Materiales Dentales: Propiedades, Tipos y Usos en Odontología

Historia y Desarrollo de la Odontología

Pierre Fauchard (1728) es reconocido por su obra "El cirujano dentista", un texto fundamental en la historia de la odontología. Posteriormente, Green V. Black fue considerado el "Padre de la Odontología" moderna por sus contribuciones a la estandarización de procedimientos y materiales.

La ADA y la Regulación de Materiales Dentales

La Asociación Dental Americana (ADA) juega un rol crucial en la evaluación y certificación de materiales dentales. Sus funciones incluyen:

• Definir las propiedades químicas, físicas y biológicas de los materiales.
• Establecer ventajas, inconvenientes y precauciones en su uso.
• Desarrollar normas y especificaciones para garantizar la calidad.
• Investigar nuevos materiales, instrumentos y métodos.

Propiedades Generales de los Materiales Dentales

Los materiales dentales están sujetos a diversas condiciones que pueden alterar sus características. Entre las principales se encuentran:

• Degradación
• Deformación
• Filtración marginal (bordes con grietas)
• Percolación (debido a cambios de temperatura)
• Pigmentación
• Corrosión
• Fractura
• Disolución
• Oxidación
• Decoloración
• Cambios de volumen

Coeficiente de Variación Térmica

El coeficiente de variación térmica indica la variación de longitud por cada grado centígrado. Algunos ejemplos son:

• Diente: 10-15
• Amalgama: 22-68
• Composite: 25-68
• Oro: 12-15
• Porcelana: 8-12

Conductividad Térmica y Eléctrica

La conductividad térmica y eléctrica también varía entre los materiales:

• Dentina: 0,0015
• Amalgama: 0,055
• Porcelana: 0,0025
• Composite: 0,0026

Viscoelasticidad

La viscoelasticidad se refiere a la deformación permanente, flujo o escurrimiento, también conocido como "creep".

Dureza de los Materiales

La dureza se mide utilizando diferentes escalas:

• BHN (Brinell Hard Number): Utiliza indentadores esféricos de acero. La dureza se calcula en función de la carga aplicada y el diámetro de la impronta.
• RHN (Rockwell Hard Number): Mide la profundidad de la indentación.
• VHN (Vickers Hard Number): Deja una huella cuadrangular al aplicar una carga variable.
• KHN (Knoop Hard Number): La huella tiene forma de rombo, y se mide la longitud de la huella.

Yesos Dentales

El yeso es un material fundamental en odontología. Sus características principales son:

• Dureza: 1,5-2 en la escala de Mohs
• Peso específico: 2,3

Tipos de Yeso

• Yeso París (Tipo II): Se obtiene calcinando yeso a 128ºC, perdiendo 1,5 moléculas de agua. Reacción: CaSO4 + 2H2O + Calor --> CaSO4 + 1/2H2O + 3900 cal/mol
• Yeso Piedra (Tipo III): Se obtiene calcinando yeso a 125ºC bajo presión y vapor.
• Yeso Densita (Extraduro): Se obtiene calcinando yeso a 100ºC en una solución de CaCl al 30%.

Aceleradores y Retardadores del Fraguado del Yeso

• Aceleradores: Sulfato de potasio al 2%, Terra alba al 1%, Cloruro de sodio al 3%, Sales de Rochelle.
• Retardadores: Bórax al 2%, coloides como saliva y sangre.

Relación Agua/Polvo

• Yeso París: 0,50
• Yeso Piedra: 0,30
• Yeso Extraduro: 0,25

Fraguado del Yeso

Teoría cristalina de Le Chatelier: El fraguado se produce por la diferencia de solubilidad entre el sulfato de calcio dihidrato y el hemihidrato.

Ceras Dentales

Clasificación de las Ceras

• Minerales: Parafinas, cerecinas, ozoquerita, montana.
• Vegetales: Carnauba, uricuri, candelilla.
• Animales: Espermaceti.
• Insectos: Abejas.
• Sintéticas: De polietileno, de polioxietilenglicol, ceras hidrogenadas y ceras de hidrocarburos.
• Resinas naturales: Copal, sandaraca, damar, goma laca.
• Gomas: Goma arábiga.
• Resinas sintéticas: Polietileno, poliestireno.
• Grasas: Manteca de cacao, cera del Japón.

Tipos de Ceras y sus Aplicaciones

• Ceras para incrustaciones: Compuestas de parafina, dammara, carnauba y colorantes. No dejan residuos, tienen una expansión térmica de 0,6% entre 25 y 37ºC, no se escaman ni fracturan al tallarlas y poseen un color contrastante.
• Ceras para prótesis: Calibre 0,32-0,40 mm, adhesivas, se pliegan y adaptan fácilmente a 40ºC, no son frágiles al enfriarse y se evaporan a 500ºC sin dejar residuos.
• Ceras para bases: Compuestas de ceresina, carnauba, cera sintética, cera de abejas y resinas. No irritan los tejidos bucales, no dejan residuos en los dientes y tienen un coeficiente de expansión térmica de 0,8% entre 25 y 40ºC.

Bases Cavitarias

Bases de Baja Resistencia

• Adhesivo o Barniz Cavitario: Compuesto por resina natural (copal) o sintética (nitrato de celulosa) disueltas en un solvente de acetona, cloroformo o acetato de amilo. Inconvenientes: Se puede desprender fácilmente, presenta grietas que alteran el sellado, no es compatible con composite y es soluble, dejando un espacio.
• Resina Sintética: Como Bis-GMA y resina de Bowen. Inconvenientes: Se contrae al endurecer, dejando un espacio, y es débil a las fuerzas masticatorias. Bowen (sílice + relleno). Propiedades: Sellan los conductos dentinarios, evitan la acción disolvente de la saliva sobre el cemento, endurecen por autocurado o fotocurado.
• Eugenato Simple: Polvo: Óxido de zinc, colofonia (relleno), estearato de zinc (plastificante), acetato de zinc (acelerador del fraguado). Líquido: Eugenol, aceite de oliva (plastificante). El eugenato simple tiene efecto sedante, en estado fresco inhibe la polimerización del composite, fragua lentamente y actúa como barrera térmica. Fraguado por quelación: 2 moléculas de eugenol + 1 ion de zinc = eugenolato de zinc. Otros usos: Pastas zinquenólicas, cemento quirúrgico, cemento para conductos. *Nogenol (ácido láurico).
• Hidróxido de Calcio: Base: Tungstato de calcio (radiopaco), fosfato de calcio tribásico, óxido de zinc en salicilato de glicol. Catalizador: Hidróxido de calcio, óxido de zinc, estearato de zinc en etileno-sulfonamida. Propiedades: pH 11,7 (antibacteriano), estimula la producción de dentina secundaria, fragua rápidamente, es soluble a la saliva y tiene baja viscosidad. Otros usos: Cementación de coronas provisorias.

Bases de Alta Resistencia

Utilizadas para unir materiales metálicos, fondos cavitarios y fijar incrustaciones, coronas y puentes.

• Eugenato Mejorado (Cemento de Ácido Ortoetoxibenzoico): Se le agrega sílice y resina hidrogenada al polvo, y EBA al líquido. Esto reduce la liberación de eugenol, disminuye la solubilidad y minimiza los efectos sedantes en la dentina.
• Cemento de Fosfato de Zinc: Polvo: ZnO, MgO, SiO2, BiO3, Ba, Ca. Líquido: Ácido ortofosfórico libre, ácido ortofosfórico combinado con Al y Zn, Al y Zn (retardadores) y agua (acelera el fraguado). Es una reacción exotérmica, por lo que se recomiendan movimientos amplios durante la mezcla. Especificaciones: Fragua en 5 a 9 minutos a 37°C, resistencia de 74 MN/m², espesor de película de 25 µm, solubilidad del 0,2% en peso. El pH aumenta gradualmente hasta ser casi neutro a las 48 horas. Se utiliza sobre hidróxido de calcio. Tipos: Tipo I (partículas de 25 micrones, para cementación, con viscosidad que permite formar un hilo de 3 cm, el espesor depende de la partícula del polvo, la viscosidad y la presión aplicada, no hay adhesión química, solo fijación mecánica) y Tipo II (partículas de 40 micrones, para base de obturación provisoria, con consistencia de masilla, actúa como aislante térmico, ofrece resistencia mecánica y actúa como barrera a la infiltración ácida). CRISTALIZA. Regular biocompatibilidad.
• Vidrio Ionómero: Polvo: Vidrio de fluoroaluminosilicato (FAS) con partículas de 19 micrones. Líquido: Ácido poliacrílico e itacónico (disminuye la viscosidad y evita la gelación del ácido poliacrílico) con ácido tartárico (acelerador, reduce la viscosidad) y agua. Fraguado inicial: El calcio se une a las cadenas de policarboxilato. Fraguado final: Después de 3 horas, reacciona el aluminio. Es una reacción por quelación entre el grupo COO- y el calcio de la hidroxiapatita. Tienen un acondicionador ácido para eliminar el barrillo dentinario y mejorar la unión. Fraguado de 6 a 8 minutos. Resistencia de 117 a 135 MN/m². Propiedades: Se utiliza como base y cemento, adhesión débil, libera flúor, es biocompatible, sufre más abrasión y es menos estético que los composites. GELIFICA.
• Compómeros: Combinan propiedades de los composites y los vidrios ionómeros. Tienen menor adhesión que los vidrios ionómeros.

Adhesión Dental

• Adhesión: Fuerza de unión en la superficie de dos adherentes.
• Cohesión: Fuerza que mantiene unidos los átomos o moléculas al interior de un cuerpo.
• Capilaridad: Alta tensión superficial, bajo ángulo de contacto y baja viscosidad del líquido.

Requisitos para una Adhesión Exitosa

• Del adherente: Elevada energía superficial respecto a la tensión superficial, superficies libres de contaminantes, estrecho contacto de las superficies.
• Del adhesivo: Baja tensión superficial respecto a la energía superficial del adherente, bajo ángulo de contacto, baja viscosidad, solidificar modificando mínimamente sus dimensiones.
• Del conjunto: Mínima variación de sus dimensiones frente a cambios de temperatura, ante la aplicación de cargas, adherentes y adhesivo experimentan similar deformación.

Grabado Ácido

• Grabado ácido del esmalte: Ácido fosfórico al 37% durante 15 segundos. Desmineraliza y expone los prismas, formando microporos de 10 a 25 micrones de profundidad y de 1,5 a 3,5 micrones de diámetro.
• Grabado ácido de la dentina: Ácido fosfórico al 37% durante 15 segundos. Elimina los cristales de hidroxiapatita y deja expuesto el colágeno.

Sistema Adhesivo

Compuesto por monómeros resinosos, solvente e iniciador.

Capa Híbrida

Zona de interdifusión de 3-6 micrones compuesta por colágeno y adhesivo.

Alginato

Compuesto por sal de ácido algínico, hemihidrato beta (libera calcio para formar alginato de calcio insoluble), fosfato trisódico (regula el tiempo de trabajo retardando la gelificación), tierra de diatomeas (relleno que evita el polvo atmosférico) e indicador de reacción. Es tixotrópico (a mayor presión, menor viscosidad) y bicromático. Tipos: Tipo I (fraguado rápido, 1,25 minutos) y Tipo II (fraguado normal, 3 minutos). Propiedades: Deformación permanente del 1,8%, resistencia al desgarro de 300-600 g/cm². Presenta sinéresis e imbibición.

Elastómeros o Siliconas

Propiedades Deseables

Fácil manipulación, sabor, olor y aspecto agradable, exactitud dimensional, fiel reproducción de detalles, resistencia al desgarro, preferiblemente hidrófilo, desinfección sin alteración y larga duración del set en almacenamiento.

Tipos de Siliconas

• Tipo I: 75% de relleno.
• Tipo II: 50% de relleno.
• Tipo III: 35% de relleno.

Mercaptanos o Polisulfuros

Base: Polímero de polisulfuro, dióxido de titanio, sulfato de zinc y sílice (rellenos). Activador: Dióxido de plomo (agente oxidante), ftalato de dibutilo (plastificante), azufre, desodorantes y ácido oleico (retardador).

Siliconas o Gomas

Alta resistencia a los desgarros (2700 g/cm²) y reproducen detalles de 25 µm.

• Por condensación: Base: Dimetilsiloxano, ortosilicato alquílico, carbonato de calcio y sílice coloidal (relleno). Catalizador: Octanoato de estaño, diluyente y espesante. Contracción del 0,6%. Vaciado en 30 minutos.
• Por adición: Base: Vinilsiloxano y sílice coloidal. Catalizador: Ácido cloroplatínico y silicona de peso medio con grupos vinílicos terminales (relleno). Contracción del 0,05%. Vaciado en 60 minutos.

Poliéteres

Base: Poliéter con etilenimina de grupos terminales, sílice de relleno y plastificantes. Catalizador: Éster del ácido sulfónico. Contracción del 1,1%. Hidrofílico y tixotrópico.

Polímeros para Bases

Propiedades Físicas

Color similar a las estructuras orales, bajo peso específico, radiopaco.

Propiedades Mecánicas

Resistencia a la flexión masticatoria, a impactos o golpes, suficiente resistencia a la abrasión.

Propiedades Biológicas

Ser inocuo, evitar la polimerización excesiva, no permitir el crecimiento de bacterias u hongos.

Propiedades Químicas

Insoluble a líquidos alimenticios, químicamente inerte, que no tenga sorción acuosa.

Acrílico para Bases de Prótesis o de Termocurado

Etapas: Arenosa, filamentosa, plástica, gomosa, endurecimiento total. Polvo: Gránulos de polimetilmetacrilato (polímero), peróxido de benzoilo (iniciador), sales de cadmio o hierro (pigmentos). Líquido: Calor (activador), metilmetacrilato (monómero), etilenglicol dimetacrilato (agente de cadenas cruzadas), hidroquinona (inhibidor).

Acrílico de Autocurado o Curado Químico

Mismos componentes que el acrílico de termocurado, pero cambia el activador: NN-dimetil-para-toluidina. Es menos resistente y duro, más poroso, tiene mayor sorción de agua y se pigmenta más. Se utiliza para reparar prótesis, restauraciones de coronas y para hacer cubetas individuales.

Base Plate o Laca Base

Termoplástico con temperatura de ablandamiento alta. Compuesto de resinas, ceras, ácido esteárico, sílice y colorante.