3. INTRODUCCIÓN 27
3.1. MATERIALES EN PRÓTESIS FIJA 31
3.1.2. Cerámicas 37
La cerámicas son aquellos materiales de naturaleza inorgánica, de origen mineral, que se modelan a temperatura ambiente y cuya forma se fija mediante calor.17 Están formados mayoritariamente por elementos no metálicos, que se obtienen por la acción del calor y cuya estructura final es parcial o totalmente cristalina.26
El término porcelana se utiliza también para denominar a estos materiales, aunque por definición hace referencia a cerámicas de la más alta calidad con menor porosidad, más duras y rígidas y con mejores propiedades ópticas y mecánicas.27
La mayoría de las cerámicas dentales tienen una estructura mixta, es decir, se componen de una matriz vítrea (donde los átomos están desordenados), y en ésta se encuentran inmersas partículas más o menos grandes de minerales cristalizados (donde los átomos se disponen uniformemente). La fase vítrea va a ser la responsable de la estética, mientras que la fase cristalina es la responsable de la resistencia. Por ello, el comportamiento estético y mecánico de las restauraciones depende directamente de su composición.26
Las cerámicas se pueden clasificar según varios aspectos, las clasificaciones más comunes son por su temperatura de sinterización, composición química, técnica de confección y características estructurales:
-‐ Según su temperatura de sinterización:
La temperatura de sinterización es aquella en la que la porcelana pasa de un estado polvo a sólido, siendo ésta inferior al punto de fusión de las cerámicas. De esta forma se van a dividir en cuatro grupos:28, 29
-‐ Alta sinterización: por encima de 1.300ºC
.
-‐ Media sinterización: entre los 1.050 y 1.300ºC. -‐ Baja sinterización: entre 850 y 1.050ºC.-‐ Muy baja sinterización: por debajo de 850ºC.
Las cerámicas de alta sinterización son empleadas fundamentalmente para la fabricación de estructuras cerámicas de alta resistencia mediante tecnología CAD/CAM. Estas cerámicas sufren un cambio volumétrico al enfriarse que tiene que ser previamente controlado antes de mecanizarlas. Sin embargo, una vez procesadas son más estables y poseen mejores propiedades mecánicas.
Tanto las cerámicas de media como de baja sinterización son empleadas como cerámicas de recubrimiento. Aportan una mayor estética aunque una menor
resistencia que las anteriores. Tienen una menor temperatura de sinterización ya que al meterlas al horno tienen que procesarse a una temperatura inferior a las estructuras subyacentes para que éstas no se deformen.
Las cerámicas de muy baja sinterización son frágiles y únicamente se emplean como cerámicas de glaseado, para dar brillo y disminuir la porosidad de la restauración.28-‐30
-‐ Según su composición química: A. Cerámicas feldespáticas:
Su característica común es que constan de un componente mayoritario que es el feldespato, en el que se dispersan partículas de cuarzo y en menor proporción partículas de caolín. El feldespato aporta la translucidez de la cerámica, el cuarzo ofrece la fase cristalina, mientras que el caolín da plasticidad y facilita el manejo de la cerámica. A todo esto, se le añaden fundentes para reducir la temperatura de sinterización, pigmentos que modifican la coloración y otros elementos como opacificadores.26, 29, 30 Estas cerámicas son empleadas fundamentalmente como recubrimientos (cerámicas feldespáticas convencionales) debido a sus excelentes propiedades ópticas, sin embargo, no se emplean como estructuras ya que no ofrecen la suficiente resistencia.26
Sin embargo, debido a la creciente demanda estética, se han ido desarrollando a lo largo del tiempo cerámicas feldespáticas de alta resistencia26 que ofrecen una combinación de estética y resistencia que permite hacer estructuras con la suficiente resistencia mecánica.
B. Cerámicas aluminosas:
Estas cerámicas surgen al incorporar a las cerámicas feldespáticas, grandes cantidades de óxido de aluminio, reduciendo la proporción de cuarzo.31 Estos cristales mejoran sus propiedades mecánicas pero disminuyen las propiedades ópticas ya que cuanto mayor óxido de aluminio, aumenta la opacidad.29 Debido a esto, las cerámicas aluminosas de alta resistencia, actualmente se emplean para la confección de
estructuras que después van a ser recubiertas de cerámicas de recubrimiento (cerámicas aluminosas convencionales con menor cantidad de óxido de aluminio) para lograr una mayor estética.26-‐28
C. Cerámicas circoniosas:
Este grupo se caracteriza por presentar las mejores propiedades mecánicas de todas las cerámicas.32 Están compuestas por óxido de circonio (ZrO2) también conocido con el nombre de circona.26
La circona puede asumir tres formas cristalográficas (Fig.3.2) dependiendo de la temperatura: monoclínica, tetragonal y cúbica.32 La circona a temperatura ambiente es monoclínica, por lo tanto, para conseguir su estabilidad molecular en la fase tetragonal, se mezcla el óxido de circonio con otros óxidos metálicos como el óxido de magnesio (MgO), de calcio (CaO), de itrio (Y2O3) o cerio (CeO2).32 De todos los materiales cerámicos que contienen óxido de circonio sólo tres están disponibles en el mercado odontológico: la circona estabilizada pacialmente con magnesio, la circona reforzada con alúmina y la circona parcialmente estabilizada con óxido de itrio.32-‐36 Esta última, contiene un 95% de circona y un 5% de óxido de itrio, también conocida como circona tetragonal policristalina (Y-‐TZP) y es la combinación más comúnmente empleada en medicina y odontología.32
Fig. 3.2. Formas cristalográficas de la circona.
La circona tiene una microestructura totalmente cristalina, y un mecanismo de refuerzo denominado “transformación resistente” descubierto por Garvie y cols.37 en 1975. Este fenómeno consiste en que cuando existe una zona de alto estrés mecánico, la cerámica sufre una transformación en su fase cristalina, pasando de forma tetragonal a monoclínica, esta modificación cristalina es seguida por un aumento de volumen de las partículas, de aproximadamente un 4,5%, capaz de evitar la propagación de la grieta y aumentando localmente la resistencia.33, 37 Esto supone que estas cerámicas presenten una resistencia a la tracción de 900-‐1.200 MPa y una resistencia a la compresión de unos 2.000 MPa, superando con una amplio margen al resto de porcelanas.38
Sin embargo, esta propiedad también presenta desventajas como la degradación a baja temperatura descrita por Kobayashi39 en 1981. Cuando el material está expuesto a humedad con temperaturas ligeramente elevadas, en la superficie comenzará la transformación de fase, dando lugar a una rugosidad superficial con pérdida de algunas partículas y microfisuras, así como, una disminución de la resistencia.40, 41 Esto se conoce como el envejecimiento de la circona.36 Además, los tratamientos de superficie, también pueden modificar las propiedades físicas del óxido de circonio, disminuyendo su dureza y su estabilidad a lo largo del tiempo.42-‐44
El óxido de circonio es un material de color blanco y muy opaco,45 lo que permite ocultar sustratos dentarios oscuros o que presenten postes metálicos.34 Se puede utilizar de forma monolítica46-‐49 aunque generalmente se utiliza como estructura o núcleo de restauraciones, pudiendo ser coloreados según el color dentario36. Esas estructuras se recubrirán con cerámicas convencionales para poder obtener un mejor resultado estético.50 Aún así, si se requiere mucha translucidez en la restauración habrá que recurrir a otras cerámicas.
Las cerámicas circoniosas son el material cerámico más resistente y estable con unas propiedades mecánicas excelentes que le permiten ser usado para la confección de puentes en sectores posteriores.50-‐52 Además, presenta altas propiedades estéticas,50 una excelente biocompatibilidad,53 baja acumulación de placa, así como una baja conductividad térmica.32, 36
-‐ Según la técnica de confección:
Se han descrito varias técnicas en función del procesado en el laboratorio: -‐ Técnica de condensación.
-‐ Sustitución a la cera perdida.
-‐ Tecnología asistida por ordenador o CAD/CAM.
La primera técnica incluye todos los procesos en los que se realiza la condensación de la cerámica previa a la fase de cocción. El conformado de la cerámica se va realizando sobre una base o muñón termo-‐resistente, que permite su sinterización al colocarlo en los hornos de cocción.26 La condensación puede ser sobre hoja de platino, sobre cofias o muñón refractario.28
La segunda técnica se basa en la fabricación de un patrón de cera o de material calcinable de la restauración que se recubre por un material refractario y posteriormente se transforma mediante técnicas de colado o de inyección por presión54 en una estructura cerámica.26, 28
La tecnología CAD/CAM es la técnica más en auge en la actualidad tanto para la confección de estructuras cerámicas como de otros materiales, por lo que se va a explicar con mayor detalle en el apartado de nuevas técnicas de confección de estructuras.
-‐ Según sus características estructurales:
Los nuevos materiales compuestos de matriz de resina y alto contenido en cerámica han sido clasificados como “cerámicas” por la Asociación Dental Americana (ADA). Estos materiales no estaban incluidos en las clasificaciones anteriores, por lo que Gracis y cols.55 han realizado una nueva clasificación incluyendo estos nuevos materiales y que divide a las cerámicas en tres grupos:
-‐ Cerámicas con matriz vítrea o vitrocerámicas: dentro de este grupo se encuentran las cerámicas feldespáticas, cerámicas sintéticas (base de leucita, disilicato de litio y base fluorapatita) y las cerámicas con infiltrado vítreo.
-‐ Cerámicas policristalinas: su principal característica es una estructura cristalina de grano fino que proporciona la fuerza y la tenacidad a la fractura, pero tiende a tener una translucidez limitada. Dentro de este grupo se encuentran: alúmina, circona estabilizada, circona endurecida con alúmina, y alúmina endurecida con circona (en desarrollo).
-‐ Cerámicas con matriz de resina: matrices de polímero que contienen predominantemente componentes inorgánicos refractarios que pueden incluir porcelanas, vidrios, cerámicas y vitrocerámicas. Este grupo de subdivide en tres: resina nanocerámica (Lava Ultimate), cerámica vítrea en matriz de resina (Vita Enamic) y
circona-‐sílice en matriz de resina (MZ-‐100).