APLICACIÓN DEL ULTRASONIDO EN ODONTOLOGÍA

APLICACIÓN DEL ULTRASONIDO EN ODONTOLOGÍA (tema de examen)


Prof. Dr. Luis Lazo M.
Profesor titular de Farmacologia –UNFV
Profesor titular de Biofisica –Universidad Alas Peruanas
INTRODUCCIÓN
El ultrasonido es utilizado en la naturaleza, que dotó a ciertos animales con la capacidad de emitir ondas ultrasónicas. Los murciélagos, delfines, mariposas se movilizan, encuentran alimentos, y huyen del peligro a través de ondas ultrasónicas que ellos mismos emiten.
Con la observación del procedimiento de esos animales se desarrolló la idea del sonar, durante la Segunda Guerra Mundial. El sonar sirve para detectar objetos sobre el agua, como submarinos, y también para evaluar la profundidad de los mares. Después de la segunda Guerra hubo un aumento grande en las aplicaciones del ultrasonido en diversos campos.
Como el ultrasonido está fuera de la banda de frecuencia audible para el hombre, puede ser empleado con intensidad bastante alta.
Las aplicaciones del ultrasonido de baja intensidad tiene, como propósito, transmitir la energía a través de un medio y con esto obtener informaciones del mismo. Como ejemplo de esas aplicaciones podemos citar: Ensayo no destructivo de materiales, Medidas de propiedades elásticas de los materiales y Diagnóstico médico.
Las aplicaciones de alta intensidad tienen como objetivo producir alteración del medio a través del cual la onda se propaga. Como ejemplo citaremos la Terapia médica, Atomización de líquidos, Limpieza por cavitación, Ruptura de células biológicas, soldado y homogeneización de materiales.
El ultrasonido de baja intensidad en medicina para diagnóstico, se basa en la Reflexión de ondas ultrasónicas. El diagnóstico con ultrasonido es más seguro de que la radiación ionizante, como los Rayos X, por eso es preferible en exámenes prenatales.

Las ventajas del diagnóstico con ultrasonido son su seguridad, conveniencia por no ser invasivo y atraumático, además de su capacidad en detectar fenómenos no perceptibles por los Rayos X.
GENERACIÓN DE ULTRASONIDO.
Las ondas ultrasónicas son generadas por transductores ultrasónicos, simplemente llamados también de transductores.
De modo general, un transductor es un dispositivo que convierte un tipo de energía en otro. Los transductores ultrasónicos convierten la energía eléctrica en energía mecánica y viceversa. Esos transductores son hechos de materiales piezoeléctricos que presentan un fenómeno llamado efecto piezoeléctrico.
El efecto piezoeléctrico fue descubierto por Pierre y Jacques Curie, en 1880, y consiste en la variación de las dimensiones físicas de ciertos materiales sujetos a campos eléctricos. Lo contrario también ocurre, o sea, la aplicación de presiones. Por ejemplo, presiones acústicas que causan variaciones en las dimensiones de materiales piezoeléctricos provocan el aparecimiento de campos eléctricos en ellos. Otro método de generar movimientos ultrasónicos es por el paso de electricidad sobre metales especiales, creando vibraciones y produciendo calor intenso durantes su uso. Este efecto es llamado Magnetoestritivo.
Al colocar un material piezoeléctrico en un campo eléctrico, las cargas eléctricas de la red cristalina interactúan con el mismo y producen tensiones mecánicas.
El cuarzo y la turmalina, cristales naturales, son piezoeléctricos.
El cristal, para ser usado como transductor, debe ser cortado de forma que un campo eléctrico alternado, cuando esté aplicado en el, produzca variaciones en su espesor. De esa variación resulta un movimiento en los lados del cristal, originando las ondas sonoras. Cada transductor posee una frecuencia de resonancia natural, tal que, cuanto menor el espesor del cristal, mayor será la frecuencia de vibración.
El mismo transductor que emite la señal ultrasónica, puede funcionar como detector, pues los ecos que vuelven a él producen la vibración en el cristal, haciendo variar sus dimensiones físicas que, a su vez, causan el aparecimiento de un campo eléctrico. Ese campo genera señales que pueden ser amplificadas y mostradas en un osciloscopio o registrador.
EFECTOS BIOLÓGICOS DEL ULTRASONIDO.
El ultrasonido cuando atraviesa un tejido es absorbido y puede elevar la temperatura local. Los cambios biológicos debidos a esto, serían los mismos se la elevación fuera provocada por otro agente. La tasa de absorción del ultrasonido aumenta con su frecuencia.

Otro efecto posible en la aplicación ultrasónica está asociado a la cavitación, término usado para describir la formación de cavidades o burbujas en un medio líquido, conteniendo cantidades variables de gas o vapor. En el caso de células biológicas o macromoléculas en suspensión acuosa, el ultrasonido puede alterarlas estructuralmente y/o funcionalmente a través de la cavitación.
La presión negativa en el tejido durante la rarefacción puede hacer con que los gases disueltos o capturados se junten para formar burbujas. El colapso de esas burbujas libera energía que puede romper las uniones moleculares, provocando el aparecimiento de radicales libres H + y OH +, altamente reactivos y como consecuencia, causar cambios químicos.
Otro efecto biológico que puede ocurrir es debido a las denominadas “fuerzas de radiaciones”, que pueden desarticular, distorsionar y/o reorientar partículas intercelulares, o igual, a las células con relación a sus configuraciones normales.
Actualmente, un gran número de investigaciones vienen siendo realizadas para verificar los efectos biológicos del ultrasonido. Los resultados obtenidos hasta ahora conducen a la suposición de que ningún bioefecto sustancial ha sido verificado con un haz ultrasónico de intensidad inferior a 100 mW/cm 2.
Para resumir, podemos enumerar los siguientes efectos de interés biológico:
Efecto térmico: la energía intrínseca de las ondas sonoras genera calos al atravesar el tejido.
Efecto mecánico – vibratorio: empleado en la preparación de los canales radiculares a través de la instrumentación, ayudado por la irrigación simultánea.
Efecto químico: por la liberación de sustancias ionizantes.
Efecto reflexivo: característica de alcanzar el objeto y retornar (como en el ecograma)
Fenómeno de cavitación.
ONDAS.
Onda es una perturbación o disturbio transmitido a través del vacío o de un medio gaseoso, líquido o sólido.
Conocemos que existe una gran variedad de ondas; por ejemplo: las ondas del mar, las ondas en una cuerda, en un resorte, las ondas sonoras y las ondas electromagnéticas, etc. Esas ondas pueden diferir en muchos aspectos, pero todas pueden transmitir energía de un punto a otro.
Los ojos son receptores especiales que detectan las ondas electromagnéticas con longitudes entre 4,000 y 7,000 Å, son las llamadas ondas luminosas visibles o simplemente ondas luminosas.
Las ondas sonoras tienen frecuencias audibles de 20 a 20,000 Hz.
TIPOS DE ONDAS.

Dependiendo del medio de propagación de las ondas, ellas pueden ser clasificadas en mecánicas y no mecánicas.
Las ondas mecánicas son las que se propagan en medios deformables o elásticos. Como ejemplo, podemos citar las ondas sonoras, ondas en una cuerda, en un resorte, ondas en el agua. Son originadas de una perturbación o disturbio en una región de un medio elástico. Teniendo el medio propiedades elásticas, el disturbio es transmitido sucesivamente de un punto a otro. Las partículas del medio vibran solamente alrededor de sus posiciones de equilibrio, si no se desarticulan juntamente como un todo, como la cuerda.
Las ondas no mecánicas, como las electromagnéticas, no necesitan de un medio material para su propagación. Un ejemplo es la luz, que atraviesa el espacio interestelar prácticamente vacío.
En cuando a la relación entre la dirección de perturbación y de la propagación, las ondas pueden ser clasificadas en transversales y longitudinales.
Ondas transversales.
Una onda es transversal cuando la perturbación es perpendicular a la dirección de la propagación. Ejemplo: vibrar una cuerda.
Las ondas luminosas son también consideradas transversales, pues las oscilaciones de los vectores del campo eléctrico o campo magnético ocurren en direcciones perpendiculares a la dirección de la propagación.
Ondas longitudinales.
Se la perturbación fuera paralela a la dirección de propagación, se tiene una onda longitudinal. Ejemplo: las ondas sonoras.
Dependiendo de la duración de la perturbación provocada en el medio, se puede producir un pulso u onda única, un tren de ondas y una sucesión continua de ondas.
Una característica del pulso y del tren de ondas es que tienen un principio y un fin, siendo por tanto, una perturbación con extensión limitada. Una única agitada a una cuerda tensionada produce un pulso. Un flash de luz produce un pulso luminoso. En caso que se apliquen algunas agitaciones en una cuerda tensionada, será producido un tren de ondas que se mueve a lo largo de ella. Se, por otro lado, las agitaciones fueran periódicas, se produce un movimiento periódico en cada partícula de la cuerda, ocurriendo la producción de una sucesión continua de ondas.
Las ondas pueden ser progresivas o estacionarias.
En una onda progresiva, cada partícula del medio vibra con la misma amplitud, en cuanto que en una onda estacionaria la amplitud es función de la posición del punto, siendo máxima en los vientres.
Principio de la superposición.
Lo que ocurre cuando dos o más ondas se cruzan en una misma región de espacio es llamado Superposición, según la cual cuando dos o más ondas pasan por un punto dado, en determinado instante, la perturbación resultantes es la suma algebraica de las perturbaciones de cada onda. Este principio es aplicado tanto para las ondas electromagnéticas como para las ondas mecánicas.
El efecto combinado de dos o más ondas en un punto es llamado, de forma general, interferencia. Ese es un fenómeno característico y exclusivo del movimiento ondulatorio.
Cuando el pulso resultante de la superposición es mayor que cualquiera de sus componentes, se obtiene lo que se llama interferencia constructiva; por otro lado, se uno de los pulsos es invertido en relación al otro, durante la superposición, se tiende a anular. Esta interferencia es llamada destructiva.
Velocidad de propagación de la onda en medio elástico.
Un medio elástico es constituido de cualquier material que tienen a preservar su longitud, forma y volumen contra las fuerzas externas. Tales materiales poseen fuerzas restauradores que tiene a retornar el material a su condición original después de la remoción de fuerzas externas. La fuerza restauradora es característica del material y tiene origen en las fuerzas de adhesión entre sus átomos o moléculas individuales.
La velocidad de propagación de ondas en medio elástico depende, en general, de la elasticidad y densidad del medio.
Se sabe que la densidad y las características de elasticidad del medio varían con la temperatura y la presión de ese medio, luego que la velocidad de propagación dependerá de la temperatura y de la presión.
Se refiere como medio no dispersivo aquel en que la forma de la onda no se altera a medida que la onda se propaga y su velocidad es constante, desde que sean fijadas las características de elasticidad y la densidad del medio. Ejemplo de onda que no sufre dispersión es la onda sonora del aire.
La velocidad del sonido en el aire a 20 ºC es de 344 m/seg. La velocidad es la misma para el sonido audible, infrasonido y ultrasonido.
Las ondas electromagnéticas que se propagan en el vacío, o en un medio rarefacto como el aire, no presentan dispersión, pero en medio densos como el agua y el vidrio presentan este fenómeno.
EL ULTRASONIDO EN LA ENDODONCIA.

Las investigaciones iniciales sobre la aplicación del ultrasonido en Odontología se iniciaron cerca de 1950. El Cavitrón, aparato utilizado para la profilaxis periodontal, fue introducido en el mercado en 1957, por Dentsply, en los Estados Unidos.
Richman (1957), publicó el primer trabajo sobre el ultrasonido como auxiliar en la instrumentación y limpieza del canal radicular
El uso del Cavitrón con punta PR30 como elemento auxiliar en la instrumentación del canal radicular ya es conocido hace varios años.
Con en transcurrir del tiempo, muchas investigaciones fueron realizadas, intentando desarrollar una técnica de instrumentación con el ultrasonido examinando su capacidad de limpieza en relación a la instrumentación manual convencional. Como el aparato adaptado (Cavitrón) no proporcionaba irrigación continua, ella era proporcionada manualmente, no satisfaciendo las necesidades de limpieza del canal radicular.
De ese modo, el uso del ultrasonido en endodoncia, con aparato adaptado, pasó a ser un aparato accesorio, usado con mucha restricción.
Los investigadores, incentivados por la eficiencia del ultrasonido, consiguieron crear un aparato específico para endodoncia, que realizaba irrigación simultánea a la instrumentación.
Martin (1976) marcó una nueva etapa en el tratamiento endodóntico con el ultrasonido, realizando innumerables investigaciones sobre el asunto.
La asociación de investigadores junto con Dentsply posibilitó el desarrollo de equipos propios para la endodoncia, iniciando a la era del Sistema Ultrasónico de preparación de los canales radiculares.
El avance en la aplicación del ultrasonido posibilitó el surgimiento de métodos de tratamiento de los canales radiculares que posibilitaron al Cirujano Dentista a realizar más fácil y rápidamente la instrumentación e irrigación simultánea del canal radicular.
Con el avance en las investigaciones, nuevos aparatos fueron surgiendo en el mercado. Hoy, existen varios modelos, como el Cavi – Endo (Dentsply), Ultra - Endo (Osada - Enac), Sprasson (Francés) y el Profi – Endo (Dabi – Atlante)


Ventajas del uso del ultrasonido en endodoncia.

Relacionaremos aquí las siguientes ventajas del empleo del sistema ultrasónico como auxiliar en la preparación de los canales radiculares:
Instrumenta e irriga el canal de forma rápida, suave y eficiente.

Produce menor fatiga para el paciente y el profesional.
Aumenta las propiedades de limpieza y desinfección en la instrumentación, cuando sustancias irritantes antisépticas son constituyentes integrantes del sistema, con acción simultánea.
Remueve obstrucciones causadas por cuerpos extraños, conos de plata, pines proteicos. Para mayor información sobre la remoción de cuerpos extraños en el interior del canal radicular,
Remueve obturaciones antiguas del canal radicular.
Atención:
El ultrasonido no debe ser utilizado en pacientes portadores de marcapasos cardíacos, pues puede haber interferencia en este aparato.