Resistencia a la fatiga cíclica de las limas endodónticas de NiTi. Efecto de la martensita estabilizada y presencia de fase R.

Abstract

L'evolució constant dels sistemes d'instrumentació mecànica, amb modificacions en les tècniques d'ús, en el disseny o en l'aliatge, fa necessària una avaluació contínua d'aquestes noves llimes per tal de determinar les millores que aporten respecte a les seves predecessores. Les llimes rotatòries més utilitzades en endodòncia són de NiTi a causa de les seves propietats superelàstiques. Aquestes propietats fan que aquest instrument tingui una flexibilitat extraordinària, podent-se adaptar a grans corbes dins del sistema de conductes radiculars. No obstant això, aquestes llimes perden la seva superelasticitat i es fracturen durant el seu ús. El propòsit d’aquest treball és determinar la resistència a la fractura per fatiga cíclica dels sistemes de llimes més utilitzades. A la primera part del treball es pretén demostrar com afecta el grau de curvatura del conducte a la fractura de les llimes. Per això es van utilitzar 30 llimes NiTi F6 Skytaper (Komet, Alemanya). Es van aplicar moviments d'entrada i sortida de les llimes en motlles artificials de PMMA amb curvatures de 30, 45 i 70º. Aquests assaigs es van realitzar a una temperatura de 37ºC amb una força constant controlada per un dinamòmetre d'alta sensibilitat de 5,5 N, i cada cinc cicles es van irrigar amb una solució aquosa de hipoclorit sòdic. Les temperatures i entalpies de transformació (austenita a martensita) i retransformació (martensita a austenita) es van determinar mitjançant un calorímetre diferencial de barrera en diferents cicles d’endodòncia. Els resultats van mostrar una fase austenítica original amb una temperatura Ms de 15ºC i Af de 7ºC. Ambdós valors de temperatura augmenten amb els cicles endodòntics, cosa que indica que la martensita es forma a temperatures més altes i que la temperatura ha d’augmentar amb els cicles per retransformar-la en austenita. Aquest fet indica l’estabilització de la martensita amb el cicle, fet que es confirma per la disminució tant de les entalpies de transformació com de retransformació. L’estructura de martensita s’estabilitza a causa dels defectes i no es retransforma. Aquesta martensita estabilitzada no té superelasticitat i, per tant, es fractura prematurament. S’ha pogut observar la martensita estabilitzada mitjançant l’estudi de la fractografia, veient-se que el mecanisme és per fatiga. Els resultats van mostrar que les llimes es fracturen abans com més gran és l'angle aplicat (per als assaigs a 70º a 280 s, a 45º a 385 s, i a 30º a 1200 s). A mesura que augmenta l'angle, es produeix un augment de la tensió mecànica i, per tant, la martensita s'estabilitza en cicles més baixos. Per desestabilitzar la martensita, es pot realitzar un tractament tèrmic a 500ºC durant 20 minuts, i les llimes recuperen tota la seva superelasticitat.

D'altra banda, es van estudiar dues llimes austenítiques (Protaper i F6) i dues austenítiques amb fase R (Vortex i Reciproc). Les temperatures de transformació es van estudiar per calorimetria. Es van utilitzar motlles que reproduïen conductes radiculars amb diferents angles (30, 45 i 70º) per introduir les llimes a 37ºC amb refredament cada 5 cicles i aplicant una força fins a la fractura. Les diferents llimes van ser tractades tèrmicament a 300 i 500ºC com a procés d’envelliment i es van determinar també les temperatures de transformació. Es va utilitzar microscòpia electrònica de barrera i de transmissió per observar la fractografia i els precipitats de les llimes. Els resultats mostren que les llimes amb fase R tenen més cicles de fractura que les llimes amb només la fase austenítica. Els cicles de fractura depenen de l'angle d'inserció al conducte radicular, sent l'angle de 70º el que presenta menys cicles de fractura en tots els casos. La transformació en fase R augmenta l'energia absorbida pel NiTi per produir la transformació d'austenita a fase R i a martensita, provocant l'augment dels cicles de fractura. Els cicles mecànics provoquen augments significatius de les temperatures de transformació Ms i Af, així com Rs i Rf. No es van observar canvis en les temperatures de transformació per l'envelliment a 300ºC, però es va observar l'aparició de precipitats Ni4Ti3 en els tractaments d'envelliment a les llimes riques en Níquel que corresponen a aquelles amb transició R. Aquests resultats han de ser considerats pels endodoncistes per optimitzar el tipus de llimes per a la teràpia clínica.