Resistencia a las fuerzas de tracción de la unión esmalte-bracket de productos adhesivos

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Resistencia a las fuerzas de tracción

de la unión esmalte-bracket de

productos adhesivos

VALENTINA OTAL1

JOSÉ ENRIQUE ESPASA2

JUAN RAMÓN BOJ3 JOSÉ DURÁN3

Valentina Otal

Correspondencia:

Dra. Valentina Otal Mateo C/ Balbino Orensanz, 13, 2º A 50014 Zaragoza 1Profesora asociada 2Profesor titular 3Catedrático Universidad de Barcelona

RESUMEN

Este trabajo evalúa la capacidad adhesiva a las 24 h de 5 adhesivos de ortodoncia, 2 autopolimerizables, System 1+® (S)

y Rely a bond® (RB), y 3 fotopolimerizables, Transbond® (T), Enligth® (E) y Sequence® (Se) (los adhesivos RB, E, y Se son

liberadores de flúor), para lo que se mide su resistencia a la tracción y se localiza el lugar de la fractura. La resistencia a la tracción se realizó con una máquina de ensayos de tracción electrónica con una velocidad de 1 mm/m. Tras la descementación de la bracket se evaluó la superficie del esmalte utilizando el índice de adhesivo remanente (ARI). La media mayor de la resistencia a la tracción fue para el grupo T (6,45 ± 2,12 MPa; p < 0,05), estadísticamente significativa con respecto a los otros grupos. El lugar de fractura se localizó a nivel adhesivo-bracket metálica en todos los grupos estudiados. El tipo de polimerización del adhesivo no influyó en la cantidad de resina residual dejada sobre el esmalte; sin embargo, los adhesivos con flúor se correspondieron con un índice ARI más bajo.

Palabras clave: Resistencia a la tracción, adhesión de brackets, índice adhesivo remanente.

Enamel-bracket tensile bond strength of adhesive products

Otal V1, Espasa JE2, Boj JR3, Durán J3

ABSTRACT

This study compares bond strength after 24 hours of five composites: two self-cured, System 1+® (S) and Rely a bond® (RB),

and three ligth-cured, Transbond® (T), Enligth® (E) and Sequence® (Se). RB, E, and Se are fluoride releasing adhesives. The

tensile bond strength were tested on electronic tensile tester, crosshead speed 1 mm/m. After bracket removal, the enamel surface of the debonding site was examined and assessed with the adhesive remanent index (ARI). The mean tensile bond strength was found to be significantly greater for T (6,45 ± 2,12 MPa; p < 0,05). Bond failure was at adhesive-bracket base for all groups. Self or ligth curing didn’t show relation with residual debris on enamel after debonding, but ARI scores were lower with fluoride releasing adhesives. Rev Esp Ortod 2002;32:317-23

Key words: Tensile bond strength, bracket bonding, adhesive remanent index.

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INTRODUCCIÓN

Durante el tratamiento ortodóncico con aparato-logía fija es frecuente la observación de descalcifi-caciones del esmalte así como la aparición de man-chas blancas y caries, originando un problema grave que hay que prevenir (Fig. 1). La higiene bucal es más difícil, lo que predispone a una acumulación de placa que puede ocasionar una desmineralización del esmalte y, por tanto, caries1-3 aun en sujetos con

muy buena higiene bucal4.

Estas descalcificaciones pueden observarse ya a las 4 semanas, son sobre todo visibles al descemen-tar la aparatología fija ortodóncica y presentan un aspecto de mancha blanca, causando un problema estético difícil de resolver incluso años después del tratamiento5. Se presentan especialmente en las áreas

cervicales de la cara vestibular. Los dientes perma-nentes más afectados en orden decreciente son: los primeros molares superiores, incisivos laterales su-periores y caninos inferiores1,3.

Así, durante los tratamientos de ortodoncia hay que extremar las medidas preventivas encaminadas a evitar la retención de placa en la aparatología, sobre todo en los márgenes de ésta con el esmalte. Se debería dejar una distancia adecuada entre la bracket y la encía para posibilitar una mejor higiene bucal1. Ésta debería complementarse con la

utiliza-ción de una pasta fluorada y colutorios de flúor. Se conocen los efectos del flúor en la inhibición de la actividad bacteriana6, en la remineralización de

pequeñas lesiones de descalcificación2,7,8,9, así como

en la disminución de la caries dental2,5,8,10. Todo ello

tenga quizás un efecto sinérgico2,5,11, pero el uso de

una pasta de dientes o del colutorio no es suficiente para inhibir el desarrollo de la lesión alrededor de la bracket2,11, aunque sí previene y disminuye la tasa

de descalcificación en pacientes con aparatología fija9,12,13.

Pero en todo lo anterior se observa que se depen-de en mucho depen-de la colaboración depen-del paciente. Se han propuesto diversas medidas, cuyo objetivo es conse-guir que la aplicación del flúor sea efectiva y tenga una acción prolongada en el tiempo sobre el esmalte dental, impidiendo la formación de descalcificacio-nes como son: el realizar aplicaciodescalcificacio-nes tópicas de flúor antes, durante o después del grabado ácido; añadir flúor a las ligaduras elásticas, o la realización de un tratamiento secuencial con fosfato acidulado seguido de fluoruro de estaño. Es preferible disponer de flúor en bajas dosis durante un tiempo prolonga-do, ya que aumenta la resistencia del esmalte a la caries11,14, previene y disminuye la

desmineraliza-ción en el tratamiento ortodóncico7,8,11. En cambio,

las aplicaciones tópicas con alta concentración tras la colocación de brackets da pocos beneficios15.

Por ello, se están desarrollando materiales que adhieran la bracket al esmalte dental en cuya compo-sición se encuentre el flúor para disminuir las des-calcificaciones a lo largo del tratamiento ortodónci-co, actuarían de reservorio primario de iones flúor proporcionando concentraciones locales de iones fluorados de una forma continua, y exactamente en los lugares más susceptibles a la desmineralización, como son el esmalte adyacente a las brackets orto-dóncicas. Existen estudios en los que se ha visto una ausencia total de descalcificación en el esmalte alrededor de brackets adheridas con estos materia-les16. Servirían de reservorio primario de iones flúor.

Estos nuevos adhesivos esmalte dental – bracket, además de poseer unas propiedades de adhesión adecuadas para soportar las fuerzas producidas du-rante el tratamiento ortodóncico, deberían causar el menor daño al esmalte dental en el momento de retirar las brackets, tener una acción preventiva en la aparición de descalcificaciones y, secundariamen-te, de las lesiones de mancha blanca y caries.

Los objetivos del presente estudio son:

1. Cuantificar la resistencia a la tracción entre el esmalte y la bracket metálica al utilizar distin-tos adhesivos. Se comparan resinas liberado-ras de flúor con resinas no liberadoliberado-ras de flúor, ya sean auto o fotopolimerizables.

Figura 1. Descalcificaciones secundarias al tratamiento ortodóncico.

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2. Estudiar la localización de la fractura y clasifi-car las muestras utilizando el índice ARI después de la aplicación de fuerzas de tracción, tras la descementación de la bracket del esmalte. 3. Analizar si existe una relación entre la

resis-tencia a la tracción de los adhesivos emplea-dos con el adhesivo remanente sobre el esmal-te tras la descementación.

MATERIAL Y MÉTODO

Se escogió una muestra formada por 100 terceros molares incluidos, extraídos quirúrgicamente. Se con-servaron en un recipiente con agua destilada. Se for-maron 5 grupos, constituido cada uno por 20 mola-res escogidos al azar.

Se utilizaron los siguientes adhesivos ortodóncicos (todos ellos sistema una pasta o no-mix) (Tabla 1):

• Tres adhesivos liberadores de flúor: uno autopo-limerizable, el Rely a bond® (Reliance

Ortho-dontics Products, Inc., Itasca. Illinois, EE.UU.) con el flúor en forma de ácido fluorhídrico; y 2 fotopolimerizables, los adhesivos Sequen-ce® y Enligth® (ORMCO Corp., Glendora,

California, EE.UU.) ambos con el flúor ligado al boro.

• Dos adhesivos no liberadores de flúor: uno autopolimerizable, el System 1+® (ORMCO

Corp., Glendora, California, EE.UU.) y otro fotopolimerizable, el Transbond® (Unitek Corp.,

Monrovia, California, EE.UU.).

El esmalte se limpió con una mezcla de polvo de piedra pómez libre de flúor y agua, utilizando una copa de goma acoplada a un micromotor durante 10 s. Se retiraron los restos de polvo con agua y se secó. Posteriormente se grabó el esmalte de cada molar con ácido ortofosfórico al 37% en forma de gel durante 60 s. Luego se lavó y secó. El esmalte aparecía con un tono color blanco tiza.

Se colocó la bracket (Ultraminitrim edgewise brackets® 0,47x0,76 mm/0,0185x0,030’’, torque 0º,

angulación 0º: Dentaurum, Pforzheim, Alemania) con el adhesivo correspondiente sobre el esmalte siguiendo las instrucciones del fabricante, y con el extremo de una sonda se presionó en el centro de la bracket durante unos segundos para lograr una bue-na adaptación y evitar un grosor excesivo de la resina. Se retiraron los excesos de adhesivo del margen de la bracket.

Después de la adhesión y tras esperar 5 min, cada molar se introdujo en un molde relleno de yeso piedra. Se sumergieron en un baño de agua destila-da a 37 ºC durante 24 h.

Se procedió a colocar cada muestra en el soporte inferior de una máquina de ensayos de tracción de 5KNw (Electronic Tensile Tester, modelo QC-II-1565XS, nº de serie 30506, Twing-Albert Instru-ment Company, Philadelphia, EE.UU., 19154) de forma que la superficie de la bracket fuera paralela al suelo. Para ello, se introdujo en el surco principal de la bracket una varilla de acero de 0,16 pulgadas de diámetro como indicador. A cada bracket se le ataron 2 ligaduras de acero de 0,10 pulgadas de diámetro, una a las aletas mesiales y otra a las distales y sus extremos fueron apresados por la mordaza superior. La tracción se inició a una velocidad del cabezal constante de 1 mm/min (Fig. 2).

La prueba finalizaba en el momento en que se producía una fractura por tracción a nivel bracket-adhesivo, adhesivo-esmalte o en el propio esmalte. Se desecharon todas aquellas muestras en las que se produjo fractura del yeso durante la prueba de trac-ción. Al tener que eliminar varias muestras se res-tringió cada grupo a 15, despreciando los valores máximos y mínimos.

A continuación se evaluó, tanto con inspección visual como con un microscopio óptico binocular (Nikon SMZ-2T, Japón, Macro 60 aumentos), el adhesivo remanente en el esmalte dental. Se

clasifi-Tabla 1. Adhesivos utilizados, tipo de

polimerización, contenido en flúor y fabricante

Adhesivo Polime- Flúor Fabricante rización

System 1+® Química No ORMCO Corp., Glendora,

California, EE.UU.

Rely a bond® Química Sí (HF) Reliance Orthodontics

Products, Inc., Itasca, Illinois, EE.UU.

Transbond® Luz No Unitek Corp., Monrovia,

California, EE.UU.

Sequence® Luz Sí (BF

3) ORMCO Corp., Glendora,

California, EE.UU.

Enligth® Luz Sí (BF

3) ORMCO Corp., Glendora,

California, EE.UU.

“Resistencia a la tracción de productos adhesivos”. Otal V, Espasa JE, Boj JR, Durán J

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Tabla 2. Índice del adhesivo remanente (ARI)

Valor Criterio Interpretación

0 No queda adhesivo en el esmalte Fractura en la unión

1 Menos de la mitad del adhesivo esmalte-cemento permanece en el esmalte

2 Más de la mitad del adhesivo

permanece en el esmalte Fractura en la unión

3 Todo el adhesivo queda en el adhesivo-bracket diente, con la huella de la bracket

“Resistencia a la tracción de productos adhesivos”. Otal V, Espasa JE, Boj JR, Durán J Figura 2. Colocación de la muestra en la máquina de ensayos.

Figura 3. ARI = 0. No queda adhesivo en el esmalte.

Figura 4. ARI = 1. Queda menos de la mitad del adhesivo remanente en el esmalte.

Figura 5. ARI = 2. Queda más de la mitad del adhesivo remanente en el esmalte.

có cada muestra según el índice de Årtun y Berglan (1984), o también llamado índice del adhesivo re-manente o ARI. Es una técnica clínica que evalúa la cantidad residual del composite sobre el esmalte tras el fracaso de la adhesión. Sirve de orientación del lugar donde principalmente se produce la frac-tura (bracket-adhesivo, adhesivo-esmalte, dentro del propio esmalte) (Tabla 2 y Figs. 3, 4, 5, y 6).

RESULTADOS

El grupo correspondiente al adhesivo Transbond®

presenta una media de resistencia a la tracción

(6,45 MPa ± 2,12) superior a la del resto de los grupos, siendo, además, el grupo más homogéneo. A su vez, sus valores máximo y mínimo son

supe-riores a los demás grupos (Tabla 3). Sin contar con el consentimiento previo por escrito del editor

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Tabla 3. Estadística descriptiva: resistencia a la tracción

Grupo Media Desviación Mínimo Máximo Rango Coeficiente Error (MPa) estándar (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) de variación (%) típico

Sequence® 2,39 0,94 0,9 3,7 2,8 39,4 0,24

Enligth® 4,10 2,15 0,9 8,1 7,2 52,4 0,55

Transbond® 6,45 2,12 2,1 9,5 7,5 32,9 0,55

Rely a bond® 3,77 2,12 0,7 6,9 6,2 56,1 0,55

System 1+® 3,44 1,37 1,4 6,0 4,6 39,9 0,35

IC 95%. “Resistencia a la tracción de productos adhesivos”. Otal V, Espasa JE, Boj JR, Durán J

El análisis de la varianza o ANOVA confirma la existencia de diferencias significativas en cuanto a las resistencias a la tracción entre los tipos de adhesivo utilizado. Con el método de comparación múltiple de Scheffê, se observa que el adhesivo Transbond® es el único que tiene diferencias

signi-ficativas con el resto de adhesivos, no existiendo, en cambio, diferencias significativas entre los demás.

En la tabla 4 se muestra la estadística descriptiva (índice de confianza del 95%) correspondiente a cada grupo de población.

Se observa en todos los grupos que el lugar más frecuente de fracaso en la adhesión se sitúa entre la malla de la bracket y el adhesivo. La consecuencia clínica de lo anterior es que, al descementar las brackets, quedan restos de resina sobre el esmalte dental que necesitan un tiempo extra de sillón para retirarlos. La adhesión entre el adhesivo y el diente debe ser mucho mayor que la fuerza de adhesión anotada. El grupo más homogéneo fue Enligth®, con

un ARI de 3 constante en todas las muestras.

DISCUSIÓN

Los resultados de los estudios in vitro deben interpretarse con cuidado. Existen factores difícilmen-te controlables que pueden influir en la efectividad de un adhesivo y no relacionarse directamente con las propiedades mecánicas o físicas del mismo,como son: la selección de la bracket, la contaminación y humedad durante su colocación, los problemas du-rante la polimerización y la fuerza de masticación. También, observar que no existen unas técnicas estandarizadas de evaluación de los materiales, ha-ciendo difícil la comparación entre lo obtenido de diferentes estudios17. Al revisar la literatura, se

ob-serva que no existe una uniformidad de resultados en las investigaciones sobre resistencia a la tracción. Esta variabilidad puede deberse a la utilización de diferentes sustratos, método de preparación de los especímenes, procedimientos de adhesión, condi-ciones de conservación y métodos de ensayo. Todo ello condiciona la disparidad de valores hallados entre unos trabajos y otros e incluso dentro de un mismo proyecto de investigación.

Son pocos los estudios en los que se valora la resistencia a la tracción de adhesivos con flúor respecto a adhesivos sin flúor. La mayoría de traba-jos se centran más en los beneficios que pueden

Tabla 4. Estadística descriptiva: índice ARI

Media Desviación Coeficiente de estándar variación (%) Sequence® 2,27 1,28 0,56 Enligth® 3 0 0 Transbond® 1,80 1,26 0,70 Rely a bond® 2,53 0,74 0,29 System 1+® 1,67 1,05 0,63

“Resistencia a la tracción de productos adhesivos”. Otal V, Espasa JE, Boj JR, Durán J Figura 6. ARI = 3. Queda todo el adhesivo sobre el esmalte.

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tener las resinas con flúor en la protección del esmalte dental11,16, ya que se libera en las zonas

próximas que es donde realmente se necesita, y en la observación de la capacidad que tienen estas resinas de captar flúor, comportándose como reser-vorios de este ion18.

Se ha comprobado que los adhesivos autopoli-merizables al inicio de su polimerización poseen unos valores bajos de adhesión, aumentando luego con el tiempo, a diferencia de los fotopolimeriza-bles que desde el principio presentan fuerzas de magnitud suficiente, aunque éstas también se incre-mentan ligeramente con el tiempo20,21. Esto hace

que los adhesivos fotopolimerizables, al tener ma-yor fuerza inicial, sean más atractivos para el clíni-co en el cementado ortodónciclíni-co.

La región crítica para la fractura sería aquella zona del adhesivo más cercana al punto de aplica-ción de la fuerza. Un objetivo de los adhesivos es que al descementar la bracket la estructura del esmalte no quede dañada y que reste la menor o nula cantidad de resina sobre su superficie. Se conseguiría, además, un ahorro de tiempo de sillón al necesitar menor cantidad de trabajo para eliminar los restos de adhesivo, dañando menos el esmalte y manteniendo la integridad de la estructura dental.

En la mayoría de los trabajos revisados se obser-va que al realizar una fuerza de tracción sobre una bracket adherida con una resina al esmalte dentario, el fracaso de la adhesión se sitúa entre la malla de la bracket metálica y el adhesivo22-26. Estos

resulta-dos coinciden con los de nuestro trabajo. El punto más débil de la unión entre el esmalte – adhesivo – bracket metálica correspondería a la interfase adhe-sivo-metal. Se supone que los restos de adhesivo que quedan sobre el esmalte necesitarían fuerzas mayores para su descementación.

Esto contrasta con lo habitualmente observado

in vivo, la mayoría de fracasos de adhesión tras la

colocación de brackets se observa a nivel esmalte-adhesivo, posiblemente se deba a las dificultades para conseguir un aislamiento adecuado y para ac-ceder al diente27.

Actualmente se están desarrollando investigacio-nes utilizando un primer acidificante, evitando el paso del grabado ácido y la aplicación de la resina líquida. Se ha visto que dejan menos cantidad de resina que los sistemas de adhesivos que usan la

técnica de grabado clásico con ácido ortofosfórico utilizado como material de grabado ácido28. Todavía

se necesitan más investigaciones sobre ello. Al igual que en el trabajo de O’Brien et al.29, no

hemos observado una relación directa entre la fuer-za de tracción ejercida y la cantidad de adhesivo remanente sobre el esmalte. Puede que ello se deba a la intervención de factores, como son las propias características del adhesivo y el diseño de la base de la bracket29,30.

CONCLUSIONES

– El adhesivo fotopolimerizable y sin flúor Trans-bond® presenta a las 24 h una resistencia a la

tracción superior, de forma estadísticamente signifi-cativa (p < 0,05), a los demás adhesivos estudiados. – El lugar más frecuente de la fractura, produci-da en la descementación por fuerzas de tracción a las 24 h se ha encontrado a nivel adhesivo-bracket metálica en todos los grupos estudiados.

– Únicamente el adhesivo liberador de flúor fotopolimerizable Enligth® mostró una relación

uni-forme entre la resistencia a la tracción y el índice ARI obtenido, presentando un valor constante de 3. – Al estudiar el índice ARI entre los adhesivos con flúor y sin flúor, los primeros mostraron un valor más constante con una media menor de 2, mientras que los segundos presentaron gran aleato-riedad con una media mayor de 2.

– Atendiendo al tipo de polimerización (auto-foto) de los adhesivos estudiados, se apreció que éste no influyó en la cantidad de adhesivo rema-nente encontrado sobre el esmalte medido por el índice ARI.

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