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Estudio comparativo in vitro del patrón de fractura de un cermet y dos cementos de ionómero de vidrio híbridos


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RESUMEN

Se ha estudiado el patrón de fractura de tres cementos de ionómero de vidrio; un cermet, Ketac Silver y dos compómeros, Dyract y Compoglass. Los tres han sido sometidos a la percusión de una carga en una máquina Instron sobre 30 muestras iguales de los tres materiales, 10 de Ketac Silver, 10 de Dyract y otras 10 de Compoglass. Se ha conseguido que la carga unida a la máquina descienda perpendicularmente en dirección al centro de la muestra. Para el análisis de los resultados hemos empleado la observación directa. Ketac Silver presenta un patrón de fractura quebradizo, con múltiples divisiones, mientras que Dyract y Compoglass presentan un patrón de fractura limpio, con dos divisiones.

Palabras clave: Ionómero de vidrio, cermet, compómero, fractura.

ABSTRACT

This study has compared the kind of fracture of one conventional silver alloy-reinforced glass-ionomer cement (Ketac Silver) and two light activated glass-ionomer cements (Dyract and Compoglass). Both of them has been sommeted to the percussion weight of an Instrom machine upon 30 identic cases of the three materials, 10 of Ketac Silver, 10 of Dyract and 10 of Compoglass. We have arrived that the weight beyond the machine have a perpendicular decrease to the center of the case. For the result's analisis we have employed the direct observation. Ketac Silver presents a brittle kind of fracture with many divisions, while the Dyract and the Compoglass presents a fine kind of fracture with two divisions.

Keywords: Cermet, light activated glass ionomer cement, fracture.


INTRODUCCION

El ionómero de vidrio ha ganado gran aceptación como material de restauración debido a sus propiedades de adhesión, liberación de flúor y biocompatibilidad 1,2 entre otras, las cuales lo convierten en el material de elección en diferentes situaciones clínicas3,4. Por otra parte, tiene una serie de desventajas como sus escasas propiedades estéticas, la dificultad de su pulido, su delicado equilibrio hídrico y, además, sus bajos valores de resistencia especialmente a la compresión y a la flexión5,6. Con el objetivo de paliar dichos inconvenientes surgió la idea de combinar los ionómeros de vidrio con resina, dando lugar a los ionómeros de vidrio modificados con resina. Con estas investigaciones, llevadas a cabo por Mathis y Ferracane en 1989, se obtuvieron los ionómeros híbridos7.
Las principales ventajas de los ionómeros híbridos son la gran disminución del tiempo clínico de endurecimiento, la existencia de una menor sensibilidad a la desecación, una mayor resistencia a las fuerzas oclusales respecto a los ionómeros de vidrio convencionales y su mejor cualidad estética8. Algunos autores han utilizado estos ionómeros híbridos incluso como material de obturación en clases I de molares y en clases II de molares temporales, en lugar de los cermets o ionómeros reforzados con partículas de plata. Los buenos resultados obtenidos a corto plazo hacen pensar que estos materiales puedan erigirse, en su momento, como sustitutos de los cermets.
La formulación de estos materiales que en la bibliografía figuran bajo denominaciones tales como Compómeros, Resinas Compuestas Modificadas, ionómeros híbridos y Vitroionómeros de resina, consiste en un 80% de ionómero de vidrio combinado con un 20% de resina fotopolimerizable9 .
Los ionómeros híbridos son más resistentes que los clásicos y los cermets. Las propiedades físicas más destacables son su mayor resistencia a la erosión y a la fractura10 . El principal inconveniente que presentan es una contracción al polimerizar superior a la de los ionómeros clásicos, aunque menor que la de los composites.
El objetivo de nuestro experimento fue estudiar el patrón de fractura de un cermet y dos compómeros

MATERIAL Y METODOS

Se han empleado tres tipos diferentes de ionómero de vidrio
un cermet, Ketac Silver (ESPE, Seefeld, Alemania) y dos compómeros Dyract (Dentsply-De-Trey, Konstanz, Alemania) y Compoglass (Vivadent, Schaan, Liechenstein), estableciéndose tres grupos A (Ketac Silver), B (Dyract) y C (Compoglass), formados por 10 muestras cada uno, 30 en total.
Como material de soporte se han utilizado 30 anillas de metacrilato conseguidas mediante el corte regular de un tubo de metacrilato transparente.
Cada uno de los 30 ejemplares, 10 de cada tipo de ionómero, se ha pulido sucesivamente con fresas de diamante fino, puntas de Arkansas FG 661 (Meissinger) compuestas de óxido de silicio y cuarzo, discos de oxido de aluminio Sof-Lex (3M) y discos Enhance (Caulk Dentsply).
La percusión sobre las muestras se realizó con la máquina INSTRON modelo 1011 (Figura 1) conectada a un ordenador para introducir los datos específicos de cada investigación y archivar los resultados y una impresora que proporciona el registro gráfico de éstos (Figura 2).

 
Figura 1 Figura 2

A partir de un tubo cilíndrico de metacrilato de 6 mm de diámetro interno y 8.5 mm de diámetro externo, hemos fabricado 30 preformas haciendo repetidos cortes del tubo a una distancia de 4 mm. De esta manera hemos conseguido unas anillas de 6 mm de diámetro interno, 8.5 mm de diámetro externo por 4 mm de longitud. Estas medidas nos han permitido conseguir muestras cilíndricas de 6 mm de diámetro por 4 mm de longitud. Una vez confeccionadas las preformas procedemos a rellenarlas con los ionómeros objeto de nuestra investigación, Ketac Silver, Dyract y Compoglass, manipulados según la instrucciones del fabricante, para la elaboración de las muestras de estudio las cuales han sido conveniente y cuidadosamente pulidas, ya que cualquier imperfección, poro o relieve de la superficie puede influir negativamente en los resultados finales de nuestro estudio. Esto requiere que las caras planas de cada ejemplar sean perfectamente lisas y rectas para apoyarse correctamente a la platina horizontal de la INSTRON y para que todas las muestra reciban la carga del cilindro macizo de acero inoxidable en iguales condiciones. Para el almacenado de las muestras (1 semana) se han seguido las instrucciones que marca cada fabricante.
Se depositó cada muestra verticalmente sobre una platina horizontal específica de la INSTRON, de manera que la carga unida a la máquina descienda perpendicularmente en dirección al centro de la muestra. (Figura 3).

Figura 3

La Instron lleva incorporado un receptor de fuerza que registra la carga progresiva a la que es sometida cada muestra y el momento en que ésta se fractura. Se utilizó inicialmente una célula de 50 Kg que fue suficiente para el grupo A (Ketac Silver) pero insuficiente con los grupos B y C (Dyract y Compoglass respectivamente) para los cuales hemos utilizado una célula de 500 Kg que nos ha permitido percutir una carga de hasta 500 KN.
Para el análisis de los resultados hemos empleado la observación directa.

RESULTADOS

En la Figura 4 se ilustra el tipo de fractura que han mostrado la muestras de Ketac Silver. A la observación directa podemos ver como ésta presenta un patrón de fractura irregular, con una superficie de fractura muy porosa.
En la Figura 5 se muestra uno de los especímenes con patrón de fractura limpio que corresponde al tipo de fractura que han experimentado las muestras de Dyract y Compoglass.

Figura 4 Figura 5

DISCUSION

En fotografías de microscopía electrónica de barrido, Levartovsky6 observó pocos vacíos en los compómeros, mientras que los cermets presentaban un gran número de lugares de fractura. Estos vacíos son el resultado del aire que queda atrapado durante la mezcla del material, y futuros puntos de fractura. Algunos cermets, incluso encapsulados, como Ketac Silver, presentan un gran número de fracturas y grietas. Podemos pues suponer que el patrón de fractura de Ketac Silver tal vez sea quebradizo debido a sus valores bajos de resistencia, especialmente a la flexión; por otra parte, los compómeros, con valores de resistencia muy superiores presenta una morfología de rotura limpia10,11.
Otro factor que también puede influir en la formación de este patrón de fractura irregular de Ketac Silver es la adición de una aleación metálica en la composición del cermet, ya que, la estructura metálica hace que el material sea más dúctil, y por tanto, aumente el valor de su deformación plástica provocando fractura irregular. Al contrario, la composición sin la aleación metálica de los compómeros, hace que Dyract y Compoglass presenten poca deformación plástica. Esto se traduce en una alta resistencia a la flexión acompañada de un patrón de fractura limpio como se refleja en nuestros resultados, coincidiendo con Galil10.

Patrón de fractura

En la mayoría de los polímeros termoplásticos, una fisura corresponde a una zona plástica de alto riesgo de fractura. Este fenómeno se ve influenciado por la profundidad de las microfisuras. En efecto, como más profundas sean éstas, más concentración de tensiones habrá y se precisará menos fuerza para su propagación. La forma del extremo de la fisura tiene también mucha importancia: como más aguda sea, más fácilmente se propagará y provocará mayor riesgo de fractura a este nivel.
Una vez que se ha iniciado una grieta, su propagación es rápida si actúa una fuerza como la de la masticación, porque no existen procesos de absorción de energía; en consecuencia, no hay un mecanismo mediante el cual podamos limitar o bloquear la fuerza aplicada y la grieta continua su propagación hasta la fractura total, siguiendo un trayecto al azar12 .

La talla del defecto o fisura aumenta con el peso molecular del poliácido. Además, si la talla de una fisura corresponde a un defecto -como por ejemplo una rotura en la superficie- implica una gran dispersión de los valores de la resistencia a la flexión, ya que defectos parecidos pueden tener cambios satisfactorios estando presentes en una pequeña área de alto estrés.
La talla y el patrón de fractura están íntimamente relacionados con la resistencia flexural del material. Así, la resistencia a la flexión elevada con el peso molecular del poliácido, hace pensar que la magnitud de los efectos no es tan grande como los típicos obtenidos en polímeros termoplásticos. Con un muy alto peso molecular (superior a 5 x 105) la resistencia a la flexión llega a ser independiente del peso molecular, como resultado de haber llegado a un estrés crítico suficiente para causar escisión de la cadena 13

CONCLUSIONES

El patrón de fractura de los compómeros y los cermets es diferente, de manera que Ketac Silver presenta un patrón de fractura quebradizo, con múltiples divisiones, mientras que Dyract y Compoglass presentan un patrón de fractura limpio, con dos divisiones.

BIBLIOGRAFIA

  1. Wilson AD, McLean JW. Glass-ionomer cement. Chicago: Quintessence Books, 1988.
  2. Kawahara H, Imanishi Y, Oshima H. Biological evaluation of glass ionomer cement. J Dent Res 1979; 65: 146-148.
  3. Knibbs PJ. Glass ionomer cement: 10 years of clinical use. J Oral Rehab 1988; 15: 103-115.
  4. Phillips RW. La ciencia de los materiales dentales. México: Interamericana McGraw-Hill, 1993: 472-484.
  5. Van de Voorde A, Gerdts GJ, Murchison DF. Clinical use of glass ionomer cement: a literature review. Quint int 1988; 19:53-61.
  6. Levartovsky S, Kuyinu E, Georgescu M, Goldstein GR. A comparison of the diametral tensile strenght, the flexural strenght, and the compresive strenght of two new core materials to a silver alloy-reinforced glass ionomer material. J Prosthet Dent 1994; 72: 481-485.
  7. Mathis RS, Ferracane JL. Poperties of a glass ionomer/resin composite hybrid material. Dent Mater 1989; 5: 335-358.
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  9. Croll T. Visible light-hardened glass-ionomer-resin cement base/liner as an interin restorative material. Quint int 1991; 22: 137-141.
  10. Pearson G, Bowen G, Jacobsen P, Atkinson AS. The flexural strenght of repaired glass-ionomer cements. Dent Mater 1989; 5: 10-12.
  11. Lloyd H, Butchart GM. The retention of core composites, glass ionomers, and cermets by a self-threading dentin pin: the influence of fracture toughness upon failure. Dent Mater 1990; 6: 185-188.
  12. Galil KA. Scaning and transmision electron microscopic examination of oclusal plaque following tooth brushing. J Can Dent 1973; 41: 499.
  13. Wilson AD, Hill RG, Warrens CP, Lewis BG. The influence of polyacid molecular weight on some properties of glass-ionomer cements. J Dent Res 1989; 68: 89-94.

Rafael Solans Buxeda1, Cecília Farran Minguella2, Carlos Canalda Sahli3.
1. Odontología Integrada de Adultos. Profesor Asociado.
2. Odontóloga. Práctica privada.
3. Patología y Terapéutica Dental. Catedrático.

Correspondencia:
Dr Rafael Solans Buxeda
Rbla Poblenou nº46
08005 Barcelona
E-mail: 15803rsb@comb.es



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