UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE ODONTOLOGÍA
CARRERA DE ODONTOLOGÍA
“
Comparación de la resistencia a la flexión biaxial de la resina
bulk fill y bulk fill flow antes y después de ser sometidas a
termociclado
”Trabajo de titulaciónpresentado como requisito previo a la obtención del Título de Odontóloga.
Autor: Zúñiga Godoy Tania Daniela
Tutor: MsC. DDS. David Gonzalo Montero López Cotutor: PhD. MsC. DDS. Estevam Bonfante
ii
DERECHO DE AUTOR
Yo, Tania Daniela Zúñiga Godoy; en calidad de autor del trabajo de investigación: “Comparación de la resistencia a la flexión biaxial de la resina
bulk fill y bulk fill flow antes y después de ser sometidas a termociclado”,
por la presente autorizó a la Universidad Central del Ecuador, hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o parte de los contenidos de esta obra con fines estrictamente académicos o de investigación.
Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad establecido con los artículos 5, 6, 8, 19 y además pertinentes de la Ley de Prioridad Intelectual y Reglamento.
También, autorizo a la Universidad Central del Ecuador realizar la digitación y publicación de este trabajo de investigación en el repositorio virtual, de conformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.
Firma:
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Tania Daniela Zúñiga Godoy
iii
APROBACIÓN DEL TUTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN
Yo, Dr. David Gonzalo Montero López G, en mi calidad de tutor del trabajo de titulación, modalidad Proyecto de investigación, elaborado por la Srta. TANIA
DANIELA ZÚÑIGA GODOY: cuyo título es: “Comparación de la resistencia a la flexión biaxial de la resina bulk fill y bulk fill flow antes y después de ser sometidas a termociclado” , previo a la obtención del Título de Odontóloga:
considero que el mismo reúne los requisitos y méritos necesarios en el campo metodológico y epistemológico, ha superado el control de anti plagio, para ser sometido a la evaluación por parte del tribunal examinador que se designe por lo que APRUEBO, a fin de que el trabajo sea habilitado para continuar con el proceso de titulación determinado por la Universidad Central del Ecuador.
En la ciudad de Quito a los 18 días del mes de Julio del 2017
---
Dr. David Gonzalo Montero López
DOCENTE - TUTOR C.C. 170989106-1
iv
v
APROBACIÓN DE LA PRESENTACIÓN ORAL/TRIBUNAL
El Tribunal constituido por: Dra. Ana Armas, Dr. Juan Pablo del Valle.
Luego de receptar la presentación del trabajo de titulación previo a la obtención del Título (o grado académico) de Odontóloga presentado por la señorita Tania
Daniela Zúñiga Godoy.
Con el título:
“Comparación de la resistencia a la flexión biaxial de la resina bulk fill y bulk fill flow antes y después de ser sometidas a termociclado.”
Emite el siguiente veredicto: ………..
Fecha:
Para constancia de lo actuado firman:
Nombre y Apellido Calificación Firma
Presidenta Dra. Ana Armas ……… ……….. Vocal 1 Dr. Juan Pablo del Valle ………... ………
vi
DEDICATORIA
A mis padres Estuardo - Mariela por su amor, trabajo y sacrifico en todos estos años, por ser el pilar fundamental para mi formación profesional y sobre todo personal. por sus consejos y su
paciencia.
A mis hermanos Francisco, Jemima y Fernanda por brindarme su amor, compañía y consejos. A mi sobrina Danna quien a su corta edad me ha demostrado que luchar en los
momentos difíciles es importante, además de su constancia, me llevaron a un ejemplo de perseverancia para cumplir cada meta que me proponga y vencer cada uno de los obstáculos que se presenten en la vida cotidiana.
vii AGRADECIMIENTO
A:
Agradezco primero a Dios, por iluminar cada paso de mi camino y por fortalecer cada decisión difícil que he tomado en todo mi trayecto de vida. Quiero expresar mi enorme gratitud y reconocimiento a mis Padres y hermanos por su esfuerzo diario, quienes a lo largo de mi vida me han brindado su apoyo, comprensión, y el tiempo necesario para poder culminar mi carrera. Mi padre y madre que me han inspirado dándome ánimos siempre, parar verme surgir como profesional. A mis Hermanos que me han acompañado toda mi vida y he compartido gratos
momentos. A la Facultad de Odontología de la Universidad Central del Ecuador, por haberme formado como profesional. A mis profesores, y futuros colegas quienes impartieron conocimientos. A mi tutor Dr. David Montero, por haberme brindado generosamente su tiempo, paciencia, conocimiento, y su sincera amistad a lo largo de esta investigación. A mi Cotutor Dr. Estevam Bonfante y Ernesto por la paciencia y accesibilidad a este trabajo, mis respetos y admiración. A mis amigos Loli, Caro, Vicky, Dani, Vero, José, Martin, Efra quienes me gusta
recordar, de una manera grata, porque me han motivado a seguir mis sueños a pesar de las dificultades, y se han convertido en parte de mi familia, me han enseñado lo que significa vivir, el amor, la unión, el respeto, la bondad y hermandad son palabras que claramente definen a cada uno de ellos y estoy agradecida a quienes he ganado en todos estos años.
viii
ÍNDICE DE CONTENIDO
DERECHO DE AUTOR ... ii
APROBACIÓN DEL TUTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN ... iii
ACEPTACIÓN DEL TUTOR ... iv
APROBACIÓN DE LA PRESENTACIÓN ORAL/TRIBUNAL... v
DEDICATORIA ... vi
AGRADECIMIENTO ... vii
ÍNDICE DE CONTENIDO ... viii
ÍNDICE DE TABLAS ... xii
ÍNDICE DE GRÁFICOS ... xiii
ÍNDICE DE FIGURAS ... xiv
ÍNDICE DE ANEXOS ... xv
RESUMEN ... xvi
ABSTRACT ... xvii
INTRODUCCIÓN ... 1
CAPÍTULO I ... 2
1.1 Planteamiento del problema ... 2
1.2 Objetivos ... 3 1.2.1 Objetivo General ... 3 1.2.2 Objetivos Específicos ... 3 1.3 Justificación ... 4 1.4 Hipótesis ... 5 1.4.1 Hipótesis de investigación [H1]: ... 5 1.4.2 Hipótesis Nula [H0]:... 5 CAPÍTULO II ... 6 2 MARCO TEÓRICO... 6 2.1 Antecedentes ... 6
2.2 Historia de las resinas ... 7
2.3 Resinas compuestas o composites ... 8
ix
2.3.1.1 Matriz orgánica ... 9
2.3.1.2 Matriz inorgánica ... 10
2.3.1.3 Agente de unión ... 11
2.3.1.4 Sistema iniciador – acelerador ... 11
2.3.1.5 Inhibidores de polimerización ... 12
2.3.2 Clasificación de resinas compuestas ... 12
2.3.2.1 Clasificación de resinas compuestas según el tamaño de partículas ... 13 2.3.2.1.1 Macrorelleno ... 13 2.3.2.1.2 Microrelleno ... 13 2.3.2.1.3 Híbridas ... 14 2.3.2.1.3.1 Nanorelleno ... 14 2.3.2.1.3.2 Microhíbridas ... 14 2.3.2.1.3.3 Nanohíbridas ... 15
2.3.3 Resina bulk fill 3M ... 15
2.3.3.1 Características ... 15
2.3.3.2 Composición ... 16
2.3.3.3 Indicaciones ... 17
2.4 Propiedades físicas, mecánicas y térmicas de las resinas compuestas ... 18
2.4.1 Propiedades físicas ... 18
2.4.1.1 Sorción acuosa (adsorción, absorción y expansión higroscópica) ... 18 2.4.1.2 Biocompatibilidad ... 18 2.4.1.3 Estabilidad cromática ... 19 2.4.1.4 Radiopacidad ... 19 2.4.2 Propiedades mecánicas ... 19 2.4.3 Dureza ... 19 2.4.3.1 Tensión ... 19 2.4.3.2 Módulo elástico ... 19 2.4.3.3 Resistencia ... 20
2.4.3.3.1 Resistencia a la fuerza de compresión... 20
2.4.3.3.2 Resistencia al desgaste ... 21
x
2.4.3.3.3.1 Ensayo de flexión /prueba de resistencia biaxial ... 22
2.4.4 Propiedades térmicas ... 22
2.4.4.1 Polimerización ... 22
2.4.4.1.1 Reacciones de polimerización ... 23
2.4.4.1.1.1 Contracción de la polimerización ... 23
2.4.4.1.1.2 Post polimerización /conversión ... 24
2.4.4.1.1.3 Factor “C” ... 24
2.4.4.2 Métodos de fotopolimerización ... 25
2.4.4.2.1 Tipos de lámparas para la fotopolimerización ... 26
2.4.4.2.2 Lámpara de diodo electroluminiscente o LED ... 26
2.4.4.2.2.1 Lámpara a usarse (Valo lámpara de fotocurado) ... 26
2.4.4.2.2.1.1 Características ... 27 2.4.4.3 Termocicladora ... 27 CAPÍTULO III ... 28 3 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ... 28 3.1 Diseño de la investigación ... 28 3.2 Muestra de estudio ... 28
3.3 CRITERIOS DE INCLUSIÓN Y EXCLUSIÓN ... 29
3.3.1 Criterios de inclusión: ... 29
3.3.2 Criterios de exclusión: ... 29
3.4 Operacionalización de variables ... 30
3.4.1 Variables ... 30
3.4.2 Conceptualización de las variables ... 31
3.5 Materiales y métodos ... 31
3.5.1 Técnicas para procesamiento y análisis de datos ... 31
3.5.2 Técnicas e instrumentos de investigación ... 31
3.5.2.1 Materiales ... 31
3.5.2.2 Equipos ... 32
3.5.2.3 Confección de las muestras ... 32
3.6 Preparación de los cuerpos de prueba... 33
3.6.1 Resistencia a la compresión de los cilindros o a la flexión biaxial (S) ... 38
xi 3.6.3 Manejo de desechos ... 41 3.7 Aspectos bioéticos ... 41 3.8 Recolección de datos ... 43 CAPÍTULO IV ... 47 4 RESULTADOS ... 47 4.1 Análisis de resultados ... 47 4.2 Discusión ... 59 CAPÍTULO V ... 63 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 63 5.1 Conclusiones ... 63 5.2 Recomendaciones... 65 BIBLIOGRAFÍA ... 66 ANEXOS ... 71
xii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 . Composición de resina filtek bulk fill y filtek bulk fill flow ... 17
Tabla 2 . Conceptualización de las variables ... 30
Tabla 3 . Definición fórmula ... 39
Tabla 4 Cálculo media resina BFi (N)(MPa), y BFFi (N)(MPa). Cálculo media resina BFe (N)(MPa), y BFFe (N)(MPa). ... 44
Tabla 5: Prueba CHI cuadrado BFi ... 44
Tabla 6 Prueba de normalidad ... 46
Tabla 7 Resultados de resistencia a flexión biaxial con su respectivo desvío padrón. ... 47
Tabla 8 Resultados de resistencia característica y módulo de Weiibull de los grupos de prueba ... 48
Tabla 9: Descriptivos Prueba de Resistencia ... 51
Tabla 10: ANOVA Prueba de resistencia ... 51
Tabla 11Comparación de Múltiples ... 52
Tabla 12 Subconjuntos Homogéneos ... 52
Tabla 13Estadísticas de grupo BFi-BFFi ... 53
Tabla 14Prueba de muestra independiente BFi-BFFi ... 53
Tabla 15Prueba de muestra independiente BFi-BFFi ... 53
Tabla 16Estadísticas de grupo BFi-BFe ... 54
Tabla 17Prueba de muestra independiente BFi-BFe ... 54
Tabla 18Prueba de muestra independiente BFi-BFe ... 54
Tabla 19: Estadísticas de grupo BFi-BFFe ... 55
Tabla 20Prueba de muestra independiente BFi-BFFe ... 55
Tabla 21: Prueba de muestra independiente BFi-BFFe ... 55
Tabla 22: Estadísticas de grupo BFFi-BFe ... 56
Tabla 23Prueba de muestra independiente BFFi-BFe ... 56
Tabla 24Prueba de muestra independiente BFFi-BFe ... 56
Tabla 25 Estadísticas de grupo BFFi-BFFe... 57
Tabla 26 Prueba de muestra independiente BFFi-BFe ... 57
Tabla 27 Prueba de muestra independiente BFFi-BFe ... 57
Tabla 28 Estadísticas de grupo BFe-BFFe ... 58
Tabla 29 Prueba de muestra independiente BFe-BFFe ... 58
xiii
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1. Distribución de falla de cada cuerpo de prueba, donde se visualiza el grupo de las resinas envejecidas fallando con cargas menores comparadas con el grupo de las resinas inmediatas. También se nota que el grupo FBi tiene falla en cargas ligeramente inferiores comparado con el grupo FBFi. ... 48 Gráfico 2. Resistencia característica y módulo de Weibull (módulo de Weibull vs
resistencia característica eta () de los grupos BFi (línea continua negra) y BFe (línea entrecortada negra). BFFi (línea continua azul) y BFFe (línea entrecortada azul). ... 49
xiv
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Componentes fundamentales de las resinas compuestas. ... 11
Figura 2. Clasificación de las resinas según el tamaño de partículas ... 12
Figura 3. Resina compuesta filtek bulk fill 3M y resina compuesta filtek bulk fill flow 3m ... 33
Figura 4. Preparación de los cuerpos de prueba ... 34
Figura 5. Preparación de los cuerpos de prueba ... 34
Figura 6. Preparación de los cuerpos de prueba ... 35
Figura 7. Preparación de los cuerpos de prueba ... 35
Figura 8. Preparación de los cuerpos de prueba ... 35
Figura 9. Dispositivo de espesura calibrada (Dr. Estevam Bonfante) ... 36
Figura 10. Dispositivo de espesura calibrada (Dr. Estevam Bonfante) y pulido con lijas de agua de granulación 100, 120 y 200 ... 36
Figura 11. Calibrador de espesura Mitutoyo ... 36
Figura 12. Almacenamiento de los cuerpos de prueba por 24 horas ... 37
Figura 13. Prueba de resistencia a la flexión biaxial grupo BFi, BFFi, BFe, BFFe. ... 37
Figura 14. Prueba de resistencia a la flexión biaxial grupo BFi, BFFi, BFe, BFFe y recolección de muestras ... 38
Figura 15. Máquina de ensayos universales Kratos (USP- Bauru) ... 39
Figura 16. Cuerpos de prueba después de la prueba de flexión biaxial. Máquina de ensayos universales Kratos (USP- Bauru) ... 40
xv
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo A Solicitud de permisos y autorización de los laboratorios ... 71
Anexo B Certificado de aceptación de tutoría y co-tutoría ... 72
Anexo C Certificado de similitud de tema ... 73
Anexo D Carta de idoneidad ética y experticia autor ... 74
Anexo E Carta de idoneidad ética y experticia tutor ... 75
Anexo F Declaración de conflictos de intereses ... 76
Anexo G Declaratoria de confidencialidad ... 77
Anexo H Normas de bioseguridad Universidad Central del Ecuador. ... 78
Anexo I Certificación de viabilidad ética ... 80
Anexo J Aceptación de co-tutoría ... 81
xvi
TEMA: “Comparación de la resistencia a la flexión biaxial de la resina bulk fill y
bulk fill flow antes y después de ser sometidas a termociclado”
Autor: Tania Daniela Zúñiga Godoy Tutor: Dr. David Montero Cotutor: Dr. Estevam Bonfante
RESUMEN
Las resinas en la actualidad son uno de los materiales más utilizados en el área odontológica. Esta investigación se centró en la evaluación del material de mayor resistencia. Objetivo: Evaluar la resistencia a flexión biaxial de dos tipos de resina filtek bulk fill 3M antes y después de ser sometidas a un proceso de envejecimiento por termociclado. Metodología: Se realizó un estudio experimental, comparativo donde el universo fue de 120 cuerpos de prueba de 6,5 mm de diámetro y 0,5 mm de espesura. La muestra se dividió en cuatro grupos de 30 cuerpos cada uno: grupo BFi (filtek bulk fill inmediato, analizados después de 24 horas); grupo BFe (filtek bulk fill envejecido); grupo BFFi (filtek bulk fill flow inmediato, analizados después de 24 horas) y grupo BFFe (filtek bulk fill flow envejecido). Todos los grupos fueron fabricados mediante técnica directa y matriz desmontable de teflón. La espesura se padronizó con un calibrador digital y los excesos se removieron con láminas de bisturí número 15. El pulido se realizó mediante dispositivo de espesura calibrada y lijas de agua de granulación 100, 120 y 200. El envejecimiento se realizó por termociclado que comprendió 500 ciclos en agua a 37 grados centígrados. El análisis mecánico RFB se realizó con la máquina de testes universales (Kratos). Resultados: Los datos obtenidos se colocaron en una matriz de datos para su análisis estadístico de Weibull. Los datos permitieron demostrar la probabilidad de falla, demostrando que el envejecimiento disminuye significativamente la resistencia a la flexión biaxial de la resina BFF en comparación a los cuerpos de pruebas de grupo BF. Existe un impacto del termociclado en la resistencia característica y módulo de Weibull en ambos materiales, el mayor impacto se encontró en la resina BFF demostrando menor alteración y mayor confiabilidad después del envejecimiento para la resina BF convencional, además se halló que la resina envejecida falla con cargas menores comparadas con el grupo de las resina inmediata. Conclusión: Se recomienda el uso de materiales de matriz resinosa por sur mayor velocidad de mecanizado, optimizando tiempo de uso y productividad de los equipos de mecanizado, además es necesario promover futuras investigaciones modificando las capas de resina a más de 4mm con estos y con nuevos materiales restauradores bulk fill que se encuentren en el mercado y comprobar su resistencia de flexión biaxial.
PALABRAS CLAVES:
xvii
COMPARISON OF RESISTANCE TO BIAXIAL FLEXION OF RESIN BULK FILL AND BULK FILL FLOW BEFORE AND AFTER BEING SUBMITTED TO THERMOCICLED
ABSTRACT
Objective: To evaluate the resistance to biaxial flexure of two types of filtek bulk
fill 3M resin before and after being subjected to an aging process by thermocycling. Materials and methods: An experimental study was carried out in vitro, where the universe was of 120 test bodies of 6.5 mm in diameter and 0.5 mm in thickness. The sample was divided into four groups randomly: BFi (n = 30): filtek bulk fill immediate, analyzed after 24 hours; BFe (n = 30): filtek bulk fill aged; BFFi (n = 30): filtek bulk fill flow immediately, analyzed after 24 hours) and BFFe (n = 30): filtek bulk fill flow aging. All the groups were manufactured by direct technique and removable Teflon matrix. The polishing was carried out using a calibrated thickness device and 100, 120 and 200 granulation water sandpaper. Aging was carried out by thermocycling, which included 500 cycles in water at 37 degrees Celsius. The RFB mechanical analysis was performed with the universal test machine (Kratos). In the statistical analysis of Weibull, a statistical study was added applying the Student T test, with a confidence level of 95%. Results: The data allowed to demonstrate the probability of failure, the aging significantly decreases (p <0,05) the resistance to the biaxial flexion of the resin BFF in comparison to the bodies of tests of group BF. There is an impact of thermocycling on the characteristic resistance and modulus of Weibull in both materials, the greatest impact was found in the BFF resin demonstrating less alteration and greater reliability after aging for the conventional BF resin.
Conclusion: When comparing the groups subjected to immediate test, they show
that they have a characteristic resistance significantly higher than in the aging group.
1
INTRODUCCIÓN
En los últimos años, el área de la odontología restauradora, ha tenido una fuerte tendencia en la elaboración de resinas compuestas, que cumplan con las expectativas del trabajo clínico, reduciendo tiempos de trabajo, teniendo la posibilidad de colocarlas de una forma rápida, eficiente y en un solo incremento, todo esto debido a la alta demanda, estética y funcional. (1) Sin embargo es
importante conocer si estos requerimientos cumplen con la eficacia, calidad y estética necesaria de este material. (2)
Aunque se han observado altas tasas de supervivencia de las restauraciones de resina compuesta, en comparación a la amalgama, especialmente en grandes restauraciones,(3) todavía existe la necesidad del desarrollo continuo de este
material una vez que sufre la pérdida de propiedades mecánicas y función estética al estar sometidos al medio bucal.
Los cambios físicos como contracción de polimerización, infiltraciones marginales, sensibilidad postoperatoria, disminución a la resistencia,(2) pérdida
de color, brillo, y la aparición de fracturas,(4) ha denotado un fuerte estímulo para
algunos autores y así proponer nuevos avances en el descubrimiento de resinas compuestas tales como filtek bulk fill 3M y filtek bulk fill flow 3M, siendo en la actualidad una alternativa a la producción de restauraciones directas debido a su facilidad y rapidez en el uso clínico.(5)
Sin embargo es importante analizar las propiedades de los materiales mencionados mediante pruebas mecánicas entre ellas la resistencia a flexión biaxial, para evaluar la capacidad de resistencia del material.(6)
Por lo tanto, el presente trabajo de investigación tiene como objetivo realizar un estudio comparativo, entre dos tipos de resinas determinando la resistencia que tienen la resinas antes y después de ser sometidas a cambios de temperatura, teniendo la finalidad de aportar conocimientos innovadores en el área odontológica, así como incentivar a la investigación. (6)
2
CAPÍTULO I
1.1 Planteamiento del problema
La gran demanda de restauraciones que cumplan con los requerimientos de nuestros pacientes que acuden al ámbito clínico, es muy alto. Sin embargo, uno de los principales problemas para el uso de resinas compuestas ha sido, la baja resistencia a la fractura y las propiedades de estas una vez que están dentro del medio bucal.(7)
Por lo tanto, en la actualidad es importante enfocarnos en materiales dentales que ha modificado sus componentes evolucionando y mejorando sus propiedades, físicas, mecánicas y estéticas.(8)
Se debe estar consciente que para obtener restauraciones exitosas a largo plazo, no solamente depende del tipo de material que se utiliza, también depende de la habilidad del profesional y el nivel de conocimiento que este tenga sobre el material restaurador, para aprovechar al máximo sus características y propiedades.(7)
En vista de la falta de estudios recientes sobre las propiedades mecánicas enfocadas a la flexión biaxial, que permita conocer las ventajas y desventajas que existen entre las resinas compuestas, se ha visto la necesidad de realizar un estudio que nos brinde mediante procedimientos conceptuales y experimentales, la obtención de valores de la resistencia a la flexión biaxial que tienen las resinas filtek bulk fill 3M y filtek bulk fill flow 3M, comprobando de esta manera sus propiedades al ser polimerizadas y adicionalmente un análisis antes y después de ser sometidas a termociclado para su envejecimiento.
3 1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo General
a. Evaluar la resistencia a flexión biaxial de dos tipos de resina filtek bulk fill 3M.
1.2.2 Objetivos Específicos
a. Determinar la resistencia a flexión biaxial de la resina filtek bulk fill 3M antes y después de ser sometida a envejecimiento por termociclado. b. Determinar la resistencia a flexión biaxial de la resina filtek bulk fill flow 3M
antes y después de ser sometida a envejecimiento por termociclado. c. Comparar los datos obtenidos de la resistencia a flexión biaxial de las
resinas filtek bulk fill 3M y filtek bulk fill flow 3M antes y después de ser sometidas a envejecimiento por termociclado.
4 1.3 Justificación
En la búsqueda de disminuir el tiempo de trabajo clínico en el sillón odontológico, así como de satisfacer al paciente con procedimientos restauradores más conservadores,(9) se ha introducido en el mercado las resinas filtek bulk fill 3M,
con el objetivo principal de simplificar técnicas directas incrementales convencionales, disminuyendo la posibilidad de fallas técnicas durante el proceso restaurador, al tiempo que se disminuye el tiempo de trabajo clínico.
Las resinas filtek bulk fill 3M y su versión fluida filtek bulk fill flow 3M, ganando espacio en la clínica diaria permitiendo polimerizar incrementos de hasta 4 o 5mm de espesura, sin embargo, por su reciente inclusión al mercado, encontramos pocos trabajos analizando sus propiedades mecánicas.(5)
Por lo tanto este estudio propone evaluar la resistencia a la flexión biaxial de dos tipos de resinas filtek bulk fill 3M, una convencional y una filtek bulk fill flow 3M, comparando sus propiedades mecánicas y su estabilidad ante un proceso de envejecimiento por termociclado.(5)
5 1.4 Hipótesis
1.4.1 Hipótesis de investigación [H1]:
a. Los cuerpos de prueba de resina filtek bulk fill 3M y filtek bulk fill flow 3M de 5mm de espesura tienen diferencia en su resistencia a la flexión biaxial con la resinas filtek bulk fill 3M y filtek bulk fill flow 3M después de ser sometidas a la termocicladora de 500 ciclos de agua a 37 C con exposición de 20 segundos por ciclo.
1.4.2 Hipótesis Nula [H0]:
b. Los cuerpos de prueba de resina filtek bulk fill 3M y filtek bulk fill flow 3M de 5mm de espesura no tienen diferencia en su resistencia a la flexión biaxial con la resinas filtek bulk fill 3M y filtek bulk fill flow 3M después de ser sometidas a la termocicladora de 500 ciclos de agua a 37 C con exposición de 20 segundos por ciclo.
6
CAPÍTULO II
2 MARCO TEÓRICO
2.1 Antecedentes
Durante los últimos años la odontología restauradora desarrollado materiales dentales alternativos a la amalgama, debido a la alta demanda estética de los pacientes.(10) Actualmente las resinas compuestas son el material de preferencia
debido que la amalgama, el material de elección anterior, presenta muchos inconvenientes, tales como la posibilidad de reacciones tóxicas, así como fuerza mecánica limitada, falta de adhesión a los dientes, y su estética deficiente.(11)
Debido a las propiedades físicas, químicas y mecánicas semejantes a las estructuras dentales, las resinas compuestas juegan un rol importante en el campo estético clínico,(12,13) ya que estas tienen la capacidad de devolver el
aspecto natural de los dientes, tomando en cuenta su color, textura, resistencia y adaptación.(5)
La introducción en el campo clínico de las resinas compuestas desde 5 décadas demuestra que es uno de los aportes más importantes en la odontología estética.(6) En la actualidad el uso de resinas compuestas es común, por su
eficacia en los procedimientos clínicos conservadores, sin embargo a pesar de tener las características y propiedades tales como estabilidad físico química, facilidad en su manipulación así como el permitir un buen acabado y pulido,(5)
con el paso del tiempo se ha visto la necesidad de mejorar sus componentes para así brindar una mayor satisfacción en el campo clínico y funcional. (5)
La demanda del uso de resinas compuestas que cumplan con las necesidades de resistencia y elasticidad tanto en el sector anterior y posterior, son altas.
(14)Por eso, la selección del tipo de material con el que va a trabajar el odontólogo
debe ser evaluada con un criterio profesional, en el que se tenga información adecuada de sus propiedades, métodos de polimerización, comportamiento al estar sometida a presión, calor, así como de su desempeño el medio bucal.(15,16)
7
Con los antecedentes mencionados, el presente trabajo de investigación pretende comprobar mediante pruebas de laboratorio el grado de resistencia biaxial de dos resinas compuestas antes y después de ser sometidas a termociclado. (16)
2.2 Historia de las resinas
A finales de los años 50, las resinas acrílicas dan un cambio en la historia de los materiales dentales, ya que estas reemplazarían a los silicatos los cuales producían irritación pulpar, así como un desgaste notorio al poco tiempo de colocarlos en un medio bucal, de esta manera se presentaban microfiltraciones.(6) Ventajosamente la incorporación de resinas acrílicas dan un
cambio notorio, mejorando el color, la facilidad de su manipulación, pero por el contrario, presentaban una deficiente resistencia al desgaste teniendo así un degradación prematura de las restauraciones, así como de la perdida de forma proximal, anatomía de contactos,(17) una mayor contracción a la polimerización,
presentando problemas de adaptación y a futuro demostrando la desventaja que presentaba el material.(6)
Con el fin de descubrir un material óptimo en todas sus condiciones Bowen desarrolló en 1962 un tipo de resina compuesta. (6) Con la incorporación de un
bisfenol es su fase orgánica de Bisfenol Glicidil Metacrilato (Bis GMA) y un agente de unión silano, al unir estos componentes a la fase inorgánica o partículas de relleno (bario-cuarzo-bario), logro desarrollar una estructura estable, y así resolver las dimensiones en cuanto a la contracción a la polimerización. De esta manera Bowen realizó una investigación prototipo para la evolución y conocimientos de las resinas compuestas.(18)
A partir de este gran descubrimiento se incorporarían nuevos avances en los resinas mejorando su desempeño, motivando a investigadores a incorporar conocimientos con nuevas investigaciones.(6)
Como menciona J. Cova,(18) los composites tuvieron la siguiente evolución:
8
1950 Resinas acrílicas. 1962 Monómero de Bowen.
1963 Primer compuesto de macrorelleno (cuarzo). 1970 Sistema iniciado por luz UV (uso odontológico.) 1974 Introducción de los microrellenos.
1977 Primer microrelleno para uso en dientes anteriores y primer compuesto curado por luz visible.
1980 Primer híbrido.
1982 Compuesto para incrustaciones.
1983 Macrorellenos altamente cargados para uso odontológico 1984 Compuestos microrellenos radiopacos.
1996 Resinas compuestas fluidas. 1998 Resinas compuestas empacables. 2000 Resinas compuestas de nanorelleno.(18)
2.3 Resinas compuestas o composites
Las resinas compuestas o composites ocupan un lugar importante en la clínica odontológica, ya que estas brindan satisfacción en la demanda requerida por los pacientes.(15) Las resinas compuestas son básicamente una mezcla compleja
de una matriz orgánica (Bis-GMA), un relleno inorgánico (sílice, bario, etc.) con un agente de unión (silano), este último generalmente permite una interacción entre estas dos fases la orgánica e inorgánica para un mejor acoplamiento, mejorando el comportamiento mecánico del material y sus propiedades.(19) Estos
materiales son químicamente distintos pero interactúan entre sí para permitir su unión y formar un solo material, con excelentes características y propiedades similares a la dentina.(20)
9
2.3.1 Composición química de las resinas compuestas
2.3.1.1 Matriz orgánica
La matriz orgánica también es conocida como fase orgánica o matriz resinosa de los composites, la fase orgánica antes de su endurecimiento o polimerización está formada por moléculas insaturadas de grupos vinilos (C=C), de diferentes pesos moleculares: estos son llamados monómeros. (21) Finalmente cuando se
realiza el endurecimiento de esta, pasa a convertirse en un polímero de estructura cruzada.(21)
Los monómeros tienen componentes orgánicos que pueden ser diacrilatos aromáticos, como el Bis GMA (Bisfenol Glicidil Metacrilato) y el UDMA (Uretano Dimetil Metacrilato), son los más comunes desde el punto de vista químico, constituyen la parte activa de este material. (18-20) Además de estos componentes
la matriz resinosa posee monómeros diluyentes necesarios para disminuir la viscosidad de la resina, como el TEGMA (Trietileno Glicol Dimetacrilato).(22)
Las variaciones en cuanto al tipo de monómero incorporado en su matriz orgánica permiten modificar los materiales, en su contracción a la polimerización, propiedades mecánicas y viscosidad.(22)
Las funciones esenciales de la matriz resinosa son:
a. Actuar como vehículo de relleno/aglutinante. (Figura 1)
b. Aportan el mecanismo de endurecimiento necesario, que en este caso es una polimerización vinílica.
c. Permiten la unión de diferentes capas del material y otras estructuras, como los tejidos dentarios (biocompatibilidad).(22)
10 2.3.1.2 Matriz inorgánica
La matriz inorgánica también conocida como fase de relleno, fase dispersa, discontinua, o de refuerzo, esta fase determina las propiedades de las resinas logrando mejorar sus propiedades físicas, mecánicas y aumentando su dureza,(18-20) encargándose de brindar estabilidad dimensional a la inestable
matriz orgánica, frente la resistencia biaxial, flexural, compresiva, abrasiva, a la tracción, disminuyendo así la contracción que pueda presentar en el medio bucal.(23)
Las partículas inorgánicas más utilizadas en esta fase como cuarzo, sílice coloidal, partículas de zirconio-sílice, vidrios, cerámicas que tiene materiales pesados como bario, estroncio, etc.(20,23)
Existe gran variedad de partículas de relleno, que pueden variar mucho la composición química, morfológica así como de sus dimensiones, estas últimas se obtienen a través de diferentes procesos de elaboración (trituración, pulverización, precipitación, etc.(19) Destacando así, que la mayoría las partículas
son las de dióxido de silicio, así como los boros silicatos y aluminosilicatos de litio.(18,19)
Cabe recalcar que la incorporación de las partículas inorgánicas de los diferentes tamaños tiene una fuerte influencia sobre las propiedades mecánicas, lo que determina el rendimiento clínico de estos materiales, es decir, a mayor incorporación de partículas de relleno a la matriz inorgánica, mejoran sus propiedades, ya que produce una menor contracción de polimerización y una menor filtración marginal.(6,24) Gracias a esta innovación, se ha incorporado
novedosos avances en la tecnología de relleno,(25) existiendo diferentes tipos de
partículas inorgánicas que se han introducido en los últimos años, como un intento de acortar tiempo para realizar restauraciones, permitiendo incrementos de hasta 4 a 5 mm (milímetros) de espesor para ser polimerizados en un solo paso, logrando así disminuir el proceso de estratificación,(25) así como evitar la
contracción por polimerización, absorción de agua, permitiendo una menor expansión térmica, y un mayor módulo de elasticidad.(26)
11 2.3.1.3 Agente de unión
Esta fase se conoce como interfacial (24) o de unión establecida por un agente de
acoplamiento llamados silanos, que son moléculas bipolares, los cuales tienen una importante función de realizar un fuerte interacción entre las partículas inorgánicas así como de matriz resinosa, permitiendo una transferencia de tensiones entre estos componentes y estabilidad hidrolítica, de esta manera evita la penetración de agua entre las dos fases, conocido como acoplamiento.(6, 19) (Figura 1).
Figura 1. Componentes fundamentales de las resinas compuestas. Fuente: Rodríguez 2007
Autor: Rodríguez 2007
2.3.1.4 Sistema iniciador – acelerador
Las resinas usan sustancias que desencadenan una reacción química, capaz de romper la doble ligadura del monómero para finalmente convertirse en un polímero y permitir así que actué ante una fuente de luz visible, estas sustancias son llamados iniciadores.(19-27)
El proceso de polimerización de los monómeros en las resinas compuestas se puede lograr de varias formas. En cualquiera de sus formas es necesaria la acción de los radicales libres para iniciar la reacción.(6)
Existe dos sistemas importantes y principales para conseguir la polimerización de resinas, los cuales son sistema de activación química , el primer sistema utiliza un peróxido orgánico iniciador y una amina orgánica aceleradora y el
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segundo sistema de activaciones es a través de luz visible, en donde se lo expone a una luz muy intensa y esta luz es absorbida por una dicetona que al tener la presencia de una amina orgánica, produce la polimerización que tiene tiempos establecidos de 20 - 60 segundo.(19)
El fotoiniciador más utilizado, es la Camforquinona (CQ) que tiene su pico de absorción en la longitud de onda de 420 a 470 nm de luz. De esta manera existe una formación rápida de radicales libres que inician la polimerización.(23)
2.3.1.5 Inhibidores de polimerización
Los inhibidores de polimerización, son moléculas que se encuentran en la matriz orgánica en pequeñas cantidades tales como el hidroxitoluenobutilado, estas moléculas evitan que se produzca una polimerización esporádicamente al ser expuestos a la luz ambiental (20).
Gracias a la intervención de los inhibidores de la polimerización, la reacción es interrumpida permitiendo que solamente la luz azul sea la encargada de iniciar en su totalidad el proceso de fotopolimerización de las resinas.(6)
2.3.2 Clasificación de resinas compuestas
Figura 2. Clasificación de las resinas según el tamaño de partículas Fuente: Restrepo J; 2014
Autor: Restrepo J;2014 )
13
Para tener una mayor facilidad en la descripción de las resinas tenemos, tenemos la principal clasificación según el tamaño de sus partículas y la distribución por el tamaño.(20-21)
2.3.2.1 Clasificación de resinas compuestas según el tamaño de partículas
2.3.2.1.1 Macrorelleno
Las macropartículas fueron los primeros componentes de las resinas, creadas en la década de los setenta, estas partículas tenían un grosor de 8-12 µm (micrómetros)(Figura 2),(19) ocupando un 60 a 70% de la composición total de las
resinas, demostrando de esta manera que las propiedades eran insatisfactorias creando una superficie rugosa, menor brillo con tendencia a pigmentaciones y deficientes en su acabado, por esta razón este tipo de resinas con macropartículas ha ido en desuso.(20-23)
Es importante mencionar que según un seguimiento clínico se demostró que el desgaste de este tipo matriz orgánica, aumenta debido a la fricción del cepillado, tornando las superficies más rugosas, favoreciendo de esta manera la retención de pigmentos y generando una alternación de color en la restauración.(20)
2.3.2.1.2 Microrelleno
Este tipo de resinas se desarrollaron con la finalidad de facilitar el pulido y terminado de las restauraciones.(18)
Las micropartículas de las resinas tienen un grosor 0,004 µm (micrómetros) haciendo que la sílice coloidal las agrupe más, conforme a la composición de los aglomerados y estos formen estructuras de 0,04 y 0,4 µm (micrómetros)con reducción del tamaño de carga, dando a la restauración superficies extremadamente lisas insuficientes para casos donde se necesita resistencia. (20-23)
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Debido a estas características mecánicas y físicas deficientes, además de presentar gran cantidad de absorción de agua, coeficiente alto de expansión térmica y módulo de elasticidad baja, clínicamente este tipo de resinas no son indicados para usar se en la sección posterior, aunque estas pueden ser una buena elección para el sector anterior, por presentar gran grado de brillo y pulido dando un terminado final satisfactorio para quienes buscan buena estética.(28,29)
2.3.2.1.3 Híbridas
Las resinas híbridas son aquellas como su nombre lo indica, tienen combinaciones de dimensiones de macropartícula que va desde 0.6 a 1 µm y de micropartículas de 0.04 µm (6, 28) Una característica importante de este tipo
de resinas es que en su fase inorgánica contienen partículas de vidrios los cuales son de distinto compuestos y dimensiones, comprende el 60% del total de su contenido. (28)
Un aspecto importante característico de estas resinas, es la contracción mínima de polimerización, al igual que la absorción mínima de agua, su excelente propiedad de pulido, y finalmente su coeficiente de expansión térmica al tener semejantes propiedades con la estructura dental.(29)
2.3.2.1.3.1 Nanorelleno
Este tipo de resinas son usadas en la sector anterior así como en la sector posterior, las dimensiones de las partículas que componen este tipo de resinas van de 20 a 75 nm,(19) dando mayor translucidez y pulido gracias al empleo de
la nanotecnología; parecido a las resinas de microrrelleno, dándoles ventaja a sus atributos físicos, así como la resistencia al desgaste.(29)
2.3.2.1.3.2 Microhíbridas
Este tipo de resinas presentan un tamaño de partículas entre 0,04 y 0.1µm (micrómetros).(18) Una de las características de estas resinas es que sus
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más angulosas, mientras que las partículas esféricas distribuyen más uniformemente las tensiones entre el relleno y su matriz.(20)
2.3.2.1.3.3 Nanohíbridas
Las resinas compuestas híbridas que poseen nanopartículas reciben el nombre de resinas nano-hibridas.(13)
Las resinas nanohíbridas tienen partículas inorgánicas de dimensiones entre 5-100 nm (nanómetros),(13,20,23) se da básicamente por un proceso innovador que
consiste en la síntesis de nanopartículas mediante un proceso químico llamado sol-gel, se las trata con silano para que se agrupen antes de la polimerización y cumplan todas las propiedades físicas y químicas.(23-30)
El uso de este tipo de resinas ofrecen alta translucidez, pulido, similar a las resinas de microrelleno pero manteniendo propiedades físicas y resistencia al desgaste equivalente a las resinas híbridas; por estas razones, tienen aplicaciones tanto en el sector anterior como en el posterior .(19)
2.3.3 Resina bulk fill 3M
2.3.3.1 Características
a. Filtek bulk fill 3M, es una resina que es comercializada por la casa comercial 3M ESPE, es una resina de relleno nos ofrece una favorable resistencia y un bajo desgaste, así como una mayor durabilidad, una de las características relevantes de este tipo de resinas es su fotopolimerización en un intervalo de longitud de onda de 400 – 500 nm (nanómetros) y puede aplicarse en capas de hasta 5mm (milímetros) de espesor. (5)
b. Filtek bulk fill flow 3M, es una resina que es comercializada por la casa comercial 3M ESPE, hoy en día, estas resinas han introducido características mecánicas y químicas con mejoras. Estas resinas contienen compuestos de baja viscosidad con reducción del porcentaje
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de partículas de carga inorgánica (44-55% en volumen) y una mayor cantidad de componentes resinosos (matriz resinosa). (31)
2.3.3.2 Composición
a. Filtek bulk fill 3M, es una resina conformada en su fase orgánica por dos monómeros de metacrilato, que combinados, disminuyen el estrés por polimerización; uno de los monómeros, es un metacrilato de alto peso molecular (AUDMA), (27) este ayuda a moderar la contracción volumétrica,
así como la rigidez de la matriz polimérica, factores que contribuyen al desarrollo del estrés de polimerización. (5)
El segundo metacrilato llamado monómero por adición/fragmentación (AFM), que tiene la función de reaccionar para producir polímeros, como con cualquier metacrilato, incluyendo la formación de enlaces cruzados entre cadenas adyacentes de polímeros. (5)
Este tipo de monómeros de adición/fragmentación contienen un tercer reactivo que se desintegra a través de un proceso de fragmentación durante la polimerización llamado DDDMA, el cual todo este proceso da lugar a un mecanismo para la relajación de la cadena en desarrollo y la subsecuente disminución del estrés. (10)
En su fase inorgánica está compuesto por una combinación de partículas de sílice de 20 nm (nanómetros), partículas de zirconio de 4 a 11 nm (nanómetros), y partículas de trifluoruro de iterbio para aumentar su radiopacidad al material, resistencia al desgaste y fuerza física; la carga de relleno inorgánico es aproximadamente del 76,5% por peso (58,4% por volumen)(Tabla 1). (5)
b. Filtek bulk fill flow 3M es una resina que está conformada en su fase
orgánica de un Bis GMA (Bisfenol Glicidil Metacrilato), TEGMA (Tri Etileno Glicol dimetacrilato) y un monómero hidrofóbico Procylat que modifica la tecnología del material, promoviendo características únicas de manejo, permitiendo que este tipo de material fluya bajo presión, y se mantenga
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en la forma que queremos hasta que sea fotopolimerizada por luz halógena. (5) La carga de relleno inorgánico es de aproximadamente de
68% por peso (47% por volumen). (5) El tamaño y rango de partícula es de
0.01 a 6.0 micrones y el tamaño promedio de la partícula de relleno es de aproximadamente 1.5 micrones (Tabla1). (32)
Tabla 1 . Composición de resina filtek bulk fill y filtek bulk fill flow Resina Fabricante Grosor de
incremento
Matriz orgánica Matriz inorgánica
% de relleno inorgánico (por
volumen/peso)
Filtek bulk fill 3M 5mm AUDMA AFM
sílice/zirconio/ partículas de trifluoruro de iterbio
76,5% /58,4%
Filtek bulk fill flow 3M 4mm BisGMA, UDMA, BisEMA, Procylat Combinación de trifloruro de iterbio/zirconia/ sílice 42.5%/64.5% Fuente: 3M
Elaboración: Tania Daniela Zúñiga G.
2.3.3.3 Indicaciones
Filtek bulk fill 3M este tipo de resina está indicada para:
a. Restauraciones directas en sector anterior y posterior b. Revestimiento cavitario bajo restauraciones directas. c. Reconstrucciones de muñones.
d. Restauraciones indirectas incrustaciones inlay, onlay y carillas. e. Restauraciones de dentición decidua.
f. Sellado extendido de fisuras en molares y premolares
g. Reparación de defectos en restauraciones de porcelana, esmalte y temporales.(5)
18
Filtek bulk fill flow 3M este tipo de resina está indicada para:
a. Restauración de lesiones cariosas y preparaciones mínimamente invasivas
b. Clase I, III, IV y clase V superficial c. Preparaciones de túnel
d. Base/revestimiento bajo restauraciones posteriores
e. Reparación de defectos pequeños en restauraciones estéticas indirectas f. Resina - cerámica
g. Bloqueador de irregularidades zonas retentivas h. Sellador de fosas y fisuras
i. Reparación de materiales temporales. (5)
2.4 Propiedades físicas, mecánicas y térmicas de las resinas compuestas
2.4.1 Propiedades físicas
2.4.1.1 Sorción acuosa (adsorción, absorción y expansión higroscópica)
Esta propiedad se refiere la cantidad de agua adsorbida por la superficie y absorbida por la masa de una resina a través de la difusión en un tiempo determinado y a la expansión relacionada a esa sorción; la incorporación de agua en la resina puede causar solubilidad de la matriz afectando negativamente las propiedades de la resina fenómeno conocido como degradación hidrolítica a su vez puede compensar la contracción de la polimerización, produciéndose una expansión higroscópica de “0,09” a “0,72%”, esto afecta negativamente a las propiedades físico mecánicas de la resina. (23,33)
2.4.1.2 Biocompatibilidad
La biocompatilidad depende de la respuesta del tejido dentario al estar expuesto a un material externo, al grado de adaptación y aceptación que tenga. (34)
19 2.4.1.3 Estabilidad cromática
Las resinas compuestas al estar sometidas a diversos factores en el medio bucal sufren alteraciones del color, debido a manchas superficiales (relacionadas con la penetración de colorantes), o por procesos decolorantes internos. (35)
2.4.1.4 Radiopacidad
Las resinas en general incorporan elementos radiopacos como zirconio, estroncio, bario, zinc, iterbio, etc., los cuales permiten interpretar e identificar con mayor facilidad radiográficamente parte de la restauración y el diente. (35)
2.4.2 Propiedades mecánicas
2.4.3 Dureza
La dureza es una propiedad extrínseca, considerada como la medida a la resistencia que el material opone a su penetración, es un indicador del grado de polimerización que tiene la resina y se requiere de aparatos denominados durómetros para su estudio. (23,36)
2.4.3.1 Tensión
La tensión es la fuerza por unidad de área, la cual actúa sobre átomos o moléculas de un material, las tensiones por arriba al provocan una deformación permanente o fractura de la misma. (37) Cuando una fuerza externa actúa sobre
un sólido, se produce una reacción contraria a esta fuerza de igual magnitud, pero en dirección opuesta. (37)
2.4.3.2 Módulo elástico
El módulo elástico o también conocido como rigidez es una propiedad de las resinas compuestas que se basa en la cantidad de relleno existente y aumenta exponencialmente con la fracción volumétrica del mismo, esto describe la
20
inflexibilidad o rigidez relativa de un material, (37) se refiere básicamente a que
un material con módulo de elasticidad elevado es mucho más rígido y un material con módulo de elasticidad baja serán mucho más flexible.(6)
De esta manera, las resinas compuestas al ser más rígidas, soportan mejor las fuerzas de mordida intensas; mientras que para zonas donde predominan fuerzas de deflexión, como en la zona cervical del diente funciona mejor una resina compuesta menos rígida. (38)
2.4.3.3 Resistencia
La resistencia es una propiedad que se considera como el nivel medio de tensión en la que un material muestra una cantidad determinada de deformación que tiene como resultado la fractura, esta depende de varios factores como; tasa de deformación, forma de la muestra, acabado de la superficie, medio en el que se prueba el material, sin embargo, la resistencia clínica de los materiales frágiles como la resina dependen de las imperfecciones o algún fallo donde se concentre la tensión. (37)
2.4.3.3.1 Resistencia a la fuerza de compresión
La resistencia a la fuerza de compresión es una propiedad que determina la capacidad máxima que puede soportar un material bajo una carga de aplastamiento y que acorta la longitud del cuerpo, la resistencia a la compresión de un material indica la fuerza necesaria para lograr la ruptura o fractura de un material, el valor de la fuerza necesaria para fracturar el cuerpo, es definida como carga máxima de ruptura compresiva en las resinas compuestas. (30-37)
La resistencia a la compresión que tienen ciertos materiales, tiene una gran importancia en el proceso de la masticación, ya que estas van a estas sometidas constantemente a fuerzas de tipo compresivo durante este mismo proceso, que por causa de su naturaleza dinámica resulta difícil medir a la tensión oclusal. (37)
La fuerza oclusal tiene un valor promedio de 77 kg, 170 libras las cuales varían independientemente de la persona, y la fuerza que esta ejerza sea el sector
21
anterior, posterior o por el sexo. (37) En la zona de molares tiene una fuerza de
41 a 91 kg, en premolares la fuerza es 23 kg, caninos 30 a 75 kg e incisivos 9 a 25 kg. (37)
La estructuras dentarias tales como la dentina tiene similar resistencia a la compresión de 297 MPa y el esmalte 384 MPa. (37) Sin embargo, las
propiedades del esmalte varían algo con la posición sobre el diente. (37) Y por lo
tanto se conoce que el máximo esfuerzo compresivo que resiste una resina compuesta antes de su fractura varía entre 235 - 260 Mpa para los compuestos convencionales así como de microrellenos y 360 a 400 MPa para los híbridos.
(30)
2.4.3.3.2 Resistencia al desgaste
La resistencia al desgaste es la propiedad en la que se determina la capacidad que poseen las resinas compuestas de oponerse a la pérdida superficial, como consecuencia del roce con las estructuras dentales, a la exposición de elementos tales como cerdas de cepillos y dentales, etc. (39)
2.4.3.3.3 Resistencia a la flexión biaxial
La resistencia a la flexión biaxial es la capacidad de soportar la carga máxima o estrés de un material al estar sometidas a fuerzas oblicuas que puede soportar antes de romperse o fracturarse, (24,40) tomando en cuenta de manera directa que
las propiedades mecánicas de las resinas compuestas están relacionadas con el contenido de relleno, el tamaño de partículas, y la matriz. (40,41)
En este tipo de resistencia se presencia deformaciones evidentes al descenso vertical “deformación por compresión” y el alargamiento de las dimensiones de manera horizontal “deformación por tracción”; por lo tanto, las resistencias que actúan sobre las superficies son traccionales y compresivas. (41)
22
2.4.3.3.3.1 Ensayo de flexión /prueba de resistencia biaxial
Este tipo de prueba tiene el objetivo de medir la resistencia a las fuerzas que existen en toda la estructura que es sometida a flexión biaxial. (4)
Para el análisis mecánico se realiza una prueba de resistencia a la flexión biaxial (RFB), donde se emplea un dispositivo especialmente hecho de una placa plana que tiene un pistón central (8 mm de diámetro y circunferencial de soporte 1 mm) y 5 mm de profundidad. (42) Una varilla de metal que tiene un hemi-esfera de
diámetro 0,5 mm en su extremo inferior que consiste de una parte móvil que se mueve verticalmente hacia el centro del dispositivo controlado por una máquina de prueba universal (Kratos). Los cuerpos de prueba se coloca en el dispositivo en la parte plana de la hemi-esfera, de manera que la máquina de ensayo con una velocidad de cruceta de 0,5 mm / min pueda descender hasta producir fatiga en el material y finalmente una fractura de los cuerpos de estudio. (42)
2.4.4 Propiedades térmicas
2.4.4.1 Polimerización
La polimerización es un proceso en cadena que tiene una etapa de iniciación en la que actúa un iniciador, una etapa de propagación donde se unen entre sí las moléculas o monómeros y una etapa de finalización que es muy lenta, obteniendo así una estructura en forma de malla o de cadenas cruzadas. (13-18)
El proceso de polimerización de una resina compuesta puede generarse de cuatro formas :(43)
a. Luz visible (Camforquinona) b. Luz UV
c. Calor
23
Para una buena estructura tridimensional, producto de las reacciones químicas de polimerización, las resinas compuestas deben estar compuestas por cuatro elementos esenciales:
1. Su fase orgánica en la que está formada por monómeros reinosos, que son básicamente la estructura, son constituidos principalmente por dos tipos de moléculas: una pequeña la cual tiene un grupo aminado, y una molécula grande BIS GMA. (13)
2. La fase inorgánica, partículas o rellenos cuyo contenido conforma la estructura tridimensional.
3. Los iniciadores físicos (luz o químicos, o ambos) que desencadenan la reacción química.
4. Los componentes secundarios que incluyen los aceleradores (moléculas aminadas) y colorantes. (18)
2.4.4.1.1 Reacciones de polimerización
Las reacciones de polimerización se dan debido a que la luz de la lámpara de fotocurado aporta energía luminosa inicial excitando las moléculas fotosensibles de las resinas compuestas, desencadenando la polimerización. (13) Desde el
momento en que la luz excita al fotoiniciador, todo depende de transferencia de energía de molécula a molécula, donde la luz de la lámpara ya no desempeña ningún papel. (13)
2.4.4.1.1.1 Contracción de la polimerización
Uno de los mayores inconvenientes de las resinas compuestas son la contracción de la polimerización que estas sufren; en donde las moléculas de la matriz resinosa (monómeros) se encuentran separadas antes de polimerizar por una distancia promedio de 4nm (nanómetros), al polimerizar y establecer uniones covalentes entre sí, esta distancia se reduce a 1.5nm (nanómetros). (6)
24
La contracción de las resinas compuestas ocurre en tres fases:(44)
1. Fase pre-gel: La matriz de resina está en un estado plástico viscoso,
la resina es capaz de fluir. Esto no tiene nada que ver con las resinas fluidas, las moléculas se pueden deslizar y adquirir nuevas formas y orientación. (44,45)
2. Fase punto – gel: En el punto gel el material adquiere un alto módulo
de elasticidad, pierde la capacidad de escurrimiento. La fluidez del material no puede mantenerse por la contracción del mismo. El material entra en la fase post-gel. (44,45)
3. Fase post-gel: el material está en un estado de elasticidad rígido, sin
embargo, el material continúa contrayéndose. Cuando la contracción es limitada (por los adhesivos), en esta fase ocurre el estrés traccional.
(44) Cuando las resinas no son adheridas a ninguna superficie que la
rodee, la contracción y los vectores de contracción (dirección de la contracción) no serán afectados por ningún agente de unión. De esta manera, la resina compuesta se contraerá o encogerá hacia el centro de la masa. (46)
2.4.4.1.1.2 Post polimerización /conversión
El grado de conversión indica el grado de polimerización de las resinas, determinando que a un mayor grado de conversión implica una polimerización más completa, como resultado se consiguen unas mejores propiedades mecánicas de la resina. (47) La relación entre el grado de conversión y la
contracción de polimerización está claramente establecida, de tal manera que cuanto mayor sea el primero mayor será la segunda .(47)
2.4.4.1.1.3 Factor “C”
El factor (Factor "C") se define como: superficie con adhesión sobre superficie sin adhesión, es decir, número de superficies adheridas sobre el número de superficies libres, el resultado del factor de configuración sería: C = 5 (paredes del cubo unidas con adhesivo) / 1 (superficie libre del cubo o de resina sin
25
adhesivo) = 5. (23) Solamente presenta una superficie libre disponible para
compensar la contracción de polimerización. Así, esta configuración puede resultar en un estrés extremadamente alto sobre las interfases adhesivas. (23)
El diseño de la cavidad a tratar determina la habilidad del material restaurativo para contraerse libremente. (23) La superficie libre (superficie sin adhesivo) de la
cavidad, muestra que el material fluye más en la fase pre-gel y menor será el estrés durante y después de la contracción post-gel. (23)
2.4.4.2 Métodos de fotopolimerización
Para facilitar el uso de la fotoactivación para la polimerización de resinas, fueron lanzados al mercado aparatos de luz halógena, los cuales permiten alternar la intensidad de la fuente de luz, y permitiendo diferentes técnicas de fotoactivación, entre las cuales tenemos; (43)
1. Stepped (por pasos): En esta técnica se aplica un bajo valor inicial de intensidad de luz, por un período determinado, e inmediatamente después, un alto valor de intensidad de luz es utilizado por un período más de tiempo específico. (43)
2. Ramped (rampa): En esta técnica la fotoactivación se inicia con un bajo valor de intensidad de luz, y gradualmente va aumentando por un período definido hasta llegar en un alto valor final, el cual permanece por el tiempo restante de la exposición. (43)
3. Pulsed (pulso): Esta técnica utiliza un bajo nivel inicial de intensidad de luz por un período específico para permitir la polimerización de la superficie por 3 a 5 minutos, mientras el proceso de polimerización interna es dejado ocurrir lentamente. (42) Durante este tiempo, se
preconiza realizar el acabamiento y pulido, para entonces partir a la segunda exposición con un alto nivel de intensidad de luz. (42)
La polimerización gradual de activación por pulso ha sido uno de los métodos más utilizados, y cuando comparado a la técnica convencional, demostró menor estrés de contracción de polimerización y mejor adaptación marginal. (29)
26
Tomando siempre en existen factores que pueden modificar la polimerización de resinas tales como (43)
a. Espesor del material b. Tiempo de exposición c. Tipo de relleno
d. Efectividad de transmisión de luz. e. Temperatura
2.4.4.2.1 Tipos de lámparas para la fotopolimerización
De los cuatro sistemas más utilizados en la actualidad tenemos:
a. Halógena de cuarzo – tugsteno: emite luz visible en un rango de 300-500nm, utilizado en incrementos no mayores de 2mm y una exposición de no menos de 40 segundos. (50)
b. Plasma: emite luz en un amplio espectro, emiten temperaturas más altas.
(50)
c. Láser: Utilizado para materiales con Camforquinona como iniciador.(50) d. LED(50)
2.4.4.2.2 Lámpara de diodo electroluminiscente o LED
La lámpara de diodo electroluminiscente o LED es un dispositivo manual que contienen una fuente lumínica equipada con una guía rígida de luz de otro tamaño y que está compuesta por múltiples haces de fibras ópticas. Irradia luz azul a los monómeros de diacrilato los cuales contienen un sistema foto iniciador los cuales producen entrecruzamientos en la resina. (40)
2.4.4.2.2.1 Lámpara a usarse (Valo lámpara de fotocurado)
La lámpara LED Valo de Ultradent es un equipo de fotocurado para materiales dentales, que posee un amplio espectro de polimerización por lo cual está
27
diseñada para polimerizar todos los materiales de fotocurado dentro del rango de onda de 395 - 480nm de 10 - 20 segundos; las lámparas Valo está programadas para efectuar procedimientos de polimerización con tres longitudes de onda:
a. Potencia estándar b. Potencia alta c. Potencia extra. (48)
2.4.4.2.2.1.1 Características
a. Las lámparas led requieren menos cantidad de energía que otras fuentes lumínicas y no requieren filtros, ni producen calor lo que es también interesante para la polimerización de composites colocados en profundidad. (8)
b. Potencia elevada, cercana a los 800 -1.200 mW, una densidad de potencia de más de 2.500 mW/cm2 sin un aumento de la temperatura que pueda afectar su funcionamiento. (48)
c. Polimerización profunda (varios mm) sin efectos de glaseado térmico superficial, que suelen afectar la superficie de las resinas compuestas. (48)
2.4.4.3 Termocicladora
El envejecimiento será realizado por medio de termociclado que comprenderá 500 ciclos en agua a 37 grados centígrados. La exposición por cada ciclo será de 20 segundos y el tiempo de pausa entre los ciclos será de 5 a 10 segundos, proceso realizado hasta completar los 500 ciclos.
28
CAPÍTULO III
3 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
3.1 Diseño de la investigación
a. In vitro: Los cuerpos de prueba se realizaron en el Laboratorio de Prótesis
y Periodoncia de la Facultad de Odontología de Bauru; Universidad de Sao Paulo, en un ambiente controlado y específicamente dirigido para Biomateriales Dentales.
b. Experimental: Se realizó únicamente con biomateriales dentales (resina
filtek bulk fill 3M y filtek bulk fill flow 3M).
c. Transversal: Los cuerpos de prueba se realizaron en un tiempo
determinado; las muestras solo se analizaron una vez recolectados los datos en un solo momento.
d. Comparativo: Porque existieron 4 grupos de estudio de dos tipos de
resinas, que se analizaron antes y después de ser sometidas a envejecimiento por termociclado.
3.2 Muestra de estudio
El muestreo no probabilístico por conveniencia fue tomada por conveniencia basada en criterios de un estudio previo, se realizó en 120 cuerpos de prueba de 6,5 mm de diámetro y 0,5 mm una resina bulk fill y de una bulk fill flow.
Los cuerpos de prueba fueron divididos en cuatro grupos: grupo BFi: filtek bulk fill inmediato, analizados después de 24 horas; grupo BFe: filtek bulk fill envejecido; grupo BFFi: filtek bulk fill flow inmediato, analizados después de 24 horas y grupo BFFe: filtek bulk fill flow envejecido, fueron fabricados mediante matriz de teflón y técnica directa, recalcando que las muestras de 30 cuerpos de estudio por cada grupo es considerada ideal para hacer el análisis estadístico de Weibull. (52,53)
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La prueba de resistencia biaxial se realizó en una máquina de pruebas universales con taza de carga de 0.5mm/min. (Kratos)
El análisis estadístico fue realizado mediante la distribución de Weibull. El módulo de Weibull (m) y la resistencia característica están presentados para cada grupo. (52,53)
3.3 CRITERIOS DE INCLUSIÓN Y EXCLUSIÓN
3.3.1 Criterios de inclusión:
a. Se trabajó única y exclusivamente con resina filtek bulk fill 3M y filtek bulk fill flow 3M cuyo periodo de uso está vigente.
b. 120 cuerpos de prueba cilíndricos de resina con medidas 6,5 mm de diámetro y 0,5 mm, matriz de teflón. Según norma ISO 4049 donde se determina la profundidad de curado.
c. Cuerpos cilíndricos de resina pulida. d. Cuerpos cilíndricos sin fractura. e. Cuerpos cilíndricos sin burbujas. f. Lámpara LED en óptimas condiciones. g. Termocicladora en óptimas condiciones.
h. Máquina de pruebas universales en óptimas condiciones.
3.3.2 Criterios de exclusión:
a. Resinas compuestas de otras casas comerciales.
b. Resinas compuestas cuyo periodo de caducidad se haya cumplido. c. Cuerpos cilíndricos de resina que tengan medidas diferentes a las
establecidas según las normas ISO 4049. d. Cuerpos cilíndricos que presenten grietas.
e. Cuerpos cilíndricos de resina que presenten irregularidades en la superficie.
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g. Lámpara LED, termocicladora y máquina de pruebas universales con defectos de funcionamiento.
3.4 Operacionalización de variables
3.4.1 Variables
Tabla 2 . Conceptualización de las variables VARIABLE
DEFINICIÓN
OPERACIONAL TIPO CLASIFICACIÓN INDICADORES
UNIDAD DE MEDIDA Resinas compuestas Resina compuesta nanohíbrida Independiente Nominal *Resina filtek bulk fill inmediato *Resina filtek bulk fill flow inmediato *Resina filtek bulk fill envejecido *Resina filtek bulk fill flow envejecido. *BFi *BFFi *BFe *BFFe Resistencia flexión biaxial Capacidad de los cuerpos de resina filtek bull fill 3M y filtekTM bull fill flow
3M para resistir la deformación ante una fuerza aplicada
Dependiente Cuantitativa continua y de intervalo Resistencia flexión biaxial Megapascal (MPa)
Calor Calor alcanzado en la termocicladora Independiente Cuantitativa discreta Grados Centígrados C Presión Presión utilizada en
termocicladora Independiente Cuantitativa discreta Presión atmosférica Atm Tiempo Tiempo de los
cuerpos están expuestos a calor y presión en termocicladora Independiente Cuantitativa discreta 24 HORAS Segundos (s) Minutos (min) Fuente: “Comparación de la resistencia a la flexión biaxial de la resina bulk fill y bulk fill flow
antes y después de ser sometidas a termociclado” Elaboración: Tania Daniela Zúñiga G.
