Posgrado de Endodoncia
INTRODUCCIÓN
El concepto de nanotecnología engloba aquellos campos de la ciencia y la técnica en los que se estudia, se obtiene y/o manipulan de manera controlada materiales, sustancias y dispositivos de muy reducidas dimensiones (inferiores a la micra), es decir a escala nanométrica. (1)
La nanotecnología, definida como la ciencia de lo muy, muy pequeño, era hasta hace poco un campo puramente científico, restringido a las facultades de Física más punteras y a algunos centros de investigación. (2) Es así como, hoy en día, la nanotecnología incluye áreas del saber como la Química, Ingeniería o la Robótica, y recientemente se ha asociado con campos que permanecían alejados como la Medicina, Biología e incluso el medio ambiente. (1)
Sin embargo, poco a poco las cosas cambian, y la nanotecnología está convirtiéndose en una promesa económica, en la que empiezan a unirse gobiernos, inversores de capital riesgo, grandes empresas orientadas al campo tecnológico y científico, (2) debido al impacto enorme, que esta nueva ciencia está creando sobre nuestras vidas y las economías de los países y sociedades. (3)
Por eso se acerca el momento de que la nanotecnología sea una realidad palpable y cotidiana, además de una promesa económica, por eso no es de extrañar que muchos países destinen al año grandes aportes de dinero al campo de la investigación en esta ciencia, llegando al punto de referirse hablar de nanopresupuestos. (2)
El motivo de tanto interés no es de extrañar, la nanotecnología tiene le poder de cambiarlo todo: la medicina y las cirugías, la potencia de la informática, los suministros de energía, los alimentos, los vehículos, y muchas otras cosas que ni siquiera hemos imaginado. (2)
La nanotecnología, habla de la fabricación y el control de estructuras y máquinas a nivel y tamaño molecular, es decir al extremo de lo invisible. (4) Maquinas que serían capaces de construir edificios, detener enfermedades, pelear guerras y producir alimentos. Pero lo más escalofriante es que no se trata de algo descabellado: la revolución ya comenzó y en unos 50 años los humanos podrán ver cosas que la ciencia ficción más atrevida apenas hoy en día, comienza a intuir. (5)
En relación a lo anterior, el propósito del presente articulo, es permitirle al lector tener un acercamiento al concepto de nanotecnologia, a traves de un corto recuento de la historia de esta ciencia, asi como la definición de los términos básicos que se manejan actualmente en el campo de la nanociencia, estableciendo sus posibles aplicaciones futuras en el área de la odontología y particularmente en la endodoncia. Posteriormente, se hará una reseña sobre la importancia de la endoscopia en la endodoncia actual y su evolución, en búsqueda de permitir mayor facilidad y mejor nitidez en la magnificación del campo operatorio.
La nanotecnología, definida como la ciencia de lo muy, muy pequeño, era hasta hace poco un campo puramente científico, restringido a las facultades de Física más punteras y a algunos centros de investigación. (2) Es así como, hoy en día, la nanotecnología incluye áreas del saber como la Química, Ingeniería o la Robótica, y recientemente se ha asociado con campos que permanecían alejados como la Medicina, Biología e incluso el medio ambiente. (1)
Sin embargo, poco a poco las cosas cambian, y la nanotecnología está convirtiéndose en una promesa económica, en la que empiezan a unirse gobiernos, inversores de capital riesgo, grandes empresas orientadas al campo tecnológico y científico, (2) debido al impacto enorme, que esta nueva ciencia está creando sobre nuestras vidas y las economías de los países y sociedades. (3)
Por eso se acerca el momento de que la nanotecnología sea una realidad palpable y cotidiana, además de una promesa económica, por eso no es de extrañar que muchos países destinen al año grandes aportes de dinero al campo de la investigación en esta ciencia, llegando al punto de referirse hablar de nanopresupuestos. (2)
El motivo de tanto interés no es de extrañar, la nanotecnología tiene le poder de cambiarlo todo: la medicina y las cirugías, la potencia de la informática, los suministros de energía, los alimentos, los vehículos, y muchas otras cosas que ni siquiera hemos imaginado. (2)
La nanotecnología, habla de la fabricación y el control de estructuras y máquinas a nivel y tamaño molecular, es decir al extremo de lo invisible. (4) Maquinas que serían capaces de construir edificios, detener enfermedades, pelear guerras y producir alimentos. Pero lo más escalofriante es que no se trata de algo descabellado: la revolución ya comenzó y en unos 50 años los humanos podrán ver cosas que la ciencia ficción más atrevida apenas hoy en día, comienza a intuir. (5)
En relación a lo anterior, el propósito del presente articulo, es permitirle al lector tener un acercamiento al concepto de nanotecnologia, a traves de un corto recuento de la historia de esta ciencia, asi como la definición de los términos básicos que se manejan actualmente en el campo de la nanociencia, estableciendo sus posibles aplicaciones futuras en el área de la odontología y particularmente en la endodoncia. Posteriormente, se hará una reseña sobre la importancia de la endoscopia en la endodoncia actual y su evolución, en búsqueda de permitir mayor facilidad y mejor nitidez en la magnificación del campo operatorio.
HISTORIA
Hace ya más de 40 años, el físico y ganador del Premio Nobel, Richard Feynman, fue invitado a pronunciar un discurso en una Caltech, Institución Tecnológica de California,(5) titulado Al fondo hay espacio de sobra, (There´s Plenty Room at the Bottom);(4) pero el fondo al que se refería Feynman no era el de la abarrotada sala. Hablaba de otro fondo: el de las fronteras de la física, el mundo que existe a escala molecular, atómica y subatómica. (2)
A pesar que este pudo ser, solo otro discurso más, realizado por el ilustre científico sus reflexiones generaron un eco que cada vez posee y suena con más fuerza, expresando que:
"Los principios de la física, tal y como yo los entiendo, no niegan la posibilidad de manipular las cosas átomo por átomo... Los problemas de la química y la biología podrían evitarse si desarrollamos nuestra habilidad para ver lo que estamos haciendo, y para hacer cosas al nivel atómico". (Feynman, 29 de diciembre de 1959) (5)
Esta fue la primera vez, que se hizo pública la visión de intervenir el orden de los átomos, y sobre esta base surgió una nueva ciencia, la cual cada día tiene mayor importancia: La Nanotecnología. (5)
Lo que Feynman, proponía no era más que la creación de máquinas pequeñas para que a partir de éstas se crearan otras máquinas aún mas pequeñas y así de ese modo llegar a crear maquinas a un nivel molecular que pudieran ser medidas en nanómetros. El sugirió que estas nanomáquinas o nanoherramientas podían ser aplicadas para fabricar instrumentos microscópicamente precisos que pudieran ser aplicadas en diferentes campos de la ciencia. (6).
Sin embargo, y para esta época las reflexiones de Feynman, no tuvieron demasiada trascendencia, debido al escepticismo que había en torno al tema;(6) hasta que en los comienzos de los 80, un estudiante de pregrado del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Eric Drexler, insinuó la posibilidad de crear sistemas de ingeniería a nivel molecular y en 1986 publico un libro titulado "Los motores de la creación", que fue considerado como un clásico de este nuevo mundo. (5)
El libro iniciaba con la frase: “Todo tiene que ver, con la forma como están ordenados los átomos. Carbón y diamantes, arena y procesadores de computadoras, cáncer y tejido sano: a través de la historia, las variaciones en el orden de los átomos han diferenciado lo barato de lo caro, lo sano de lo enfermo". (5)
Finalmente lo que se presentaba como hipótesis es que si se toman prestadas ideas de la naturaleza y se cuenta con capacidades generadas por el avance de la ciencia, sería posible construir máquinas que podrían influir sobre el orden de los átomos, de manera tan precisa como para emular el proceso de creación. (5)
Es así como, a finales de los años ochenta, la ingeniería electromecánica retoma el interés por el tema y crea micromotores de múltiples usos, en una escala 10-3, es decir una milésima parte de metro. (6)
Sin embargo, a pesar de estos avances, son algunos hechos posteriores a la conferencia de Feymann, y previos a la publicación del libro de Drexler, los que permitieron el desarrollo de la nanotecnología como ciencia. (7)
A pesar que este pudo ser, solo otro discurso más, realizado por el ilustre científico sus reflexiones generaron un eco que cada vez posee y suena con más fuerza, expresando que:
"Los principios de la física, tal y como yo los entiendo, no niegan la posibilidad de manipular las cosas átomo por átomo... Los problemas de la química y la biología podrían evitarse si desarrollamos nuestra habilidad para ver lo que estamos haciendo, y para hacer cosas al nivel atómico". (Feynman, 29 de diciembre de 1959) (5)
Esta fue la primera vez, que se hizo pública la visión de intervenir el orden de los átomos, y sobre esta base surgió una nueva ciencia, la cual cada día tiene mayor importancia: La Nanotecnología. (5)
Lo que Feynman, proponía no era más que la creación de máquinas pequeñas para que a partir de éstas se crearan otras máquinas aún mas pequeñas y así de ese modo llegar a crear maquinas a un nivel molecular que pudieran ser medidas en nanómetros. El sugirió que estas nanomáquinas o nanoherramientas podían ser aplicadas para fabricar instrumentos microscópicamente precisos que pudieran ser aplicadas en diferentes campos de la ciencia. (6).
Sin embargo, y para esta época las reflexiones de Feynman, no tuvieron demasiada trascendencia, debido al escepticismo que había en torno al tema;(6) hasta que en los comienzos de los 80, un estudiante de pregrado del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), Eric Drexler, insinuó la posibilidad de crear sistemas de ingeniería a nivel molecular y en 1986 publico un libro titulado "Los motores de la creación", que fue considerado como un clásico de este nuevo mundo. (5)
El libro iniciaba con la frase: “Todo tiene que ver, con la forma como están ordenados los átomos. Carbón y diamantes, arena y procesadores de computadoras, cáncer y tejido sano: a través de la historia, las variaciones en el orden de los átomos han diferenciado lo barato de lo caro, lo sano de lo enfermo". (5)
Finalmente lo que se presentaba como hipótesis es que si se toman prestadas ideas de la naturaleza y se cuenta con capacidades generadas por el avance de la ciencia, sería posible construir máquinas que podrían influir sobre el orden de los átomos, de manera tan precisa como para emular el proceso de creación. (5)
Es así como, a finales de los años ochenta, la ingeniería electromecánica retoma el interés por el tema y crea micromotores de múltiples usos, en una escala 10-3, es decir una milésima parte de metro. (6)
Sin embargo, a pesar de estos avances, son algunos hechos posteriores a la conferencia de Feymann, y previos a la publicación del libro de Drexler, los que permitieron el desarrollo de la nanotecnología como ciencia. (7)
Invención del microscopio de barrido de efecto de túnel:
La cual se atribuye a los físicos G. Binning y H Rorgher, del laboratorio de IBM en Zurich en 1982, y que permitió por primera vez observar los átomos de manera individualizada. Este microscopio, esta compuesto de una punta tan afilada que en su extremo solo posee un átomo, por el que fluye una débil corriente eléctrica, la cual se acerca al material a estudiar a una distancia que corresponde a menos de un nanómetro; la punta recorre la superficie del objeto y reproduce la topografía atómica de la muestra. (7,8) (Figura 1)
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| Fig. 1.Esquema de un microscopio cuántico y de la superficie de una sustancia obtenida con un STM4. Tomado de Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente. Observatorio Cubano de Ciencia y Tecnología. Proyecto Nanotecnologia. Primera Etapa. Elementos iniciales para el análisis sobre la nanotecnologia en Cuba. La Habana Junio 2002 |
Descubrimiento de los furelenos o Buckyballs
En 1985, investigadores de la universidad de Rice, EEUU; Richard Smalley, Robert Curl y Harold Kroto, observaron que condensando carbono vaporizado en un medio inerte, este formaba estructuras perfectamente redondas de 60 átomos, similares a una pelota de fútbol compuesta por paños hexagonales. (8) Este descubrimiento como muchos de los grandes a través de la historia fue un hecho casual, y su importancia se debe a que el carbono tiene la propiedad singular de formar enlaces estables entre si, solo en dos formas puras: el grafito y el diamante. El hecho de poder manipular los átomos y transformar el grafito en diamante, puede estar inspirada en la utopía por Feymann de cambiar a voluntad el orden de los átomos. (7) (Figura 2 y 3)
Por este descubrimiento, considerado el más famoso de la corta historia de la nanotecnología, estos investigadores recibieron el Premio Nobel de Química en 1996. (7,8)
Por este descubrimiento, considerado el más famoso de la corta historia de la nanotecnología, estos investigadores recibieron el Premio Nobel de Química en 1996. (7,8)
 | Fig. 2. Furulenos o Buckyball, hecha con 60 átomos de carbono. Tomado de http://goliath.uigv.edu.pe/~s8387567/ref_bibliografica | |
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 | Fig. 3. Estructura molecular del diamante y del grafito. En el diamante cada átomo esta rodeado de cuatro carbonos, por lo que adquiere forma de red tridimensional. Mientras que en el grafito cada carbono se enlaza con tres átomos vecinos en un plano, dando lugar a una lámina parecida a una malla. Tomado de fisicarecreativa.net/ geoquimica/tema11.html | |
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Invención del microscopio de fuerza atómica
En 1985, Binning y Roher, creadores en 1981 del microscopio de efecto de túnel, desarrollaron el microscopio de fuerza atómica (AFM), el cual posee una resolución similar al anterior, pero con la diferencia que en este, la sonda entra en contacto con la muestra y detecta los efectos de las fuerzas atómicas. Su gran ventaja radica en que este puede ser utilizado para observar muestras no conductoras, como las biológicas. Modulando el voltaje que llega a la punta, estos microscopios pueden no solo ver átomos, sino moverlos, colocarlos y manipularlos. (7,8)
Grabación de datos a escala nanométrica
En 1989, dos científicos del centro de investigación de Almaden de la empresa de la IBM, ubicado en San José de California, sorprendieron al mundo científico, al utilizar un microscopio de sonda vibrátil para mover cientos de átomos de xenón sobre una superficie de níquel, escribiendo una versión microscópica del logo de la IBM. A pesar que esto demostró que la construcción de cosas a nano escala era posible, no dejo de ser una experiencia única y diferente. (7, 8,9)
Investigaciones posteriores han ido permitiendo eliminar las restricciones de este primer experimento, por lo que en 1998, S. Chou y P. Krauss, consiguieron realizar la grabación de datos de mayor densidad (65 giga bits/cm2) (7,8) lo que nos hace pensar que este sistema de litografía puede convertirse en una solución rápida de manufactura de nanocomponentes, desde microelectrónica a chips de ADN más rápidos y densos. (7, 8,9) Lo que nos permite visualizar el gran campo de influencia que tiene la nanotecnologia.
A finales del siglo XX, el estudio de las multicapas magnéticas nanoestructuradas, dio lugar al descubrimiento de un nuevo fenómeno cuántico: la magnetorresistencia gigante (GMR). En poco tiempo el uso de esta en los cabezales de los discos duros permitió aumentar la capacidad de almacenaje de información en hasta 3 gigas bits/cm2. (7)
Investigaciones posteriores han ido permitiendo eliminar las restricciones de este primer experimento, por lo que en 1998, S. Chou y P. Krauss, consiguieron realizar la grabación de datos de mayor densidad (65 giga bits/cm2) (7,8) lo que nos hace pensar que este sistema de litografía puede convertirse en una solución rápida de manufactura de nanocomponentes, desde microelectrónica a chips de ADN más rápidos y densos. (7, 8,9) Lo que nos permite visualizar el gran campo de influencia que tiene la nanotecnologia.
A finales del siglo XX, el estudio de las multicapas magnéticas nanoestructuradas, dio lugar al descubrimiento de un nuevo fenómeno cuántico: la magnetorresistencia gigante (GMR). En poco tiempo el uso de esta en los cabezales de los discos duros permitió aumentar la capacidad de almacenaje de información en hasta 3 gigas bits/cm2. (7)
Descubrimiento de los nanotubos de carbono
En 1991, el científico japonés Sumio Lijita, observo e informó de la existencia de los nanotubos, los cuales son, al igual que los furulenos o buckyballs, diferentes formas alotrópicas del carbón. (7)
Los nanotubos, además de ser las estructuras más diminutas jamás fabricadas por el hombre, presentan características prometedoras entre las que se incluyen su capacidad con excelencia en la conducción de la electricidad, además de poseer una dureza superior al acero (Figura 4). (8) Es así como ya son utilizados en la fabricación de dispositivos electrónicos como diodos, conmutadores y transistores. (7)
Los nanotubos, además de ser las estructuras más diminutas jamás fabricadas por el hombre, presentan características prometedoras entre las que se incluyen su capacidad con excelencia en la conducción de la electricidad, además de poseer una dureza superior al acero (Figura 4). (8) Es así como ya son utilizados en la fabricación de dispositivos electrónicos como diodos, conmutadores y transistores. (7)
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| Nanotubos. Tomado de http://goliath.uigv.edu.pe/~s8387567/ref_bibliografica |
Otros eventos importantes
Entre los que podemos incluir la fabricación por parte de la Nippondenso Ltd., en 1994, de una replica exacta de un Model AA Toyota de 1936, con todas sus partes, en una escala similar a un grano de arroz. (6) (Figura 5)
 | Fig. 5. Model AA Toyota de 1936. Tomado de http://en.wikipedia.org/wiki/Toyota | |
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Mientras que en 1997, la Cornell´s Nanofabrication, produjo una guitarra de 10 micrómetros (µm) de largo y 2 micrómetros de ancho, la cual poseía seis cuerdas individuales que solo median 50 nanómetros de espesor. (6) (Figura 6)
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Fig. 6 La imagen de la derecha corresponde a la primera guitarra más pequeña del mundo, mide 10 micrómetros de longitud, aproximadamente el tamaño de una célula, posee seis cuerdas, cada una de 50 nanometros, o lo que equivale a 100 átomos. Fabricada por la universidad de Cornell en silicona cristalina. La foto corresponde a una imagen digital creada por el microscopio electrónico, es la imagen de más alta resolución disponible. La imagen de la izquierda es la nueva versión disponible de la guitarra, elaborada en la misma universidad. Tomado de http://www.lutherie.net/nano.guitar.aip.htm
Ese mismo año, Nadrian Seeman, demostró que el ADN puede ser utilizado como bloques básicos para construir dispositivos a nanoescala, y en 1999, Mark Reed y James M. Tour, científicos de la universidad de Yale, crearon un conmutador para microprocesadores a escala nanométrica. (7)
Se estima que este campo de investigación, que brotó recientemente en los últimos años, ha provocado la creación a gran velocidad de empresas que se empeñan en promocionar el desarrollo de la nanotecnología, por lo que se esperan aún resultados mas asombrosos y grandes avances, durante los próximos años. (5)
La definición dada por la consultora CMP científica, en el trabajo Nanotechnology. The tiny revolution, define la nanotecnología, como “la habilidad de pensar – medir, ver, predecir y hacer – en la escala de los átomos y las moléculas”. De igual manera, el científico Chileno M.I. Molina la define como “…la habilidad de diseñar, controlar y modificar materiales a nivel cuasi microscópicos”, mientras que en el glosario del libro “Los motores de la creación” de Eric Drexler, este afirma que “es la tecnología fundadas sobre la manipulación individual de átomos y moléculas para construir con precisión estructuras complejas”. (7)
Rama de la tecnología que se ocupa de la fabricación y el control de estructuras y máquinas a nivel y tamaño molecular o nanométrico. El nombre viene del prefijo nano (enano) (10) del sistema internacional (SI), particularmente del nanómetro (se abrevia nm.), que es la unidad que equivale a una mil millonésima parte del metro o lo que es igual la billonésima parte de un metro. (4,8) Es por esto que una nanoestructura tiene que ampliarse más de 10 millones de veces para poder verla a simple vista (10)
También se le puede definir como la ciencia que manipula en forma individual átomos y moléculas (materia), para crear materiales, maquinarias y procesos de tamaño molecular, que usualmente se mide en nanómetros. Así como las computadoras descomponen la información a su más básica forma, es decir, 1 y 0, (sistema binario); la nanotecnología juega con la materia en sus más elementales formas: átomos y moléculas. (8,10)
Pero la mejor definición de la nanotecnología, es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de los fenómenos de propiedades de la materia a nano escala. (3) El nanomundo por lo tanto, tiene dos puertas: aquella que manipula átomos individuales o manufactura molecular; y la ultra miniaturización que produce cosas cada vez más pequeñas. (10)
En una computadora -una vez que la información se ha convertido y organizado en combinaciones de 1 y 0-; la información se puede reproducir y distribuir fácilmente. Con la materia, los elementos básicos de la construcción molecular son los átomos, y la combinación de átomos se convierten en moléculas. La nanotecnología le permite manipular estos átomos y moléculas, haciendo posible la fabricación, reproducción y distribución de cualquier sustancia conocida por el hombre, tan fácil y barata como reproducir datos en una computadora. (8)
Cuando se escucha, por primera vez el término "nanotecnología" se piensa en las técnicas que incluyen términos como "microtecnología", que no es más que la tecnología usada en la microelectrónica y que ha transformado enormemente la sociedad en las últimas décadas. La relación no es del todo incorrecta, pero no es exacta. (9)
Con la microtecnología, se pueden fabricar cosas en la escala del micrón. Siendo el micrón correspondiente a una millonésima de un metro, o lo que es lo mismo a una milésima parte de un milímetro. Entendiendo que un metro es más o menos la distancia que existe entre nuestra nariz y la punta de nuestros dedos cuando extendemos del todo un brazo hacia un costado de nuestro cuerpo; si tomamos una milésima parte de esta longitud, obtendremos un milímetro. Un milímetro ya es muy pequeño, pero todavía podemos verlo. Ahora bien, si tomamos un extremo de este milímetro, lo apoyamos en nuestra nariz y lo estiramos hasta que llegue al extremo de los dedos de la mano que se encuentra en el brazo que hemos extendido, y lo volvemos a dividir en mil partes, tenemos una milésima de la milésima parte de un metro, longitud correspondiente a lo que se conoce como micrón. Esta es la escala en la que se trabaja cuando se construyen dispositivos tales como memorias, circuitos lógicos y de computación. (9)
Un nanómetro es la medida que se obtiene si uno toma un micrón, aplica un extremo sobre la punta de la nariz, lo estira hasta el extremo de los dedos del brazo extendido y lo divide en mil partes, correspondiente a una milésima de una millonésima de metro, es decir, una milmillonésima de metro. (9)
El nanómetro marca el límite de reducción a que podemos llegar cuando hablamos de objetos materiales. En un nanómetro caben entre tres y cinco átomos. Aunque en el universo hay cosas más pequeñas que los átomos, se trata ya de cosas que no se pueden manipular. En nuestra vida cotidiana, los átomos son los ladrillos de construcción más pequeños que podemos utilizar. (9)
Se estima que este campo de investigación, que brotó recientemente en los últimos años, ha provocado la creación a gran velocidad de empresas que se empeñan en promocionar el desarrollo de la nanotecnología, por lo que se esperan aún resultados mas asombrosos y grandes avances, durante los próximos años. (5)
La definición dada por la consultora CMP científica, en el trabajo Nanotechnology. The tiny revolution, define la nanotecnología, como “la habilidad de pensar – medir, ver, predecir y hacer – en la escala de los átomos y las moléculas”. De igual manera, el científico Chileno M.I. Molina la define como “…la habilidad de diseñar, controlar y modificar materiales a nivel cuasi microscópicos”, mientras que en el glosario del libro “Los motores de la creación” de Eric Drexler, este afirma que “es la tecnología fundadas sobre la manipulación individual de átomos y moléculas para construir con precisión estructuras complejas”. (7)
Rama de la tecnología que se ocupa de la fabricación y el control de estructuras y máquinas a nivel y tamaño molecular o nanométrico. El nombre viene del prefijo nano (enano) (10) del sistema internacional (SI), particularmente del nanómetro (se abrevia nm.), que es la unidad que equivale a una mil millonésima parte del metro o lo que es igual la billonésima parte de un metro. (4,8) Es por esto que una nanoestructura tiene que ampliarse más de 10 millones de veces para poder verla a simple vista (10)
También se le puede definir como la ciencia que manipula en forma individual átomos y moléculas (materia), para crear materiales, maquinarias y procesos de tamaño molecular, que usualmente se mide en nanómetros. Así como las computadoras descomponen la información a su más básica forma, es decir, 1 y 0, (sistema binario); la nanotecnología juega con la materia en sus más elementales formas: átomos y moléculas. (8,10)
Pero la mejor definición de la nanotecnología, es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de los fenómenos de propiedades de la materia a nano escala. (3) El nanomundo por lo tanto, tiene dos puertas: aquella que manipula átomos individuales o manufactura molecular; y la ultra miniaturización que produce cosas cada vez más pequeñas. (10)
En una computadora -una vez que la información se ha convertido y organizado en combinaciones de 1 y 0-; la información se puede reproducir y distribuir fácilmente. Con la materia, los elementos básicos de la construcción molecular son los átomos, y la combinación de átomos se convierten en moléculas. La nanotecnología le permite manipular estos átomos y moléculas, haciendo posible la fabricación, reproducción y distribución de cualquier sustancia conocida por el hombre, tan fácil y barata como reproducir datos en una computadora. (8)
Cuando se escucha, por primera vez el término "nanotecnología" se piensa en las técnicas que incluyen términos como "microtecnología", que no es más que la tecnología usada en la microelectrónica y que ha transformado enormemente la sociedad en las últimas décadas. La relación no es del todo incorrecta, pero no es exacta. (9)
Con la microtecnología, se pueden fabricar cosas en la escala del micrón. Siendo el micrón correspondiente a una millonésima de un metro, o lo que es lo mismo a una milésima parte de un milímetro. Entendiendo que un metro es más o menos la distancia que existe entre nuestra nariz y la punta de nuestros dedos cuando extendemos del todo un brazo hacia un costado de nuestro cuerpo; si tomamos una milésima parte de esta longitud, obtendremos un milímetro. Un milímetro ya es muy pequeño, pero todavía podemos verlo. Ahora bien, si tomamos un extremo de este milímetro, lo apoyamos en nuestra nariz y lo estiramos hasta que llegue al extremo de los dedos de la mano que se encuentra en el brazo que hemos extendido, y lo volvemos a dividir en mil partes, tenemos una milésima de la milésima parte de un metro, longitud correspondiente a lo que se conoce como micrón. Esta es la escala en la que se trabaja cuando se construyen dispositivos tales como memorias, circuitos lógicos y de computación. (9)
Un nanómetro es la medida que se obtiene si uno toma un micrón, aplica un extremo sobre la punta de la nariz, lo estira hasta el extremo de los dedos del brazo extendido y lo divide en mil partes, correspondiente a una milésima de una millonésima de metro, es decir, una milmillonésima de metro. (9)
El nanómetro marca el límite de reducción a que podemos llegar cuando hablamos de objetos materiales. En un nanómetro caben entre tres y cinco átomos. Aunque en el universo hay cosas más pequeñas que los átomos, se trata ya de cosas que no se pueden manipular. En nuestra vida cotidiana, los átomos son los ladrillos de construcción más pequeños que podemos utilizar. (9)
El nanomundo una ciencia interdisciplinaria
La investigación nanotecnológica, requiere que los conocimientos en cuanto a los diferentes métodos y técnicas de interacción atómica y molecular sean compartidos, es por esto que, se convierte en una ciencia multidisciplinaria, en donde tanto físicos, químicos, biólogos, médicos e ingenieros, convergen para poder unir sus conceptos y capacidades, así como también sus criterios y puntos de vista acerca de este nuevo campo investigativo. (10)
Aún cuando las ideas de Feyman, hace más de cuarenta años, fueron vistas con asombro y escepticismo, fueron estas, las que hicieron posible los marcados progresos que hasta la fecha se han producido en diferentes áreas de la ciencia. (6) Siendo hoy posible reconocer sus distintas aplicaciones:
Nanoelectrónica y Nanoinformática
Es el campo de mayor influencia de la nanotecnología, debido en gran parte a que los campos de la computación y comunicación han sido los grandes motores de su desarrollo. (8)
Desde el nacimiento de la era de las microcomputadoras, varias décadas atrás, hemos sido testigo del crecimiento significativo en cuanto a velocidad y poder de las computadoras. (6) Pero fue el descubrimiento del chip, a mediados de los años ochenta, lo que ha permitido la reducción de los computadores, (8) debido en gran medida, a la reducción en tamaño de los componentes electrónicos, incluso en densidades tan increíbles como simples chip de silicona. (6) Siendo el nanómetro el límite de reducción al que se puede llegar cuando se habla de objetos materiales, como los dispositivos computacionales. (8)
Con la nanotecnología es posible compactar la información hasta límites inimaginables, que permitirán la creación de chips de un terabit por centímetro cuadrado. Siendo un terabit la capacidad de la memoria humana, lo que quiere decir que los ordenadores podrían incluso llegar a tener mente propia, es decir, que serán capaces de aprender, tomar decisiones y resolver problemas o situaciones imprevistas. (8)
Los futuros dispositivos de procesamiento de información, revolucionaran la manera de hacer los cálculos. Es así como el proyecto BUN, que se lleva a cabo, bajo el lema de aprovechar las propiedades intrínsecas de las moléculas para calcular, se dedica a sintetizar y estudiar moléculas hechas a la medida para los futuros dispositivos mononucleares. (10)
La nanoelectrónica aumentará la potencia de los ordenadores y transistores, para su uso tanto en teléfonos, autos, aparatos domésticos y otros aparatos industriales controlados por microprocesadores. (10)
Se estima que en un futuro no muy lejano, las computadoras estaran compuestas en lugar de transistores por componentes como moléculas, neuronas, bacterias u otros medios de transmisión de la información. Entre estos proyectos, es posible nombrar el ordenador químico que esta siendo desarrollado por la Hewlett-Packard y la Universidad de California, en el que los circuitos de este ordenador son moléculas con un tamaño un millón de veces mas pequeños que los transistores actuales. (8)
Recientemente en el año 2001, científicos israelitas presentaron al mundo una computadora con el ADN, tan diminuta que un millón de estas podrían caber en un tubo de ensayo. Esta máquina se caracteriza por ser la primera computadora programable de forma autónoma, en la que la entrada de datos, el software y las piezas estan conformadas por moléculas de ADN que almacenan y procesan la información codificada en organismos vivos. (8)
Desde el nacimiento de la era de las microcomputadoras, varias décadas atrás, hemos sido testigo del crecimiento significativo en cuanto a velocidad y poder de las computadoras. (6) Pero fue el descubrimiento del chip, a mediados de los años ochenta, lo que ha permitido la reducción de los computadores, (8) debido en gran medida, a la reducción en tamaño de los componentes electrónicos, incluso en densidades tan increíbles como simples chip de silicona. (6) Siendo el nanómetro el límite de reducción al que se puede llegar cuando se habla de objetos materiales, como los dispositivos computacionales. (8)
Con la nanotecnología es posible compactar la información hasta límites inimaginables, que permitirán la creación de chips de un terabit por centímetro cuadrado. Siendo un terabit la capacidad de la memoria humana, lo que quiere decir que los ordenadores podrían incluso llegar a tener mente propia, es decir, que serán capaces de aprender, tomar decisiones y resolver problemas o situaciones imprevistas. (8)
Los futuros dispositivos de procesamiento de información, revolucionaran la manera de hacer los cálculos. Es así como el proyecto BUN, que se lleva a cabo, bajo el lema de aprovechar las propiedades intrínsecas de las moléculas para calcular, se dedica a sintetizar y estudiar moléculas hechas a la medida para los futuros dispositivos mononucleares. (10)
La nanoelectrónica aumentará la potencia de los ordenadores y transistores, para su uso tanto en teléfonos, autos, aparatos domésticos y otros aparatos industriales controlados por microprocesadores. (10)
Se estima que en un futuro no muy lejano, las computadoras estaran compuestas en lugar de transistores por componentes como moléculas, neuronas, bacterias u otros medios de transmisión de la información. Entre estos proyectos, es posible nombrar el ordenador químico que esta siendo desarrollado por la Hewlett-Packard y la Universidad de California, en el que los circuitos de este ordenador son moléculas con un tamaño un millón de veces mas pequeños que los transistores actuales. (8)
Recientemente en el año 2001, científicos israelitas presentaron al mundo una computadora con el ADN, tan diminuta que un millón de estas podrían caber en un tubo de ensayo. Esta máquina se caracteriza por ser la primera computadora programable de forma autónoma, en la que la entrada de datos, el software y las piezas estan conformadas por moléculas de ADN que almacenan y procesan la información codificada en organismos vivos. (8)
Nanomateriales
La fabricación de nanoestructuras creará materiales con nuevas o mejores propiedades para uso en paneles solares, recubrimientos anticorrosivos, herramientas de corte más resistente y duras, purificadores fotocatalíticos del aire, instrumentos médicos más duraderos, catalizadores químicos. Además también se esperan nuevos materiales para aplicaciones y productos ópticos, electrónicos y de acumulación de energía. (10)
Dentro de esta área, es posible nombrar proyectos recientes (Nanofib) en desarrollo y que incluyen la creación de una nueva técnica de rayos iónicos concentrados; lo que permitirá la creación de rayos con diámetros equivalentes a solo unos nanómetros, esenciales para el desarrollo de la nanotecnología y nanofabricación. (10)
Nanoptt es otro proyecto interesante, y que esta creando tecnología para hacer agujeros perfectamente cilíndricos en láminas poliméricas de unas pocas decenas de nanometros de diámetro, que luego se rellenan con nanohilos, lo que permite su uso en la industria de las telecomunicaciones y memorias magnéticas avanzadas. (10)
Dentro de esta área, es posible nombrar proyectos recientes (Nanofib) en desarrollo y que incluyen la creación de una nueva técnica de rayos iónicos concentrados; lo que permitirá la creación de rayos con diámetros equivalentes a solo unos nanómetros, esenciales para el desarrollo de la nanotecnología y nanofabricación. (10)
Nanoptt es otro proyecto interesante, y que esta creando tecnología para hacer agujeros perfectamente cilíndricos en láminas poliméricas de unas pocas decenas de nanometros de diámetro, que luego se rellenan con nanohilos, lo que permite su uso en la industria de las telecomunicaciones y memorias magnéticas avanzadas. (10)
Nanoseguridad
La empresa taiwanesa Biowell Technology presentó, un sintetizado que puede utilizarse para probar la autenticidad de pasaportes y otros documentos como tarjetas, con el fin de evitar la falsificación. Este chip podrá utilizarse en tarjetas de crédito, carnets, matriculas de automóviles, permisos de conducir, discos compactos, DVD, programas de información, títulos y valores, bonos, libretas bancarias, antigüedades, pinturas y otras aplicaciones en las que sea necesario comprobar la autenticidad. (Figura 7)
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| Fig. 7.Chip molecular. Tomado de http://goliath.uigv.edu.pe/~s8387567/ref_bibliografica |
Nanomedicina
La nanomedicina, es definida como la ciencia y tecnología de diagnostico, tratamiento y prevención de enfermedades e injurias traumáticas, que busca el alivio del dolor, así como también la preservación y mejoramiento de la salud humana a través del uso de nanomateriales, biotecnología e ingeniería genética y eventualmente la aplicación de sistemas moleculares complejos y nanorobots. (6)
En el área de la salud no se han creado hasta ahora, instrumentos a escala nanométrica. Se piensa que en los siguientes 10 a 20 años se logren construir nanorobots programados como ¨cirujanos¨ para que intervengan cualquier tejido a nivel celular y molecular. (6)
En la industria de los medicamentos, la nanotecnología busca lograr, la construcción bajo condiciones controladas en el laboratorio de moléculas complejas que permiten realizar las funciones primordiales de la vida a través de la fabricación átomo a átomo. Esto significaría un avance inmenso para la medicina, pues simplificaría los procesos necesarios para la obtención de drogas complejas que componen los medicamentos actuales. (9)
El uso de nanopartículas transportadoras de drogas es otro de los grandes avances, ya que con estas se han podido atravesar barreras insuperables como la encefálica en donde medicamentos como antibióticos, agentes anti-neoplásicos, drogas especiales para el sistema central y diferentes neuropeptidos, puedan ser aplicadas para mejorar la calidad de vida de muchos pacientes. Igualmente moléculas nanométricas como vitaminas, A y E puedan ser usadas con mayor aplicación en áreas como la dermatología y la cosmética. (11)
Pero quizás una de las aplicaciones más especiales es la propuesta por Freitas, la cual consiste en el reemplazo de células rojas defectuosas o con alteraciones de la función de la hemoglobina, con células artificiales, a las cuales se les denominan respirocitos, y que actuarían como una célula roja sanguínea, con capacidad de brindar oxigeno de manera mas efectiva que un eritrocito. Estas células entonces podrían ser aplicadas en casos de trasfusiones, tratamientos parciales de las anemias, problemas prenatales/neonatales y desordenes pulmonares. (8,11)
Otras de las expectativas que se esperan lograr con la nanomedicina serán sin duda la modificación del material genético humano y por consiguiente la cura de enfermedades genéticas asociadas. Aún cuando la ingeniería genética es la encargada de la investigación de la molécula de ADN, la naotecnología será la encargada de proporcionar las herramientas necesarias para la manipulación de la misma (8)
En el área de la salud no se han creado hasta ahora, instrumentos a escala nanométrica. Se piensa que en los siguientes 10 a 20 años se logren construir nanorobots programados como ¨cirujanos¨ para que intervengan cualquier tejido a nivel celular y molecular. (6)
En la industria de los medicamentos, la nanotecnología busca lograr, la construcción bajo condiciones controladas en el laboratorio de moléculas complejas que permiten realizar las funciones primordiales de la vida a través de la fabricación átomo a átomo. Esto significaría un avance inmenso para la medicina, pues simplificaría los procesos necesarios para la obtención de drogas complejas que componen los medicamentos actuales. (9)
El uso de nanopartículas transportadoras de drogas es otro de los grandes avances, ya que con estas se han podido atravesar barreras insuperables como la encefálica en donde medicamentos como antibióticos, agentes anti-neoplásicos, drogas especiales para el sistema central y diferentes neuropeptidos, puedan ser aplicadas para mejorar la calidad de vida de muchos pacientes. Igualmente moléculas nanométricas como vitaminas, A y E puedan ser usadas con mayor aplicación en áreas como la dermatología y la cosmética. (11)
Pero quizás una de las aplicaciones más especiales es la propuesta por Freitas, la cual consiste en el reemplazo de células rojas defectuosas o con alteraciones de la función de la hemoglobina, con células artificiales, a las cuales se les denominan respirocitos, y que actuarían como una célula roja sanguínea, con capacidad de brindar oxigeno de manera mas efectiva que un eritrocito. Estas células entonces podrían ser aplicadas en casos de trasfusiones, tratamientos parciales de las anemias, problemas prenatales/neonatales y desordenes pulmonares. (8,11)
Otras de las expectativas que se esperan lograr con la nanomedicina serán sin duda la modificación del material genético humano y por consiguiente la cura de enfermedades genéticas asociadas. Aún cuando la ingeniería genética es la encargada de la investigación de la molécula de ADN, la naotecnología será la encargada de proporcionar las herramientas necesarias para la manipulación de la misma (8)
Nanorobots
Aunque todavía no se han fabricado, existen múltiples diseños de estos, por lo que se pueden decir que estos no seran del todo robots, sino más bien modificaciones de células normales que podrían ser llamadas células artificiales. (8)
Con la descripción de los nanorobots, se puede intuir que la utilidad de estos en las ramas medicas será muy importante, (8) ya que se piensa que estos podrían operar dentro del cuerpo humano, (11) flotando libremente dentro de los vasos sanguíneos (8) monitoreando los diferentes niveles de los componentes orgánicos y almacenando la información en una memoria interna. Podrían ser usados también, para la rápida examinación de un tejido, proveyendo lecturas a cerca de sus funciones bioquímicas, biomecánicas e histométricas con gran detalle, lo que pudiera ser usado en el diagnóstico de enfermedades, sin que sea necesario la aplicación de medios invasivos, que solo crean disconfort en el paciente, con una alta fidelidad de resultados mientras que el objetivo que es examinado se encuentra en estado activo dentro del huésped. (11)
El uso de máquinas nanométricas, permitirá la vigilancia permanente dentro de nuestro cuerpo, pudiendo estas desarrollar ataques contra bacterias, virus y células cancerigenas; así como también permitirían la reparación de células dañadas. Sin embargo, estos avances todavía se sigue considerando ciencia ficción, aunque la velocidad con la que se desarrollan los proyectos nanométricos, estas máquinas estan a solo pasos de poder ser realidades concretas. (11)
Con la descripción de los nanorobots, se puede intuir que la utilidad de estos en las ramas medicas será muy importante, (8) ya que se piensa que estos podrían operar dentro del cuerpo humano, (11) flotando libremente dentro de los vasos sanguíneos (8) monitoreando los diferentes niveles de los componentes orgánicos y almacenando la información en una memoria interna. Podrían ser usados también, para la rápida examinación de un tejido, proveyendo lecturas a cerca de sus funciones bioquímicas, biomecánicas e histométricas con gran detalle, lo que pudiera ser usado en el diagnóstico de enfermedades, sin que sea necesario la aplicación de medios invasivos, que solo crean disconfort en el paciente, con una alta fidelidad de resultados mientras que el objetivo que es examinado se encuentra en estado activo dentro del huésped. (11)
El uso de máquinas nanométricas, permitirá la vigilancia permanente dentro de nuestro cuerpo, pudiendo estas desarrollar ataques contra bacterias, virus y células cancerigenas; así como también permitirían la reparación de células dañadas. Sin embargo, estos avances todavía se sigue considerando ciencia ficción, aunque la velocidad con la que se desarrollan los proyectos nanométricos, estas máquinas estan a solo pasos de poder ser realidades concretas. (11)
Nanodontología
El desarrollo de esta área hará posible el mantenimiento de la salud oral, gracias al uso de los nanomateriales, biotecnología y nanorobots. Cuando los nanorobots micrométricos sean construidos estos tendrán un sistema especifico de motilidad que le permitirán navegar con precisión dentro de los tejido orales, pudiendo atravesar las membranas citoplasmáticas de los procesos odontoblásticos sin provocar disrupción de la misma, con lo que se logra el monitoreo del paso de los impulsos nerviosos, de manera que a través de diferentes técnicas estos pudieran alterar o interrumpirlo. (6)
Las funciones nanorobóticas serian entonces controladas por una computadora interna previamente programada a las respuestas de los estímulos sensoriales. De manera alternativa el odontólogo pudiera transmitir órdenes de manera directa a través de señales acústicas similares a las que se producen con el ultrasonido. (6)
La nanotecnología en áreas de la odontología como la ortodoncia, podrían permitir a los nanorobots manipular directamente los tejidos periodontales para producir el movimiento dental no doloroso en un tiempo corto de pocos días. En el campo de la rehabilitación oral y estética es posible la utilización de materiales compuestos por nanoestructuras de carbono, zafiro y diamante para mejorar la adhesión, filtración y resistencia de los metales y cerámicas que son utilizados actualmente. En la periodoncia preventiva, se podrían utilizar dentífricos con partículas nanorobóticas que tengan la capacidad de moverse por el surco gingival en busca de materia orgánica para poderla desintegrarla y evaporarla (6).
Nanoendodoncia
En la endodoncia, está pensado que su posible uso estaría enfocado al manejo del dolor y la reconstrucción de tejido pulpar y dentinario. Para inducir anestesia, se podría pensar en un agente de aplicación tópica en la gingiva y en el surco gingival para que esas nanopartículas migren a traves del surco y la lamina propia para después entrar en los túbulos dentinales que tienen un diámetro por lo general de 1 a 4 µm y así poder llegar a la pulpa guiado por una combinación de gradientes químicos, cambios térmicos y un sistema de navegación controlado por una computadora, la cual estaría dirigida por el clínico. Una vez instaladas en la pulpa, estas partículas se unirían a las fibras nerviosas para bloquear los receptores que detectan los cambios químicos iniciales que desencadenan el impulso nervioso. (6)
En la hipersensibilidad dentinal, se podrían aplicar nanorobots reconstructores de tejido mineralizado para que ocluyan permanentemente los túbulos expuestos. Esto aunque va de la mano de la ingeniería tisular, esta en proceso de crear nanorobots con el objetivo reemplazar tejidos completos cuando se han perdido en su totalidad, como en el caso de la pulpa, después una necrosis o de una adecuada preparación biomecánica del conducto radicular. (6)
Aunque estos materiales e instrumentos nanométricos no han sido creados para el uso endodontico, quizá toda esta nanotecnología pueda ser desarrollada en los próximos 20 años para ser usada en endodoncia y otras ramas de la odontología. No obstante, la endodoncia ya ha creado instrumentos coadyuvantes que aunque no son de escala nanométrica si pueden detectar hallazgos microscópicos en el tejido radicular externo e interno tales como istmos, conductos accesorios y microfracturas. (6,12) Estos instrumentos han sido el microscopio quirúrgico y el endoscopio de uso endodóntico. Entre estos dos instrumentos el que menos literatura reporta es el endoscopio ya que su uso en odontología y específicamente en endodoncia ha sido muy restringido; debido quizás, a que el microscopio ha sido el instrumento que ha acaparado la mayor parte del mercado actual. (12)
ENDOSCOPIA
Historia
La evolución de la endoscopía moderna empezó en el año de 1853 cuando un físico, médico y urólogo francés llamado Antonin Jean Desormeaux introdujo un aparato que fue construido con un espejo, un lente, un tubo y un flameador. Cien años después H. Hopkins introdujo un sistema de lentes telescópicos, los cuales consistían de un vidrio sólido el cual permitía que la luz fuera proyectada a través del vidrio, formando una imagen de gran resolución y contraste (13). Desde mediados del siglo pasado la endoscopia empezó a utilizarse en algunos campos de la medicina. Principalmente, la gastroenterología ha sido el área que mas ha utilizado y desarrollado el endoscopio, después áreas como la otorrinolaringología, urología y últimamente la cirugía plástica han empezado a adaptar endoscopios para su uso en diagnóstico y ubicación de patologías y/o estructuras anatómicas a tratar (14). En gastroenterología se estan utilizando unas cápsulas endoscopicas que se insertan en un sitio específico de la mucosa gástrica y enterica para grabar información por periodos de hasta 24 horas. Esta nueva técnica se está empleando más que todo en el intestino delgado donde era muy difícil de llegar con el endoscopio tradicional que se utiliza en gastroenterología. (15)
También se está empezando a utilizar endoscopios guiados por ultrasonido para tomar biopsias transesofágicas y transbronquiales con el objetivo de evaluar lesiones en le mediastino. (Figura 8) (16)
También se está empezando a utilizar endoscopios guiados por ultrasonido para tomar biopsias transesofágicas y transbronquiales con el objetivo de evaluar lesiones en le mediastino. (Figura 8) (16)
 | Fig. 8 Endoscopio Transesofágico Tomado de P. Vilmann, M. Krasnik Transesophageal Endoscopic Ultrasound-Guided Fine-Needle Aspiration (EUS-FNA) and Endobronchial Ultrasound-Guided Transbronchial Needle Aspiration (EBUS-TBNA) Biopsy: a Combined Approach in the Evaluation of Mediastinal Lesions. Endoscopy Vol 37 September 2005: 833-9 | |
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Por lo que se ve la gastroenterología es el área con mayor desarrollo en el campo de la endoscopía y sirve como punto de observación y comparación para desarrollar nuevos avances en endoscopía en otras áreas de la salud como la endodoncia.
Endoscopía en endodoncia
El primer uso del endoscopio en odontología fue para una artroscopia de la articulación temporomandibular reportado por Onishi en 1975 (13). Esto contrasta con lo afirmado en el artículo de Stambaugh, donde se dice que el endoscopio con fines odontológicos fue creado para dar una imagen por debajo del margen gingival como una ayuda diagnóstica en la enfermedad periodontal (17).
Ya en el año 1979 se reportó el primer uso del endoscopio en endodoncia para detectar fracturas corono-radiculares. En el año de 1996 Shulman y Leung reportaron su aplicación en la terapia endodóntica convencional y en la cirugía endodóntica (13,18). Para ésta última se recomendó un endoscopio con una longitud de 6 centímetros de longitud, 4 milímetros de diámetro con una angulación de 30 grados en su lente. Desde ese momento se han desarrollado diversos endoscopios mas pequeños y con diferentes angulaciones. Por ejemplo, actualmente existen endoscopios con una longitud de 3 centímetros, un diámetro de 2.7 milímetros y una angulación de 70 grados, y otros que a diferencia del primero reportado tienen una longitud de 4 centímetros, es decir 2 centímetros mas cortos (18).
Ya en el año 1979 se reportó el primer uso del endoscopio en endodoncia para detectar fracturas corono-radiculares. En el año de 1996 Shulman y Leung reportaron su aplicación en la terapia endodóntica convencional y en la cirugía endodóntica (13,18). Para ésta última se recomendó un endoscopio con una longitud de 6 centímetros de longitud, 4 milímetros de diámetro con una angulación de 30 grados en su lente. Desde ese momento se han desarrollado diversos endoscopios mas pequeños y con diferentes angulaciones. Por ejemplo, actualmente existen endoscopios con una longitud de 3 centímetros, un diámetro de 2.7 milímetros y una angulación de 70 grados, y otros que a diferencia del primero reportado tienen una longitud de 4 centímetros, es decir 2 centímetros mas cortos (18).
Componentes
El endoscopio utilizado en endodoncia consta de cuatro componentes principalmente:
a) Un endoscopio como tal, también llamado telescopio o sistema de lente. El cual tiene una cámara o microlente en su cabeza. El endoscopio tiene una forma alargada y esta hecho en vidrio, mientras que la cabeza puede ser recubierta en zafiro o estar solo hecha en vidrio. (Figura 9) (18)
a) Un endoscopio como tal, también llamado telescopio o sistema de lente. El cual tiene una cámara o microlente en su cabeza. El endoscopio tiene una forma alargada y esta hecho en vidrio, mientras que la cabeza puede ser recubierta en zafiro o estar solo hecha en vidrio. (Figura 9) (18)
 | Fig. 9. Endoscopio Sedmed Tomado de Bahcall, J.,Barss, J., Fiberoptic Endoscope usage for Intracanal visualization, Vol 27(2), Feb 2001:128-9 | |
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b) Una fuente de luz (Xenón o Halógena)
c) Una cámara que puede adaptársele un zoom de 25 o 50 milímetros
d) Un monitor (13) (Figura 10)
c) Una cámara que puede adaptársele un zoom de 25 o 50 milímetros
d) Un monitor (13) (Figura 10)
 | Fig. 10. Tomado de www.itaigaramemorial.com.br/estrut_master.htm | |
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Manejo del endoscopio
Primero que todo se debe realizar una buena hemostasis antes de utilizar el endoscopio, e idealmente utilizar una solución anti-empañamiento para no tener ninguna obstrucción durante el tratamiento.
En cuanto al manejo del endoscopio, el operador debe sostener el telescopio con su respectiva cámara en la cabeza como si estuviera tomando un lápiz (13).
Es recomendado que los procedimientos se hagan mirando la imagen en el monitor en vez de estar mirando directamente a traves del telescopio. A su vez el monitor idealmente debería ser puesto a nivel del paciente hacia el lado de la pierna opuesta al sitio donde se esta operando (13,19).
Las dos fuentes de luz que se deben utilizar son la lámpara halógena Storz 481 de tungsteno con 150 Vatios, ó también la lámpara Storz de xenón con 175 o 300 vatios (13).
El telescopio de 6 centímetros de longitud, 4 milímetros de diámetro y un lente de 30 grados permitirá al operador tener una buena visualización e iluminación del sitio quirúrgico, principalmente al momento de hacer la preparación con el ultrasonido y la posterior retrobturación.
También existen los endoscopios cortos con una angulación de 70 grados que son recomendados para cirugía, asi como uno de 30 grados pero con un mango del telescopio de 4 centímetros (Figura 11) el cual se recomienda para visualización convencional intraconducto (18).
En cuanto al manejo del endoscopio, el operador debe sostener el telescopio con su respectiva cámara en la cabeza como si estuviera tomando un lápiz (13).
Es recomendado que los procedimientos se hagan mirando la imagen en el monitor en vez de estar mirando directamente a traves del telescopio. A su vez el monitor idealmente debería ser puesto a nivel del paciente hacia el lado de la pierna opuesta al sitio donde se esta operando (13,19).
Las dos fuentes de luz que se deben utilizar son la lámpara halógena Storz 481 de tungsteno con 150 Vatios, ó también la lámpara Storz de xenón con 175 o 300 vatios (13).
El telescopio de 6 centímetros de longitud, 4 milímetros de diámetro y un lente de 30 grados permitirá al operador tener una buena visualización e iluminación del sitio quirúrgico, principalmente al momento de hacer la preparación con el ultrasonido y la posterior retrobturación.
También existen los endoscopios cortos con una angulación de 70 grados que son recomendados para cirugía, asi como uno de 30 grados pero con un mango del telescopio de 4 centímetros (Figura 11) el cual se recomienda para visualización convencional intraconducto (18).
 | Fig 11. Endoscopio de 30 o .Mango de 4 centímetros Tomado de Von Arx, Frequency and type of canal isthmuses in first molars detected by endoscopic inspection during periradicular surgery. Int Endod. Journal, 38. 2005:160-89 | |
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Otro telescopio, el cual tiene las mismas medida de longitud y diámetro, pero que varia al tener un lente de 0 grados se puede utilizar para sitios que no necesitan angulación, y para remover la cortical en sitios de difícil acceso como lo son el segundo molar superior e inferior ya que por no tener angulación, no permite ningún tipo de distorsión o desubicación del operador. Sin embargo es primordial recordar que el operador puede escoger el telescopio a utilizar según su conveniencia (13).
Por último es importante decir que el operador puede adaptar el foco y el zoom que sean requeridos de una forma directa, ya que la cámara que se adapta al endoscopio tiene en su frente exterior dos anillos que regulan ambos sistemas (19).
Generalidades de Uso
Cirugía Endodóntica: El endoscopio es un instrumento utilizado para optimizar la visualización durante el procedimiento quirúrgico. Éste aparato tiene una gran ventaja en cirugía, y es que además de dar una excelente magnificación e iluminación, permite ajustarlo al campo quirúrgico desde casi cualquier ángulo. (12) Es de gran ayuda para molares de difícil acceso ya que permite apoyarse en la cavidad quirúrgica y estar en contacto con el ápice radicular (Figura 12) (20)
 | Fig 12 Uso quirúrgico del endoscopio Tomado de Von Arx, Frequency and type of canal isthmuses in first molars detected by Endoscopic inspection during periradicular surgery. Int Endod. Journal, 38. 2005:160-89 | |
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Su principal uso en cirugía es como procedimiento diagnóstico, para observar la presencia de istmos (Figura13), conductos accesorios remanentes, espacios en la retrobturación y fisuras en la pared dentinal, después de realizar la resección de los últimos tres milímetros apicales apical y la posterior preparación y obturación de la cavidad retrógrada (12)
 | Istmo tipo II de una raíz meso vestibular de un primer molar superior Fig. 13 Tomado de Von Arx, Frequency and type of canal isthmuses in first molars detected by endoscopic inspection during periradicular surgery. Int Endod. Journal, 38. 2005:160-89 | |
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Se han realizado ciertos estudios como los realizados por Von Arx en el 2002 y 2003 donde comparan la especificidad y sensibilidad del endoscopio endodóntico con el microscopio quirúrgico, para determinar la capacidad diagnóstica de ambos en la detección de los parámetros recién nombrados.
Especificidad es un término para identificar la ausencia de enfermedad, mientras que la sensibilidad es lo opuesto, es decir la presencia de patología o enfermedad (12,21). En estos estudios se encontró que ambos instrumentos tienen una especificidad y sensibilidad del 100% en la identificación de istmos (20) y conductos accesorios, mientras que para la identificación de Gaps en la obturación, el endoscopio fue mucho mas sensible (Figura 14). Para determinar la presencia de fisuras o cracks en la dentina ambos mostraron una pobre sensibilidad, siendo el endoscopio un 36% sensible (Figura 15).
Especificidad es un término para identificar la ausencia de enfermedad, mientras que la sensibilidad es lo opuesto, es decir la presencia de patología o enfermedad (12,21). En estos estudios se encontró que ambos instrumentos tienen una especificidad y sensibilidad del 100% en la identificación de istmos (20) y conductos accesorios, mientras que para la identificación de Gaps en la obturación, el endoscopio fue mucho mas sensible (Figura 14). Para determinar la presencia de fisuras o cracks en la dentina ambos mostraron una pobre sensibilidad, siendo el endoscopio un 36% sensible (Figura 15).
 | Gap (Mancha con azul de metileno) entre cemento sellador y dentina. Fig. 14 Tomado de Von Arx T., Montagne D., Diagnostic accuracy of endoscopy in periradicular surgery- a comparison with scanning electrón microscopy Int. Endod. J. 36, 2003: 691-9 | |
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 | Fig. 15 Crack de dentina. Fig. 15 Crack de dentina Tomado deVon Arx T., Montagne D., Diagnostic accuracy of endoscopy in periradicular surgery- a comparison with scanning electrón microscopy Int. Endod. J. 36, 2003: 691-9 | |
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Estos resultados nos muestran que el endoscopio mejora un poco la capacidad diagnostica en la cirugía endodóntica, principalmente en la detección de espacios entre el material de obturación y la pared del conducto. (12)
Visualización Intraconducto: Se ha observado que el endoscopio médico que se utiliza para cirugía endodóntica es muy grande y pesado para manipularlo como un instrumento intraconducto. Debido a su diámetro de 4 milímetros se hace imposible que pueda penetrar a través del interior del conducto, por lo que se ha creado un endoscopio mas flexible hecho de fibra óptica, con un diámetro en su punta de 0.8 y 0.7 milímetros, lo que permite una visualización de los tercios coronales radiculares (Figura 16). Esto le permite al clínico visualizar con mayor facilidad la morfología del conducto, determinar que tan bien preparado puede estar el conducto al final de la preparación y detectar instrumentos fracturados asi como la presencia de tejido pulpar remanente. Este nuevo endoscopio se le ha denominado Orascopio y será descrito posteriormente con mayor detalle (22).
 | Fig. 16 Orascopio con punta de 0.7 mm. Vision intraconducto Tomado dewww.iztacala.unam.mx/ ~rrivas/tecnologia4.html | |
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Ventajas
- El uso del endoscopio da una visualización que el microscopio no puede proveer, ya que el campo de visión del microscopio tiene que ser ajustado y además no puede ser utilizado en varias angulaciones, mientras que el endoscopio puede ser fácilmente ajustado a diferentes angulaciones ya que la cámara ubicada en el cabezal del telescopio permite una rotación de 360 grados (13, 18).
- El uso de fuentes de luz de xenón o halógenas provee una amplitud de luz ideal para el área quirúrgica, ya que una magnificación sin buena luz no mejora en casi nada la agudeza visual sobre le campo operatorio (13).
- La longitud de 6 centímetros del telescopio combinado con el apoyo correcto de la mano sobre éste y un buen zoom de la cámara, permite reducir los movimientos vibratorios que son comunes en la mano del operador cuando maneja un campo amplificado creando un desenfoque del campo (13,18).
- Permite un mayor acercamiento del instrumento al campo operatorio, es decir que con el endoscopio se puede sentir y palpar el sitio quirúrgico, situación que no ocurre con el microscopio (18)
- La posición del operador es mucho mas cómoda con un endoscopio al compararlo con un microscopio ya que el primero permite que el operador este en una posición recta y pueda operar solo mirando al monitor, mientras que con el microscopio el operador tiene que estar con el cuello inclinado (13).
Desventajas
Por su diámetro de 4 milímetros, no tiene penetración intraconducto
Orascopia
La orascopia, es la evolución de la endoscopia en endodoncia para visualización intraconducto. Se define como un procedimiento que usa un orascopio, el cual no es otra cosa que un lente largo, similar al endoscopio pero que en vez de estar hecho de vidrio, es de fibra óptica. Igual que el endoscopio, el orascopio trabaja en conjunto con una cámara, un monitor y una fuente de luz. (22)
La fibra óptica puede estar hecha de vidrio o plástico. Los de vidrio contienen en su interior miles de fibras visuales que son unas fibras de vidrio las cuales tienen cada una un índice de refracción diferente, que al sumarlos generan una reflexión interna total y ésta a su vez es la que transmite toda la luz desde y hacia el órgano que se esta observando. Cada endoscopio tiene un set de fibras para transmitir la luz internamente, generando la iluminación del campo, y otro set para que la luz se refleje y salga hacia el ojo del operador (Figura 17) (17)
La fibra óptica puede estar hecha de vidrio o plástico. Los de vidrio contienen en su interior miles de fibras visuales que son unas fibras de vidrio las cuales tienen cada una un índice de refracción diferente, que al sumarlos generan una reflexión interna total y ésta a su vez es la que transmite toda la luz desde y hacia el órgano que se esta observando. Cada endoscopio tiene un set de fibras para transmitir la luz internamente, generando la iluminación del campo, y otro set para que la luz se refleje y salga hacia el ojo del operador (Figura 17) (17)
 | Fig. 17 Fibras de Imagen y Luz Tomado de Bahcall, J., Barss, J., Fiberoptic Endoscope usage for Intracanal visualization, Vol 27(2), Feb 2001:128-9 | |
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Su relativa ventaja sobre el endoscopio es que son más livianos, flexibles y pequeños en su diámetro y longitud. Las dos primeras propiedades están dadas por el material de la fibra óptica. (18)
El orascopio utilizado para visualización intraconducto tiene un diámetro de apenas 0.7 milímetros, un lente en su cabeza con una angulación de 0 grados y una longitud de 15 milímetros (Figura 18). Además, a pesar de su corta longitud, el orascopio tiene en ese pequeño lente unas 10.000 fibras visuales que son las que transmiten la luz, lo cual aumenta aun más la iluminación del campo. (18).
El orascopio utilizado para visualización intraconducto tiene un diámetro de apenas 0.7 milímetros, un lente en su cabeza con una angulación de 0 grados y una longitud de 15 milímetros (Figura 18). Además, a pesar de su corta longitud, el orascopio tiene en ese pequeño lente unas 10.000 fibras visuales que son las que transmiten la luz, lo cual aumenta aun más la iluminación del campo. (18).
 | Fig. 18.Tomado de www.tricitiesendo.com/ latest.htm | |
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Por otra parte, en un estudio realizado por Cornelius Slaton y colaboradores en el año 2003, se encontró que el Orascopio mejoró la sensibilidad en cirugía al compararlo con el endoscopio y el microscopio. Principalmente, se observó que pudo diagnosticar con mayor precisión la presencia de fisuras dentinales durante el procedimiento quirúrgico, mostrando una sensibilidad del 58%, resultado mucho mayor al encontrado por Von Arx el cual fue solo del 36% como se explicó anteriormente. (21)
El orascopio por tener un diámetro de 0.8 o 0.7 milímetros puede penetrar en los conductos, sin embargo para que pueda llegar a una profundidad de 15 milímetros que es lo que mide en su longitud, se debe preparar los primeros 15 milímetros de la longitud de trabajo hasta una lima 80 o 90 para permitir su paso sin rozar con las paredes ya que podría dañar la fibra óptica
Entre otras recomendaciones esta el de secar muy bien el conducto ya que soluciones irritantes como el hipoclorito de sodio tienen un alto índice de refracción de luz, haciendo que se emita excesiva luz creando un brillo que no preemitiría ver al operador dentro del conducto. (18,22)
El orascopio por tener un diámetro de 0.8 o 0.7 milímetros puede penetrar en los conductos, sin embargo para que pueda llegar a una profundidad de 15 milímetros que es lo que mide en su longitud, se debe preparar los primeros 15 milímetros de la longitud de trabajo hasta una lima 80 o 90 para permitir su paso sin rozar con las paredes ya que podría dañar la fibra óptica
Entre otras recomendaciones esta el de secar muy bien el conducto ya que soluciones irritantes como el hipoclorito de sodio tienen un alto índice de refracción de luz, haciendo que se emita excesiva luz creando un brillo que no preemitiría ver al operador dentro del conducto. (18,22)
Bibliografía
- www.biotecnologica.com/nanotecnologica2.
- http://www.el-mundo.es/ariadna/2001/73/1009386852.html
- http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/nanotecnologia.htm4.
- http://es.wikipedia.org/wiki/Nanotecnolog%C3%ADa Nanotecnología.
- http://www.el-planeta.com/futur/nano0700.htm Introducción a la Nanotecnología
- Freitas, R., Nanodentistry, JADA 2000; 13(11): 1559-1565
- Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente. Observatorio Cubano de Ciencia y Tecnología. Proyecto Nanotecnologia. Primera Etapa. Elementos iniciales para el análisis sobre la nanotecnologia en Cuba. La Habana Junio 2002.8.
- http://goliath.uigv.edu.pe/~s8387567/ref_bibliografica9.
- http://axxon.com.ar/rev/110/c-110Nanotecnologia.htm La nanotecnología: un rápido panorama
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