Flexión Tratamiento termomecánico y nuevas aleaciones de NiTi

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Índice

Portada

Índice

Introducción

Metalurgia de la aleación NiTi

Memoría de forma

Superelasticidad

Resistencia a la fractura cíclica

Torsión

Flexión

Tratamiento termomecánico y nuevas aleaciones de NiTi

Caso Clínico

Conclusión

Bibliografía

Introducción

Los objetivos de un tratamiento endodóntico son remover por completo los tejidos blandos contenidos en el canal, eliminar lo más completamente posible cualquier elemento microbiano y crear una situación en la que se evite el traspaso de microorganismos o sustancias tóxicas desde el sistema de canales hacia los tejidos apicales de soporte. Para cumplir a cabalidad con estos objetivos resulta de gran importancia la instrumentación endodóntica, que debe tener como fin primordial modelar y limpiar el conducto radicular sin que se desvíe de la curvatura original que presenta, facilitando el sellado final tridimensional. Tradicionalmente, la conformación y desinfección del conducto radicular se realiza mediante el empleo de limas manuales de acero inoxidable, pero se ha documentado una asociación entre el uso de estas limas y la generación de alteraciones indeseables en la morfología del canal radicular durante su preparación. Se ha demostrado que la instrumentación manual con limas de acero inoxidable producía un mayor número 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 características indeseables de las limas de acero inoxidable se introdujeron a principios de la década de los noventa las limas de níquel-titanio, fabricadas en base a la aleación con memoria de forma conocida como Nitinol. El uso del níquel-titanio constituye una innovación en el área endodóntica, al emplearse fundamentalmente para la manufactura de instrumentos de preparación del canal radicular debido a su gran resistencia y bajo módulo de elasticidad. El comportamiento superelástico de la aleación de níquel-titanio le confiere una gran flexibilidad y les permite a los instrumentos seguir efectivamente la trayectoria original del conducto radicular, facilitando la instrumentación y preparación de los canales curvos.En la actualidad, el mercado especializado nos sigue ofreciendo nuevas alternativas de instrumentos rotatorios con ciertas diferencias en su diseño. El diseño de los instrumentos se está adaptando por fin a los conceptos de principios biológicos y mecánicos del tratamiento de conductos radiculares, razón por la cual los procedimientos de limpieza y conformación tienen hoy tanto éxito.

En este trabajo hablaremos sobre las nuevas aleaciones existente en instrumentos de uso endodónticos  

Con el desarrollo de las aleaciones  NiTi para cumplir con el requisito de endodoncia, el procesamiento térmico se considera hoy como el enfoque principal para mejorar las propiedades de la aleación al afectar sus temperaturas de transición y, posteriormente, modificar la resistencia a la fatiga, ya sea torsional o flexural. Los procesos térmicos son, obviamente, secretos comerciales celosamente guardados y se sabe muy poco acerca de ellos

Metalurgia de la Aleación NiTi

La aleación de níquel-titanio usada en la fabricación de instrumentos de preparación del canal radicular contiene aproximadamente un 56% de níquel y un 44% de titanio. En algunas aleaciones, un pequeño porcentaje de níquel (< 2%) puede ser sustituido por cobalto. El porcentaje en peso del Ni es mayor que el del Ti ya que el átomo de Ni (número atómico =28, peso atómico= 58,69) es de mayor tamaño que el átomo de Ti (número atómico=22, peso atómico= 47,86).
Esta composición da origen a una relación atómica de 1:1 de los componentes principales y, como con otros sistemas metálicos, esta aleación se presenta en varias formas cristalográficas. El término genérico para esta aleación es Nitinol-55 y tiene la particularidad de modificar su tipo de unión atómica, lo que ocasiona cambios únicos y significantes en sus propiedades mecánicas y disposición cristalográfica. Estos cambios ocurren en función de la temperatura y el estrés. Las dos únicas características que son de relevancia en la odontología ocurren como resultado de la transición de una forma austenítica a una martensítica en la aleación de NiTi, características denominadas como memoria de forma y superelasticidad. es decir, que es capaz de deformarse al ser sometido a una carga y recuperar completamente su forma inicial al cesar dicha carga. Y  se logra la característica de memoria de forma cuando es sometido a tratamiento térmico controlado

Otro tipo de aleación, denominada Nitinol-60, contiene alrededor del 5% más de níquel. Esta aleación ha sido usada para la fabricación de algunos instrumentos endodónticos,pero debido a sus propiedades diferentes (menor efecto de memoria de forma y tratamientos térmicos incrementados, junto con el aumento de su dureza) es menos usada que la aleación de Nitinol-55.

En las aleaciones de nitinol, los átomos de Ni y de Ti pueden disponerse en diferentes formas espaciales. Estas diferentes disposiciones se denominan fases microestructurales o fases cristalográficas de la aleación. Principalmente existen dos (8-10):

a) Fase Austenítica. Denominada fase de alta temperatura o fase madre. La disposición de los átomos sigue una distribución B2 cúbica. La aleación de NiTi está en esta fase a temperatura ambiente

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b) Fase Martensítica. Denominada fase de baja temperatura. La disposición de los átomos sigue una distribución B19' monoclínica. La aleación de NiTi está en esta fase a baja temperatura

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c) Fase R o pre-martensítica: la disposición de los átomos en esta fase es romboidal

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Es importante conocer las diferentes fases microestructurales ya que la aleación de NiTi va a tener propiedades mecánicas diferentes en función de la fase en la que se encuentre. Se ha definido la fase austenítica como la fase "dura" o fase "fuerte" y se caracteriza por tener un comportamiento elástico o la capacidad de que tras ceder la fuerza que provoca la deformación, el material puede recuperar su disposición inicial. En el caso de la aleación de NiTi, esta puede llegar a deformarse un 8% y recuperar su disposición original (en comparación con otros metales como el acero que sólo son capaces de deformarse un 1%) por lo que se

considera que tiene propiedades de superelasticidad:

 La fase martensítica se describe como fase "blanda" o "dúctil", y se caracteriza por tener un comportamiento plástico, es decir, tras el cese de la fuerza que provoca la deformación, la aleación mantiene dicha deformación.

 Por otro lado, la aleación es capaz de pasar de una fase microestructural a otra si se somete a estrés mecánico o a un cambio de temperatura. Esta posibilidad de alternar entre fases es lo que confiere a la aleación sus dos propiedades características: superelasticidad y memoria de forma.

Memoria de forma

La memoria de forma se refiere a la capacidad de ciertos materiales derecordar una forma, incluso después de severas deformaciones: una vezdeformados a bajas temperaturas, estos materiales permanecerán deformadoshasta que sean calentados, entonces volverán espontáneamente a su formaoriginal que tenían antes de la deformación

A una temperatura relativamente alta (100˚) la aleación de NiTi se encuentra en fase austenítica. Si la aleación se enfría, a partir de una determinada temperatura los cristales de la aleación van cambiando su disposición microestructural variando de B2-cúbica aB19'monoclínica de forma gradual, reduciéndose así el porcentaje de cristales en fase austenítica y sustituyéndose por cristales en fase martensítica, hasta una determinada temperatura en la que todos los cristales de la aleación han pasado a disposición martensítica. La temperatura en la que comienza esta transición se denomina temperatura Ms (Martensitic transformation start). La temperatura a la cual toda la aleación está en conformación martensítica es la temperatura Mf (Martensitic transformacion finish)

sin embargo la disposición martensítica a baja temperatura, según la aleación va calentándose, a partir de una denominada temperatura los cristales de Nitinol martensítico empiezan a cambiar su disposición a Nitinol con estructura austenítica. La temperatura a la cual comienza esta transformación austenítica es la temperatura As (Austenitic transformation start) y la temperatura a la cual esta transformación se da por finalizada se denomina temperatura Af (Austenitic transformation finish)  Es decir, la aleación no cambia en bloque de fase microestructural, sino que existe un rango de temperaturas en las que la aleación se está transformando y no está completamente ni en fase martensítica ni en fase austenítica, sino en una mezcla de ambas. Este rango de temperaturas se denomina rango de temperaturas de transición o RTT o el rango de temperaturas de transición reverso o RTTR, según vayamos en uno u otro sentido. Eneste rango de temperaturas de transición y en una franja muy estrecha estaría situada la faseR.

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