Taladro dental

Antecedentes

El taladro dental es una herramienta que utilizan los dentistas para perforar el esmalte dental, así como para limpiar y eliminar la placa de la superficie del diente. Se compone principalmente de una pieza de mano, una turbina de aire y una broca de carburo de tungsteno. Desde que comenzó su desarrollo a mediados de 1700, el taladro dental ha revolucionado el campo de la odontología. El taladro dental moderno ha permitido a los dentistas trabajar con mayor rapidez y precisión que nunca, con menos dolor para el paciente.

Los dientes están compuestos de tejido vivo y no vivo. La capa interna de tejido blando, llamada dentina, es similar en composición a los huesos esqueléticos. El esmalte, la capa externa de los dientes, que está muy calcificada y es más dura que el hueso, no puede ser regenerada por el cuerpo. La caries dental, que daña el esmalte, es causada por varias bacterias orales. Un tipo de bacteria que reside en la boca descompone las partículas residuales de comida que quedan en los dientes después de comer. Un subproducto del metabolismo de esta bacteria es la placa. Otras bacterias se adhieren a esta placa y comienzan a secretar un ácido que hace que se formen pequeños agujeros en el esmalte de los dientes. Esto permite que otros tipos de bacterias entren en estos agujeros y grietas y erosionen el tejido más blando que se encuentra debajo. El proceso debilita el diente creando una caries. La ruptura de los tejidos blandos es responsable del dolor que normalmente se asocia con las caries. Más allá de los orificios iniciales, el esmalte exterior se deja principalmente intacto. Si no se tratan, las caries pueden provocar enfermedades como caries dentales y abscesos.

Para prevenir estas enfermedades, los dentistas utilizan un taladro dental u otras herramientas para eliminar la placa de una caries. A medida que se perfora el diente, las pequeñas virutas de diamante que cubren su punta desgastan la placa y el esmalte dañado. Solo perforando un diente pueden los dentistas asegurarse de que se elimine toda la placa. Con la placa desaparecida de los dientes, las bacterias que dañan el esmalte no tienen dónde residir y no pueden causar caries. Una vez finalizada la perforación, el orificio que queda se rellena con un material adecuado que fortalece el diente y ayuda a prevenir daños mayores.

Historial

Los primeros ejemplos de taladros dentales fueron desarrollados por los mayas hace más de 1000 años. Utilizaron una herramienta de piedra hecha de jade, que tenía la forma de un tubo largo y estaba afilado en el extremo. Girándolo entre las palmas de las manos, se podría perforar un agujero en los dientes. Utilizaron esta herramienta principalmente junto con un ritual religioso para poner joyas en los dientes. Aunque esta tecnología se adelantó a su tiempo, no se conocía en el resto del mundo. Las primeras civilizaciones griega, romana y judía también desarrollaron versiones de un taladro dental. Si bien se encuentran estos primeros ejemplos de perforación de dientes, durante la Edad Media se perdió la tecnología. A mediados del siglo XVII, los médicos descubrieron que se podía lograr un alivio temporal de las enfermedades dentales rellenando los orificios naturales de los dientes con diversas sustancias. Estos primeros dentistas incluso usaron un cincel para quitar trozos del esmalte dañado. Sin embargo, no fue hasta que apareció Pierre Fauchard que se redescubrió la tecnología de taladros dentales.

Algunos dicen que Fauchard es el padre de la odontología moderna. Primero menciona el uso de un taladro de arco en los dientes para los conductos radiculares en un libro publicado en 1746. Este dispositivo consistía en una varilla larga de metal con un mango y Diagrama de un taladro dental. Aunque los taladros individuales pueden variar en diseño, todos incluyen un motor, una pieza de mano, acoplamientos y una broca o fresa. un arco que se utilizó para alimentarlo. Durante este tiempo, se desarrollaron muchas innovaciones. Uno de ellos fue la introducción en 1778 de un taladro casi mecánico, que funcionaba con una manivela que activaba un engranaje giratorio. Poco después, un inventor agregó una rueda giratoria para impulsar la cabeza del taladro. El movimiento en este dispositivo fue creado por el dentista presionando un pedal para mover una rueda giratoria, que a su vez movía la cabeza del taladro. Se hicieron otros intentos de taladros mecánicos durante el siglo XIX, pero eran difíciles de manejar e ineficaces, por lo que la mayoría de los dentistas usaban taladros de acero sencillos y manuales.

La tecnología de perforación mejoró constantemente con el tiempo, lo que resultó en perforaciones más rápidas y eficientes. En 1870 se conectaron nuevos tipos de motores de pie a los taladros dentales. Pronto siguieron los taladros eléctricos, y el tiempo que se tardaba en preparar una cavidad se redujo de horas a menos de 10 minutos. Los taladros de alta velocidad se desarrollaron en 1911, pero no fue hasta 1953 que se introdujo el taladro dental moderno con su motor de turbina de aire. Estos taladros eran más de 100 veces más rápidos que sus predecesores y reducían significativamente el dolor asociado con el taladrado de dientes. Para adaptarse a estas velocidades más rápidas, se introdujeron brocas de carburo de tungsteno. Desde entonces, los fabricantes han realizado muchas modificaciones, como agregar luces y cámaras de fibra óptica, incorporar sofisticados sistemas de enfriamiento y fabricar piezas de mano de gran durabilidad.

Diseño

Hay varios diseños de fresas dentales disponibles, sin embargo, cada uno tiene las mismas características básicas, incluidos motores, una pieza de mano, acoplamientos y una broca. La perforación de alta velocidad se activa mediante una turbina de aire. Estos dispositivos convierten el aire altamente presurizado en energía mecánica, lo que permite que las brocas giren más de 300.000 rpm. También se necesitan velocidades más lentas para cosas como el pulido, el acabado y la perforación de tejidos blandos, por lo que las fresas dentales suelen estar equipadas con motores secundarios. Los tipos comunes incluyen motores eléctricos y motores de aire.

La pieza de mano es típicamente un dispositivo delgado con forma de tubo que conecta la broca con el motor impulsor. Suele ser liviano y de diseño ergonómico. También tiene un accesorio en forma de E que asegura que la broca esté correctamente inclinada para una máxima estabilidad del sistema. Estos componentes del taladro dental alguna vez fueron bastante delicados. Sin embargo, los problemas de salud recientes han obligado a los diseñadores a desarrollar piezas de mano que puedan soportar la esterilización por vapor a alta presión. Los acoplamientos se utilizan para conectar la unidad de perforación a las fuentes de energía eléctrica o aérea y al agua de refrigeración. Pueden constar de dos o cuatro orificios, según el tipo de accesorio.

La broca, o fresa, es la parte más importante del taladro dental. Es corto y muy duradero, capaz de soportar una rotación de alta velocidad y el calor que se genera posteriormente. Se fabrican muchas formas de fresa, cada una con diferentes capacidades de corte y perforación. Algunas fresas incluso están diseñadas con flautas de corte de diamante. Se pueden agregar características adicionales, como sistemas de rociado de refrigerante o dispositivos de iluminación. El taladro dental más sofisticado tiene un sistema de enfriamiento interno, una caja de cambios epicicloidal que aumenta la velocidad e iluminación de fibra óptica.

Materias primas

Los taladros dentales se fabrican a partir de una variedad de materias primas, incluidos metales y polímeros. La pieza de mano, que alberga los motores, los engranajes y el eje de transmisión, puede estar hecha de plásticos duros y livianos o de aleaciones metálicas como latón. Las piezas de mano más avanzadas están fabricadas con titanio. La fresa está hecha de carburo de tungsteno, una de las sustancias más duras conocidas. Para los motores internos se utilizan otros materiales como el acero. La tubería que conecta el taladro a las principales fuentes de energía está hecha de un material flexible, como silicona polimérica o cloruro de polivinilo (PVC).

El
proceso de fabricación

La producción de un taladro dental es un proceso integrado en el que los componentes individuales se fabrican primero y luego se ensamblan para hacer el producto final. Si bien los fabricantes pueden fabricar cada pieza individualmente, generalmente dependen de proveedores externos para muchas de las piezas. Un método de producción típico incluiría la construcción de los motores y las brocas, la formación de la pieza de mano, el ensamblaje final y el embalaje.

Pieza de mano

• 1 Aunque se utilizan numerosos diseños y materiales para fabricar la pieza de mano, todos se fabrican normalmente con un molde preformado. Para las piezas de mano de plástico, esto implica el moldeo por inyección, un proceso en el que el plástico se funde, se inyecta en un molde y se libera después de que se forma. Las piezas de mano de metal también utilizan un proceso de moldeado similar.

Broca

• 2 Las brocas están formadas por partículas de carburo de tungsteno. Se fabrican tomando primero mineral de tungsteno y procesándolo químicamente para producir óxidos de tungsteno. Luego se agrega hidrógeno al sistema para eliminar el oxígeno, lo que da como resultado un polvo fino de metal de tungsteno. Luego, este polvo se mezcla con carbón y se calienta, produciendo partículas de carburo de tungsteno de diferentes tamaños. Estas partículas se procesan adicionalmente para formar la broca de forma apropiada.

Motor de turbina de aire

• 3 El motor de turbina de aire está construido con pequeños componentes de acero. En un diseño, la turbina se intercala entre dos juegos de rodamientos de bolas y se conecta directamente a la broca. Toda la unidad está encerrada en el cabezal de perforación, con aberturas para el aire de entrada y el aire de salida. Otros tipos de motores de turbina se encuentran más arriba en la pieza de mano y están conectados a la broca mediante una serie de ejes de transmisión y engranajes.

Motores de baja potencia

• 4 Los motores de baja potencia se montan de manera muy similar a los motores de turbina de aire. El motor neumático de paletas rotativas consta de una estructura central con paletas deslizantes que sobresalen hacia afuera. Se coloca en la pieza de mano y se conecta al eje de transmisión principal del taladro. También tiene una abertura para entrada y salida de aire. Los motores eléctricos son significativamente más complejo, que consta de un conjunto de cojinetes, imanes, cepillos y bobinas de inducido.

Montaje final

• 5 Una vez que todos los componentes estén disponibles, puede comenzar el ensamblaje final. Dependiendo del diseño, la turbina de aire se puede colocar directamente en la carcasa de la pieza de mano o se puede colocar junto con la broca. Las otras partes del taladro se colocan en la pieza de mano, incluidos motores neumáticos o eléctricos, eje de transmisión, engranajes e interruptores de control. Se agregan otros accesorios, como las mangueras de enfriamiento y los dispositivos de iluminación de fibra óptica. El acoplador se coloca en un extremo de la pieza de mano y la broca se une al otro.
• 6 Después de una serie de controles de calidad, los taladros terminados se colocan en el embalaje adecuado, junto con los accesorios, manuales y piezas de repuesto, y luego se envían a los distribuidores.

Control de calidad

La calidad de cada componente de la broca se verifica durante cada etapa de la fabricación. Dado que cada día se fabrican muchas piezas, es imposible inspeccionarlas todas. Por lo tanto, los inspectores de línea generalmente toman muestras aleatorias en ciertos intervalos de tiempo y verifican que esas muestras cumplan con las especificaciones establecidas de tamaño, forma y consistencia. Durante esta fase de control de calidad, el método de prueba principal es la inspección visual, aunque también se pueden realizar mediciones más rigurosas.

El futuro

Durante gran parte de la historia del desarrollo del taladro dental, la investigación se centró en aumentar la velocidad de las brocas y corregir los problemas relacionados con estas velocidades mayores. Sin embargo, los estudios han demostrado que no hay ningún beneficio al aumentar la velocidad de la broca más de lo que es hoy. Por lo tanto, el enfoque de la investigación se ha desplazado hacia el desarrollo de alternativas a los taladros convencionales por completo. Dos introducciones recientes son dignas de mención y pueden indicar la dirección en la que se dirige la odontología.

Un nuevo método de tratamiento de las caries se conoce como tecnología "aire-abrasivo". Con esta técnica, un dentista quita partes de la superficie del diente sin usar un taladro. Una corriente de aire empuja pequeñas partículas de alúmina y la placa se desprende literalmente del diente. Otra tecnología que puede reemplazar al taladro dental es el láser. La FDA aprobó recientemente el uso de un taladro láser para su uso en el tejido blando de los dientes. Sin embargo, está pendiente la aprobación para su uso en tejidos duros. Esta tecnología puede permitir una perforación más rápida y precisa. El resultado de estas dos nuevas tecnologías es la comodidad óptima del paciente, ya que se eliminan el dolor y el ruido asociados con la perforación convencional.