Lección 5 PREPARACIÓN BIOMECÁNICA DE LOS CONDUCTOS CON TÉCNICAS ROTATORIAS Y LIMAS DE NIQUEL - TITANIO Prof. Juan J. Segura Egea Catedrático de Patología y Terapéutica Dental Dpto. de Estomatología de la Universidad de Sevilla MASTER EN ODONTOLOGÍA RESTAURADORA ESTÉTICA Y FUNCIONAL OPERATORIA DENTAL Y ENDODONCIA AVANZADAS
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Presentación de PowerPoint · 2019-11-24 · SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA Limas de niquel-titanio (Ni-Ti) Si no se eliminan bien las virutas también aumenta
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Lección 5
PREPARACIÓN BIOMECÁNICA DE LOS
CONDUCTOS CON TÉCNICAS ROTATORIAS Y
LIMAS DE NIQUEL-TITANIO
Prof. Juan J. Segura Egea
Catedrático de Patología y Terapéutica Dental
Dpto. de Estomatología de la Universidad de Sevilla
MASTER EN ODONTOLOGÍA RESTAURADORA
ESTÉTICA Y FUNCIONAL
OPERATORIA DENTAL Y ENDODONCIA AVANZADAS
INTRODUCCIÓN
Las aleaciones de niquel-titanio
(Ni-Ti)
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
Aleaciones de niquel-titanio (Ni-Ti)
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
Naval Ordnance Laboratory
(NOL) (Silver Springs, USA)
Las aleaciones de níquel titanio se
desarrollaron a principio de los años
60, por Buehler y cols. en el Naval
Ordnance Laboratory (Silver Springs,
Maryland, EEUU).
Su composición original contenía un
55% de níquel y 45% de titanio, y se
denominó NiTiNOL-55.
La relación atómica Ni:Ti es de 1:1, pero los átomos pueden
disponerse espacialmente de varias formas cristalográficas,
modificándose sus propiedades mecánicas.
Aleaciones de niquel-titanio (Ni-Ti)
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
En 1971 Andreasen & Hilleman publican los resultados sobre
su uso clínico en ortodoncia, aplicándose en clínica, tras un
gran número de experimentos, a finales de los años setenta.
Memoria de la forma:
Capacidad del material para “recordar” su forma original tras una
deformación aparentemente plástica.
La martensita es la responsable de la memoria de la forma.
Aleaciones de niquel-titanio (Ni-Ti)
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
Memoria de la forma:
Capacidad del material para “recordar” su forma original tras una
deformación aparentemente plástica.
Se dice que la aleación de NiTi es un “material inteligente”.
La trasformación martensítica termo-elástica es la responsable de la
propiedad de la memoria de la forma de las alecaciones de NiTi.
La memoria de la forma se manifiesta de 2 maneras:
Memoria de forma térmica: recupera la forma al aumentar la tª.
Memoria de forma elástica: superelasticidad sufre grandes
deformaciones elásticas.
Aleaciones de niquel-titanio (Ni-Ti)
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
La memoria de la forma se manifiesta de 2 maneras:
Memoria de forma térmica: recupera la forma al aumentar la tª.
Memoria de forma elástica: superelasticidad sufre grandes
deformaciones elásticas.
Austenita: alta temperatura; fase más dura y resistente.
Fase – R: propiedades intermedias.
Martensita: baja temperatura; fácilmente deformable y más blanda.
FASES CRISTALOGRÁFICAS DE LA
ALEACIÓN DE NI-TI
Austenita Fase – R Martensita
Los átomos de Ni y Ti se pueden disponer espacialmente de 3
formas diferentes: fases micro-estructurales.
El comportamiento mecánico de la aleación de NiTi depende de
la proporción relativa y de las características de sus fases
microestructurales, que tienen curvas T-D diferentes.
FASES CRISTALOGRÁFICAS DE LA
ALEACIÓN DE NI-TI
La proporción de cada una de las fases depende del estrés y de la tª.
La transformación de la fase austenita a la martensita:
- cuando se aplica estrés a la aleación (tensión deformante)
- cuando se reduce la temperatura (enfriamiento).
FASES CRISTALOGRÁFICAS DE LA
ALEACIÓN DE NI-TI
El paso de austenita a martensita se denomina “transformación martensítica”
(por haberse visto en el acero). Lo induce el enfriamiento.
FASES CRISTALOGRÁFICAS DE LA
ALEACIÓN DE NI-TI
AUSTENITAMARTENSITA DISTORSIONADA – FASE R
Al sufrir tensión, la martensita distorsionada (Fase R) se
trasforma definitivamente en martensita .
FASES CRISTALOGRÁFICAS DE LA
ALEACIÓN DE NI-TI
MARTENSITA
Cuando la martensita se calienta, vuelve a trasformarse en
austenita, recuperando su forma.
FASES CRISTALOGRÁFICAS DE LA
ALEACIÓN DE NI-TI
AUSTENITA
A temperaturas altas en la
aleación de NiTi predomina
la estructura de red cúbica
centrada en el cuerpo,
conocida como fase
austenítica. Es más estable,
dura y resistente.
ALEACIONES DE NIQUEL-TITANIO
Fases cristalográficas
La proporción de cada una de las 3 fases dependerá de la
temperatura y de la tensión a la que esté sometida la aleación.
AUSTENITA
FASE - RMARTENSITA
Al enfriarse, se produce un
cambio en la estructura
cristalina, pasando a predominar
la fase martensítica, cambiando
el módulo de elasticidad
(rigidez), límite elástico y la
resistividad eléctrica.
La aleación es ahora más
fácilmente deformable, más
blanda, pero más frágil.
ALEACIONES DE NIQUEL-TITANIO
Fases cristalográficas
AUSTENITA
FASE - RMARTENSITA
ALEACIONES DE NIQUEL-TITANIO
Fases cristalográficas
FASE Estructura tª alta tª baja Resistencia a la
tracción
Límite elástico Módulo elástico
Austenita Cúbica
centrada
Estable,
dura,
resistente
800-1500 MPa 100-800 MPa 70-110 GPa
Martensita Rómbica Blanda,
frágil
103-1100 MPa 50-300 MPa 21-69 GPa
Mediante tratamientos térmicos puede conseguirse que la aleación de
NITI tenga proporciones concretas de austenita / fase R / martensita,
con comportamientos y propiedades mecánicas diferentes.
TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LA ALEACIÓN DE NI-TI
Las limas fabricadas con estas aleaciones se comportan de manera
diferente según estén a la tª ambiente o sometidas a estrés (rotando en
el conducto y a tª oral), pues varían las proporciones de cada fase del
NITI, con importantes variaciones en sus propiedades mecánicas.
TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LA ALEACIÓN DE NI-TI
PROPIEDADES DE LAS ALEACIONES
DE NIQUEL - TITANIO
* Propiedad fundamental: Superelasticidad.
Propiedad del material consistente en recuperar la forma
original tras desaparecer la fuerza que lo deformaba.
- Soportan enormes deformaciones elásticas.
- Recobran su forma original tras deformaciones del 10%.
- No pueden precurvarse; no se deforman en conductos curvos.
- El acero sólo recupera su forma si la deformación no supera
el 1%.
Tras 100 deformaciones la super-elasticidad desciende al 6%.
Tras 100.000 cae al 4%.
Aleaciones de niquel-titanio (Ni-Ti)
* Al aplicar un momento de fuerza a un alambre de acero deformándolo 80º, al cesar el momento de fuerza queda una angulación de 60º. El límite de deformación elástica del alambre de acero es 20º.
* Al aplicar el mismo momento de fuerza a un alambre de Ni-Ti de igual sección y deformarlo 80º, al cesar el momento de fuerza queda sólo una angulación < 5º. El límite de deformación elástica del alambre de Ni-Ti > 70º.
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
PROPIEDADES DE LAS ALEACIONES
DE NIQUEL - TITANIO
Superelasticidad (uso en endodoncia):
- Mayor flexibilidad: conductos curvos.
- Mínimo trasporte del conducto / foramen apical.
La martensita vuelve inmediatamente a austenita en cuanto desaparece la tensión.
Gran elasticidad (superelasticidad) y memoria de la forma.
Curva tensión-deformación
del Ni-Ti - martensita
Aleaciones de niquel-titanio (Ni-Ti)
SUPERELASTICIDAD:
Resultado de la trasformación de austenita a martensita, inducida por el estrés.
La estructura cristalina de la martensita le permite acumular tension sin
que aumenta la deformación.
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
Curva tensión-deformación del
Ni-Ti (no lineal).
Estable
Inestable
Superelasticidad
La mayor parte del tiempo las limas de Ni-Ti están en fase de transformación:
aunque aumente la deformación, la tensión se mantiene constante.
Aleaciones de niquel-titanio (Ni-Ti)
* SUPERELASTICIDAD.
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
Curva tensión-deformación
del acero.
Curva tensión-deformación
del Ni-Ti (no lineal).
Aleaciones de niquel-titanio (Ni-Ti)
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
SUPERELASTICIDAD
LIMAS DE NIQUEL-TITANIO
(Ni-Ti)
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
50% – 56% niquel
44% - 50% titanio
Limas de niquel-titanio (Ni-Ti): Ventajas
* Superelasticidad:
Menor transporte, menos escalones, menos zip, menos perforaciones.
* Mayor eficiencia: mas velocidad en la preparación (5 min /conducto).
* Resisten mejor las fuerzas torsionales horarias y anti-horarias, pero exigen control de torque.
* Dureza Vickers de 300-350 (dentina del conducto 30-35).
* Su acción de corte dependerá de la anatomía del canal y de la dureza de la dentina.
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
Limas de niquel-titanio (NiTiNOL)
El uso correcto de las limas de NiTi conlleva:
- Menor transporte del conducto.
- Menos escalones.
- Menos zip.
- Menos perforaciones.
- Mas eficacia.
- Mas velocidad en la preparación (5 min. por conducto).
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
* Alto coste en relación con las limas manuales.* Curva de aprendizaje lenta.
* Menor exponente táctil.
* Eficacia de corte menor que el acero (1/2 a 1/3).
Limas de niquel-titanio (Ni-Ti): Inconvenientes
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
CONTROL DE TORQUE
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
F: fuerza
τ: torque
p: momento lineal de la fuerza
L: momento angular de la fuerza
r: radio de giro.
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
Par de giro o torque (T): fuerza de giro ejercida por una fuerza (F) para
hacer girar una masa que dista r (radio) de un eje.
Torque = radio x fuerza.
Unidad: Kg fuerza x m, g x cm, Newton x m, N x mm.
Al doble de radio el torque ejercido por una misma fuerza se duplica.
Limas de niquel-titanio (Ni-Ti) – Concepto de torque
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
Durante el giro de la lima dentro del conducto aparecen fuerzas
torsionales y de flexión.
Un microprocesador libera la cantidad exacta de energía mecánica
rotacional (torque) para optimizar la función de la lima sin que se
alcance el límite elástico.
Limas de niquel-titanio (Ni-Ti) – Control de torque
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
- Motores de endodoncia con control de torque -
El motor electrónico para endodoncia, controlado por un microprocesador, libera la cantidad exacta de energía mecánica rotacional (torque) para optimizar la función de la lima sin que ocurran “separaciones”.
El motor electrónico proporciona baja velocidad y alto torque en el instrumento de rotación.
Se preseleccionan la velocidad (250-500 rpm) y el torque (2 - 5 N x cm).
Eficiencia de las limas en rotación horaria continua: máxima durabilidad con el menor riesgo de fractura.
- Torque muy bajo: disminuye la eficiencia de la lima.
- Velocidad muy baja: disminuye la eficiencia de la lima.
- La lima corta poco y avanza lentamente el operador “empuja” con el contrángulo, produciendo más estrés y peligro de fractura.
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
- Motores de endodoncia con control de torque -
Cuanto más cortante es la lima menor debe ser el torque ajustado.
Cuanto menos cortante es la lima, mayor torque se preselecciona (mayor peligro de que se produzca fractura).
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
- Motores de endodoncia para control de torque: X-Smart de Maillefer -
Sentido de giro:
Velocidad, en rpm.
Torque, en Ncm.
“Gear”: reducción (16:1).
Nº programa.
COMPORTAMIENTO DE LAS
LIMAS DE NI-TI FRENTE AL
ESTRÉS
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
* La tensión cíclica que sufren las limas determina su deformación con el uso.
* La deformación se produce por dos tipos de estrés o tensión:
1) Estrés por torsión: se supera el límite elástico.
2) Estrés por flexión: fatiga del material.
SISTEMAS DE LIMAS PARA ROTACION HORARIA CONTINUA
Estrés sufrido por las limas de niquel-titanio
1) Estrés por torsión: factores que influyen,
a) Cuando una gran porción de la lima roza contra la pared del conducto.
b) Cuando la punta de la lima tiene una sección mayor que el conducto en el que rota.
c) Cuando el operador ejerce una presión excesiva.