Análisis del efecto de la activación en la desinfección de canales dentales con Vapor Lock

Abstract

El proceso de limpieza en las endodoncias es importante para que los canales dentales no se vuelvan a infectar tras el tratamiento. Para asegurar una limpieza óptima, el líquido irrigante tiene que inundar la totalidad de las cavidades. Tras la irrigación, aparecen burbujas de aire en el tercio apical que impiden al líquido alcanzar la totalidad de los conductos. El trabajo propone un proyecto para obtener conclusiones acerca de la efectividad de la activación en la eliminación de ese volumen de aire. Se plantea realizar dos tipos de ensayos, unos experimentales y otros computacionales que simulen la irrigación de dos geometrías y la posterior activación del agua, que se utilizará como irrigante. Tras los ensayos, se podrá analizar el efecto de la activación. Además, se validarán los resultados con la toma de medidas de presión en distintos puntos de las geometrías. Para realizar los ensayos experimentales, se propone la creación de una bancada de ensayo que replique el proceso de limpieza que ocurre durante una endodoncia. Un cubo de ensayo con los canales dentales a tamaño real será irrigados a través de una aguja. El flujo de agua que llega a la aguja se impulsará a través de una microbomba con un caudal continuo y regulado con electrónica PWM. La irrigación del agua se hará manualmente con un EndoActivador y la toma de presión se hará mediante sensores de presión. Por otra parte, los ensayos computacionales se realizan con el software ANSYS Fluent que resolverá los flujos con la dinámica de fluidos computacional. Se ensayarán mallas que permitan un balance entre el coste computacional y la precisión de los resultados que serán validadas con un análisis de sensibilidad. Las simulaciones utilizan el modelo viscoso SST-k-omega con opción de corrección de curvatura con un paso de tiempo de 0.0002s y convergen errores residuales de valor menor a 1e-02.

The cleaning process in endodontics is important so that the tooth canals are not re-infected after treatment. To ensure optimal cleaning, the irrigating liquid has to flood the entire cavity. After irrigation, air bubbles appear in the apical third that prevent the liquid from reaching the entire canals. The work proposes a project to obtain conclusions about the effectiveness of activation in eliminating this volume of air. Two types of tests are proposed, experimental and computational, to simulate the irrigation of two geometries and the subsequent activation of water, which will be used as an irrigant. After the tests, it will be possible to analyze the effect of the activation. In addition, the results will be validated by taking pressure measurements at different points of the geometries. In order to perform the experimental tests, it is proposed to create a test bed that replicates the cleaning process that occurs during an endodontic procedure. A test bucket with full-size tooth canals will be irrigated through a needle. The water flow to the needle will be driven through a micropump with a continuous flow rate and regulated with PWM electronics. The water irrigation will be done manually with an EndoActivator and the pressure will be taken by pressure sensors. On the other hand, computational tests are performed with ANSYS Fluent software that will solve the flows with computational fluid dynamics. Meshes will be tested to allow a balance between computational cost and accuracy of the results which will be validated with a sensitivity analysis. The simulations use the SST-k-omega viscous model with curvature correction option with a time step of 0.0002s and converge residual errors of value less than 1e-02.