UNIVERSIDAD PERUANA

CAYETANO HEREDIA

Facultad de Estomatología Roberto Beltrán Neira

“ALAMBRES TERMO-ACTIVADOS”

INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA DEL PROCESO DE

SUFICIENCIA PROFESIONAL PARA OBTENER EL TÍTULO DE

CIRUJANO DENTISTA

AUTOR: LIZETH PATRICIA VALDEIGLESIAS NUÑEZ

Lima-Perú

2006

JURADO EXAMINADOR Presidente: Dr. Eduardo Morzán Secretario: Dr. Renzo Valverde Montalva Asesor: Dr. Orlando Tuesta Da Cruz FECHA DE SUSTENTACIÓN: 15 febrero del 2006 CALIFICATIVO: APROBADO

A mis padres, partícipes de mis logros a lo largo de la carrera.

RESUMEN

Los alambres termoactivados son una alternativa de tratamiento ortodóncico que consiste en una aleación de Níquel y Titanio al que se le agrega Cobre para mejorar sus propiedades elásticas al ser activada por la aplicación de frió. Esta técnica surge como una opción ideal para la corrección de la mal posición dentaria y la preservación de los tejidos de soporte produciendo cambios en la estructura de los alambres que trabajan con la temperatura de la cavidad oral. En el presente trabajo, se describen los diferentes tipos de Níquel Titanio, así como propiedades físicas, indicaciones, contraindicaciones, ventajas y desventajas. También se presentan las fases de activación y pasividad de los alambres (Austenita – Martensita). La utilización de los alambres termoactivados adquieren una particular importancia por el hecho de que ningún otro alambre en la actualidad es capaz de ejercer fuerzas ligeras y continuas, no perjudiciales tanto para los tejidos de soporte como para el confort del paciente.

Palabras Claves: Austenita, Martensita, Memoria de forma, Superelasticidad, Termoelasticidad.

LISTA DE ABREVIATURAS

NOL: Naval Ordenace Laboratory (Laboratorio Naval de Artillería) SME: Shape Memory Effect (Efecto de Memoria de Forma) LP: Límite proporcional LE: Límite elástico RF: Resistencia a la fluencia NiTi: Níquel – Titanio RTT: Rango de Transformación de Temperatura

INDICE DE GRAFICOS

Página

Gráfico 1: Tensión / Deformación 4

Gráfico 2: Fases Austenita-Martensita 9

Gráfico 3: Estructura de cristal cúbica 10

INDICE DE FIGURAS

Página

Figura 1 (a) (b) Colocación NiTi termoelastico inicial-final 3

Figura 2 Mecanismo de superelasticidad 6

Figura 3 Mecanismo de memoria de forma 7

Figura 4 Patron de metal multicristalino 11

Figura 5 Sentalloy 16

Figura 6 Neo Sentalloy 16

Figura 7 (a)(b) Proceso de enfriamiento de NiTi termoelástico 17

Figura 8 Memoria de forma en NITINOL termoelástico 19

Figura 9 Arco ideal 23

INDICE DE CONTENIDOS

Página I. INTRODUCCIÓN 1

II. MARCO TEÓRICO 2

II.1. Antecedentes históricos 2

II.2. Propiedades físicas de los alambres 4

II.3. Fases de transformación de las aleaciones Ni-Ti. 6 II.4. Nitinol – clasificación – propiedades 13 II.5. Ventajas 20 II.6. Desventajas 20

II.7. Estudios comparativos 21 II.8. El Arco Ideal 23 III. CONCLUSIONES 24 IV. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 25

1

I. INTRODUCCIÓN

Durante los últimos años ha existido un gran desarrollo en el campo de los materiales

de ortodoncia, y existe una larga lista de investigadores que han contribuido en el área

de su literatura; sin embargo los alambres han generado mucho de ésta investigación

debido a que son el punto clave dentro de los materiales de ésta especialidad. Desde el dramático descubrimiento de la memoria de forma en 1961 a 1974 muchos

estudios de caracterización y actividades comerciales de transferencia de tecnología

continuaron. Estos materiales fueron aplicados en aparatos médicos y dentales,

censores, interruptores y productos de ingeniería variados. (1)

Varias innovaciones han dado un realce a la profesión de ortodoncia desde los días de

Edward H. Angle. (2)

El concepto introducido por Angle de oclusión dentaria marcó un hito en la historia de

la especialidad al definir un objetivo concreto para la corrección ortodóncica (2).

Los alambres termoactivados usados en esta especialidad son aleaciones que poseen

diferentes propiedades como elasticidad, memoria de forma, resistencia a la corrosión,

formabilidad y otras que comparados con aleaciones de acero inoxidable usados

convencionalmente muestran ser lo mas cercano al alambre ideal para la fase de

alineamiento y nivelación.

El objetivo de esta investigación es presentar un material que a través de los años ha

mostrado características favorables de utilidad para la práctica clínica del especialista

proporcionando resultados estéticos y funcionales aceptables para su satisfacción.

2

II. MARCO TEÓRICO

II.1. Antecedentes Históricos La aleación de Níquel-Titanio (NITI) fue un descubrimiento en los laboratorios

militares navales de USA (NOL) por el Ingeniero William J. Buehler y colaboradores

en el año 1958 que estudiaban activamente nuevos tipos de aleaciones que

presentaban un efecto de memoria de forma (SME). Debido al alto costo y a su

manufactura, sus aplicaciones no fueron frecuentes. Sin embargo en el año 1962 las

investigaciones se aceleraron y fue Frederick E. Wang de la NOL quien debido a su

experiencia en física de los cristales proporcionó la base necesaria para entender los

cristales de estas aleaciones, lo cual fue vital para el éxito comercial (2, 3, 4, 5).

Esta aleación tiene la capacidad de poder ser deformada, calentada, y enfriada de

modo que cuando es deformada y posteriormente calentado, el material recordara su

forma original (1, 6, 7)(Figura.1(a)(b)).

A pesar de mostrar una excelente elasticidad, su fragilidad fue reconocida como una

limitación, sobre todo cuando los alambres se rompieron frente a diversas pruebas.

Esta fragilidad en gran parte permanece hoy, pero la fragilidad inicial que mostró el

producto NITINOL ha sido hace mucho rectificada (1).

Alrededor de 1970, por descubrimientos públicos, el Dr. George Andreasen

(Coordinador del Departamento de Ortodoncia de la Universidad de Iowa) reconoció

el potencial de esta aleación, por sus interesantes propiedades elásticas y acoplamiento

con su memoria de forma. En gran parte por sus esfuerzos y los de la Compañía

Unitek, la primera aleación Ni-Ti era ofrecida a ortodoncistas como Nitinol que son

siglas de Níquel Titanio del Laboratorio de Artillería Naval que contenía 50:50

composición de níquel y titanio (1, 8).

Posteriormente en el año 1986 el Dr. Fujio Miura desarrolla el Sentalloy, (A-Nti o Niti

chino) el primer alambre de Níquel Titanio superelástico (1, 3, 4).

Seguidamente en el año 1990 aparece Neo Sentalloy (A-Niti o Niti japones o Nti

Superelástico) y con ello por primera vez era posible usar un arco rectangular grueso,

como alambre inicial que sólo genera 100, 200 o 300 gramos de fuerza (1, 3, 4, 9).

En el año 1993 GAC crea Bioforce y Neo Sentalloy Ion Guard, un nuevo arco de

Niquel Titanio que es sometido a un proceso de implantación de iones (1, 3, 4, 9).

3

Finalmente en el año 1995 TOMY Inc. Introduce el nuevo L y H TITAN (Austenítico

– Martensítico) un arco de Níquel Titanio térmicamente mas estable y de baja

histéresis.

Esta aleación era pasiva, cuando el efecto de memoria de forma (SME) había sido

suprimido al aplicar frío en que trabaja el alambre. La ventaja de este arco

martensítico era su rigidez baja (1, 3, 4, 9).

Fig.1(a). Se observa el almbre Nitinol Termoelástico colocado en boca por medio de

enfriamiento para su adaptación en la arcada con apiñamiento dentario.

Fuente: http://www.memry.com/nitinolfaq/nitinolfaq.html.

Fig.1(b). La posición de los dientes cambia, debido a que el alambre regresa a su

estado inicial gracias a su memoria de forma.

Fuente: http://www.memry.com/nitinolfaq/nitinolfaq.html.

4

II.2. Propiedades físicas de los alambres

II.2.1. Ley de Hooke

Las tensiones inducidas son proporcionales a las deformaciones producidas hasta un

determinado momento (LP) en cada material. Cuando aplicamos una carga a un

alambre se produce una deformación proporcional a la fuerza aplicada (10). Gráfico 1.

Gráfico 1.

Fuente: http://www. Dentopolis.com

LP: es el límite proporcional. Es aquel límite por el cual ante una determinada tensión

hay una determinada deformación.

LE: es el límite elástico. Aquí es donde finaliza la elasticidad. Entre LE y RF existe

una pequeña elasticidad a nivel molecular pero no hay recuperación.

RF: es la resistencia a la fluencia. Es la auténtica deformación física.

5

II.2.2. Elasticidad

Capacidad de recuperar la dimensión original después de que haya cesado la fuerza

sin que quede ninguna deformación (1, 10).

II.2.3. Rigidez

Resistencia que posee un alambre a ser deformado. Que un alambre sea más elástico o

más rígido viene determinado por el módulo de Young. El módulo de Young es un

valor constante para cada material y se obtiene de dividir el valor de la tensión por el

valor de la deformación (1, 10).

II.2.4. Resiliencia

Capacidad que tiene un material de almacenar energía cuando este se deforma, para

luego liberarla. Recuperación elástica de un material (1, 10).

II.2.5. Moldeabilidad o Formabilidad

Capacidad que tiene un alambre antes de llegar a su punto de fractura (1, 10).

II.2.6. Deflexión

Distancia a la que se desplaza cualquier punto del alambre al aplicarle una fuerza (1,

10).

II.2.7. Rango o Amplitud de Trabajo

Distancia en línea recta a la que puede ser deformado un alambre sin que esta

deformación sea permanente (1, 10).

6

II.3. Fases de transformación de las aleaciones de Níquel titanio

(Austenita-Martensita) Las aleaciones de Nitinol requieren ciertas características básicas atómicas

estructurales. El primer requisito es una fase de origen sólido atómicamente ordenada

(la fase a la que el Nitinol va a regresar), llamada Austenita, nombrada así por el

metalúrgico inglés Sir. Williams Chandlers Roberts-Austen (1843-1902), que existe

en el régimen de temperatura alta. En segundo lugar, a baja temperatura, los átomos

ordenados en la fase Austenita deben ser capaces de un nuevo acomodo atómico o

fase, al cual se le ha dado el nombre de Martensita en honor al metalúrgico alemán

Adolf Martens (1850-1914). (1, 2, 11, 12, 14) (Fig.2).

Fig.2. Cambio de fase Austenita a Martensita

Fuente: http://www.memry.com/nitinolfaq/nitinolfaq.html.

7

Fase Austenita Es la fase de alta temperatura de las aleaciones de Níquel Titanio, donde es

sumamente estable (2, 7, 8).

Fase Martensita Es la fase de temperatura baja de las aleaciones de Níquel Titanio, en la que son más

susceptibles a cambiar de forma (2, 7, 8).

Fase R Es una fase intermedia entre la Martensita y la Austenita, que puede formarse en las

aleaciones Ni-Ti bajo ciertas condiciones (2, 7, 8).

Fase de transformación Cambio de fase de una aleación a otra, con cambios tanto en temperatura, presión,

tensión, química y/o tiempo (2, 7, 8). (Fig.3).

Fig.3. Se observa el cambio de fase de Austenita a Martensita por un fenómeno de

inducción de temperatura.

Fuente: http://www.memry.com/nitinolfaq/nitinolfaq.html.

8

Temperatura AS Temperatura a la cual las aleaciones con memoria de forma comienzan su

transformación a su fase Austenita al calentarlas (2, 7, 8). (Gráfico 2).

Temperatua AF La temperatura a la cual termina la memoria de forma de las aleaciones

transformándose a Austenita al calentarla (2, 7, 8). (Gráfico 2).

Temperatura AP Temperatura a la cual las aleaciones con memoria de forma se encuentran en un 50%

de su transformación a la fase Austenita al ser calentadas, esto es medido por el pico

en una curva en la prueba de Calorimetría Diferencial por Barrido (DSC) (2, 7, 8).

Temperatura MS Temperatura en la cual las aleaciones de memoria de forma comienzan su

transformación a la fase Martensita al enfriarlas (2, 7, 8). (Gráfico 2).

Temperatura MF Temperatura a la cual la aleaciones de Níquel Titanio terminan su fase de

transformación en su fase Martensita al enfriarlas (2, 7, 8). (Gráfico 2).

Temperatura MP Temperatura a la cual la memoria de forma de la aleación se encuentra en un 50%

transformada a Martensita al enfriarla, esto es medible por el pico en una curva en la

prueba de Calorimetría Diferencial por Barrido (DSC) (2, 7, 8).

9

Gráfico 2. Muestra las fases de transformación Martensita y Austenita en su estado

inicial y final.

Fuente: http://www.memry.com/nitinolfaq/nitinolfaq.html.

La transformación Austenita – Martensita (transición) ocurre a través de un rango

crítico de temperatura o en situaciones especiales con la aplicación de tensión y

estiramiento (tensión-Martensita inducida). Así se dice que el Nitinol pasa a la

transformación Martensita. Para simplificar todo esto se puede pensar en la aleación

de Nitinol en términos de perfil de T º decreciente.

Comenzando por debajo del punto de fusión de la aleación y por debajo de los 600 ºC

la estructura del cristal está desordenada en el cuerpo cúbico centrado. Desde 600 ºC

hasta el rango de temperatura de transformación Austenita – Martensita (RTT), la

estructura del cristal se convierte en una cúbica “ordenada” (Gráfico 3),

frecuentemente llamada una estructura de cloruro de cesio (CsCl). Como la aleación

se enfría a través del RTT, sus átomos “despojan”, formando la nueva y compleja fase

Martensita. Los puntos a destacar son la transformación Austenita-Martensita

(transición) y el RTT donde éste mecanismo de despojo de estado sólido ocurre (2, 3,

13).

10

Gráfico 3. Reordenamiento de átomos para formar una estructura de cristal cúbica

ordenada.

En las aleaciones de tipo Nitinol éste RTT puede variar sobre un rango natural de

temperatura desde 100 ºC a una temperatura por debajo del nitrógeno líquido (entre -

1958 ºC) y variando el rango de Níquel – Titanio o de la aleación ternaria con

pequeñas cantidades de otros elementos metálicos, tales como el cobalto, acero,

vanadio, etc.

El alambre NiTi es un conglomerado de pequeñas regiones de cristales simples

llamados granos, todas de tamaño, formas y orientaciones variables. (Fig.4). Para

armar una forma deseable en Nitinol, ésta debe ser calentada aproximadamente 500 ºC

mientras está mantenida en su posición fija. Aparentemente no hay cambios visibles

en la forma del metal; todos los cambios ocurren a nivel atómico. El efecto de calentar

produce una reestructuración del enrejado atómico entre los granos individuales, y los

átomos de los granos adoptan la fase Austenita (atómicamente ordenada), la cual tiene

una estructura atómica en la que cada átomo de Níquel está rodeado por 8 átomos de

Titanio en cada una de las esquinas del cubo (2, 7, 13).

11

Fig.4. Ejemplo de metal multicristalino. Cada patrón representa un grano diferente de

forma, tamaño y orientación al azar de enrejado de átomos.

Cada átomo de Titanio se rodea igualmente por un cubo de átomo de Níquel. Por

ejemplo, cuando un alambre Nitinol se enfría por debajo de su RTT, la fase Austenita

dentro de los granos cambia a la fase Martensita, lo cual significa que los átomos de

Níquel y Titanio dentro del alambre asumen un acomodo tridimensional diferente y

más complejo (2, 13).

La estructura Austenita está ligeramente desordenada, pero estas distorsiones en su

acomodo son a escala atómica y es por ello que no son visibles. Hay 24 variantes

tridimensionales de ésta ligera distorsión a escala atómica. Así el alambre de NiTi

puede ser enfriado desde un rango de temperatura Austenita, a través de su RTT a

temperatura ambiente sin presentar cambios en su forma, aunque las transformaciones

de la fase de Austenita a Martensita ocurren.

12

Si el alambre enfriado (a una Tº por debajo de su RTT) se sujeta a tensión por

estiramiento, algunas Martensitas soportan los despojos atómicos causados por el

estiramiento. Grandes tensiones provocan mayores transformaciones. En el alambre

NiTi un estiramiento aproximado al 8% puede ser atribuido a los despojos

Martensitas. Los estiramientos en exceso mayores al 8% no son resultados de los

despojos Martensitas y por lo tanto no son recuperables.

Cuando una aleación de NiTi distorsionada es calentada, el movimiento de los átomos

es nuevamente activado. Para acomodar el aumento de movimiento termal los átomos

se deslizan regresando a la fase de configuración Austenita, la cual también restaura la

forma original de la aleación. En las aleaciones sin memoria el estiramiento de una

deformación debe ser absorbida por el reordenamiento de granos enteros debido a que

los átomos dentro de los granos se encuentran encerrados rígidamente en su posición

en el enrejado. Es imposible hacer que los granos regresen exactamente a su posición

original después de tal deformación. En aleaciones de NiTi, sin embargo, los granos

permanecen en su sitio en lugar de que los átomos se muevan. Si la recuperación de la

forma es reprimida cuando se calienta por encima de su RTT (fase Austenita), una

fuerza estará disponible para realizar el trabajo (2, 7, 8, 13, 14).

13

II.4. Clasificación Los alambres usados en ortodoncia pueden ser activos o pasivos, según ejerzan o no

fuerzas sobre las piezas dentarias (14).

- Elementos activos: aquel que va a liberar una serie de fuerzas controladas y

fisiológicas para mover dientes. Por ejemplo: arcos y resortes (14).

- Elementos pasivos: como retenedores, ligaduras y elementos de

Estabilización (14).

Se usan de:

• Metales preciosos.

• Acero inoxidable.

• Beta titanio.

• Níquel titanio

- Convencional (Aleaciones estabilizadas Martensíticas) (14)

- Superelástico o Pseudoelástico (Aleaciones activas Austeníticas) (14)

- Superelástico Termoelástico (Aleaciones activas Martensíticas) (14)

14

Aleaciones estabilizadas – Martensíticas

(Níquel Titanio convencional) Son también llamados aleaciones de alambre no superelásticos. Tiene una

composición de 55,5% de Níquel y 44,5% de Titanio. Este Níquel Titanio

martensítico es estable y no cambia de fase. No posen memoria de forma o

superelasticidad, porque el proceso de trabajo crea una estructura Martensítica estable

(2, 3, 4, 9).

La primera aleación de Níquel Titanio (NITINOL) fue comercializado por Unitek

Corp. Este nombre genérico aplicable a este grupo de aleaciones se origina de níquel-

titanio y el laboratorio Naval de Artillería, donde las aleaciones fueron desarrolladas

por Buehler y Asociados (1, 2, 3, 4, 9).

Esta aleación ofreció un módulo de elasticidad de aproximadamente 20% más que de

las aleaciones de acero inoxidable, junto con un rango de trabajo elástico muy ancho.

En esta aleación los cristales permanecen en su lugar y los átomos que se encuentran

dentro de los cristales del metal se reacomodan por sí mismos, y el objeto

distorsionado regresa a su forma original (1, 2, 3, 5, 9).

Propiedades: conversión energética, resistencia a la corrosión, biocompatibilidad, bajo

módulo de elasticidad (31-35 GPa) y sensibilidad al calor (2, 3, 4, 14, 15).

15

Aleaciones activas - Austeníticas

Níquel Titanio Superelástico o Pseudoelástico Superelasticidad: Gran deformabilidad elástica no proporcional que no sigue la ley

de Hooke(1) .

Capaz de cambiar de forma y de volumen sin que haya desplazamiento atómico,

ejerce fuerzas ligeras y predecibles en el tiempo.

El Austenítico representa la fase de rigidez alta que tiene un módulo elástico de 84 a

98 GPa (2, 3, 4, 9, 14).

Aleación sometida a una transformación de tensión inducida Martensítica cuando se

activa. Una aleación activa Austenita no presenta comportamiento termoelástico

cuando un segmento de alambre deformado se calienta o se entibia en las manos, a

diferencia de los termoelásticos. Por lo tanto no presentan memoria de forma

termoelàstica a la temperatura de la cavidad oral (2, 3, 4, 9, 14, 15).

Propiedades: excelente efecto de rebote, memoria de forma, superelasticidad,

resistencia a la corrosión, biocompatibilidad (2, 4, 9, 14, 15).

En 1982 el primer departamento de ortodoncia de la Universidad Medico-Dental de

Tokio y la compañía Japonesa de materiales ortodóncicos Tomy Inc. comienza con la

investigación de un nuevo material. Sentalloy (Níquel Titanio japonés comercializado

por GAC INTERNATIONAL). (Fig.5). Esta aleación permitía cambiar la forma de

los arcos y controlar la magnitud de fuerza generada mediante el tratamiento térmico

en sales de nitrato (1, 2, 14).

16

Fig.5. SENTALLOY producto comercial de Ni-Ti superelástico creado por GAC

INTERNATIONAL.

Fuente: http://www.odontocat.com/odontocatca.htm

Otra aleación fue introducida por ORMCO, Níquel -Titanio chino, también una

aleación superelástica.

Al principio de los 90 fue introducido Neo Sentalloy por GAC INTERNATIONAL

(Fig.6), una nueva aleación con verdadera memoria de forma a la temperatura de la

cavidad oral. Su alta sensibilidad a la temperatura, genera fuerzas extremadamente

bajas y constantes que permiten la posibilidad de ser usadas en etapas tempranas del

tratamiento ortodóncico (2, 3, 4, 9, 14).

Fig.6. NEO SENTALLOY producto comercial de Ni Ti superelástico producido por

GAC INTERNATIONAL.

Fuente: http://www.odontocat.com/odontocatca.htm

17

Aleaciones activas - Martensíticas

Níquel Titanio Termoelástico Utilizan el efecto termoelástico para alcanzar la memoria de forma. Son alambres que

pasan a la fase Martensítica por medio de enfriamiento y luego retorna a la fase inicial

Austenítica a temperatura de la cavidad oral (2, 3, 4, 5, 14, 15) (Fig.7)(a) (b)).

Fig. 7 (a).Proceso de enfriamiento del arco de alambre Nitinol Termoelástico.

Fuente: Hilliard K. Diseño y aplicación clínica del instrumento de hielo Polar Bear

XLT. D.M.D, Lakeland Fl.

Fig.7 (b) Se observa el cambio gradual de posicionamiento dental luego de la

activación del arco Nitinol termoelástico.

Fuente: Hilliard K. Diseño y aplicación clínica del instrumento de hielo Polar Bear

XLT. D.M.D, Lakeland Fl.

18

Siendo la fase Martensítica inestable intenta retornar a la estructura Austenítica con la

forma de arcada ideal.

A esta aleación se le añade cobre para que le de un mayor rango de transformación,

siendo distintos dependiendo de la cantidad de cobre que se ponga. Esta adición

aumenta su fuerza y reduce la energía perdida medida por el área, dentro de sus

primeras y segundas regiones de meseta. Estas ventajas ocurren cuando la temperatura

de transformación de fase aumenta en la cavidad oral (16, 17).

Es una aleación que libera una fuerza ligera y continua, así como capacidad de

retroceso. Se descubrió que la carga para esta aleación podría mantenerse hasta menos

de 300 gr. Mediante la transformación de la temperatura en un punto cercano a la fase

Austenita final que fuera cercana a 37 ºC. Dependiendo de la fuerza necesaria es

posible encontrar alambres que generan 100, 200, 300 gr. dependiendo del caso (16).

En 1994 ORMCO CORPORATION introdujo una nueva aleación llamada Cooper-

NiTi, el cual es disponible en 3 temperaturas (27ºC, 35ºC, 40ºC) esta variantes serian

provechosas para diferentes tipos de pacientes ortodóncicos (2, 3, 4, 6, 7, 9, 14, 15).

Por ejemplo:

• 27ºC ( para los que respiran por la boca)

• 35ºC (a temperatura normal ambiente).

• 40ºC (al consumir bebidas y comidas calientes).

19

PROPIEDADES DEL NITINOL TERMOELASTICO

• Estética

• Bioestabilidad

• Formabilidad

• Resilencia

• Elasticidad

• “Retorno o memoria de forma”(Fig.8)

• Resistencia a la fatiga

Fig.8. Ejemplo de memoria de forma de las aleaciones de Nitinol Termoelástico.

Fuente: http://www.memry.com/nitinolfaq/nitinolfaq.html.

20

II.5. VENTAJAS

• Fácil Manejo por sus propiedades elásticas.

• Biocompatibilidad.

• Produce fuerzas leves y continuas que no ocasionan daños a los tejidos orales

y causan mínimo disconfort al paciente.

II.6. DESVENTAJAS

• No es modificable.

• La porosidad del Nitinol aumenta la fricción del material.

• No es capaz de realizar movimientos de desplazamiento de piezas.

• La liberación de Níquel puede provocar alergias.

21

II.7. ESTUDIOS COMPARATIVOS Kusy reportó que aunque los datos concretos de otras características, como

formabilidad, maleabilidad, y coeficientes friccionales, son desconocidos en este

tiempo, los experimentos preliminares sugieren que los cortes transversales de los

arcos de alambre transversales rectangulares deberían ser posibles por un proceso

conocido como la beta-staging59 y que los coeficientes bajos de la fricción y la

biocompatibilidad deberían ser posible modificando la química superficial del

polímero 63 en efecto, cuando los compuestos desplazan aleaciones metálicas como

componentes estructurales en la industria aeroespacial, la expectativa consiste en que

las propiedades atractivas y las características de estos compuestos estéticos

capturarán una parte significativa del mercado dentro de la próxima década (2).

Miura demostró que los casos quirúrgicos podrían ser tratados preparando una serie de

arcos, en los cuales la forma deseada fue puesta por el calor, al instalar en la boca del

paciente, la aplicación sería activada por el calor de la cavidad bucal y vuelta a su

forma predeterminada (5) .

Miura y Cols. En el año 1988 publicaron un artículo sobre el método DERHT y el

aparato conocido como ARCH MATE. Utilizando cinco calibres de alambre Sentalloy

y otros especímenes doblados a 90º, sobre un radio de 1mm, se realizaron impresiones

en yeso de cada muestra. La evaluación fue realizada midiendo el efecto de rebote que

mostraron los alambres de 90º a 0º y después liberar los alambres para determinar su

rebote. Los alambres de acero inoxidable y Ni-Cr-Co rebotaron hasta 50º indicando

una deformación permanente de 40º. El Ni-Ti de trabajo endurecido regresó hasta un

angulo de 75º. El alambre Sentalloy doblado en frió regreso hasta 55º y finalmente

Sentalloy doblado con el Arch Mate regresó a la angulación original de 90º indicando

con esto una deformación permanente de 0º (11)

Santoro encontró que Cooper Niti y NITINOL termoactivado son las aleaciones mas

idóneas para expresar propiedades superelásticas cuando son sometidas a tensión

significativa y sujeto a variación de temperaturas orales (18).

Andreasen encontró que las propiedades de rigidez, flexibilidad, fuerza y deformación

permanente están relacionados, demostrando que el rango de trabajo del nitinol A-138

esta directamente relacionado al incremento de temperatura antes de los 75 ºC y 100ºC

(7).

22

Miyasaki en 1982, mencionó que el tratamiento térmico mediante la sales de nitrato

producía cambios significativos en las propiedades de las aleaciones de Ni-Ti. Mostró

que era posible doblarlas y al mismo tiempo controlar la cantidad de fuerza generada

sin perder las cualidades superelásticas de éstas aleaciones (19).

Hudgins en 1989, publicó un estudio basado en la prueba de deformación de 9

alambres de NTINOL, Beta titanio y acero inoxidable. Después de la desactivación de

alambre, la deformación fue medida en 1,14, y 28 días. Los alambres de Níquel

Titanio expusieron mejores características de retroceso y memoria de forma que los de

acero inoxidable y Beta Titanio (20).

Torstein en el año 1996 publicó un estudio donde sometía a los alambres de Nitinol

termodinámico bajo pruebas de aplicación de temperatura fría (10º) o caliente (80º),

donde mostraron una tendencia baja a la rigidez torsional cuando el frió era aplicado.

Asumiendo que los niveles mínimos de la torsión son necesarios para causar la

respuesta de tejido biológico compatible con el movimiento de diente, es concebible

que éstos los alambres proporcionan fuerzas inadecuadas para el movimiento de

diente después de la ingestión de líquidos fríos (15).

Nagao y Cols. describen que el uso de fuerzas continuas a baja intensidad son

eficientes para reubicar piezas dentarias en ortodoncia. Esta reubicación requiere la

resorcion y aposicion osea alrededor de la raiz del diente. Estos dos procesos tienen

que estar adecuadamente coordinados para mantener fijo el diente al proceso alveolar

(21).

23

II.8 EL ARCO IDEAL Propiedades del alambre ideal

• Gran resistencia a la fractura.

• Gran elasticidad (poca rigidez) o viceversa.

• Gran moldeabilidad o formabilidad.

• Gran deflexión.

• Permitir ser soldado.

• Económico.

• Resistencia a la corrosión.

• Estético

• Ser bioinerte y no permitir la adhesión de placa bacteriana.

• Ser biocompatible con los tejidos orales.

• Tener una excelente memoria de forma

Fig. 9. Propiedades de un arco ideal.

Fuente: Kusy RP. A review of contemporary archwires: Their properties and

characteristics. Angle orthod 1997; 67(3):202.

24

III. CONCLUSIONES

Las aleaciones de Níquel Titanio presentan algunas propiedades físicas mejores

comparadas con las aleaciones de acero inoxidable.

El alambre de NiTi termoelástico posee memoria de forma, característica no aplicable

para otras aleaciones de metales.

Para uso odontológico las aleaciones Ni -Ti Termoelástico son las mas adecuadas ya

que generan fuerzan ligeras y continuas que son favorables para el movimiento

dentario sin provocar reabsorción ósea o radicular.

Por su liberación de Níquel éstas aleaciones aún siguen siendo motivo de estudio,

debido a los reportes de casos de alergia a éste material en varios pacientes, a pesar de

que sus fabricantes se esmeran en producir el metal totalmente biocompatible con los

tejidos humanos.

La adición de cobre al Ni-Ti superelástico termoactivado provee de mayor flexibilidad

al material y por consiguiente una relación favorable entre sus propiedades.

Existen diversos métodos que facilitan la aplicación de éste material en la práctica

clínica de la ortodoncia. Entre ellos: enfriadores, estuches de almacenamiento,

maquinas diseñadas para la deformación de los arcos de alambre.

25

IV. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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