Piezocerámicos ahorran tiempo en Endodoncias
Al realizar tratamientos de Endodoncia, los endodoncistas tienen que introducir una lima en el conducto del nervio para eliminar el tejido inflamado. La lima giratoria suele atascarse y debe limpiarse con regularidad. Investigadores del Instituto Fraunhofer de Tecnologías y Sistemas Cerámicos (IKTS) han desarrollado un actuador piezocerámico apilado que combina el movimiento rotatorio con un movimiento vibratorio.
La lima no se atasca con tanta frecuencia, lo que permite realizar más rápidamente las intervenciones en los pacientes. Esta tecnología también es útil para otras aplicaciones médicas, por ejemplo en el diagnóstico y el tratamiento del cáncer.
El nuevo desarrollo del Instituto Fraunhofer de Tecnologías y Sistemas Cerámicos IKTS será de interés para cualquiera que haya experimentado un tratamiento de conductos radiculares. Este procedimiento suele ser necesario cuando un paciente tiene una caries profunda y las raíces del diente se han inflamado. Para salvar el diente, el endodoncista lo abre y elimina el tejido inflamado del interior del conducto del nerio mediante una lima rotatoria.
En el marco del proyecto conjunto de investigación IPUCLEAN (sistema ultrasónico piezoeléctrico inteligente para mejorar la capacidad de limpieza y corte de las limas de aleación de níquel-titanio para conductos radiculares), los investigadores del Fraunhofer IKTS de Dresde han creado una lima innovadora que reduce la carga de trabajo del endodoncista y acorta los tiempos del procedimiento. Para lograrlo, bajo la dirección del Dr. Holger Neubert, jefe del departamento de Materiales y Sistemas Inteligentes, el equipo desarrolló un minúsculo actuador piezocerámico apilado que superpone a la rotación de la lima una vibración axial en la gama de frecuencias ultrasónicas.
Una lima dental que gira y vibra
Una lima dental estándar gira unas 200 veces por minuto impulsada por el motor eléctrico del dispositivo portátil. Se introduce en el conducto radicular y se retira y reinserta periódicamente. Parte del tejido extraído acaba como una masa pegajosa adherida a la lima, lo que reduce su capacidad de limpieza y sobrecarga la herramienta. Aunque estas limas dentales están fabricadas con una aleación superelástica de níquel-titanio (NiTi), existe un mayor riesgo de que se separen cuando están sometidas a tensión. Por ello, hay que retirarlas constantemente y limpiarlas a fondo.
Neubert explica las ventajas que ofrece el uso del actuador piezocerámico apilado: «Al superponer la rotación con la vibración axial, la lima se atasca menos rápidamente, lo que significa que no hay que limpiarla tan a menudo. De este modo, los endodoncistas pueden concentrarse mucho más en su complejo trabajo en el conducto radicular. También se reduce el riesgo de separación de la lima». Para los pacientes, esto significa que el tratamiento de Endodoncia termina mucho antes.
Rápidos, pequeños y eficaces: Actuadores piezocerámicos apilados
«La idea central de combinar los dos movimientos de la lima dental partió de los especialistas del Departamento de Odontología del Centro Médico Universitario de Rostock. Utilizamos actuadores piezocerámicos apilados como elemento de accionamiento porque son los que mejor cumplen los requisitos especiales de amplitud y frecuencia de vibración, tamaño y tensión de alimentación», explica Neubert. Gebr. Brasseler GmbH & Co. KG coordinó el proyecto IPUCLEAN. Los endodoncistas del Departamento de Odontología del Centro Médico Universitario de Rostock ya han probado la tecnología en dientes artificiales, con resultados positivos.
Los actuadores piezocerámicos ofrecen muchas ventajas. Son pequeños y compactos, funcionan con rapidez y precisión, son fáciles de controlar y pierden un calor mínimo. Los actuadores apilados constan de varias capas superpuestas que trabajan juntas para aumentar el desplazamiento del actuador. Gracias a ello, los científicos del proyecto IPUCLEAN consiguieron que el dispositivo portátil fuera lo bastante pequeño como para caber fácilmente en los espacios más estrechos de la boca de los pacientes. Otra ventaja es que Fraunhofer IKTS ha construido el actuador apilable con materiales sin plomo. Esto ya cumple los futuros requisitos de la Directiva europea RoHs y significa que el dispositivo está libre de sustancias nocivas.
Otras aplicaciones de ingeniería médica
Fraunhofer IKTS lidera el camino para liberar el enorme potencial de los materiales piezocerámicos. Los investigadores están estudiando otras aplicaciones médicas de la tecnología, en particular transductores ultrasónicos de baja frecuencia con gran profundidad de penetración para tomografía. Estos transductores piezocerámicos se han compactado tanto que es posible introducir 2,000 de ellos en un sistema de tomografía de tamaño convencional. Esto permite obtener imágenes tridimensionales de alta resolución del cuerpo humano para diagnóstico.
Los transductores de ultrasonidos de alta frecuencia son muy demandados en dermatología, entre otros campos. Proporcionan imágenes precisas y de alta resolución a bajas profundidades de penetración. Las posibles aplicaciones se extienden también a los transductores ultrasónicos de alto rendimiento. Éstos utilizarán una entrada sónica extremadamente focalizada para destruir zonas específicas de tejido, por ejemplo en el tratamiento del cáncer.
«Los componentes piezocerámicos pueden utilizarse en una amplia gama de aplicaciones y, gracias a su compacidad y rendimiento, son ideales para la ingeniería médica. Podemos desarrollar soluciones personalizadas que se adapten a las necesidades de cada cliente», afirma Neubert.
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