NÚMERO 5 - 2000 - ARTÍCULO 21

Estudio de la resistencia a la fractura por compresión de un compómero, un cemento de ionómero de vidrio convencional y una resina compuesta sometidos a un proceso de "envejecimiento artificial"

Hidalgo JJ, Azabal M , Terrón  F,  Baños JL, Vega  JM.

Facultad Odontología de Madrid. España

CORRESPONDENCIA

Juan José Hidalgo Arroquia
Orense, 49 Bajo C.
28020. Madrid. Spain.
Phone:  34 91 5974817
FAX: 34 91 5973314
E-Mail: hidalgoa@teleline.es

ABSTRACT

 El objeto de este estudio es evaluar la resistencia a la fractura por compresión de una resina compuesta (TPH®), un compómero (Dyract®), y un cemento de ionómero de vidrio convencional (Chemfil®), todos ellos manufacturados por la empresa De Trey Dentsply® , tras someterlos a un proceso de “envejecimiento artificial”.

La resistencia a la fractura se determinó en periodos de 24, 300, 600 y 1200 horas tras almacenar las muestras en una estufa a 37ºC, y someterlas a ciclos de inmersión en agua , deshidratación en aire, luz ultravioleta y calor, empleando una máquina para ensayos de compresión.

Nuestros resultados mostraron que en todas las situaciones, los valores para el  compómero fueron intermedios y próximos a los de la resina compuesta. En todas las situaciones el ciclado redujo la resistencia a la fractura por compresión, en todos los materiales estudiados. Así como la introducción del factor luz y calor en el proceso, la resistencia a la fractura , incrementada en los materiales con resina, puede explicarse por el aumento del grado de polimerización inducido por este factor.

PALABRAS CLAVE

Envejecimiento artificial, ciclado, composites, cementos de ionómero de vidrio, ionómeros de vidrio modificados.

KEY WORDS

Artificial ageing, cyclation, composites, glass ionomer cements, resin-modified glass ionomer.

INTRODUCCION

Con la aparición de los cementos de ionómero de Vidrio, y su modificación con resinas, las propiedades de los materiales resultantes los hicieron considerar como materiales de elección en muchos casos donde poco tiempo atrás se indicaba el uso de otros materiales (Vega, 1996).  El desarrollo de estos ionómeros de vidrio fotocurables y el intento de usarlos como material de obturación definitivo condujo a la aparición de unos materiales conocidos como “ compómeros “ o “ Resinas modificadas con ionómeros (García, 1997).  Estos compómeros con los componentes y las características de los ionómeros de vidrio y los composites, muestran valores intermedios entre ambos materiales, para algunas características, y una técnica y comportamiento clínicos increíblemente similar a las resinas compuestas.

Los primeros compómeros que aparecieron en el mercado estaban indicados como material de obturación en restauraciones de clase III y V en dientes permanentes y clases I y II en dientes temporales.

En consecuencia, de todas las agresiones sufridas directamente por este tipo de materiales durante su vida en boca: humedad por la saliva y líquidos ingeridos, desecación por el aire respirado y exposición a la luz solar durante la apertura bucal, tensiones masticatorias se produce un deterioro. 

Creemos que es importante estudiar qué efectos producen estos fenómenos a través del tiempo, en las características y propiedades de estos compómeros. Como todos estos factores agresores son difíciles de incluir en un estudio clínico  (Braem et al.,1986; Powera et al., 1981) es preciso emplear diferentes procesos “in vitro”, como la inmersión en soluciones  acuosas de etanol al 75% o en agua destilada, o ácido láctico ( pH 4-5 ), o someter las muestras a desecación, o exponerlas a la luz ultravioleta (Ferracane et al., 1995; Baños, 1993; Baños, 1997) para simular las agresiones naturales.  Por esto optamos por llevar a cabo el estudio “in vitro” con el fin de poder simular y repetir las condiciones experimentales escogidas .

Tabla 1. Composición de los materiales estudiados

OBJETIVO

El objetivo de este estudio es comparar el efecto de un procedimiento de envejecimiento artificial producido mediante luz ultravioleta  y ciclos humedad-sequedad  en la resistencia a la fractura por compresión del compómero Dryact®, la resina compuesta TPH®, y el cemento de ionómero de vidrio Chemfil® (Todos ellos fabricados por la empresa  De Trey Dentsply®).

MATERIAL y METODO

Dyract® (Dentsply DeTrey GmbH D-78467 Konstanz), primer compómero comercializado en España se presentó como un material monocomponente “ en compules” , que permiten su aplicación directa en la cavidad. A diferencia de los ionómeros convencionales no se mezcla con soluciones acuosas, tomando el agua del medio bucal una vez insertado. TPH® (Dentsply DeTrey GmbH D-78467 Konstanz) es una resina compuesta híbrida fotocurable. Chemfil® (Dentsply DeTrey GmbH D-78467 Konstanz) es un ionómero de vidrio restaurador encapsulado ( tipo II ). La composición básica de estos tres materiales se representa en la tabla 1. El color Dryact® utilizado en nuestro estudio fue  C2 , LYG (C2) para TPH®, y LYG 3 para Chemfil®.

La confección de las muestras se realizó de acuerdo con la especificación Nº 27 ADA, 1977, obteniendo un total de 900 muestras, 300 de Dryact®, 300 de TPH® y 300 de Chemfil®.  Se emplearon anillos de acero inoxidable de 6mm de diámetro interno y 3mm de altura para obtener uniformidad de forma y tamaño. Cada anillo se colocó sobre una superficie pulida ( loseta de vidrio transparente ), se  lubricó con vaselina en su interior y se rellenó totalmente con el material correspondiente, introduciendo el material desde abajo, con el fin de no atrapar aire en su interior. A continuación se colocaron sobre otra loseta de vidrio para comprimir la masa de material plástico, eliminando los sobrantes y compactándolo en el interior del anillo para obtener superficies finas en la muestra. En el caso del Dryact® y TPH® el material fue fotopolimerizado inmediatamente a través de una tira de acetato mediante una lámpara halógena de 75W (IVOCLAR).  El tiempo de exposición fue el mismo para todos los materiales ( 40 sg. ),  por un solo lado.  En el caso del Chemfil® el material se dejó endurecer mediante su mecanismo químico de fraguado. Se comprobaron todas las superficies mediante un explorador, y cada muestra se retiró de su respectivo cilindro, presionando ligeramente la superficie no expuesta a la luz halógena. Se marcó esta superficie para su posterior identificación (D para Dryact®, T para TPH® y CH para Chemfil®) , y poder efectuar después la compresión siempre sobre el lado en el que se aplicó la lámpara de polimerización. Las muestras obtenidas se distribuyeron del siguiente modo: 90 se pegaron mediante una gota de cianoacrilato sobre unos soportes de plástico perforado para introducirlas en la el techo  de la cámara de envejecimiento  ( Sunset 55007014, HERAEUS).  En esta cámara los materiales se sometieron a ciclos de 3 minutos de inmersión en agua y secado en aire, otras 90 muestras se trataron con el mismo proceso de inmersión al que la continua exposición a la luz ultravioleta, indujo una temperatura de 47ºC; las restantes 120 muestras se almacenaron en una estufa de laboratorio (CPIYâ, Kowel ), provista de termómetro y termostato a 37ºC. Los períodos de estudio fueron de 24h, 300h, 600h, y 1200h para las muestras almacenadas en la estufa, y de 300h, 600h, y 1200h, para aquellas sometidas al proceso de envejecimiento. Una vez cumplido cada período de tiempo, las muestras fueron sometidas en grupos aleatorios de 30 , a un ensayo mecánico de compresión en una máquina TRACTION - COMPRESSION HOUNSFIELD - HTI  ( Hounsfield Test Equipment - Croydon (England) nº H5000 M/794) , conectada a  120/240V (50/60 Hz) con una potencia de 200w. Las condiciones de ensayo fueron : Célula de carga 5000N, velocidad 10mm/minute, y limite 2mm. Cada ensayo fue monitorizado mediante un ordenador IBM y los resultados impresos en papel.

El análisis estadístico se llevó a cabo mediante el programa STATGRAPHICS.  Realizándose el test de análisis múltiple de la varianza ANOVA.

RESULTADOS

Los resultados obtenidos se resumen en las tablas 2,3 y 4 y en las figuras 1, 2, 3, 4 y 5. 

Tabla 2- Valores de resistencia a la compresión de los materiales almacenados en la estufa (37^ºC)

* Valores estadísticamente significativos (p<0.05)

Tabla 3- Valores de resistencia a la compresión de los materiales sujetos  a ciclos de inmersión y secado (I+S)

* Valores estadísticamente significativos (p<0.05)

Tabla 4- Valores de la resistencia a la compresión de los materiales sujetos a ciclos de inmersión - secado y luz - temperatura (I+S+L+T)

* Valores estadísticamente significativos (p<0.05)

DISCUSION

En las muestras control que se almacenaron en la estufa en la oscuridad a 37ºC de temperatura, sin someterse a ningún “stress” se observa un incremento en los valores de resistencia a la compresión, consistentes con el paso del tiempo. Esto se explica para el Chemfil® por el largo período de endurecimiento mostrado por todos los ionómeros de vidrio con la consecuente mejora de sus propiedades en general. En el caso de los materiales resinosos como Dryact® y TPH® esto se explica por la polimerización sin luz una vez que ha ocurrido la conversión fotónica. Esto significa que la polimerización o grado de conversión de las resinas no se determina totalmente por la exposición a la luz, , sino que continúa durante un tiempo hasta que se detienen los radicales con dobles enlaces libres (Watts et al., 1986; Burke et al., 1990; Pilo ,Cardash, 1992). En esta situación no creemos que en el caso del compómero el fraguado de sus componentes ionoméricos tenga un efecto significativo ya que falta la humedad necesaria para la reacción ácido-base.

En las muestras sometidas a ciclos de inmersión y secado los valores de resistencia a la compresión de los tres materiales se redujo, pero sólo fue significativo ( p<0’05 ) para el ionómero convencional.  Estos fenómenos de vejez afectan las propiedades de estos materiales negativamente, pero las resinas componentes de los compómeros y composites los protegen del efecto de la humedad-secado. Es por esto que los ionómeros han modificado más sus resultados por estas acciones que los materiales que contienen resina (Cattani-Lorente et al., 1994).

Sin embargo cuando se juntan la inmersión-secado y la luz ultravioleta-calor, la resistencia a la compresión de los materiales con resinas fotopolimerizables, se incrementa con el paso del tiempo. Esto se puede explicar porque los agentes iniciadores de la polimerización no se consumen totalmente en la primera exposición a la luz halógena, siendo capaces de activarse con sucesivas exposiciones a la luz ultravioleta, incrementando el grado de conversión del material y por tanto sus propiedades físico-mecánicas, (Ferracene , Condon, 1992).

En todos los casos, independientemente del proceso al que se sometan los materiales, los valores de resistencia de Dryact® son intermedios entre los otros materiales, y muy parecidos a los de la resina compuesta.

Si se comparan los valores de resistencia a la compresión para cada uno de los materiales, con la situación de almacenamiento en estufa, e inmersión-secado , se ve que se reducen en el caso de Dryact® y TPH®,  pero se incrementan para Chemfil®.  Esto hablaría de un mejor comportamiento de los ionómeros convencionales frente a los que contienen resinas. Estos pueden sufrir un proceso de “plastificación” de su matriz por separación en la unión matriz-relleno (Indrani el al., 1995), que el material trata de compensar mediante absorción de agua, lo que explicaría su reducción en la resistencia a la fractura (Pilliar el al., 1986; Ferracane et al., 1995; Ferracane , Berge, 1995). Por otra parte, los ionómeros mantienen en estas circunstancias un cierto balance hidráulico con el agua del medio durante el proceso de fraguado, que no acarrea una pérdida de sus propiedades.

Finalmente cada material se compara también con el procesado  con situaciones de inmersión-secado más luz-calor. Contrariamente a lo ocurrido antes, cuando se añaden luz y calor, se produce un incremento de resistencia en Dryact® y TPH® y una reducción en Chemfil®, produciendo una más completa polimerización en los materiales resinosos (Pilliar el al., 1986) y un efecto negativo en el ionómero, posiblemente como resultado de una excesiva deshidratación durante el secado con aire a mayor temperatura.

CONCLUSIONES

Del estudio realizado en las condiciones “in vitro” especificadas, podemos concluir:

1.      Todos los materiales mostraron un largo período de  fraguado.

2.      La inmersión en agua y secado produce efectos negativos en los materiales, reduciendo su resistencia a la fractura por compresión.

3.      La presencia de resinas en el composite y el compómero, incrementan los valores de resistencia a la compresión , protegiendo al material de las agresiones.

4.      La exposición continuada a la luz ultravioleta y calor de los materiales resinosos, mejora algunas de sus propiedades físico-mecánicas. Por este motivo, la fotopolimerización periódica de estos materiales en clínica, puede ser interesante bajo condiciones especiales de “estress”.

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