ALEACION  DE  NIQUEL - TITANIO

 Y  SU  USO  EN  ENDODONCIA 

            Erika Yeguez Rodríguez  Odontólogo U.C.V.  1997

Recibido: 11/05/99

Aprobado para publicación: 19/07/99

RESUMEN:

 La aleación de níquel- titanio (NiTi) ha innovado en el campo de la endodoncia. La documentación bibliográfica  aún es escasa, pero posterior a su revisión, la autora concluye que la propiedad de la flexibilidad de esta aleación hacen de la misma el material idóneo para su uso en el área de la endodoncia. Las limas de NiTi, tanto de tipo manuales como las de uso rotatorio, tiene una potencial capacidad para incrementar la capacidad del odontólogo en la instrumentación de conductos curvos. Se hace indispensable realizar más investigaciones para lograr una definición de las limitaciones y fuerzas del NiTi, y para precisar los diseños de las limas y las técnicas a emplear para lograr sacar el máximo provecho de este exclusivo material.

 PALABRAS CLAVE:  Instrumentos para conductos radiculares.

ABSTRACT:

 Nickel-Titanium alloy (NiTi) has innovated endodontics field. Bibliographic documentation is yet scarce, however after this review the author, concludes that the flexibility property of this alloy makes it a convenient material to use in endodontics. NiTi files, both hand files and rotative  have the potential capacity to increase the ability of the dentist to work on curved root canals.To obtain the best results with NiTi, more research should be done to achieve the limitations and strenght of the NiTi, to precise the files design, and to develop the techniques to apply this unique material.

KEY WORDS:  Root canal instruments.

INTRODUCCION

Las limas de endodoncia fueron fabricadas en acero al carbono a partir de 1901 cuando la casa Kerr introdujo al mercado la primera lima K. Muchos de los errores cometidos durante la instrumentación de los conductos radiculares, en especial en conductos curvos, están relacionados con la rigidez de este tipo de aleación de acero. Los fabricantes han intentado solucionar dichos incovenientes a través de la creación de variaciones en el diseño de las limas, que generalmente requieren modificaciones del área de la sección transversal, del ángulo y la profundidad de las espiras cortantes, y del diseño de la punta. Hasta hace poco el empleo de los metales y aleaciones en la fabricación de instrumentos de uso endodóntico merecieron muy poca atención. La innovación del níquel-titanio (en adelante NiTi) en la década de los 60 proporcionó a la odontología un novedoso material con una gran utilidad para su uso en endodoncia.

Civjan (1) en 1975, trabajando bajo la dirección del Instituto de Investigación Dental del Ejército de los Estados Unidos de América del Centro Médico del Ejército Walter Reed, fueron los pioneros en sugerir que la aleación de NiTi poseía propiedades que se identificaban con las requeridas para los instrumentos usados en endodoncia. Walia, Brantley y Gerstein (2) fueron los primeros en mencionar el empleo de un sistema metalúrgico completamente nuevo, el alambre de ortodoncia de Nitinol (3), usado para fabricar limas endodónticas. Los resultados arrojados por las pruebas mecánicas (4) demostraron que las limas de Nitinol poseían dos o tres veces mayor flexibilidad elástica que las de acero inoxidable, a la par de una mayor resistencia a la fractura por torsión. Estos datos sugirieron que las limas fabricadas en Nitinol resultarían sumamente útiles en la preparación de conductos radiculares con curvatura.

FABRICACION DEL NIQUEL - TITANIO 

A pesar de que las primeras limas de NiTi fueron fabricadas a partir de alambres de ortodoncia, la composición y el procesado metalúrgicos del NiTi han sido adaptados para su utilización en endodoncia. Las fórmulas químicas específicas para el NiTi y sus técnicas de procesamiento se encuentran registradas, y se han desarrollado principalmente a través de pruebas de ensayo 

y error. La producción de un lingote de NiTi es compleja, y es necesario el empleo  del vacío. Hay muy pocos centros capaces de producir lingotes de NiTi. Quality Dental Products (QDP), en U.S.A., ha conseguido varias formulaciones de aleación de NiTi en base a la combinación de flexibilidad y resistencia a la fractura deseadas. Se emplean distintas composiciones para cada tamaño de lima, por ejemplo, fórmulas más rígidas se utilizan para los calibres más pequeños, y las más flexibles para una calibración mayor. Para lograr mantener las propiedades pseudoelásticas/superelásticas del NiTi, podemos concluir que la composición de las aleaciones oscila entre 55% Ni y 45% Ti en peso. En 1991 QDP ejecutó un  análisis de los elementos de una barra de NiTi del calibre 0,40 empleada para la fabricación de limas tipo K de NiTi de QDP, de los calibres 50, 55 y 60, dicho análisis mostró una composición del 58,01 % de Ni y 41,9 % de Ti en peso (5).

  USO CLINICO DE LOS INSTRUMENTOS DE NiTi

Ya hace tiempo que salieron las primeras limas de titanio al comercio. Estas fueron las MAC FILE que tenían un aspecto parecido a las limas Hedström clásicas pero con la punta menos puntiaguda. Posteriormente todas las casas comerciales han sacado sus limas de titanio.

La ventaja primordial de las limas de NiTi es su flexibilidad. Esta flexibilidad debería, en teoría,  permitir al odontólogo abordar, limpiar y conformar los conductos curvos con menor riesgo de transporte del forámen apical, transportes apicales, escalones y perforaciones (6). Actualmente han sido publicados numerosos artículos que tienden a respaldar el uso del NiTi en conductos curvos, y que serán comentados posteriormente.

La flexibilidad de las limas de NiTi facilita la instrumentación mecánica, la cual se espera que incremente la eficacia y velocidad. Sin embargo, se hace necesario modificar el diseño. Las limas empleadas para instrumentación mecánica deben ser diseñadas de manera que prevengan un excesivo enclavamiento de ellas en las paredes del conducto, y la tendencia a “atornillarse” en este. Para conseguir esto, se siguen generalmente dos diseños. Uno de ellos es la lima Mac, se ha hecho referencia que esta lima previene ese enclavamiento indeseado en las paredes del conducto a través de la presencia en ella de espiras no paralelas con ángulos helicoidales distintos, los cuales rotan alrededor del vástago a ángulos diferentes. La acción de las hojas de corte de angulación distinta mantiene la lima holgada en el conducto (7). El otro diseño utiliza superficies planas radiales entre cada surco que impiden el enclavamiento de la lima en las paredes del conducto. Las limas que utilizan el “apoyo radial” son limas “U” o limas “H” (Hedström). Las limas “U” se fabrican a través del labrado de tres surcos equidistantes alrededor del vástago. Entre cada surco hay una porción del vástago sin labrar, constituyendo los apoyos radiales. Las limas “H” se fabrican labrando un solo surco en L, el cual gira alrededor del vástago, dejando un espacio entre cada espiral para el apoyo radial. Ambos diseños de lima aplanan las paredes del conducto y dan como resultado un conducto final alisado. Además de los diseños antes descritos, también son fabricadas las limas que trabajan para el sistema Lighspeed, de especial diseño. En realidad esta lima es la versión mecánica de las que utilizan el sistema Canal Master U de NiTi.

Las limas manuales de NiTi se fabrican tanto con o  sin apoyos radiales, utilizando los mismos diseños que para las de acero inoxidable. Ya se encuentran disponibles versiones de NiTi de limas K, U, H, Flex-R, S, X, Mac, o Canal Master U. Varias facultades de Odontología están utilizando limas NiTi manuales  y rotatorias para la clínica de pregrado.

Entre algunos odontólogos no se está generalizando mucho su uso, dado entre otras cosas al precio y a que en origen se comportan mejor en cuanto a la mecánica si se emplean con movimientos rotatorios en vez de los de pulsión y tracción clásicos. Por ello parece que se están empleando más cuando estas limas de NiTi se utilizan adaptadas a un micromotor, es decir, movidas mecánicamente. Su uso más generalizado se enfoca hacia las limas de tipo manual. Fresas de Gates-Glidden de NiTi, fresas del sistema Lightspeed que son limas mecánicas de NiTi con  sólo 2 mms. de corte en la punta, limas del sistema Profile serie 0,04, limas del sistema Quantec, etc. son algunos de los variados instrumentos fabricados en NiTi.

También se está abriendo camino el empleo del NiTi en la fabricación de instrumentos para la obturación de conductos radiculares, el lugar más importante lo ha ocupado el espaciador lateral DG 11 T similar al fabricada por la casa STAR Dental. El de titanio comercializado por Brasseler, tiene una durabilidad infinitamente mayor que el anterior, por lo cual se emplea ahora en sustitución del de acero clásico. El precio elevado se compensa sin embargo, gracias a su larga durabilidad. También hay que resaltar que los condensadores digitales ya están saliendo en níquel-titanio y son comercializados por la casa Brasseler.

 RESUMEN DE INVESTIGACIONES RECIENTES 

La mayor parte de la investigación llevada a cabo recientemente (1987-93) sobre limas de NiTi ha sido a través de Quality Dental Products y el College of Dental Medicine de la Universidad Médica de Carolina del Sur. Estudios independientes referenciados apenas han empezado a aparecer en las revistas. La mayor parte de estos tienden a apoyar los argumentos básicos de los fabricantes y los resultados de las investigaciones preliminares.

Existen referencias de fracturas de instrumentos durante la instrumentación mecánica con limas de NiTi. Hay estudios que evidencian que la resistencia torsional de las limas de NiTi se compara con las de acero inoxidable, y que se producen rotaciones horarias de 479° a 1218° previo a la fractura. La velocidad de rotación es crítica cuando empleamos los instrumentos mecánicos, recomendándose no superar las 300 rpm cuando utilicemos instrumental de NiTi. Incluso a baja velocidad de 300rpm ( 5 revoluciones por segundo, o 1800° por segundo), probablemente el clínico no tendrá tiempo de reaccionar ante un posible enclavamiento de la lima en las paredes del conducto. Ello implica que, posiblemente, las curvaturas severas (45°) y múltiples se instrumentan mejor con limas de NiTi manuales.

La rotación hasta la fractura (deflexión angular máxima) de las limas de NiTi es más importante cuando hablamos de instrumentación rotatoria mecánica. Walia, Brantley y Gerstein refirieron en su estudio original (2) que una lima de Nitinol del calibre 15 se podía someter a una media de 2,5 revoluciones en sentido horario (900°) antes de la fractura, frente a  las 1,75 revoluciones (630°) de las de acero. En la rotación antihoraria, las limas 

de NiTi del calibre 15 se podían retorcer 1,25 revoluciones (450°), mientras las de acero inoxidable sólo a 0,5 a 0,75 revoluciones (alrededor de 225°). Camps y Pertot (8) compararon la deflexión angular máxima de cuatro tipos de limas de NiTi y las compararon con una lima K de acero inoxidable. Todas las limas superaron los valores mínimos de la especificación N° 28 para deflexión angular máxima (360° para todos los tamaños). La deflexión angular a la fractura osciló entre 479° y 1218°, con el acero inoxidable fracturándose en general en un rango de valores semejante al del NiTi.

Se ha dicho que el movimiento rotacional de la lima asociado a la instrumentación mecánica podría extruir menos restos al periápice que otras técnicas. Shoha y Glickman (9) mostraron que el sistema de limas McXim (6 conicidades de 0,2 a 0,55 y cuatro diseños de lima) producían significativamente menos acúmulo apical de restos que la técnica stepback con limas K de acero inoxidable. Los instrumentos Profile 0,04 y Lightspeed produjeron menor acúmulo de restos, pero sin alcanzar significancia estadística.

Los estudios publicados hasta ahora apoyan la capacidad de las limas de NiTi, manuales o mecánicas, para mantener mejor la curvatura de los conductos , y producir menos transporte del forámen apical durante la instrumentación (10-14). No hay estudios publicados que den mayor transporte con limas de NiTi que con limas de acero inoxidable, si bien sí se han publicado algunos que no encuentran diferencias significativas entre ambos (15).

Hay algunos estudios que indican que la instrumentación in vitro con limas manuales de NiTi es menos eficaz que la instrumentación con limas K de acero inoxidable (16-17). Se ha publicado también la variable eficacia de instrumentación entre limas de NiTi de diferentes fabricantes  (18). La velocidad con que se puede completar la instrumentación manual ha sido también estudiada. Algunos estudios refieren una mayor velocidad con las limas manuales de NiTi (12,14). mientras otros refieren una menor velocidad de trabajo. Varios investigadores han comparado la velocidad de la instrumentación mecánica con NiTi con la instrumentación manual utilizando limas de NiTi y limas de acero inoxidable (14,15). Todos estos estudios mostraron que la instrumentación mecánica con NiTi fué significativamente más rápida que las otras técnicas utilizadas.

Además de las limas de endodoncia, también se están fabricando espaciadores y compactadores de NiTi. Los espaciadores digitales de NiTi se han mostrado capaces de penetrar a mayor profundidad (19) y provocar menor tensión (20) en los conductos curvos. Speler y Glickman (21) analizaron la calidad de la obturación empleando espaciadores     D- 11 T y espaciadores digitales del 30 de acero y de NiTi. En la zona coronaria, la densidad radiográfica fué mayor cuando se utilizaron espaciadores digitales de acero inoxidable.

Bajo las condiciones del estudio realizado por Bryant, Dummer, Pitoni, Bourba y Moghal (23) sobre la habilidad de los instrumentos de NiTi Profile 0,04 y 0,06 en la conformación de los conductos radiculares, se llegó a la conclusión que su empleo fué rápido, efectivo y produjo una buena conformación en los conductos radiculares, excepto en aquellos casos en se presentaban curvaturas cortas o que las mismas se iniciaban cerca del punto final; por otra parte se observó que se creaban variaciones mínimas en la longitud de trabajo, se mantuvo la estructura o forma del instrumento el cual no se deformó ni fracturó

En cuanto a la relación entre las fuerzas producidas durante la preparación mecánica y el área de contacto de los instrumentos de la serie Profile, Blum, Machtou y Micallef en su estudio (24) analizaron los valores de torque reportados al tener como área de contacto la dentina en la preparación mecánica con dichos instrumentos, y concluyeron que se debe tener un cuidado especial al emplear la técnica rotatoria durante el desarrollo del torque con la punta, particularmente con los instrumentos Taper  0,04 Profile sin importar la técnica de preparación empleada ( Step-back o Crown-down).

En su estudio, Blum, Choen, Machtou y Micallef  (25) analizaron las fuerzas producidas durante la preparación mecánica en dientes extraídos utilizando los instrumentos rotatorios de NiTi Profile, obtuvieron como resultados  que los valores promedios para los endodoncistas de las fuerzas verticales y de torque variaron de 4 a 6 N y de 7,105 a 12,105 NM para la técnica de Step-back y de 2,9 a 4,2 N y de 18,105 a 20,105 NM para la técnica de Crown-down. Esto sugiere que con la técnica de Crown-down se  generó menos stress    ( menor fuerza vertical y de torque). Aunque estos hallazgos también dependen de la forma individual de cada conducto radicular; los estudiantes mostraron inicialmente amplias variaciones en las fuerzas generadas con valores significativamente menores en la fuerza vertical y el torque. Al final de las sesiones experimentales sus valores eran similares a los de los profesionales, lo cual indica una mejoría en la eficacia de la manipulación.

Es necesario realizar más investigaciones para lograr conocer la relación entre la fuerza vertical y el torque en estos estudios y en la incidencia de fractura de los instrumentos con ambas técnicas de preparación mecánica, ya que las implicaciones clínicas son numerosas, sin embargo es de hacer notar que el Endógrafo no es eficaz para medir las consideraciones de corte de los instrumentos.

 CONCLUSION

La flexibilidad del NiTi lo convierte en un material ideal para su uso en la fabricación de instrumentos de uso en endodoncia. Las limas de NiTi, tanto de tipo manual como mecánicas, pueden mejorar de manera importante la capacidad de los odontólogos para instrumentar los conductos radiculares curvos. En este sentido se conocen varios tipos de limas fabricadas en NiTi por las diferentes casa comerciales como son, las que utiliza el  sistema Lightspeed, las que emplea el sistema Canal Master y las que acompañan al sistema Profile, las del sistema Quantec , además de las fresas de Gates-Glidden son algunos de los  instrumentos  que son fabricados en esta aleación 

Además de las limas endodónticas también se han introducido en el mercado de esta especialidad los espaciadores y compactadores fabricados en NiTi. Los espaciadores digitales de NiTi han demostrado su capacidad de penetrar a mayor profundidad que los convencionales de acero y de producir menor tensión en los conductos curvos.

De igual manera la etapa de obturación de conductos también se ha visto beneficiada por este material, ya que se cuenta con instrumentos fabricados para la facilitación de esta fase del tratamiento a través de los espaciadores laterales  como lo es el DG 11 T , también se cuenta en este aspecto con los condensadores digitales de NiTi llevados al mercado por la casa Brasseler.

 Es imprescindible hacer énfasis en la investigación para lograr determinar las limitaciones y resistencias del NiTi, y lograr determinar los diseños de las limas y de las técnicas que permitan aprovechar al máximo las bondades de este material tan particular.

 BIBLIOGRAFIA 

1. Civjan S, Huget EF, DeSimon LB. Potential applications of certain nickel-titanium (Nitinol) Alloys. J. Dent Res 1975; 54(1) : 89-96.        [ Links ]

2. Walia H, Brantley WA, Gerstein H. An initial investigation of the bending and torsional properties of nitinol root canal files. J Endodon 1988; 4(7): 346-351.        [ Links ]

3. Buehler WJ, Cross WB. 55-Nitinol uniques wire alloy with a memory. Wire J. 1969; 2: 41-49.        [ Links ]

4. Miura F, Mogi M, Ohura Y, Hamanaka H. The super-elastic property of Japanese NiTi alloy wire for use in orthodontics. Am J Orthod Dentofac Orthop 1986: 90: 1-10.        [ Links ]

5. Khier SE, Brantley WA, Fournelle RA. Bending properties of superlastic and non-superlastic nickel-titanium orthodontic wires. Am J Orthod Dentofac Orthop 1991; 99(4): 310-18.        [ Links ]

    6. Serene TP, Adams JD, Saxena A. Nickel-titanium instruments, applications is endodontics. Ishiyaku EuroAmerica, Inc.,St. Louis, MO 1995: 62-63.        [ Links ]

7. Mc Spadden JT. Rationañes for rotary nickel-titanium instruments, NT Company, Chattanooga, TN. 1995.        [ Links ]

8. Camps JJ, Pertot WJ. Torsional and stiffness properties of nickel-titanium K-files Int Endodon J 1995; 28: 239-43.        [ Links ]

9.Shoha, Glickman GN. Evaluation of NiTi systems and conventional  filing degree of apical extrusion. J Endodon 1996; 22(4): 194.          [ Links ]

10. Himel VT, Ahmed K. Intrumentation effcets of endodontic files on canal shape and apical foramen. J Endodon 1993: 19(4): 208.        [ Links ]

11. Esposito PT, Cunningham CJ. A comparison of canal preparation with nickel-titanium and stainless steel instruments. J Endodon 1995; 21(4): 173-176.        [ Links ]

12.Gambill JM, Alder M, del Rio CE. Comparison of NiTi and stainlees steel hand file intrumentation using computed tomography. J Endodon 1996; 22(7): 369.        [ Links ]

13.Himel VT, Moore RE, Hicks VE. The effects wich endodontics files have on canal shape. J Endodon 1994; 20(4): 204.        [ Links ]

14.Haller RH, Glosson CR, Dove SB, del Rio CE. Nickel-titanium hand and angine driven root canal preparations: a comparison study. J Endodon 1994; 20(4): 209.        [ Links ]

15. Luiten DJ, Morgan LA, Baumgardner JC, Marshall JG. A comparison of four instrumentation techniques on apical canal transportation. J Endodon 1995; 2(1): 26-32.        [ Links ]

16.Tepel J, Schafer E, Hoppe W. Properties of endodontic hand instruments used in rotatory motion. Part 1. Cutting efficiency. J Endodon 1995; 21(8): 418-421.        [ Links ]

17. Schafer E, Tepel J , Hoppe W. Properties of endodontic hand instruments used in rotatory motion. Part 2. Instrumentation of curved canals . J Endodon 1995; 21(10): 493.497        [ Links ]

18. Coleman CL, Svee TA, Rieger MR, Wang M, Suching JA, Glickman GN. Stainlees steel vs. Nickel-titanium K-files: Analysis of instrumentation in curved canals. J Endodon 1995: 21(4): 221.        [ Links ]

19. Berry KA, Primack PD, Loushine RJ, Runyan DA. Nickel-titanium vs. stainlees steel finger spreaders in curved canals. J Endodon 1995; 21(4): 221        [ Links ]

20. Dwna JJ, Glickman GN. 3-D photoelastic stress and analysis of NiTi and stainless steel finger spreaders during lateral condensation. J Endodon 1995; 21(4): 221.        [ Links ]

21. Speler, Glickman GN. Volumetric and densitometric comparison between nickel-titanium and stainlees steel condensation. J Endodon 1996; 22(4): 195.        [ Links ]

    22. Glickman GN. Nickel-Titanium in endodontics. Revista Operatoria dental y endodoncia  ;  volumen N° 1. 1.997.

    //  www.infomed.es/dental/oconnet/revistas/glickman.html.

    23. ST Bryant, PMH Dummer, C Pitoni, M Bourba  & S. Moghal.  Shaping ability of 

      0,04 and 0,06 taper Profile rotary nickel-titanium instruments in simulated root

     canals. International Endodontic Journal, 32,  155 - 164. May  1.999.

   24. JY Blum,  P Machtou   & JP Micallef.  Location of contact areas on totary Profile

      instruments in relationship to the forces developed during mechanical preparation

     on extracted teeth. International Endodontic Journal,  32,    108 - 114, March 1.999.

    25.JY Blum, A Cohen, P Machtou & JP Micallef. Analyis of forces developed  during

     mechanical preparation of extracted teeth using Profile NiTi rotary instruments.  

     International Endodontic Journal, 32,  32 - 46. January  1.999