-3
19 Loacutepes et al ldquoComparison of the Mechanical Properties of Rotary
Instruments Made of Conventional Nickel-Titanium Wire M-Wire or Nickel-
Titanium Alloy in R-Phaserdquo Journal of Endodontics Volume 39 Ndeg 4 April
2013
20 Miyai K et al ldquoInfluence of phase transformation on the torsional and
bending properties of nickel-titanium rotary instrumentsrdquo International
Endodontic Journal 39 119-126 2006
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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21 Mounce RE DDS ldquoUna resentildea cliacutenicamente relevante sobre el
ensanchamiento del conducto con niacutequel titaniordquo copyAcademy of Dental
Therapeutics and Stomatology PennWell 2008
22 Otsuka K Wayman CM ldquoShape Memory Materialsrdquo 1st ed Cambridge UK
Cambridge University Press 1998
23 Park SY Cheung GS Yum J et al ldquoDynamic torsional resistance of nickel-
titanium rotary instrumentsrdquo J Endod 2010361200ndash4
24 Peters OA Gluskin AKWeiss RA et al ldquoAn in vitro assessment of the
physical properties of novel Hyflex nickel-titanium rotary instrumentsrdquo Int
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of Curved Canalsrdquo Journal of Endodontics Vol 11 Ndeg 5 May 1985
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nickeltitanium rotary instrumentsrdquo J Endod 201137 997ndash1001
27 Testarelli L et al ldquoBending Properties of a New Nickel-Titanium Alloy with a
Lower Percent by Weight of Nickelrdquo Journal of Endodontics Vol 37 Ndeg 9
September 2011
28 Testarelli L NM Grande G Plotino M Lendini G Pongione G De
Paolis F Rizzo V Milana and G Gambarini ldquoCyclic Fatigue of Different
Nickel-Titanium Rotary Instruments A Comparative Studyrdquo The Open
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29 Thompson SA ldquoAn overview of nickel-titanium alloys used in dentistryrdquo
International Endodontic Journal 33 297-310 2000
30 Thompson SA Dummer PM ldquoShaping ability of Quantec Series 2000 rotary
nickel-titanium instruments in simulated root canals Part 2rdquo Int Endod J
1998 31 268-74
31 Tripi TR Bonaccorso A Condorelli GG ldquoCyclic fatigue of different nickel-
titanium endodontic rotary instrumentsrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol
Oral Radiol Endod 2006102(4)e106ndash14
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
48
32 Weine FS et al ldquoThe effects of preparation procedures on original canal
shape and apical foramen shaperdquo J Endod 1975 1 255-62
33 Yared GM Bou Dagher FE Machtou P ldquoCyclic fatigue of Profile rotary
instruments after simulared clinical userdquo International Endodontic Journal
Vol 33 No 2 2000
34 Ye J Gao Y ldquoMetallurgical Characterization of M-Wire Nickel-Titanium
Shape Memory Alloy Used for Endodontic Rotary Instruments during Low-
cycle Fatiguerdquo Journal of Endodontics Vol 38 Ndeg 1 January 2012
35 Yeguez Rodriguez Erica ldquoAleacioacuten de Niacutequel-Titanio y su uso en
Endodonciardquo Acta odontol venez 38(1)4-7 2000
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 torsioacuten
Peters y col el 2012 evaluaron la torsioacuten de los instrumentos HyFlex
durante la preparacioacuten del canal Estos muestran una resistencia torsional similar
a los instrumentos fabricados de NiTi SE La torsioacuten durante la preparacioacuten del
canal fue significativamente mayor para instrumentos pequentildeos usados con
teacutecnica de longitud uacutenica en la cual todos los instrumentos se utilizan con la
longitud completa de trabajo en secuencia regular excepto para la conicidad
4004 comparada con una teacutecnica Crown Down Aunque ninguacuten instrumento se
fracturoacute el 82 sufrioacute deformacioacuten plaacutestica y el 37 del resto se deformoacute
despueacutes de un ciclo de esterilizacioacuten
Park y cols el 2010 comparoacute la resistencia torsional de las Twisted File y
otros cuatros instrumentos NiTi disponibles en el comercio La Twisted File
presentoacute la menor resistencia a la torsioacuten en ese estudio Los valores fueron
significativamente menores que las limas RaCe que poseen un disentildeo de seccioacuten
transversal similar A pesar de la supuesta ventaja del proceso de torsioacuten y un
acabado liso en su superficie todos los instrumentos Twisted File se fracturaron a
la primera aplicacioacuten de torque repetitivo La posible explicacioacuten a esto se da
debido al proceso de manufactura termomecaacutenico porque un instrumento
fabricado de una aleacioacuten en Fase R podriacutea ser maacutes flexible permitiendo una
mayor cantidad de deformacioacuten que una torsioacuten similar en un aleacioacuten de NiTi
austenita Ademaacutes cuando evaluaron la fuerza de torsioacuten aacutengulo de distorsioacuten y
dureza de la Twisted File contra las otras cuatro limas NiTi la Twisted File mostroacute
el rendimiento maacutes bajo a la resistencia a la fractura
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Bibliografiacutea
1 Al-Hadlaq et al ldquoEvaluation of Cyclic Flexural Fatigue of M-Wire Nickel-
Titanium Rotatory Instrumentsrdquo Journal of Endodontics Vol 36 Ndeg 2
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5 Brantley WA Svec TA Iijima M et al ldquoDifferential scanning calorimetric
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propiedades mecaacutenicas en las aleaciones con memoria de formardquo
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Materiales y Estructuras de Ingenieriacutea 2005
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Rotary Nickel-Titanium Instrumentsrdquo JOE Volume 38 Ndeg 5 May 2012
10 Gambarini G Gerosa R De Luca M et al ldquoMechanical properties of a new
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11 Gao Y Gutmann JL Wilkinson K et al ldquoEvaluation of the impact of raw
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12 Gergi et al ldquoComparison of canal transportation and centering ability of
twisted files Pathfile-ProTaper system and stainless steel hand K-files by
using computed tomographyrdquo J Endod 2010 36 904-7
13 Giraldo Olga Luciacutea ldquoMetales y Aleaciones en Odontologiacuteardquo Rev Fac Odont
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14 Goacutemez y Diacuteaz ldquoNitinol un biomaterial con memoria de formardquo Lectura de
Ingenieriacutea 17 Laboratorio de Tecnologiacutea de Materiales Departamento de
Ingenieriacutea Universidad Autoacutenoma de Meacutexico 2011
15 Hashem AA et al ldquoGeometric analysis of root canal prepared by four rotary
NiTi shaping systemsrdquo J Endod 2012 38 996-1000
16 Hilt BR Cunningham CJ Shen C Richards N ldquoTorsional properties of
stainless steel and nickel-titanium files after multiple autoclave
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torsional moment of two nickel-titanium endodontic filesrdquo Int Endod J 2012
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18 Larsen CM et al ldquoCiclic Fatigue Analysis of a New generation of Nickel-
Titanium Rotary Instrumentrdquo J Endod 2009 35 401-3
19 Loacutepes et al ldquoComparison of the Mechanical Properties of Rotary
Instruments Made of Conventional Nickel-Titanium Wire M-Wire or Nickel-
Titanium Alloy in R-Phaserdquo Journal of Endodontics Volume 39 Ndeg 4 April
2013
20 Miyai K et al ldquoInfluence of phase transformation on the torsional and
bending properties of nickel-titanium rotary instrumentsrdquo International
Endodontic Journal 39 119-126 2006
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47
21 Mounce RE DDS ldquoUna resentildea cliacutenicamente relevante sobre el
ensanchamiento del conducto con niacutequel titaniordquo copyAcademy of Dental
Therapeutics and Stomatology PennWell 2008
22 Otsuka K Wayman CM ldquoShape Memory Materialsrdquo 1st ed Cambridge UK
Cambridge University Press 1998
23 Park SY Cheung GS Yum J et al ldquoDynamic torsional resistance of nickel-
titanium rotary instrumentsrdquo J Endod 2010361200ndash4
24 Peters OA Gluskin AKWeiss RA et al ldquoAn in vitro assessment of the
physical properties of novel Hyflex nickel-titanium rotary instrumentsrdquo Int
Endod J 2012 451027ndash34
25 Roane James B et al ldquoThe Balanced Force Concept for the Instrumentation
of Curved Canalsrdquo Journal of Endodontics Vol 11 Ndeg 5 May 1985
26 Shen Y Qian W Abtin H et al ldquoFatigue testing of controlled memory wire
nickeltitanium rotary instrumentsrdquo J Endod 201137 997ndash1001
27 Testarelli L et al ldquoBending Properties of a New Nickel-Titanium Alloy with a
Lower Percent by Weight of Nickelrdquo Journal of Endodontics Vol 37 Ndeg 9
September 2011
28 Testarelli L NM Grande G Plotino M Lendini G Pongione G De
Paolis F Rizzo V Milana and G Gambarini ldquoCyclic Fatigue of Different
Nickel-Titanium Rotary Instruments A Comparative Studyrdquo The Open
Dentistry Journal 2009 3 55-58
29 Thompson SA ldquoAn overview of nickel-titanium alloys used in dentistryrdquo
International Endodontic Journal 33 297-310 2000
30 Thompson SA Dummer PM ldquoShaping ability of Quantec Series 2000 rotary
nickel-titanium instruments in simulated root canals Part 2rdquo Int Endod J
1998 31 268-74
31 Tripi TR Bonaccorso A Condorelli GG ldquoCyclic fatigue of different nickel-
titanium endodontic rotary instrumentsrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol
Oral Radiol Endod 2006102(4)e106ndash14
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
48
32 Weine FS et al ldquoThe effects of preparation procedures on original canal
shape and apical foramen shaperdquo J Endod 1975 1 255-62
33 Yared GM Bou Dagher FE Machtou P ldquoCyclic fatigue of Profile rotary
instruments after simulared clinical userdquo International Endodontic Journal
Vol 33 No 2 2000
34 Ye J Gao Y ldquoMetallurgical Characterization of M-Wire Nickel-Titanium
Shape Memory Alloy Used for Endodontic Rotary Instruments during Low-
cycle Fatiguerdquo Journal of Endodontics Vol 38 Ndeg 1 January 2012
35 Yeguez Rodriguez Erica ldquoAleacioacuten de Niacutequel-Titanio y su uso en
Endodonciardquo Acta odontol venez 38(1)4-7 2000
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
38
Flexioacuten
Importantes propiedades mecaacutenicas de los instrumentos que influyen en su
comportamiento durante la instrumentacioacuten de canales curvos incluyen flexibilidad
y resistencia a la fractura
La flexibilidad puede definirse como la flexioacuten elaacutestica de un instrumento
endodoacutentico cuando se somete a una carga aplicada en su extremo en la direccioacuten
perpendicular a su eje longitudinal La flexibilidad de un instrumento endodoacutentico
estaacute influenciada por la composicioacuten y tratamiento termomecaacutenico de la aleacioacuten
metaacutelica como tambieacuten por la geometriacutea del instrumento incluyendo tamantildeo y
disentildeo de seccioacuten 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 maacutes centradas Cambios para aumentar la flexibilidad y resistencia
a la fractura por fatiga de los instrumentos endodoacutenticos han sido propuestos
incluyendo diferentes tratamientos termomecaacutenicos y modificaciones a la
composicioacuten quiacutemica de la aleacioacuten de niacutequel-titanio diferentes disentildeos de
seccioacuten transversal y cambios en los procesos de manufactura
Lopeacutes y col realizaron un estudio con la intencioacuten de comparar la
flexibilidad resistencia a la fatiga y a las cargas torsionales de los instrumentos
endodoacutenticos hechos de alambre NiTi convencional M-Wire y aleacioacuten NiTi en
Fase R La hipoacutetesis que se planteoacute fue que las nuevas generaciones de
instrumentos fabricados de aleaciones modificadas de NiTi presentan un mejor
comportamiento mecaacutenico cuando se comparan con instrumentos de NiTi
convencional Los resultados mostraron que los instrumentos K3 XF (Fase R)
tienen el mejor desempentildeo en teacuterminos de flexibilidad flexioacuten angular y resistencia
a la fatiga ciacuteclica El instrumento K3 (NiTi convencional) fue el menos flexible fue el
segundo mejor en teacuterminos de resistencia a la fatiga ciacuteclica El instrumento Profile
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
Bibliografiacutea
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titanium endodontic rotary instrumentsrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol
Oral Radiol Endod 2006102(4)e106ndash14
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48
32 Weine FS et al ldquoThe effects of preparation procedures on original canal
shape and apical foramen shaperdquo J Endod 1975 1 255-62
33 Yared GM Bou Dagher FE Machtou P ldquoCyclic fatigue of Profile rotary
instruments after simulared clinical userdquo International Endodontic Journal
Vol 33 No 2 2000
34 Ye J Gao Y ldquoMetallurgical Characterization of M-Wire Nickel-Titanium
Shape Memory Alloy Used for Endodontic Rotary Instruments during Low-
cycle Fatiguerdquo Journal of Endodontics Vol 38 Ndeg 1 January 2012
35 Yeguez Rodriguez Erica ldquoAleacioacuten de Niacutequel-Titanio y su uso en
Endodonciardquo Acta odontol venez 38(1)4-7 2000
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
39
Vortex (M-Wire) no mostroacute los resultados esperados en las pruebas de flexibilidad
y de fatiga ciacuteclica Ademaacutes a la aleacioacuten de la que estaacute manufacturado el
instrumento endodoacutentico el disentildeo y las dimensiones son determinantes
importantes del comportamiento mecaacutenico L
Testarelli y col el 2011 evaluaron las propiedades de flexioacuten de los
instrumentos Hyflex los que exhiben un menor porcentaje en peso de niacutequel y lo
comparan con otros instrumentos rotatorios de niacutequel-titanio disponibles
comercialmente (Tabla 4) Los resultados muestran que los instrumentos Hyflex
fueron los maacutes flexibles
Instrumentos de Ni
Hyflex 521
Flexmaster 562
EndoSequence 560
Hero 554
Profile 546
Tabla 4
Instrumentos analizados por Testarelli y sus porcentajes en peso de niacutequel
Comportamiento durante la Instrumentacioacuten de Canales Curvos
Un tratamiento endodoacutentico exitoso depende de la limpieza y conformacioacuten
del complejo sistema de canales radiculares preservando la curvatura natural que
posee Los instrumentos rotatorios de NiTi se han modificado constantemente
durante los uacuteltimos 20 antildeos para cumplir con este objetivo a cabalidad Una de
estas mejoras involucra el estudio de la estructura quiacutemica de la aleacioacuten para
conseguir aleaciones NiTi maacutes duraderas y efectivas
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
Bibliografiacutea
1 Al-Hadlaq et al ldquoEvaluation of Cyclic Flexural Fatigue of M-Wire Nickel-
Titanium Rotatory Instrumentsrdquo Journal of Endodontics Vol 36 Ndeg 2
February 2010
2 Anderson ME Price JW Parashos P ldquoFracture resistance of
electropolished rotary nickel- titanium endodontic instrumentsrdquo J Endod
2007 33(10)1212ndash6
3 Anusavice Kenneth J ldquoCiencia de los materiales dentales de Philipsrdquo Ed
Mc Graw Hill Interamericana 10deg Edicioacuten 1998
4 Baumann NA ldquoNickelndashtitanium options and challengesrdquo Dent Clin N Am
48 (2004) 55ndash67
5 Brantley WA Svec TA Iijima M et al ldquoDifferential scanning calorimetric
studies of nickel-titanium rotary endodontic instrumentsrdquo J Endod 2002
28567ndash72
6 Casper RB Roberts HW Roberts MD et al ldquoComparison of autoclaving
effects on torsional deformation and fracture resistance of three innovative
endodontic file systemsrdquo J Endod 2011 371572ndash5
7 Craig Robert G ldquoMateriales de odontologia restauradorardquo Editorial
Harcourt 10deg Edicioacuten 1998
8 De la Flor Silvia ldquoSimulacioacuten numeacuterica y correlacioacuten experimental de las
propiedades mecaacutenicas en las aleaciones con memoria de formardquo
Universidad Politeacutecnica de Cataluntildea Departamento de Resistencia de
Materiales y Estructuras de Ingenieriacutea 2005
9 Dos Santos et al ldquoEffect of Nitrogen Ion Implantation on the Flexibility of
Rotary Nickel-Titanium Instrumentsrdquo JOE Volume 38 Ndeg 5 May 2012
10 Gambarini G Gerosa R De Luca M et al ldquoMechanical properties of a new
and improved nickel-titanium alloy for endodontic use an evaluation of file
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
46
flexibilityrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2008
105798ndash800
11 Gao Y Gutmann JL Wilkinson K et al ldquoEvaluation of the impact of raw
materials on the fatigue and mechanical properties of ProFile Vortex rotary
instrumentsrdquo J Endod 2012 38398ndash401
12 Gergi et al ldquoComparison of canal transportation and centering ability of
twisted files Pathfile-ProTaper system and stainless steel hand K-files by
using computed tomographyrdquo J Endod 2010 36 904-7
13 Giraldo Olga Luciacutea ldquoMetales y Aleaciones en Odontologiacuteardquo Rev Fac Odont
Univ Ant 2004 15 (2) 53-63
14 Goacutemez y Diacuteaz ldquoNitinol un biomaterial con memoria de formardquo Lectura de
Ingenieriacutea 17 Laboratorio de Tecnologiacutea de Materiales Departamento de
Ingenieriacutea Universidad Autoacutenoma de Meacutexico 2011
15 Hashem AA et al ldquoGeometric analysis of root canal prepared by four rotary
NiTi shaping systemsrdquo J Endod 2012 38 996-1000
16 Hilt BR Cunningham CJ Shen C Richards N ldquoTorsional properties of
stainless steel and nickel-titanium files after multiple autoclave
sterilizationsrdquo Journal of Endodontics Vol 26 No 2 2000
17 King JB Roberts HW Bergeron BE et al ldquoThe effect of autoclaving on
torsional moment of two nickel-titanium endodontic filesrdquo Int Endod J 2012
45 156ndash61
18 Larsen CM et al ldquoCiclic Fatigue Analysis of a New generation of Nickel-
Titanium Rotary Instrumentrdquo J Endod 2009 35 401-3
19 Loacutepes et al ldquoComparison of the Mechanical Properties of Rotary
Instruments Made of Conventional Nickel-Titanium Wire M-Wire or Nickel-
Titanium Alloy in R-Phaserdquo Journal of Endodontics Volume 39 Ndeg 4 April
2013
20 Miyai K et al ldquoInfluence of phase transformation on the torsional and
bending properties of nickel-titanium rotary instrumentsrdquo International
Endodontic Journal 39 119-126 2006
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
47
21 Mounce RE DDS ldquoUna resentildea cliacutenicamente relevante sobre el
ensanchamiento del conducto con niacutequel titaniordquo copyAcademy of Dental
Therapeutics and Stomatology PennWell 2008
22 Otsuka K Wayman CM ldquoShape Memory Materialsrdquo 1st ed Cambridge UK
Cambridge University Press 1998
23 Park SY Cheung GS Yum J et al ldquoDynamic torsional resistance of nickel-
titanium rotary instrumentsrdquo J Endod 2010361200ndash4
24 Peters OA Gluskin AKWeiss RA et al ldquoAn in vitro assessment of the
physical properties of novel Hyflex nickel-titanium rotary instrumentsrdquo Int
Endod J 2012 451027ndash34
25 Roane James B et al ldquoThe Balanced Force Concept for the Instrumentation
of Curved Canalsrdquo Journal of Endodontics Vol 11 Ndeg 5 May 1985
26 Shen Y Qian W Abtin H et al ldquoFatigue testing of controlled memory wire
nickeltitanium rotary instrumentsrdquo J Endod 201137 997ndash1001
27 Testarelli L et al ldquoBending Properties of a New Nickel-Titanium Alloy with a
Lower Percent by Weight of Nickelrdquo Journal of Endodontics Vol 37 Ndeg 9
September 2011
28 Testarelli L NM Grande G Plotino M Lendini G Pongione G De
Paolis F Rizzo V Milana and G Gambarini ldquoCyclic Fatigue of Different
Nickel-Titanium Rotary Instruments A Comparative Studyrdquo The Open
Dentistry Journal 2009 3 55-58
29 Thompson SA ldquoAn overview of nickel-titanium alloys used in dentistryrdquo
International Endodontic Journal 33 297-310 2000
30 Thompson SA Dummer PM ldquoShaping ability of Quantec Series 2000 rotary
nickel-titanium instruments in simulated root canals Part 2rdquo Int Endod J
1998 31 268-74
31 Tripi TR Bonaccorso A Condorelli GG ldquoCyclic fatigue of different nickel-
titanium endodontic rotary instrumentsrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol
Oral Radiol Endod 2006102(4)e106ndash14
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
48
32 Weine FS et al ldquoThe effects of preparation procedures on original canal
shape and apical foramen shaperdquo J Endod 1975 1 255-62
33 Yared GM Bou Dagher FE Machtou P ldquoCyclic fatigue of Profile rotary
instruments after simulared clinical userdquo International Endodontic Journal
Vol 33 No 2 2000
34 Ye J Gao Y ldquoMetallurgical Characterization of M-Wire Nickel-Titanium
Shape Memory Alloy Used for Endodontic Rotary Instruments during Low-
cycle Fatiguerdquo Journal of Endodontics Vol 38 Ndeg 1 January 2012
35 Yeguez Rodriguez Erica ldquoAleacioacuten de Niacutequel-Titanio y su uso en
Endodonciardquo Acta odontol venez 38(1)4-7 2000
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
40
El material de NiTi M-Wire que se sugiere maacutes flexible que el Nitinol 55
maacutes resistente a la fatiga ciacuteclica y con maacutes 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 produccioacuten de instrumentos rotatorios NiTi es Twisted File
(SybroEndo Orange CA) sistema rotatorio producido con deformacioacuten plaacutestica
viacutea Fase R por aplicacioacuten de calor Los instrumentos pertenecientes a estos
sistemas se esperan sean maacutes flexibles y maacutes resistentes a la fatiga ciacuteclica para
trabajar mantenieacutendose centrados en el canal especialmente en canales curvos y
minimizando la transportacioacuten de sus paredes
Los nuevos materiales y meacutetodos usados en la produccioacuten de instrumentos
rotatorios de NiTi contribuyen al desarrollo de mejores preparaciones del canal
radicular sin embargo el nuacutemero de estudios que investigan estos materiales y
meacutetodos 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 desviacioacuten del eje principal del canal
radicular
En el estudio de Celik y col del 2013 se encontroacute que GT Series X y
Twisted File tienen procesos de produccioacuten diferente causan un insignificante
transporte que no se diferencia de otros sistemas rotatorios Ademaacutes se demostroacute
que GT Series X conducen a una significativamente menor transportacioacuten
comparada con la preparacioacuten manual a niveles cercanos a 25 mm apicales sin
embargo esta diferencia pierde significacioacuten en las partes maacutes coronales
En este estudio Twisted File condujo a un menor grado de transportacioacuten en
zonas criacuteticas comparado con instrumentos K Flexo-file usados con teacutecnica
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
Bibliografiacutea
1 Al-Hadlaq et al ldquoEvaluation of Cyclic Flexural Fatigue of M-Wire Nickel-
Titanium Rotatory Instrumentsrdquo Journal of Endodontics Vol 36 Ndeg 2
February 2010
2 Anderson ME Price JW Parashos P ldquoFracture resistance of
electropolished rotary nickel- titanium endodontic instrumentsrdquo J Endod
2007 33(10)1212ndash6
3 Anusavice Kenneth J ldquoCiencia de los materiales dentales de Philipsrdquo Ed
Mc Graw Hill Interamericana 10deg Edicioacuten 1998
4 Baumann NA ldquoNickelndashtitanium options and challengesrdquo Dent Clin N Am
48 (2004) 55ndash67
5 Brantley WA Svec TA Iijima M et al ldquoDifferential scanning calorimetric
studies of nickel-titanium rotary endodontic instrumentsrdquo J Endod 2002
28567ndash72
6 Casper RB Roberts HW Roberts MD et al ldquoComparison of autoclaving
effects on torsional deformation and fracture resistance of three innovative
endodontic file systemsrdquo J Endod 2011 371572ndash5
7 Craig Robert G ldquoMateriales de odontologia restauradorardquo Editorial
Harcourt 10deg Edicioacuten 1998
8 De la Flor Silvia ldquoSimulacioacuten numeacuterica y correlacioacuten experimental de las
propiedades mecaacutenicas en las aleaciones con memoria de formardquo
Universidad Politeacutecnica de Cataluntildea Departamento de Resistencia de
Materiales y Estructuras de Ingenieriacutea 2005
9 Dos Santos et al ldquoEffect of Nitrogen Ion Implantation on the Flexibility of
Rotary Nickel-Titanium Instrumentsrdquo JOE Volume 38 Ndeg 5 May 2012
10 Gambarini G Gerosa R De Luca M et al ldquoMechanical properties of a new
and improved nickel-titanium alloy for endodontic use an evaluation of file
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
46
flexibilityrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2008
105798ndash800
11 Gao Y Gutmann JL Wilkinson K et al ldquoEvaluation of the impact of raw
materials on the fatigue and mechanical properties of ProFile Vortex rotary
instrumentsrdquo J Endod 2012 38398ndash401
12 Gergi et al ldquoComparison of canal transportation and centering ability of
twisted files Pathfile-ProTaper system and stainless steel hand K-files by
using computed tomographyrdquo J Endod 2010 36 904-7
13 Giraldo Olga Luciacutea ldquoMetales y Aleaciones en Odontologiacuteardquo Rev Fac Odont
Univ Ant 2004 15 (2) 53-63
14 Goacutemez y Diacuteaz ldquoNitinol un biomaterial con memoria de formardquo Lectura de
Ingenieriacutea 17 Laboratorio de Tecnologiacutea de Materiales Departamento de
Ingenieriacutea Universidad Autoacutenoma de Meacutexico 2011
15 Hashem AA et al ldquoGeometric analysis of root canal prepared by four rotary
NiTi shaping systemsrdquo J Endod 2012 38 996-1000
16 Hilt BR Cunningham CJ Shen C Richards N ldquoTorsional properties of
stainless steel and nickel-titanium files after multiple autoclave
sterilizationsrdquo Journal of Endodontics Vol 26 No 2 2000
17 King JB Roberts HW Bergeron BE et al ldquoThe effect of autoclaving on
torsional moment of two nickel-titanium endodontic filesrdquo Int Endod J 2012
45 156ndash61
18 Larsen CM et al ldquoCiclic Fatigue Analysis of a New generation of Nickel-
Titanium Rotary Instrumentrdquo J Endod 2009 35 401-3
19 Loacutepes et al ldquoComparison of the Mechanical Properties of Rotary
Instruments Made of Conventional Nickel-Titanium Wire M-Wire or Nickel-
Titanium Alloy in R-Phaserdquo Journal of Endodontics Volume 39 Ndeg 4 April
2013
20 Miyai K et al ldquoInfluence of phase transformation on the torsional and
bending properties of nickel-titanium rotary instrumentsrdquo International
Endodontic Journal 39 119-126 2006
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
47
21 Mounce RE DDS ldquoUna resentildea cliacutenicamente relevante sobre el
ensanchamiento del conducto con niacutequel titaniordquo copyAcademy of Dental
Therapeutics and Stomatology PennWell 2008
22 Otsuka K Wayman CM ldquoShape Memory Materialsrdquo 1st ed Cambridge UK
Cambridge University Press 1998
23 Park SY Cheung GS Yum J et al ldquoDynamic torsional resistance of nickel-
titanium rotary instrumentsrdquo J Endod 2010361200ndash4
24 Peters OA Gluskin AKWeiss RA et al ldquoAn in vitro assessment of the
physical properties of novel Hyflex nickel-titanium rotary instrumentsrdquo Int
Endod J 2012 451027ndash34
25 Roane James B et al ldquoThe Balanced Force Concept for the Instrumentation
of Curved Canalsrdquo Journal of Endodontics Vol 11 Ndeg 5 May 1985
26 Shen Y Qian W Abtin H et al ldquoFatigue testing of controlled memory wire
nickeltitanium rotary instrumentsrdquo J Endod 201137 997ndash1001
27 Testarelli L et al ldquoBending Properties of a New Nickel-Titanium Alloy with a
Lower Percent by Weight of Nickelrdquo Journal of Endodontics Vol 37 Ndeg 9
September 2011
28 Testarelli L NM Grande G Plotino M Lendini G Pongione G De
Paolis F Rizzo V Milana and G Gambarini ldquoCyclic Fatigue of Different
Nickel-Titanium Rotary Instruments A Comparative Studyrdquo The Open
Dentistry Journal 2009 3 55-58
29 Thompson SA ldquoAn overview of nickel-titanium alloys used in dentistryrdquo
International Endodontic Journal 33 297-310 2000
30 Thompson SA Dummer PM ldquoShaping ability of Quantec Series 2000 rotary
nickel-titanium instruments in simulated root canals Part 2rdquo Int Endod J
1998 31 268-74
31 Tripi TR Bonaccorso A Condorelli GG ldquoCyclic fatigue of different nickel-
titanium endodontic rotary instrumentsrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol
Oral Radiol Endod 2006102(4)e106ndash14
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
48
32 Weine FS et al ldquoThe effects of preparation procedures on original canal
shape and apical foramen shaperdquo J Endod 1975 1 255-62
33 Yared GM Bou Dagher FE Machtou P ldquoCyclic fatigue of Profile rotary
instruments after simulared clinical userdquo International Endodontic Journal
Vol 33 No 2 2000
34 Ye J Gao Y ldquoMetallurgical Characterization of M-Wire Nickel-Titanium
Shape Memory Alloy Used for Endodontic Rotary Instruments during Low-
cycle Fatiguerdquo Journal of Endodontics Vol 38 Ndeg 1 January 2012
35 Yeguez Rodriguez Erica ldquoAleacioacuten de Niacutequel-Titanio y su uso en
Endodonciardquo Acta odontol venez 38(1)4-7 2000
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
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 comparoacute
instrumentos Twisted File PathFile ProTaper y limas de acero inoxidable K
Flexofile en el aacutembito de transporte apical luego de la preparacioacuten y su curso en el
centro del canal Reportoacute que el sistema Twisted File arrojoacute resultados superiores
a los demaacutes El sistema PathFile Protaper mostroacute mejores resultados que los
instrumentos K FlexoFile usados con el meacutetodo Step Back Concluyoacute que estos
resultados se debiacutean a que los instrumentos son maacutes flexibles por ser producidos
con meacutetodo de trenzado
El sistema Revo-S provee mayor flexibilidad a medida que decrece el
diaacutemetro del nuacutecleo central del instrumento y asiacute trabaja manteniendo la
configuracioacuten original del canal Sin embargo seguacuten Celik este sistema ha
demostrado generar similar transportacioacuten que otros sistemas rotatorios NiTi
usados en el estudio
Los hallazgos de Celik difieren de los obtenidos por Hashem el 2012 quien
reportoacute que Twisted File ocasiona menor transportacioacuten del canal en comparacioacuten
a GT Series X y Revo-S y que ProTaper presentaba los mayores valores Esto
puede deberse a una diferencia de meacutetodos especialmente de evaluaciones
teacutecnicas
Los sistemas rotatorios NiTi usados en diferente orden han mostrado
ocasionar miacutenimos cambios en la longitud de trabajo En cambio la preparacioacuten
manual genera grados estadiacutesticamente superiores de variacioacuten en la longitud de
trabajo Thompson y Dummer en 1998 reportaron que la alteracioacuten de la longitud
de trabajo puede deberse como resultado de un achatamiento durante la
preparacioacuten del canal o a una peacuterdida del control de la longitud por parte del
operador
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
Bibliografiacutea
1 Al-Hadlaq et al ldquoEvaluation of Cyclic Flexural Fatigue of M-Wire Nickel-
Titanium Rotatory Instrumentsrdquo Journal of Endodontics Vol 36 Ndeg 2
February 2010
2 Anderson ME Price JW Parashos P ldquoFracture resistance of
electropolished rotary nickel- titanium endodontic instrumentsrdquo J Endod
2007 33(10)1212ndash6
3 Anusavice Kenneth J ldquoCiencia de los materiales dentales de Philipsrdquo Ed
Mc Graw Hill Interamericana 10deg Edicioacuten 1998
4 Baumann NA ldquoNickelndashtitanium options and challengesrdquo Dent Clin N Am
48 (2004) 55ndash67
5 Brantley WA Svec TA Iijima M et al ldquoDifferential scanning calorimetric
studies of nickel-titanium rotary endodontic instrumentsrdquo J Endod 2002
28567ndash72
6 Casper RB Roberts HW Roberts MD et al ldquoComparison of autoclaving
effects on torsional deformation and fracture resistance of three innovative
endodontic file systemsrdquo J Endod 2011 371572ndash5
7 Craig Robert G ldquoMateriales de odontologia restauradorardquo Editorial
Harcourt 10deg Edicioacuten 1998
8 De la Flor Silvia ldquoSimulacioacuten numeacuterica y correlacioacuten experimental de las
propiedades mecaacutenicas en las aleaciones con memoria de formardquo
Universidad Politeacutecnica de Cataluntildea Departamento de Resistencia de
Materiales y Estructuras de Ingenieriacutea 2005
9 Dos Santos et al ldquoEffect of Nitrogen Ion Implantation on the Flexibility of
Rotary Nickel-Titanium Instrumentsrdquo JOE Volume 38 Ndeg 5 May 2012
10 Gambarini G Gerosa R De Luca M et al ldquoMechanical properties of a new
and improved nickel-titanium alloy for endodontic use an evaluation of file
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
46
flexibilityrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2008
105798ndash800
11 Gao Y Gutmann JL Wilkinson K et al ldquoEvaluation of the impact of raw
materials on the fatigue and mechanical properties of ProFile Vortex rotary
instrumentsrdquo J Endod 2012 38398ndash401
12 Gergi et al ldquoComparison of canal transportation and centering ability of
twisted files Pathfile-ProTaper system and stainless steel hand K-files by
using computed tomographyrdquo J Endod 2010 36 904-7
13 Giraldo Olga Luciacutea ldquoMetales y Aleaciones en Odontologiacuteardquo Rev Fac Odont
Univ Ant 2004 15 (2) 53-63
14 Goacutemez y Diacuteaz ldquoNitinol un biomaterial con memoria de formardquo Lectura de
Ingenieriacutea 17 Laboratorio de Tecnologiacutea de Materiales Departamento de
Ingenieriacutea Universidad Autoacutenoma de Meacutexico 2011
15 Hashem AA et al ldquoGeometric analysis of root canal prepared by four rotary
NiTi shaping systemsrdquo J Endod 2012 38 996-1000
16 Hilt BR Cunningham CJ Shen C Richards N ldquoTorsional properties of
stainless steel and nickel-titanium files after multiple autoclave
sterilizationsrdquo Journal of Endodontics Vol 26 No 2 2000
17 King JB Roberts HW Bergeron BE et al ldquoThe effect of autoclaving on
torsional moment of two nickel-titanium endodontic filesrdquo Int Endod J 2012
45 156ndash61
18 Larsen CM et al ldquoCiclic Fatigue Analysis of a New generation of Nickel-
Titanium Rotary Instrumentrdquo J Endod 2009 35 401-3
19 Loacutepes et al ldquoComparison of the Mechanical Properties of Rotary
Instruments Made of Conventional Nickel-Titanium Wire M-Wire or Nickel-
Titanium Alloy in R-Phaserdquo Journal of Endodontics Volume 39 Ndeg 4 April
2013
20 Miyai K et al ldquoInfluence of phase transformation on the torsional and
bending properties of nickel-titanium rotary instrumentsrdquo International
Endodontic Journal 39 119-126 2006
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
47
21 Mounce RE DDS ldquoUna resentildea cliacutenicamente relevante sobre el
ensanchamiento del conducto con niacutequel titaniordquo copyAcademy of Dental
Therapeutics and Stomatology PennWell 2008
22 Otsuka K Wayman CM ldquoShape Memory Materialsrdquo 1st ed Cambridge UK
Cambridge University Press 1998
23 Park SY Cheung GS Yum J et al ldquoDynamic torsional resistance of nickel-
titanium rotary instrumentsrdquo J Endod 2010361200ndash4
24 Peters OA Gluskin AKWeiss RA et al ldquoAn in vitro assessment of the
physical properties of novel Hyflex nickel-titanium rotary instrumentsrdquo Int
Endod J 2012 451027ndash34
25 Roane James B et al ldquoThe Balanced Force Concept for the Instrumentation
of Curved Canalsrdquo Journal of Endodontics Vol 11 Ndeg 5 May 1985
26 Shen Y Qian W Abtin H et al ldquoFatigue testing of controlled memory wire
nickeltitanium rotary instrumentsrdquo J Endod 201137 997ndash1001
27 Testarelli L et al ldquoBending Properties of a New Nickel-Titanium Alloy with a
Lower Percent by Weight of Nickelrdquo Journal of Endodontics Vol 37 Ndeg 9
September 2011
28 Testarelli L NM Grande G Plotino M Lendini G Pongione G De
Paolis F Rizzo V Milana and G Gambarini ldquoCyclic Fatigue of Different
Nickel-Titanium Rotary Instruments A Comparative Studyrdquo The Open
Dentistry Journal 2009 3 55-58
29 Thompson SA ldquoAn overview of nickel-titanium alloys used in dentistryrdquo
International Endodontic Journal 33 297-310 2000
30 Thompson SA Dummer PM ldquoShaping ability of Quantec Series 2000 rotary
nickel-titanium instruments in simulated root canals Part 2rdquo Int Endod J
1998 31 268-74
31 Tripi TR Bonaccorso A Condorelli GG ldquoCyclic fatigue of different nickel-
titanium endodontic rotary instrumentsrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol
Oral Radiol Endod 2006102(4)e106ndash14
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
48
32 Weine FS et al ldquoThe effects of preparation procedures on original canal
shape and apical foramen shaperdquo J Endod 1975 1 255-62
33 Yared GM Bou Dagher FE Machtou P ldquoCyclic fatigue of Profile rotary
instruments after simulared clinical userdquo International Endodontic Journal
Vol 33 No 2 2000
34 Ye J Gao Y ldquoMetallurgical Characterization of M-Wire Nickel-Titanium
Shape Memory Alloy Used for Endodontic Rotary Instruments during Low-
cycle Fatiguerdquo Journal of Endodontics Vol 38 Ndeg 1 January 2012
35 Yeguez Rodriguez Erica ldquoAleacioacuten de Niacutequel-Titanio y su uso en
Endodonciardquo Acta odontol venez 38(1)4-7 2000
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
42
Tratamiento de superficie de los instrumentos NiTi
Las opiniones difieren en cuanto al nuacutemero de veces que un instrumento
rotatorio puede ser usado antes de su fractura Los fabricantes recomiendan un
uso uacutenico sin embargo Yared y col creen que los instrumentos pueden ser
usados maacutes 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 conduciriacutea a una
separacioacuten del instrumento (Yared y col 2000)
Los tratamientos de superficie aumentan la resistencia de los instrumentos
de NiTi Entre estos tratamientos la implantacioacuten de ion nitroacutegeno parece ser una
modalidad interesante que produce resultados satisfactorios en teacuterminos de
aumentar la resistencia a la fatiga ciacuteclica y al uso mejorando su eficiencia en el
corte
El estudio de Dos Santos y col del antildeo 2012 planteoacute que la implantacioacuten de
nitroacutegeno no afecta la flexibilidad del instrumento original Para comprobar esto
compararon limas K3 con y sin el ion nitroacutegeno implantado Los resultados
mostraron que no existe una diferencia estadiacutesticamente significativa entre las
cargas requeridas para curvar los instrumentos NiTi de ambos grupos en estudio
Esto sugiere que esta teacutecnica puede ser implementada por los fabricantes como
un proceso que incrementa la seguridad del instrumento
Efectos de la esterilizacioacuten en las propiedades de los instrumentos
NiTi
Se han realizado numerosos estudios de laboratorio de los instrumentos de
NiTi sometidos a muacuteltiples ciclos de esterilizacioacuten por calor Se ha encontrado que
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
Bibliografiacutea
1 Al-Hadlaq et al ldquoEvaluation of Cyclic Flexural Fatigue of M-Wire Nickel-
Titanium Rotatory Instrumentsrdquo Journal of Endodontics Vol 36 Ndeg 2
February 2010
2 Anderson ME Price JW Parashos P ldquoFracture resistance of
electropolished rotary nickel- titanium endodontic instrumentsrdquo J Endod
2007 33(10)1212ndash6
3 Anusavice Kenneth J ldquoCiencia de los materiales dentales de Philipsrdquo Ed
Mc Graw Hill Interamericana 10deg Edicioacuten 1998
4 Baumann NA ldquoNickelndashtitanium options and challengesrdquo Dent Clin N Am
48 (2004) 55ndash67
5 Brantley WA Svec TA Iijima M et al ldquoDifferential scanning calorimetric
studies of nickel-titanium rotary endodontic instrumentsrdquo J Endod 2002
28567ndash72
6 Casper RB Roberts HW Roberts MD et al ldquoComparison of autoclaving
effects on torsional deformation and fracture resistance of three innovative
endodontic file systemsrdquo J Endod 2011 371572ndash5
7 Craig Robert G ldquoMateriales de odontologia restauradorardquo Editorial
Harcourt 10deg Edicioacuten 1998
8 De la Flor Silvia ldquoSimulacioacuten numeacuterica y correlacioacuten experimental de las
propiedades mecaacutenicas en las aleaciones con memoria de formardquo
Universidad Politeacutecnica de Cataluntildea Departamento de Resistencia de
Materiales y Estructuras de Ingenieriacutea 2005
9 Dos Santos et al ldquoEffect of Nitrogen Ion Implantation on the Flexibility of
Rotary Nickel-Titanium Instrumentsrdquo JOE Volume 38 Ndeg 5 May 2012
10 Gambarini G Gerosa R De Luca M et al ldquoMechanical properties of a new
and improved nickel-titanium alloy for endodontic use an evaluation of file
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
46
flexibilityrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2008
105798ndash800
11 Gao Y Gutmann JL Wilkinson K et al ldquoEvaluation of the impact of raw
materials on the fatigue and mechanical properties of ProFile Vortex rotary
instrumentsrdquo J Endod 2012 38398ndash401
12 Gergi et al ldquoComparison of canal transportation and centering ability of
twisted files Pathfile-ProTaper system and stainless steel hand K-files by
using computed tomographyrdquo J Endod 2010 36 904-7
13 Giraldo Olga Luciacutea ldquoMetales y Aleaciones en Odontologiacuteardquo Rev Fac Odont
Univ Ant 2004 15 (2) 53-63
14 Goacutemez y Diacuteaz ldquoNitinol un biomaterial con memoria de formardquo Lectura de
Ingenieriacutea 17 Laboratorio de Tecnologiacutea de Materiales Departamento de
Ingenieriacutea Universidad Autoacutenoma de Meacutexico 2011
15 Hashem AA et al ldquoGeometric analysis of root canal prepared by four rotary
NiTi shaping systemsrdquo J Endod 2012 38 996-1000
16 Hilt BR Cunningham CJ Shen C Richards N ldquoTorsional properties of
stainless steel and nickel-titanium files after multiple autoclave
sterilizationsrdquo Journal of Endodontics Vol 26 No 2 2000
17 King JB Roberts HW Bergeron BE et al ldquoThe effect of autoclaving on
torsional moment of two nickel-titanium endodontic filesrdquo Int Endod J 2012
45 156ndash61
18 Larsen CM et al ldquoCiclic Fatigue Analysis of a New generation of Nickel-
Titanium Rotary Instrumentrdquo J Endod 2009 35 401-3
19 Loacutepes et al ldquoComparison of the Mechanical Properties of Rotary
Instruments Made of Conventional Nickel-Titanium Wire M-Wire or Nickel-
Titanium Alloy in R-Phaserdquo Journal of Endodontics Volume 39 Ndeg 4 April
2013
20 Miyai K et al ldquoInfluence of phase transformation on the torsional and
bending properties of nickel-titanium rotary instrumentsrdquo International
Endodontic Journal 39 119-126 2006
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
47
21 Mounce RE DDS ldquoUna resentildea cliacutenicamente relevante sobre el
ensanchamiento del conducto con niacutequel titaniordquo copyAcademy of Dental
Therapeutics and Stomatology PennWell 2008
22 Otsuka K Wayman CM ldquoShape Memory Materialsrdquo 1st ed Cambridge UK
Cambridge University Press 1998
23 Park SY Cheung GS Yum J et al ldquoDynamic torsional resistance of nickel-
titanium rotary instrumentsrdquo J Endod 2010361200ndash4
24 Peters OA Gluskin AKWeiss RA et al ldquoAn in vitro assessment of the
physical properties of novel Hyflex nickel-titanium rotary instrumentsrdquo Int
Endod J 2012 451027ndash34
25 Roane James B et al ldquoThe Balanced Force Concept for the Instrumentation
of Curved Canalsrdquo Journal of Endodontics Vol 11 Ndeg 5 May 1985
26 Shen Y Qian W Abtin H et al ldquoFatigue testing of controlled memory wire
nickeltitanium rotary instrumentsrdquo J Endod 201137 997ndash1001
27 Testarelli L et al ldquoBending Properties of a New Nickel-Titanium Alloy with a
Lower Percent by Weight of Nickelrdquo Journal of Endodontics Vol 37 Ndeg 9
September 2011
28 Testarelli L NM Grande G Plotino M Lendini G Pongione G De
Paolis F Rizzo V Milana and G Gambarini ldquoCyclic Fatigue of Different
Nickel-Titanium Rotary Instruments A Comparative Studyrdquo The Open
Dentistry Journal 2009 3 55-58
29 Thompson SA ldquoAn overview of nickel-titanium alloys used in dentistryrdquo
International Endodontic Journal 33 297-310 2000
30 Thompson SA Dummer PM ldquoShaping ability of Quantec Series 2000 rotary
nickel-titanium instruments in simulated root canals Part 2rdquo Int Endod J
1998 31 268-74
31 Tripi TR Bonaccorso A Condorelli GG ldquoCyclic fatigue of different nickel-
titanium endodontic rotary instrumentsrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol
Oral Radiol Endod 2006102(4)e106ndash14
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
48
32 Weine FS et al ldquoThe effects of preparation procedures on original canal
shape and apical foramen shaperdquo J Endod 1975 1 255-62
33 Yared GM Bou Dagher FE Machtou P ldquoCyclic fatigue of Profile rotary
instruments after simulared clinical userdquo International Endodontic Journal
Vol 33 No 2 2000
34 Ye J Gao Y ldquoMetallurgical Characterization of M-Wire Nickel-Titanium
Shape Memory Alloy Used for Endodontic Rotary Instruments during Low-
cycle Fatiguerdquo Journal of Endodontics Vol 38 Ndeg 1 January 2012
35 Yeguez Rodriguez Erica ldquoAleacioacuten de Niacutequel-Titanio y su uso en
Endodonciardquo Acta odontol venez 38(1)4-7 2000
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
43
la esterilizacioacuten repetida puede provocar cambios en las propiedades de flexioacuten y
de torsioacuten y afectar la eficiencia de corte Sin embargo Hilt y col el 2010
observaron que ni el nuacutemero de ciclos de esterilizacioacuten ni el tipo de autoclave
utilizado afectaron la dureza microestructura y la propiedad de torsioacuten de los
instrumentos de niacutequel-titanio
Los efectos de muacuteltiples ciclos de autoclavado en el comportamiento a las
cargas torsionales tambieacuten ha sido investigado tanto por Casper y col en el 2011
asiacute como tambieacuten por King y col en el 2012 Casper concluyoacute que los repetidos
autoclavados no afectan la resistencia a la torsioacuten para limas nuevas ProFile
Vortex (M-Wire) Twisted File y limas CM-Wire King evaluoacute 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 torsioacuten de las limas GTX fue
significativamente menor despueacutes de tres y siete ciclos de autoclavado
Interesantemente el nuacutemero de ciclos de autoclave no afecta el momento de
torsioacuten 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 niacutequel es el alergeno maacutes comuacuten en los paiacuteses industrializados debido a
su uso en joyeriacutea y productos de consumo El niacutequel obstaculiza la mitosis de los
fibroblastos pero la aleacioacuten de niacutequel-titanio parece carecer de estos efectos y
muestra buena biocompatibilidad Una explicacioacuten para esto es la proporcioacuten
equiatoacutemica 11 de sus componentes (Baumann 2004)
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
44
Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
Bibliografiacutea
1 Al-Hadlaq et al ldquoEvaluation of Cyclic Flexural Fatigue of M-Wire Nickel-
Titanium Rotatory Instrumentsrdquo Journal of Endodontics Vol 36 Ndeg 2
February 2010
2 Anderson ME Price JW Parashos P ldquoFracture resistance of
electropolished rotary nickel- titanium endodontic instrumentsrdquo J Endod
2007 33(10)1212ndash6
3 Anusavice Kenneth J ldquoCiencia de los materiales dentales de Philipsrdquo Ed
Mc Graw Hill Interamericana 10deg Edicioacuten 1998
4 Baumann NA ldquoNickelndashtitanium options and challengesrdquo Dent Clin N Am
48 (2004) 55ndash67
5 Brantley WA Svec TA Iijima M et al ldquoDifferential scanning calorimetric
studies of nickel-titanium rotary endodontic instrumentsrdquo J Endod 2002
28567ndash72
6 Casper RB Roberts HW Roberts MD et al ldquoComparison of autoclaving
effects on torsional deformation and fracture resistance of three innovative
endodontic file systemsrdquo J Endod 2011 371572ndash5
7 Craig Robert G ldquoMateriales de odontologia restauradorardquo Editorial
Harcourt 10deg Edicioacuten 1998
8 De la Flor Silvia ldquoSimulacioacuten numeacuterica y correlacioacuten experimental de las
propiedades mecaacutenicas en las aleaciones con memoria de formardquo
Universidad Politeacutecnica de Cataluntildea Departamento de Resistencia de
Materiales y Estructuras de Ingenieriacutea 2005
9 Dos Santos et al ldquoEffect of Nitrogen Ion Implantation on the Flexibility of
Rotary Nickel-Titanium Instrumentsrdquo JOE Volume 38 Ndeg 5 May 2012
10 Gambarini G Gerosa R De Luca M et al ldquoMechanical properties of a new
and improved nickel-titanium alloy for endodontic use an evaluation of file
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
46
flexibilityrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 2008
105798ndash800
11 Gao Y Gutmann JL Wilkinson K et al ldquoEvaluation of the impact of raw
materials on the fatigue and mechanical properties of ProFile Vortex rotary
instrumentsrdquo J Endod 2012 38398ndash401
12 Gergi et al ldquoComparison of canal transportation and centering ability of
twisted files Pathfile-ProTaper system and stainless steel hand K-files by
using computed tomographyrdquo J Endod 2010 36 904-7
13 Giraldo Olga Luciacutea ldquoMetales y Aleaciones en Odontologiacuteardquo Rev Fac Odont
Univ Ant 2004 15 (2) 53-63
14 Goacutemez y Diacuteaz ldquoNitinol un biomaterial con memoria de formardquo Lectura de
Ingenieriacutea 17 Laboratorio de Tecnologiacutea de Materiales Departamento de
Ingenieriacutea Universidad Autoacutenoma de Meacutexico 2011
15 Hashem AA et al ldquoGeometric analysis of root canal prepared by four rotary
NiTi shaping systemsrdquo J Endod 2012 38 996-1000
16 Hilt BR Cunningham CJ Shen C Richards N ldquoTorsional properties of
stainless steel and nickel-titanium files after multiple autoclave
sterilizationsrdquo Journal of Endodontics Vol 26 No 2 2000
17 King JB Roberts HW Bergeron BE et al ldquoThe effect of autoclaving on
torsional moment of two nickel-titanium endodontic filesrdquo Int Endod J 2012
45 156ndash61
18 Larsen CM et al ldquoCiclic Fatigue Analysis of a New generation of Nickel-
Titanium Rotary Instrumentrdquo J Endod 2009 35 401-3
19 Loacutepes et al ldquoComparison of the Mechanical Properties of Rotary
Instruments Made of Conventional Nickel-Titanium Wire M-Wire or Nickel-
Titanium Alloy in R-Phaserdquo Journal of Endodontics Volume 39 Ndeg 4 April
2013
20 Miyai K et al ldquoInfluence of phase transformation on the torsional and
bending properties of nickel-titanium rotary instrumentsrdquo International
Endodontic Journal 39 119-126 2006
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
47
21 Mounce RE DDS ldquoUna resentildea cliacutenicamente relevante sobre el
ensanchamiento del conducto con niacutequel titaniordquo copyAcademy of Dental
Therapeutics and Stomatology PennWell 2008
22 Otsuka K Wayman CM ldquoShape Memory Materialsrdquo 1st ed Cambridge UK
Cambridge University Press 1998
23 Park SY Cheung GS Yum J et al ldquoDynamic torsional resistance of nickel-
titanium rotary instrumentsrdquo J Endod 2010361200ndash4
24 Peters OA Gluskin AKWeiss RA et al ldquoAn in vitro assessment of the
physical properties of novel Hyflex nickel-titanium rotary instrumentsrdquo Int
Endod J 2012 451027ndash34
25 Roane James B et al ldquoThe Balanced Force Concept for the Instrumentation
of Curved Canalsrdquo Journal of Endodontics Vol 11 Ndeg 5 May 1985
26 Shen Y Qian W Abtin H et al ldquoFatigue testing of controlled memory wire
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Lower Percent by Weight of Nickelrdquo Journal of Endodontics Vol 37 Ndeg 9
September 2011
28 Testarelli L NM Grande G Plotino M Lendini G Pongione G De
Paolis F Rizzo V Milana and G Gambarini ldquoCyclic Fatigue of Different
Nickel-Titanium Rotary Instruments A Comparative Studyrdquo The Open
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International Endodontic Journal 33 297-310 2000
30 Thompson SA Dummer PM ldquoShaping ability of Quantec Series 2000 rotary
nickel-titanium instruments in simulated root canals Part 2rdquo Int Endod J
1998 31 268-74
31 Tripi TR Bonaccorso A Condorelli GG ldquoCyclic fatigue of different nickel-
titanium endodontic rotary instrumentsrdquo Oral Surg Oral Med Oral Pathol
Oral Radiol Endod 2006102(4)e106ndash14
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
48
32 Weine FS et al ldquoThe effects of preparation procedures on original canal
shape and apical foramen shaperdquo J Endod 1975 1 255-62
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Vol 33 No 2 2000
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Endodonciardquo Acta odontol venez 38(1)4-7 2000
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Conclusiones
Debido a la superelasticidad que presentan las aleaciones de niacutequel-titanio
has sido altamente ulizadas en la fabricacioacuten de instrumentos endodoacutenticos de
preparacioacuten del canal radicular Es importante para los profesionales estar al diacutea
en el conocimiento de estas aleaciones con el objetivo de valorar los instrumentos
creados a partir de ellas y poder maximizar las potencialidades cliacutenicas que
ofrecen Este seminario entregoacute una revisioacuten bibliograacutefica actualizada de las
aleaciones maacutes recientes de niacutequel-titanio obtenidas a partir de nuevos procesos
de manufactura tratamientos teacutermicos y mejoradas con tratamientos de superficie
La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la
fabricacioacuten de instrumentos de uso en endodoncia Las limas de NiTi tanto de tipo
manual como mecaacutenicas pueden mejorar de manera importante la capacidad de
los odontoacutelogos para instrumentar los conductos radiculares curvos
Si bien los instrumentos de niacutequel-titanio son maacutes flexibles que las limas de
acero inoxidable Las limas rotatorias no sustituyen a las limas manuales Son una
herramienta maacutes para el odontoacutelogo que hace endodoncia La aparicioacuten de estos
sistemas y de nuevas aleaciones de niacutequel-titanio para la fabricacioacuten de
instrumental rotatorio implican toda una revolucioacuten en la instrumentacioacuten de los
conductos radiculares por lo tanto el conocimiento de estos instrumentos desde el
punto de vista de su composicioacuten propiedades clasificacioacuten y usos es muy
importante para el ejercicio profesional
Es imprescindible hacer eacutenfasis en la investigacioacuten 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 disentildeos
de las limas y de las teacutecnicas que permitan aprovechar al maacuteximo las bondades de
este material tan particular
Aleaciones NiTi en Endodoncia 2013
45
Bibliografiacutea
1 Al-Hadlaq et al ldquoEvaluation of Cyclic Flexural Fatigue of M-Wire Nickel-
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