Instrumental odontológico y la física

Si nos ponemos a pensar en todas las relaciones que tiene la física con la odontología, lo más probable es que lo que primero que venga a su cabeza sean los instrumentales típicos usados por el dentista (los cuales se encuentran impresos por sus característicos sonidos en nuestra retina desde que somos muy pequeños con nuestras primeras visitas al dentista ). Para uso práctico, partiremos describiendo las partes de los distintos instrumentales, para terminar por describir su funcionamiento y aplicación.

Todos los instrumentos dentales se caracterizan por tener dos partes:

·         Parte activa: es la que se usa para la realización de la función para la cual el instrumento está diseñado. Esta parte varía de instrumento en instrumento dependiendo de su función

·         Mango o parte inactiva: parte que sujeta al instrumento, para esto suele tener unas marcas para darle una característica forma rugosa, de esta manera se evita que se resbale de las   manos del odontólogo cuando se encuentra trabajando.

A demás tenemos dos tipos de instrumentos, de mano (aquel instrumento que no va unido a al equipo dental, como por ejemplo los fórceps)  y rotatorios (van unidos a las mangueras del equipo dental para poder ser accionado por este. Como su nombre lo dice efectúa movimientos rotatorios a diferentes velocidades con el fin de mover una fresa que se coloca en el extremo.)

*Fresa: Pequeño instrumento de forma variable que se coloca en el extremo del instrumental rotatorio; es lo que comúnmente llamaríamos cabezal.

De la amplia gama de instrumental odontológico, principalmente nos enfocamos en aquellos de uso hidráulico, de estos decidimos que los más representativos son los siguientes:

•  Unidad tri modular: de acá salen tres tubos, los cuales se conectan micromotor, turbina y a la jeringa: estos tubos tienen una serie de sub conductos, los cuales llevan agua y aire a las respectivas herramientas conectadas. El uso comibinado de estos dos fluidos permite la realización de una serie de operaciones (desde la oscilación de los aparatos de ultra sonido o las turbinas, hasta la expulción de agua/aire por parte de la jeringa) 

·         Turbina: Instrumento rotatorio de muy alta velocidad, la cual hace que la fresa que se conecta a esta alcance muy altas velocidades (entre las 100.000 y 500.000 rpm). La idea de hacer girar la fresa a estas altísimas velocidades es poder eliminar los tejidos duros del diente  (como el esmalte) en los procesos de tratamientos de caries. tiene una forma ligeramente angulada que sirve para permitir un fácil acceso al diente.

Al igual que el resto del instrumental de uso rotatorio también tiene una cabeza (acá es donde se instala la fresa. También encontramos en esta parte un sistema de salida de agua, la cual tiene una función refrigerante, es decir disminuir el calor generado al realizar el tratamiento) y un mango (es la zona rugosa de agarre. En su extremo final encontramos una conexión que se une con la manguera del equipo dental, para recibir el suministro y retorno de agua y aire

·         Micromotor: es un sistema rotatorio de menor velocidad que una turbina, debido a que su uso queda reservado a para los tejidos semiduros del diente (complejo dentino /pulpar). A él puede conectarse un contra-ángulo, el cual al igual que la turbina tiene una cabeza que se conecta a una fresa y un mango que es la parte que se conecta al micromotor.  El uso del contra-ángulo es ideal para la remoción de caries.

 El funcionamiento de la turbina como el del micromotor es bastante simple. Desde la unidad trimodular se desprenden una serie de mangueras, las cuales tienen una serie de sub conductos de salida y retorno (para agua y aire). Estos son expulsados con diferentes presiones; el aire es expulsado con una presión de 90 lbs., el cual viaja por el interior del mango de la turbina y hace girar un rotor, el cual tiene una hélice que gira por acción de la gran presión que trae el aire, al mismo tiempo el rotor tiene una serie de rodamientos para facilitar su giro y mantenerlo en una posición central. Estos rodamientos deben ser lubricados con aceite (el cual gracias a su viscosidad evita que se desgasten muy rápidamente los mencionados rodamientos). De no lubricarse, la turbina no puede girar en su eje, disminuyendo su velocidad y de esta manera su funcionalidad. Al otro extremo de la hélice encontramos el espacio de inserción de la fresa. Tanto la potencia de la turbina como la del micromotor están determinadas por el diámetro de la parte activa, debido a que involucra una menor superficie de trabajo (así como lo analizábamos anteriormente con pascal, la fuerza resultante es directamente proporcional a la superficie sobre la cual se realice la fuerza), cumpliéndose o planteado por Pascal. 
F2=(A1) X A2              

         F1  





Como ya mencionamos anteriormente, par las herramientas usadas en odontología es fundamental el uso de tanto aire como agua, los cuales deben aplicarse bajo ciertas características de presión. En el caso del aire, este es almacenado en unos tanques (que en el caso de nuestra facultad se encuentran por detrás de la clínica b). Estos tanques mantienen un volumen determinado de aire, el cual al agotarse completamente acciona un sistema de re-llenado mediante un compresor (estos compresores funcionan mediante un motor, el cual a través de una correa echa a andar un rotor que bombea el aire comprimiéndolo dentro del tanque con una potencia  de 15 hp. en estricto rigor, lo único que hace el compresor es transferir al fluido que pasa por él una cantidad de trabajo, el cual provoca un desplazamiento en el fluido desde fuera hacia dentro del tanque). Esto sólo es posible gracias al carácter compresible de los gases. Gracias a un manómetro ubicado por fuera del tanque podemos ver la presión que se encuentra en su interior, de manera que este se mantenga constante.

En el caso del agua, realizamos un proceso muy parecido, pero sólo de manera preventiva, ya que los equipos dentales están capacitado para trabajar con la presión de la red húmeda doméstica que entrega la compañía de suministro ESVAL (de 15 a 20 lbs.), sin embargo es conocimiento público que esta presión puede disminuir dependiendo del uso que tengan los sectores aledaños que se conectan a la misma red húmeda, es por esto que nuestra universidad hace uso de un tanque de almacenamiento de agua. Reiteramos que el funcionamiento de estanque es similar al del tanque de oxigeno.  Una bomba llena el estanque hasta alcanzar su volumen máximo. De esta manera, si mantenemos un volumen constante de agua, tenemos un peso constante (porque como ya sabemos la relación entre volumen  y su peso de agua es de 1:1), y por consiguiente controlar siempre la presión (y no depender de la variable presión que entrega la compañía de suministro de agua.

Para finalizar este recorrido por nuestra selección de herramientas propias del odontólogo de uso hidráulico, quisimos dejar para el final la más significativa, el sillón dental. Si bien, existen varias clases de sillón dental, no solamente el hidráulico clásico (también tenemos el eléctrico y el electro hidráulico). Para fluidos los más representativos son el hidráulico y el electro hidráulico, que tienen básicamente el mismo funcionamiento (ambos hacen uso de un aceite que es bombeado a unos discos concéntricos dentro del pedestal en el que se encuentra el sillón; a medida que estos discos concéntricos se van llenando, el asiento va subiendo de nivel, obteniendo como resultado la altura de trabajo ideal para el profesional, en lo único que difieren es que en el electro hidráulico, el bombeo se hace de forma eléctrica, mientras que en el hidráulico clásico el bombeo se hace de forma "manual". Esta es una aplicación del principio de Pascal, el uso de un fluido comprimido poder levantar un cuerpo que se encuentre sobre una superficie de tamaño considerable. Un sillón dental promedio puede funcionar perfectamente con una persona de hasta 100 kg.






Ref. Bibliográficas

Materiales Dentales 4ta Edición, Luis Macchi, Universidad de Buenos Aires
Phillips Ciencia de los Materiales Dentales 11° edición, Kenneth J. Anusavice, PhD
Física Para Ciencias de la Vida, Alan H. Cromer