Materiales Dentales 2020 PDF

2020 Materiales Dentales Módulo I “Manual de apoyo Teórico” Segunda Edición CÁTEDRA DE MATERIALES DENTALES PROF. ADJ. DR. ANDRÉS GARCÍA PROF. ADJ. DR. GUILLERMO GRAZIOLI ASIST. DRA. ANGELINA LASALVIA ASIST. DRA. ANA MOLINARI ASIST. DRA. ELISA DE LEÓN ASIST. BR. MATIAS MEDEROS ASIST. BR. ROMINA TESSORE ASIST. GONZALO ALONSO Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Índice: U.T. 1 - Estructura de los materiales Pág. 2 U.T. 2 – Propiedades físico-mecánicas Pág. 7 de los materiales U.T. 3 - Propiedades químicas Pág. 15 U.T. 4 - Biomateriales y biocompatibilidad Pág. 22 U.T. 5 - Generalidades de los Materiales Pág. 25 de Impresión. Alginato U.T. 6 - Yesos Pág. 40 U.T. 7 - Polimerización Pág. 47 U.T. 8 - Compuestos termoplásticos y Pág. 54 cinquenólicos U.T. 9 - Elastómeros Pág. 60 1 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” U.T. 1 - Estructura de los materiales Contenido: - Estructura atómica. - Uniones primarias y secundarias. - Estructura molecular. - Clasificación de los materiales de acuerdo a su estructura. o Metales, polímeros, cerámicos y combinados. o Particularidades de cada grupo. Bibliografía:  Materiales dentales. 4ª edición. Macchi.  Materiales en odontología. Vega del barrio.  Ciencia de los materiales dentales. 11ª edición. Phillips.  Materiales en la odontología clínica. Williams-Cunningham.  Materiales dentales. Fundamentos para su estudio. Macchi. 1 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Estructura de la Materia Como odontólogos, nuestra principal función consiste en mantener y mejorar la calidad de vida de nuestros pacientes. Durante el transcurso de la vida, los órganos dentarios sufren diversas injurias, las cuales pueden ser reparadas y rehabilitadas gracias a nuestras acciones. Un material dental puede ser definido como aquella materia utilizada en el área odontológica. Por lo cual resulta fundamental para poder comprender a los materiales dentales tener los conocimientos básicos para poder seleccionar el más adecuado para la situación con la que nos enfrentemos, y poder predecir, hasta cierto punto, su comportamiento en boca, para todos estos factores el pilar fundamental consiste en comprender la estructura de la materia, su composición y los diversos enlaces que se producen en su estructura, los cuales determinarán sus propiedades y por ende su comportamiento. Para comprender la estructura de la materia, es indispensable primero tener varios conceptos básicos claros, para de esta manera construir una base sólida en nuestro conocimiento sobre los materiales dentales. En primer lugar, debemos entender el concepto de Materia: la cual podemos definir como todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. Siguiendo este concepto debemos considerar que la materia como tal, puede encontrarse en el espacio en distintos estados. Cuando la relación entre partículas es estable, es decir que cada una de las partículas se mantiene en una posición definida respecto a las que la rodean, decimos que la materia se encuentra en estado sólido. Cuando existe más energía entre estas partículas, lo cual genera que la ubicación entre ellas no sea definida se denomina estado líquido. Por último, si las partículas no tienen relación aparente entre ellas no se agrupan ni se unen, sino que se rechazan por la gran energía que hay entre ellas, decimos que las mismas se encuentran en estado gaseoso. Es bien sabido que el estado en el cual la materia se encuentre está condicionado por la temperatura y la presión. Podemos aplicar energía (ej. Calor) para modificar el estado en el que se encuentra la materia. Además la energía necesaria para modificar el estado de la materia dependerá ampliamente de la fuerza de unión entre sus partículas, esto claramente afectará las propiedades y por ende el comportamiento del material. Cuando entendemos que nuestro trabajo como odontólogos se basará en el uso de materiales aplicados sobre diversos tejidos vivos, surge la necesidad de incorporar un nuevo concepto. Se conoce como Biomaterial aquellos materiales que utilizados sobre tejidos vivos no generan ningún tipo de injuria para una aplicación concreta y especifica. Es decir, dicho material es BIOCOMPATIBLE. En los últimos años ha ganado campo un concepto similar, pero con ciertas variaciones: el material BIOACTIVO. Este se define como aquel material que, en contacto con tejidos vivos, no solo no genera injurias, sino que además genera una reacción favorable en los tejidos del hospedero. 2 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Para comprender el comportamiento de la materia resulta fundamental conocer su composición, y como sabemos la materia se encuentra compuesta por Átomos. Previamente, el átomo era conocido como la “mínima porción de materia”, pero con el suceso del descubrimiento de las partículas subatómicas, este concepto ya no es válido. Un átomo se encuentra constituido por una parte central “el núcleo”, donde se encuentran los protones (partículas subatómicas con carga eléctrica positiva) y los neutrones (partículas subatómicas con carga eléctrica neutra), ambas partículas constituyen la masa del átomo, ya que en su periferia, por fuera del núcleo, encontramos la nube electrónica, que consta de distintos niveles de energía (orbitales) donde se ubican los electrones (partículas subatómicas con carga eléctrica negativa), cuya masa es despreciable. Según la composición subatómica, los átomos reciben distintos nombres, que corresponden a los distintos elementos químicos. Estos elementos se encuentran ordenados por sus propiedades y características en lo que se conoce como la Tabla Periódica de los Elementos. La misma puede ser dividida en dos grandes grupos por la diagonal marcada en el lado derecho. Creando así dos grupos:  Metales: son elementos que se encuentran en el centro e izquierda de la tabla periódica. Estos pueden ser definidos como “aquellos elementos químicos que dentro de una solución electrolítica, ioniza positivamente”, esto puede comprenderse por su característica de ser electropositivos, es decir que estos átomos tenderán a perder electrones para llegar a su estabilidad, por lo que al colocarlos dentro de una solución electrolítica (la cual favorece la ganancia o pérdida de electrones, ej. Agua) los mismos tenderán a perder los electrones para lograr su estabilidad y por ende ionizan positivamente. Estos materiales pueden ser encontrados en estado sólido en la naturaleza, y suelen ser opacos y resistentes (propiedades que estudiaremos más adelante), a excepción del Mercurio 3 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” (Hg) y el Galio (Ga). Los metales suelen tener un brillo característico en su superficie y suelen ser conductores eléctricos y térmicos.  No Metales: son elementos que se encuentran en la parte superior derecha de la tabla periódica. Estos se encuentran en la naturaleza en estado sólido, líquido o gaseoso. Tendrán tendencia a ganar electrones para lograr su estabilidad por lo que son electronegativos. Los mismos también son ionizables, es decir que ganarán cargas eléctricas permanentes denominándose: Aniones en caso de tener carga negativa (es decir ganar electrones), Cationes en caso de tener carga positiva (es decir perder electrones). Una vez comprendida la estructura básica de los átomos debemos de estudiar como los mismos se relacionan entre sí, es decir las UNIONES INTERATÓMICAS o PRIMARIAS. Existen 3 tipos básicos de enlaces mediante los cuales los átomos pueden relacionarse: A. Enlace Metálico B. Enlace Iónico C. Enlace covalente A. El enlace metálico, se genera cuando dos átomos de tipo Metal se relacionan. En este enlace lo que ocurre es que como todos los átomos desean perder electrones para ganar su estabilidad los mismos los comparten entre todos, generando una estructura donde hay iones positivos rodeados de una nube electrónica. Esto se genera ya que los núcleos de los átomos (donde se encuentra la masa de los mismos) se encuentran muy próximos, y los electrones están en una nube alrededor de ellos. Esta proximidad entre núcleos genera la característica de DENSIDAD, la cual se define como “masa sobre volumen”; con este concepto quiere decir que, si tenemos dos materiales, ambos en un mismo volumen, pero uno es más denso que el otro, el de más densidad tendrá más masa que el menos denso. El enlace metálico tiene como característica que genera una estructura cristalina; esto quiere decir que si estudiamos la disposición de los átomos en el espacio los mismos están dispuestos formando cuerpos geométricos (cubos, hexágonos, rombos, etc.). Otra característica que podemos encontrar en el enlace metálico es que el punto de fusión y ebullición de estos materiales muy alto, lo cual habla de la gran fuerza de unión (que requieren de más energía para cambiar de estado). Una característica fundamental de estos materiales es que la nube de electrones libres en la superficie les da la característica de ser conductores térmicos y eléctricos. Por último, los materiales con este tipo de enlace poseen la característica de ser “deformables”, esto quiere decir que aceptan las fuerzas y se deforman mucho antes de romperse. Este tipo de enlace es característico de los Materiales METÁLICOS. 4 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” B. El enlace Iónico se produce entre elementos metálicos y no metálicos. Aquí lo que sucede es que el elemento metálico, el cual tiene tendencia a perder electrones para su estabilidad, cede su o sus electrones al elemento no metálico (el cual acepta estos electrones para obtener su estabilidad). Este tipo de enlaces da origen a iones con carga positiva o negativa (cationes o aniones respectivamente). Los materiales que poseen este tipo de enlace tienden a tener estructuras cristalinas y amorfas a la vez, por lo que los átomos los encontramos generando cuerpos geométricos y también desordenados en el espacio. El hecho de que los electrones se encuentren estables unidos a uno de los átomos da la característica de que estos materiales no son conductores, por el contrario, son aislantes térmicos y eléctricos. Este tipo de enlace es característico de los materiales CERÁMICOS C. El enlace Covalente se produce entre elementos no metálicos. En este tipo de enlace lo que sucede es que ambos átomos desean ganar electrones por lo que los comparten. Este tipo de enlaces genera dos tipos de sustancias: Moléculas individuales como por ejemplo; el Di oxigeno (02) o el Di nitrógeno (N2) y también sólidos covalentes, es decir, distintos átomos unidos por enlace covalente. Los materiales con este tipo de enlace presentan puntos de fusión bajos, y también son aislantes térmicos y eléctricos. Este tipo de enlace es característico de los materiales ORGÁNICOS, comúnmente llamados “plásticos”. Una vez comprendido los distintos enlaces que se pueden producir entre los átomos, dando origen a moléculas, ahora debemos comprender como estas moléculas se relacionan entre sí, a través de las UNIONES INTERMOLECULARES o SECUNDARIAS. Este tipo de uniones son de tipo físico-químico electrostático, es decir que se rigen por las leyes del magnetismo donde “los opuestos se atraen y los iguales se repelen”. Aquí encontramos dos grandes grupos de enlaces: - Fuerzas de Van der Waals - Puentes de Hidrógeno Las fuerzas de Van der Waals se explican ya que al existir todo el tiempo electrones libres en movimiento, por instantes éstos electrones pueden encontrarse sobre un extremo de la molécula, generando así en esa zona un dipolo instantáneo negativo mientras que en el otro extremo de la molécula (donde hay menos electrones) se crea un dipolo instantáneo positivo. Esto sucede en las moléculas de alrededor generando así relaciones intermoleculares instantáneas donde los dipolos instantáneos se repelen o atraen según su carga. 5 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Por otro lado, los puentes de hidrógeno se generan ya que los átomos poseen una característica denominada ELECTRONEGATIVIDAD, es decir la fuerza con la que el núcleo atrae a los electrones. Por ejemplo, en una molécula (H2O) de agua el Oxígeno es mucho más electronegativo que el Hidrogeno por lo que, aunque se relacionan mediante enlace covalente, el oxígeno atraerá los electrones del hidrogeno posicionándolos más cerca, generando así sobre el Oxígeno un dipolo negativo y en los Hidrógenos un dipolo positivo. Finalmente, una vez comprendido como los átomos se relacionan formando moléculas y como éstas se relacionan entre si, debemos comprender a qué tipo de materiales dan origen cada una de estas interacciones. Existen 4 tipos de Materiales: A. Metálicos B. Cerámicos C. Orgánicos D. Combinados Los materiales Metálicos son los materiales originados por el enlace Metálico, por lo que poseerán las características del mismo como por ejemplo la conductividad, la fuerte unión interatómica, densidad y ordenamiento cristalino Los materiales Cerámicos son los generados por el enlace Iónico, teniendo como características la aislación térmica y eléctrica, su elevado punto de fusión y ebullición, pero también teniendo otras características como translucidez (ver propiedades ópticas), rigidez y fragilidad (ver propiedades mecánicas). Los materiales Orgánicos, son los cotidianamente llamados “plásticos”, los cuales consisten en grandes macromoléculas (ver polimerización) con las características del enlace covalente. Puntos de fusión bajo y bajas propiedades mecánicas. Finalmente, los materiales Combinados consisten en la combinación de 2 o más materiales con el fin de mejorar sus propiedades como por ejemplo los llamados Composites (ver Resinas Compuestas) los cuales consisten en redes de polímeros (materiales orgánicos) con inclusiones de materiales Cerámicos, ambas fases unidas químicamente. 6 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” U.T. 2.-Propiedades físico-mecánicas de los materiales Contenido: A. Propiedades mecánicas. B. Análisis de la curva tensión deformación: i. Rigidez ii. Flexibilidad iii. Ductilidad iv. Maleabilidad v. Tenacidad vi. Resiliencia vii. Dureza viii. Deflexión transversal ix. Fatiga x. Resistencia Compresiva, Traccional y Tangencial. C. Propiedades físicas propiamente dichas: i. Térmicas ii. Ópticas iii. Eléctricas Bibliografía:  Materiales dentales. Fundamentos para su estudio. Macchi.  Materiales en odontología. Vega del barrio.  Materiales dentales. 4ª edición. Macchi  Ciencia de los materiales dentales. 11ª edición. Phillips. 7 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Propiedades Mecánicas Introducción Como odontólogos, al momento de seleccionar el material más adecuado para cada situación clínica, nos resulta fundamental conocer el comportamiento físico- mecánico de cada material, por lo que resulta imprescindible tener un conocimiento básico en el estudio de las propiedades mecánicas de los materiales para poder predecir su comportamiento en boca. Conceptos Previos Cuando un material se encuentra en boca el mismo recibe fuerzas externas, las cuales denominaremos CARGAS, las mismas generaran respuesta dentro del cuerpo en el que se apliquen generando una DEFORMACIÓN MECÁNICA, como resultado de esta deformación se induce una TENSIÓN. Podemos denominar a la tensión como la fuerza por unidad de superficie, donde se aplique la fuerza, por lo que Tensión= Fuerza/superficie. La misma tiene distintas unidades como son los Pascales (Pa) o Megapascales (MPa). Tipos de Tensión Cuando estudiamos a los cuerpos y las tensiones que se pueden inducir sobre ellos, encontramos 3 tipos básicos: - Compresivas; donde las fuerzas van en la misma dirección, en sentido opuesto y hacia el objeto generando un acortamiento del cuerpo - Traccionales: donde las fuerzas van en la misma dirección, sentido opuesto y se alejan del objeto, generando un alargamiento del cuerpo - Tangenciales o de corte, las cuales van en distinta dirección, sentido opuesto y hacia el objeto generando dos ejes de presión produciendo el movimiento de “corte” A modo de poder estudiar el comportamiento en boca de los materiales, resulta imposible simular una situación en la cual un objeto dentro de la boca reciba tan solo una de estas tensiones por lo que se realiza un estudio de fuerzas flexurales: Éste estudio se realiza colocando un cuerpo sobre dos topes, uno a cada extremo y aplicando una fuerza única en el centro del objeto, esta fuerza producirá la flexión del mismo, pero lo interesante son las tensiones internas que se generan en este. En la superficie superior, donde se aplica la fuerza el objeto se “acorta” debido a la curva de la flexión por lo que en este punto se generan fuerzas de tipo compresivas. A la vez, en la superficie opuesta a la fuerza, el objeto se “estira” debido a la flexión generando en esta zona fuerzas de tracción. Y, por último, si tomamos en cuenta la fuerza aplicada y la resistencia generada por los topes ubicados en los extremos del objeto entre éstos se genera una fuerza de cizallamiento. Por lo que un estudio de tipo flexural, resume brevemente la aplicación de las tres tensiones sobre un objeto. 8 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Este tipo de estudio puede ser analizado si los datos obtenidos durante el ensayo mecánico de flexión se grafican: GRÁFICO DE TENSIÓN/DEFORMACIÓN En este gráfico encontramos la Tensión en MPa en el eje de las ordenadas y la Deformación en Porcentaje (%) en el eje de las abscisas. A la vez, podemos dividir éste grafico en 3 zonas: - Zona recta - Quiebre - Zona Curva ZONA RECTA La zona donde observamos que el gráfico es una línea recta, es decir existe proporcionalidad entre Tensión y Deformación, representa la deformación Tensión (MPa) elástica del objeto, es decir que si retiráramos la fuerza en cualquier momento durante esta deformación el objeto recuperaría su forma original sin conservar ninguna deformación permanente. Mientras que la proporcionalidad se cumpla, decimos que el mismo cumple la LEY DE HOOKE. (%) A la vez, mientras estudiamos esta zona, podemos ver como la línea recta puede tender a estar más vertical o más horizontal. Cuanto más cerca se encuentre la zona Tensión (MPa) recta al eje de las ordenadas, diremos que el material es más RÍGIDO. En comparación, cuando la zona recta de un gráfico se encuentre más cerca del eje de las abscisas éste será más FLEXIBLE. Este comportamiento puede ser calculado, ya que una línea recta presenta una constante (%) de proporcionalidad (su pendiente), cuyo valor denominamos MÓDULO DE YOUNG o MÓDULO DE ELASTICIDAD. Este 9 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” valor servirá para comparar materiales entre sí, ya que un material más rígido presentará un módulo más elevado, mientras que un material más flexible presentará un módulo de menor valor. ZONA DE QUIEBRE En esta zona, aunque en el grafico lo representemos como un punto, teóricamente existen dos puntos teóricamente distintos. - LÍMITE PROPORCIONAL, consiste simplemente en el punto matemático donde la proporcionalidad (LEY DE HOOKE) deja de cumplirse, es decir la línea deja de ser recta - LÍMITE ELÁSTICO, como dijimos anteriormente, mientras la línea se mantenga recta, el material tendrá un comportamiento elástico; teóricamente, el material continúa teniendo un comportamiento elástico en la primera porción de la curva del gráfico, pero esto no es observable en un gráfico, sino de forma teórica. - Por último, muy próximo a la zona del quiebre, podemos encontrar un tercer punto denominado RESISTENCIA A LA (M Tensión (MPa) FLUENCIA, el cual resulta un valor más Pa práctico para tomar en cuenta por el ) fabricante, para hallar este valor, se preestablece un porcentaje de deformación (ej. 0,1%) y se traza una línea paralela a la línea recta del gráfico a partir de esta deformación. De esta manera cuando la paralela cruce el gráfico tendremos un valor más exacto para saber a qué tensiones (%) podemos someter al material antes de que el mismo se deforme permanentemente, un valor clínicamente perjudicial (en general se tolera como máximo un 2 %). ZONA CURVA Por último, en la zona curva del gráfico, es donde se producen la deformación plástica del cuerpo, es decir sufre deformaciones permanentes. Una vez que se termina la curva quiere decir que el material se ha fracturado (RESISTENCIA FINAL). Esta zona curva del grafico puede ser corta o larga, lo cual nos dará nueva información: Te nsi Tensión (MPa) - En caso de que la zona curva sea corta, esto ón representa que el material se fractura rápidamente, (M es decir que este material no soporta ser Pa deformado permanentemente, esto se denomina ) FRAGILIDAD. Este tipo de comportamiento se observa en lo materiales Cerámicos, los cuales no pueden ser deformados permanentemente ya que Deformación (%) se fracturan. 10 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” - En caso de que la curva sea de mayor longitud, esto representa que el material tolera grandes deformaciones antes de su fractura, es lo que se denomina DÚCTIL o MALEABLE. Un material dúctil es aquel que soporta tensiones de tipo traccional (ej. Si tomamos un trozo de metal y lo tensionamos generando un alambre). En contrario, un material maleable es aquel que tolera las fuerzas de tipo compresivas (ej. Si al trozo de metal lo comprimimos generando una lámina de metal). Por último, en el análisis del gráfico debemos saber que es posible calcular la energía necesaria para inducir dichas deformaciones en el material: - La Tenacidad es la máxima cantidad de energía que el material puede absorber antes de su fractura. La misma corresponde al (M Tensión (MPa) Pa cálculo del área total debajo de la curva de ) tensión deformación. - La Resiliencia es la máxima cantidad de energía que el material puede absorber antes de deformarse permanentemente. La misma corresponde al cálculo del área debajo de la parte recta de la curva (%) Tensión/Deformación. Finalmente, para tener una noción básica de las propiedades de los materiales debemos conocer dos propiedades NO GRAFICABLES: - La Fatiga consiste en la ruptura de un material por la aplicación repetida de cargas por debajo de su límite proporcional, es decir que aplicando repetidas veces fuerzas (que si fueran únicas ni siquiera deformarían permanentemente al material) se logra fracturar al mismo. Esta propiedad resulta fundamental ya que las fuerzas de la masticación funcionan de esta manera. - La Dureza, es una propiedad de superficie, es decir que al igual que la fatiga no es graficable. La misma consiste en la resistencia de un material a ser indentado o penetrado en su superficie. Esta propiedad es medida con un instrumento especial, un Durómetro, que consta de una punta diamantada que indenta a los materiales, y al medir la profundidad de la indentación, se pueden obtener valores de dureza. Esta propiedad resulta importante en la odontología a modos de poder predecir el desgaste, pulido y acabado de las restauraciones y por ende su duración en boca. 11 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” PROPIEDADES FÍSICAS Las propiedades físicas hacen referencia al estudio del comportamiento del material ante la aplicación de agentes físicos. Dentro de las propiedades físicas encontramos a las propiedades físicas propiamente dichas, a las físico- mecánicas, físico-térmicas, físico-eléctricas y físico-ópticas. PROPIEDADES FÍSICAS PROPIAMENTE DICHAS Son las propiedades de la materia con la que están formados. Dentro de éstas encontramos a la densidad. Densidad: corresponde a la cantidad de materia por unidad de volumen. Depende del núcleo atómico, y de la cercanía de las partículas entre sí. Por lo que, tomando un volumen constante, un material más denso resultará con mayor masa que un material menos denso. Este fenómeno cobra importancia en el caso de prótesis removibles superiores, si la densidad es muy elevada, el aparato tendería a desalojarse como consecuencia de la gravedad. PROPIEDADES FÍSICO-TÉRMICAS Calor: corresponde a la energía del movimiento asociada con las partículas de la materia. A mayor energía cinética, mayor es el movimiento y mayor el calor. El calor total de un cuerpo es la suma de la energía cinética de todas sus partículas. La temperatura se distingue del calor por ser una medida de la cantidad promedio de energía cinética de sus partículas. Es el estado de calor que un cuerpo tiene en un instante determinado y a una presión conocida. El calor se genera y transmite, la temperatura se mide. Calor específico de una sustancia es la cantidad de calor que se necesita para elevar la temperatura de la unidad de masa en 1ºC. La unidad de calor es la caloría y corresponde a la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1g de agua desde 15ºC a 16ºC. El calor de fusión es la cantidad de calorías necesarias para 1g de un material en estado sólido al estado líquido. De aquí se desprende que, a mayor masa para fundir, se va a precisar mayor calor para transformar la masa total en líquido. Temperatura de fusión y solidificación es la temperatura a la cual se da el cambio de estado. En odontología es útil cuando hablamos de materiales termoplásticos y aleaciones para soldadura. Coeficiente de variación dimensional térmica o de expansión térmica (C.E.T), todos los átomos vibran, excepto cuando están a 0ºC, cuando un material es calentado, aumenta la amplitud de su vibración, ocasionando una expansión del material. El fenómeno es reversible, y los materiales contraen al enfriarlos. Esta variación en la dimensión, se la conoce como variación dimensional térmica o de expansión térmica. Este puede ser lineal o volumétrico. El primero, es el cambio de longitud por unidad de longitud del material y por cada grado que ha variado su temperatura; el segundo, se considera para la mayoría de los materiales, que es el cubo del 12 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” coeficiente lineal. La estructura dentaria no escapa a esta ley, y se nota la importancia cuando encontramos restauraciones en boca y se produce la ruptura del sellado marginal entre el diete y el material restaurador debido a la diferencia entre los coeficientes de expansión térmica, ya que ambos materiales no contraen ni dilatan juntos. Esta propiedad se ve directamente relacionada con un fenómeno denominado Microfiltración el cual podríamos explicar cómo la separación del material y la estructura dentaria permitiendo que las sustancias de la boca (saliva, bacterias, restos de alimentos, pigmentos) penetren en ese espacio. Este fenómeno cobra gran importancia al originar caries secundarias llevando al fracaso la restauración. Conductibilidad térmica se define como la cantidad de calor, en calorías por segundo, que transita a través de un cuerpo de 1cm. de espesor y de 1cm cuadrado de sección cuando la temperatura varía en 1ºC. Esta propiedad toma importancia en Odontología, cuando encontramos restauraciones metálicas en boca, las cuáles deben poseer debajo, un material aislante. Pero, por otra parte, cuando colocamos un material sobre las superficies mucosas, como es el caso de las prótesis removibles, es deseable que se transmita algo de calor hacia los tejidos para que éstos experimenten la sensación asociada con las diferentes temperaturas de comidas y bebidas. La conductividad térmica nos da una idea de qué tan bueno es el material para conducir el calor. Difusión térmica es la velocidad con la que se transmite el calor de un extremo a otro de un objeto. Nos da una noción más precisa de la rapidez con que es conducido el calor. Es más importante que la conductividad térmica. PROPIEDADES FÍSICO-ELÉCTRICAS Conductividad eléctrica corresponde a la capacidad de una sustancia para transportar la corriente eléctrica. La situación inversa se denomina resistencia específica o resistividad. En odontología se suscita un problema cuando se genera una diferencia de potencial entre distintas restauraciones metálicas. Esto se debe a la aparición de corrientes galvánicas en la cavidad bucal. La corriente se transmite de un metal a otro llegando al diente, donde produce dolor. Otra de las consecuencias directas de la conductividad eléctrica es la corrosión que aparece en las restauraciones metálicas, originada por diferencia de potencial eléctrico entre un metal con bajo y otro con alto potencial, estando ambos sumergidos en una solución electrolítica. El material de bajo potencial entra en solución, se disuelve y libera iones que se transmiten a través de la saliva (medio electrolítico), depositándose en la superficie del otro metal. Fuerza electromotriz representa la facilidad con la que los metales se oxidan. 13 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” PROPIEDADES FÍSICO-ÓPTICAS Color es el resultado de la percepción de un estímulo físico. La percepción es una sensación, una respuesta fisiológica subjetiva, mientras que el rayo de luz es el estímulo físico que produce la sensación, es objetivo. Cuando todos los colores de una fuente de luz son reflejados por un objeto con la misma intensidad con que son recibidos, ésta aparece de color blanco. Cuando todos los colores son absorbidos por igual, el objeto aparece totalmente negro. El color percibido de un objeto resulta del rayo de luz incidente, o de una porción del mismo, que es el reflejado o absorbido. Un objeto puede transmitir la luz, con poca o ninguna dispersión y dejar ver varios objetos, a través de él; es el caso de las sustancias transparentes. También puede suceder que la luz sea transmitida con dispersión, pero no se puedan apreciar formas; como en las sustancias translúcidas. Por otro lado, tenemos objetos que no dejan pasar la luz, la absorben, son opacos. Al color básico de un objeto, se lo denomina tono, matiz o tinte. A su vez, cada matiz puede presentar diferentes grados de saturación, que corresponde a la intensidad de ese tinte en particular. Otro aspecto a tener en cuenta es la luminosidad, brillo o valor, que corresponde a la cantidad de luz u oscuridad para un color determinado y que se obtiene al mezclar el blanco con el negro para obtener las diversas graduaciones de grises. Algunos materiales tienen la capacidad de emitir energía lumínica cuando un haz de luz llega sobre ellos. Si la luz resulta ser emitida en el momento de excitación por el haz primario, es denominado fluorescencia. En cambio, si la luz continúa siendo emitida después de la excitación por el haz primario, es denominado fosforescencia. A ambos fenómenos se los llama luminiscencia, término que se refiere a una fuente de luz no asociada directamente al color. Metamerismo, es el fenómeno por el que dos objetos de naturaleza diferente, por ejemplo, un diente natural y uno artificial, pueden parecer del mismo color y aspecto bajo un tipo de luz y de diferente color y aspecto bajo otro tipo de fuente luminosa. Radioopacidad es la capacidad de los materiales de absorber energía proveniente de un haz de rayos X. Si un objeto es irradiado colocando una película radiográfica detrás de él, es posible que ésta quede impresionada, apareciendo zonas de gran absorción con una tonalidad radioopaca y zonas de poca o ninguna absorción con una tonalidad radiolúcida. 14 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” U.T. 3.- Propiedades químicas Contenido: - Reacciones químicas de interés vinculadas con los materiales dentales. - Reacciones previstas y no previstas. - Tiempos en la manipulación de los materiales. - Inicio, velocidad y fenómenos asociados con las reacciones químicas de endurecimiento. - Oxidación, corrosión, degradación de polímeros y cerámicas. - Conclusiones Bibliografía:  Materiales en odontología. Vega del barrio. 15 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Introducción Los materiales Odontológicos durante su función pueden verse involucrados en distintos tipos de reacciones químicas. Algunas de ellas son deseables, como el caso del endurecimiento o fraguado, y otras no previstas e indeseadas, como los procesos de oxidación y corrosión que sufren algunos metales en el medio bucal. Cuando se mezclan los componentes de un material determinado, comenzará una reacción que se prolongará en el tiempo. Por razones prácticas y didácticas, pueden distinguirse una serie de períodos o tiempos, no iguales y no identificables en todos los materiales, que son los siguientes: * Tiempo de mezclado: se refiere al tiempo que debe transcurrir desde que entran en contacto los componentes hasta que se ha obtenido una mezcla homogénea y apropiada mediante maniobras de espatulado, vibrado, etc. Debe venir recomendado por el fabricante, recomendación que debe estar, a su vez, de acuerdo con las especificaciones internacionales. Suele durar entre 15 y 60 segundos. * Tiempo de trabajo: es el paso siguiente, es decir, desde el inicio de la mezcla hasta que el material es llevado a boca; debe permitir manipular el material para colocarlo en la situación adecuada a la espera del fraguado. El material debe mantener aceptables cualidades de viscosidad, plasticidad, etc. * Tiempo de fraguado inicial: para muchos materiales puede ser también el fraguado final o total, pero para otros consiste en el tiempo transcurrido desde el inicio de la mezcla, hasta que la masa ha adquirido una consistencia tal que, sin haber endurecido completamente, ya NO permite ciertas maniobras; a la espera del fraguado final. Suele durar varios minutos. * Tiempo de fraguado final: es el tiempo transcurrido desde el inicio de la mezcla, hasta que la masa ha adquirido la firmeza, la consistencia, la dureza y la resistencia deseables, así como cualquier otra propiedad que la haga apta para una correcta manipulación. Puede prolongarse, en ocasiones, varias horas, o incluso días, como en el caso del yeso o la amalgama. Es conveniente conocer los mencionados tiempos de cada material, para actuar en consecuencia tanto con los materiales de clínica como con los de laboratorio. Puede ser necesario también, dar ciertas normas al paciente, tales como no masticar luego de colocar una determinada restauración, hasta pasadas varias horas, o explicarle que ha de volver a los pocos días para proceder a terminar de modelarla, acabarla, pulirla, etc. 16 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Fenómenos asociados a las reacciones químicas: - Iniciación: Las reacciones químicas pueden desarrollarse:  Espontáneamente a partir de la puesta en contacto de dos sustancias (ej. Yeso y agua)  Ser iniciadas a través de sistemas (activador – iniciador ej. Resinas Acrílicas)  Por elevación de la temperatura (ej. Fusión de metales) Sistema activador – iniciador Un activador puede ser una sustancia química o un elemento físico (calor o luz) cuya función es la de excitar, descomponer o “activar” a una segunda molécula llamada “iniciador” la cual, al ser descompuesta por el activador, libera una gran cantidad de energía que dará inicio a la reacción química. Una característica de estos iniciadores es que no se encuentran como producto final de la reacción. - Velocidad de la reacción: Una vez que la reacción ha comenzado, puede ser práctico o necesario para el odontólogo, poder controlar la velocidad con la que ésta se desarrolla. (ej. Acortar el tiempo de fraguado en un material de impresión para evitar molestias innecesarias al paciente)  Aceleradores y Retardadores químicos Los aceleradores y/o retardadores tienen como función acortar o alargar el tiempo en que la reacción transcurre. Son por lo general sustancias químicas que en pequeñas concentraciones provocan variaciones en los tiempos de trabajo y de fraguado (ej. Cloruro de sodio en el fraguado del yeso o fosfato trisódico en la formulación del alginato).  Catalizadores Son sustancias que modifican la velocidad de una reacción, pero que pueden ser recuperados y reconocidos al final de la misma. (Ej. Octanoato Estañoso en siliconas por condensación)  Otros factores que pueden afectar la velocidad de una reacción - Temperatura: El calor, por lo general es un acelerador de todas las reacciones. Este es energía agregada a la reacción, por lo que al haber más energía la reacción sucede más rápido. (Ej. Es importante tomar en cuenta que el medio bucal se encuentra a una temperatura superior a la temperatura ambiente, por lo que los tiempos de las reacciones serán distintos dentro y fuera de boca) - Humedad: La presencia de humedad indica presencia de agua en el medio. El agregado de agua a las reacciones puede tener efectos variados de acelerador o retardador. (Ej. En algunos cementos (Óxido de Zinc-Eugenol) es un 17 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” acelerador de la reacción. En polímeros hidrofóbicos puede afectar su polimerización) - Tamaño de partícula: Cuanto menor sea el tamaño de la partícula involucrada en la reacción, mayor será la superficie específica de las mismas y por ende más rápida será la reacción. - Proporción de los componentes: Alterar la proporción indicada por el fabricante puede generar importantes modificaciones en las propiedades de los materiales. Entre ellas, la velocidad de la reacción (tiempo de trabajo y tiempo de fraguado) puede verse afectada. Es fundamental respetar las proporciones indicadas por el fabricante. - Técnica de manipulación: La técnica involucra la forma en la que se realiza la mezcla, tomando en cuenta variables como técnica de espatulado, tiempo de la mezcla, superficie de la misma, instrumental utilizado, etc. Una técnica errónea puede acelerar o retardar la reacción impidiendo utilizar este material o que el mismo nunca endurezca. - Almacenamiento y caducidad: Puede ser un factor crítico, se deben respetar las indicaciones de almacenamiento (temperatura, humedad, exposición a la luz, etc.), las cuales aseguran la vida útil del material. Generalmente el fabricante indica en sus envases una fecha de caducidad, luego de la cual no debe ser utilizado. - Presencia de contaminantes: Partiendo de la base de una correcta manipulación del material, la velocidad de la reacción puede verse afectada por contaminantes químicos (Ej. superficies de la taza de goma con restos de yeso). Otros factores que acompañan a las reacciones químicas 1- Cambios Dimensionales: La estabilidad dimensional consiste en que el material mantenga su forma y tamaño luego de su endurecimiento, lo cual nos garantizará la exactitud y precisión de nuestro trabajo. Esta se puede ver afectada por contracciones o expansiones durante la reacción química. (Ej. Contracción de polimerización de los elastómeros o expansión durante la cristalización del yeso) 2- Liberación de calor (exotermia): La exotermia es un fenómeno común en la reacción de polimerización. La misma adquiere mayor importancia en función del volumen del material empleado (Ej. Resinas acrílicas para cubetas individuales o prótesis). Este calor proviene de la ruptura de los enlaces en la polimerización. 3- Variación del pH: En algunos materiales el pH (potencial de Hidrogeniones) puede variar durante el desarrollo de la reacción, comenzando francamente ácidos (pH3) para terminar cerca de la neutralidad (pH7) (Ej. Cemento de Fosfato de Zinc). 18 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Otras propiedades Químicas Sorción Acuosa Este término involucra distintos fenómenos como: adsorción y absorción. Ambos conceptos involucran la incorporación de agua en el material desde el medio. La adsorción sucede a nivel de la superficie del material, mientras que la absorción es la penetración de agua en toda la masa. En general la incorporación de agua en la masa del material trae aparejado un aumento de volumen y una disminución de las propiedades mecánicas. Fenómenos de degradación y envejecimiento  Estabilidad Química La estabilidad química en el medio bucal es una de las propiedades deseadas en los materiales dentales ya que indica una baja reactividad del mismo en boca, asegurando su duración en el tiempo. En esta línea los materiales más estables son los llamados “cerámicos y/o porcelanas”, seguidos por algunos polímeros y, por último, los metales, que serían los más reactivos (a excepción de los nobles)  Oxidación, pigmentación y corrosión Este fenómeno se asocia a las aleaciones metálicas y por lo general es una propiedad negativa, vinculada a cambios de coloración (pigmentación), y pérdida de sustancia (corrosión). El término oxidación implica dos acepciones: Ganancia de oxígeno o pérdida de electrones. Cuando una superficie del metal es oxidada, esta capa puede ser removida fácilmente, dejando expuesta una siguiente capa que puede oxidarse. La continuidad de este proceso implica la pérdida de sustancia, es decir Corrosión. En casos determinados como Aluminio, Titanio, Cromo y Molibdeno la capa de óxido que se genera no es fácilmente removible y está firmemente unida al resto del material, esto genera una característica denominada PASIVACIÓN. Esta capa actúa como protector del resto del material.  Degradación de los Polímeros La característica principal de un polímero es la red tridimensional de cadenas formadas por macromoléculas entrecruzadas. Esta estructura es la responsable de las distintas propiedades del material. Como material orgánico, las moléculas sufren degradaciones en el tiempo y la ruptura de su cadena principal o cadenas laterales, lo que disminuye las propiedades mecánicas. (Ej. Prótesis completa de resina acrílica) Además, la presencia de monómeros residuales (los cuales no polimerizaron y quedan en la masa del material) generan efectos de toxicidad y/o alérgicos.  Solubilidad Algunos materiales sufren procesos de disolución en agua, saliva, o ácidos. El caso típico son los cementos dentales, este fenómeno genera alteraciones en su estructura que por lo general van acompañadas de la disminución de algunas de sus propiedades. 19 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Conclusiones Las propiedades químicas de los Materiales Dentales nos permiten conocer los fundamentos de las reacciones de endurecimiento y posibles interacciones en el medio bucal. Esto permitirá al profesional controlar el manejo de algunos materiales (tiempos de trabajo, mezcla, aceleración de reacciones) y poder predecir la longevidad de una restauración y prevenir su deterioro acelerado. 20 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” U.T. 4.- Biomateriales y biocompatibilidad Contenido: - Concepto de toxicidad general, citotoxicidad. - Mutagenicidad y carcinogénesis. - Concepto de alergia e hipersensibilidad. - Estudios para determinar la biocompatibilidad. - Pruebas iniciales, intermedias y específicas Bibliografía:  Materiales en odontología. Vega del barrio. 21 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Introducción El estudio de las propiedades biológicas comprende el análisis de la reacción de los distintos tejidos en contacto con los materiales y las alteraciones que pueden experimentar éstos en su superficie como consecuencia de las interacciones con los tejidos y/o fluidos biológicos. Es muy difícil conocer las reacciones que suceden íntimamente en el interior de los tejidos biológicos, por lo que generalmente se recurren a pruebas o ensayos in vitro, las cuales permiten predecir con cierta exactitud la reacción y el comportamiento de los Biomateriales. Se entiende por biomaterial, aquel utilizado en relación a un medio biológico o en una profesión vinculada a las ciencias de la Salud. Biocompatibilidad El término indica “Compatible con el medio biológico”. Esto supone que el material es NO tóxico, NO irritante, NO alérgico y NO cancerígeno. Sin embargo, siendo correctas estas afirmaciones debemos destacar, que lo importante es la respuesta biológica ante el material. La misma dependerá no solo de la naturaleza del material, sino también de la cantidad, forma y tamaño de partícula, y en que tejido toma contacto. Por todo esto se insiste en dejar de utilizar el adjetivo biocompatible para caracterizar un material y debe entenderse la biocompatibilidad como “capacidad de un material, utilizado sobre un tejido vivo, de no generar ningún tipo de injuria para una aplicación concreta y específica”. Materiales Bioactivos Se refiere a aquellos biomateriales que generan una respuesta favorable y/o terapéutica participando activamente ya sea por la liberación o presencia de iones y/o sustancias con efectos curativos o rehabilitadores. Este campo se encuentra en pleno desarrollo fundamentalmente con el advenimiento de la implantología y de la interacción entre los implantes y tejido óseo. Este comportamiento se denomina “oseointegración”, donde el material implantado logra un íntimo contacto con el tejido óseo sin ningún otro tejido interpuesto. Además, con los avances de la medicina regenerativa, observamos materiales bioactivos con capacidades de “osteoinducción” en el cual el material genera que las células de la periferia se diferencien para la formación de nuevo tejido óseo, y “osteoconducción” donde un material auspicia de soporte mecánico para guiar dicha formación (regeneración tisular guiada). En odontología restauradora han aparecido materiales con efectos remineralizantes, capaces de inducir a los odontoblastos a formar dentina terciaria, estos productos pueden ser utilizados en la protección pulpar directa e indirecta. 22 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” También se consideran materiales bioactivos a aquellos que tienen agregado en su composición sustancias antibacterianas y/o antisépticas. Actualmente se encuentran en desarrollo sellantes, sistemas adhesivos y resinas compuestas con agregado de éstos agentes bioactivos. Toxicidad Toxicidad General Un tóxico puede entenderse como aquel agente que, en pequeñas cantidades, es capaz de producir muerte o graves lesiones sobre un ser vivo (en definitiva, un veneno). Citotoxicidad Como agente citotóxico deberá entenderse aquel material, producto o sustancia que, a pequeñas concentraciones, puede producir graves lesiones celulares o la muerte celular. Mutagenicidad y Carcinogénesis Aunque mutagenicidad y carcinogénesis son técnica y conceptualmente términos diferentes, después se verá la relación entre ambos. Mutagenicidad indica la capacidad de un agente o sustancia para producir mutaciones en los genes de los seres sobre los que pueda actuar, mientras que carcinogenicidad, o carcinogénesis, indica la capacidad de producir tumores. Una característica común de muchos mutágenos y carcinógenos es que, para ser activos, es decir, para desarrollar su actividad respectiva, han de ser metabolizados Alergia e Hipersensibilidad La alergia es una situación que define la capacidad alterada de un organismo para reaccionar frente a determinadas sustancias con una susceptibilidad especial. Hay individuos de una especie que reaccionan anormalmente frente a algunas sustancias (productos químicos, tintes, materiales, alimentos, medicamentos, etc.). Pero estas mismas sustancias, a su vez, en las mismas concentraciones y circunstancias, no provocan ningún tipo de reacción en el resto de individuos de la misma especie. En general estos efectos suelen presentarse como manifestaciones exageradas cutáneas, respiratorias, nerviosas, etc. Por ello, suele utilizarse en la práctica el término de hipersensibilidad, que indica precisamente respuesta enérgica, exagerada o amplia. 23 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Evaluación de los Biomateriales Los biomateriales dentales, antes de ser utilizados en la clínica, deben ser sometidos a una serie de pruebas y estudios progresivos, que nos aseguren su predictibilidad en la respuesta biológica generada. Hay tres tipos de pruebas o niveles a los que deben ser sometidos los materiales antes de su comercialización, para ser utilizados en el hombre. Pruebas Iniciales El primer grupo se refiere a pruebas iniciales, “in vitro” e “in vivo”, sobre cultivos celulares o de tejidos y sobre animales de experimentación, estas pruebas son: citotoxicidad, pruebas de hemólisis, pruebas de mutagenicidad y carcinogenicidad (test de Ames, test de Styles, test de dominancia letal), pruebas de letalidad y toxicidad aguda. Pruebas Intermedias En el caso de las pruebas intermedias encontramos las pruebas de irritación mucosa, toxicidad dérmica por exposición repetida, implantación subcutánea, implantación ósea y sensibilización en el cobaya. Pruebas Específicas Por último, dentro de las pruebas específicas, ya de naturaleza preclínica, encontramos las pruebas de irritación pulpar, pruebas de protección pulpar y pruebas para material de uso endodóntico, también se realizan en animales. Existen organismos e instituciones internacionales (American Dental Association “ADA”, International Standaring Organization “ISO”) responsables del cumplimiento de las normas y especificaciones establecidas para el uso de cada biomaterial. En las mismas se incluyen también otros aspectos del biomaterial tales como: Almacenamiento, vencimiento, cantidad, peso, etc. Conclusiones El conocimiento de las respuestas biológicas generadas por los distintos biomateriales utilizados en la cavidad bucal es fundamental para poder asegurar una práctica clínica ética y segura que garantice la salud de los pacientes. 24 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” U.T. 5.- Generalidades de los Materiales de Impresión. Alginato Contenido: - Definición, requisitos y clasificación. - Cubetas, clasificación. - Estado coloidal. Soles y geles. - Concepto de hidrocoloide. - Hidrocoloides irreversibles o alginatos.  Definición  Composición  Reacción de fraguado  Propiedades, manipulación  Decontaminación.  Concepto de viscoelasticidad. Bibliografía:  Materiales dentales. 4ª edición. Macchi.  Ciencia de los materiales dentales. 11ª edición. Phillips. 25 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” GENERALIDADES DE LOS MATERIALES DE IMPRESIÓN Introducción. La rehabilitación de nuestros pacientes muchas veces exige la confección de prótesis (fijas o removibles) aparatos de ortopedia o dispositivos oclusales entre otros. Los mismos no pueden ser realizados directamente sobre la boca de los pacientes, porque implican procedimientos altamente agresivos (altas temperaturas o irritantes químicos) y/o de gran dificultad de manipulación intraoral. Se recurre entonces a la obtención de duplicados de la boca del paciente, que reciben el nombre de “modelos”. La obtención de modelos implica 2 etapas fundamentales: 1) Toma de impresión – con lo que se obtiene una réplica en negativo de las estructuras orales. 2) Vaciado de la misma, realizado fundamentalmente con algún tipo de yeso dental. Para la realización del primer paso contamos con diferentes materiales y en base al conocimiento de las propiedades de cada uno de ellos seleccionaremos el más apropiado para cada caso. El objetivo del presente capítulo es introducirnos en el gran capítulo de los materiales de impresión, comenzando con su definición, los requisitos exigibles, para terminar con su clasificación de acuerdo con diferentes criterios que consideramos fundamentales. Definición: Los materiales de impresión son aquellos materiales que, llevados en estado plástico a las estructuras orales, endurecen en forma rígida o viscoelástica, obteniéndose una réplica en negativo de ellas. Requisitos de los materiales de impresión: Los requisitos exigibles a un material de impresión se pueden dividir en 2 grupos: - 1) Los que contemplan el confort del paciente: -a) cualidades de olor, sabor y color agradables -b) toxicidad e irritación nula -c) prudente tiempo clínico de endurecimiento -2) Los que cumplen con las exigencias de la labor técnica propiamente dicha - a) Exactitud de reproducción - b) Estabilidad dimensional -c) Elasticidad 26 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” -d) Compatibilidad con los materiales utilizados para modelos y troqueles - e) Fácil manipulación Nuestro objetivo es obtener una impresión que sea fiel, para lo cual son necesarias 2 características de suma importancia.  Reproductibilidad de detalles  Estabilidad dimensional. La Reproductibilidad de detalles está referida al grado de registro del material y depende principalmente de su viscosidad. La estabilidad dimensional se refiere al mantenimiento de la forma y el tamaño. Lo ideal es que el cambio dimensional sea nulo o el mínimo posible hasta que se realice el vaciado de la impresión. Los problemas de estabilidad dimensional pueden estar asociados:  Con la reacción de fraguado  Los cambios de temperatura y humedad  Y la pérdida o captación de sustancias por parte de la impresión. VISCOELASTICIDAD: Los materiales elásticos para impresión permiten que el material salve zonas retentivas (que reprodujo en el paciente) sin ninguna deformación permanente. Dicho de otra forma, una vez que se comprueba que el material puede ser retirado de la boca de nuestro paciente el mismo debe deformarse para salvar las zonas retentivas y luego vuelve a su forma original. El proceso de recuperación permite que la forma inicial sea recuperada después de retirar la impresión de boca. Lamentablemente esa recuperación no es total, persistiendo una leve deformación permanente ya que en realidad son materiales viscoelásticos y no elásticos como habitualmente se los designa. La recuperación que se da no es inmediata, sino que demanda un lapso de tiempo. A su vez, este tiempo no puede ser muy prolongado porque intervienen otros factores que atentan contra la estabilidad dimensional. De aquí, se deduce que hay un momento óptimo para realizar el vaciado de la impresión y aprovechar al máximo las cualidades del material. Compatibilidad con los materiales para modelos: Esto significa que el material para impresión no debe reaccionar con los materiales para modelos, ni interferir con su reacción de fraguado. No debe alterar sus propiedades físicas finales y tiene que permitir el fácil retiro del modelo sin que se deteriore. 27 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” CLASIFICACIÓN Existen diferentes criterios que nos permiten clasificar a los materiales de impresión: 1) Según su uso 2) Según el mecanismo de endurecimiento 3) Según su índice de corrimiento 4) Según su estado final 1) Según su uso Según su uso podemos clasificar a los materiales de impresión en: a) Fundamentales: Son aquellos materiales de impresión que no requieren de una impresión previa para su utilización. Dicho de otra forma, son aquellos que en estado plástico tienen la consistencia adecuada para ser utilizados con cubetas de stock. Dentro de este grupo se encuentran: - Hidrocoloides reversibles e irreversibles - Compuestos termoplásticos (godivas) - Elastómeros pesados. b) Complementarios: Son aquellos materiales que se utilizan como correctores de una impresión primaria. Requieren el uso de cubetas individuales o pueden ser utilizados para rebasar una impresión realizada con un material fundamental. Pertenecen a este grupo: - Cinquenólicos - Elastómeros livianos y regulares. 2) Según su mecanismo de endurecimiento Dentro de esta clasificación encontramos materiales que endurecen: a) Por cambios físicos: se refiere básicamente a la temperatura y los materiales se denominan termoplásticos. Se ablandan con el calor y endurecen al enfriarse. Cabe destacar que aquí no existe ningún tipo de reacción química. Pertenecen a este grupo:  compuestos termoplásticos,  ceras para impresión  hidrocoloides reversibles. b) Por cambios químicos: La reacción química que lleva al estado final del material se lleva a cabo entre los componentes reactivos. Pertenecen a este grupo:  Cinquenólicos  Hidrocoloides irreversibles  Elastómeros Todos los integrantes de este grupo son materiales “irreversibles”. Esto quiere decir que una vez que se produce el cambio químico no podemos llevarlos nuevamente a su estado original. Esto los diferencia con los materiales pertenecientes al grupo anterior, ya que teóricamente calentándolos o 28 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” enfriándolos se pueden utilizar más de una vez (aunque claro está, que siempre con el mismo paciente). 3) Según su comportamiento al momento del retiro de boca Al momento de retirar los materiales de impresión de la boca del paciente, distinguimos dos tipos de materiales: a) Rígidos: dentro de estos encontramos -Compuestos termoplásticos -Cinquenólicos -Ceras para impresión Los materiales de impresión rígidos se utilizan en casos que no presenten zonas retentivas, ya que se fracturarían al intentar retirar la impresión en dicha zona b) Viscoelásticos: Se pueden utilizar en cualquier tipo de terreno, con o sin zonas retentivas. Dentro de este grupo encontramos a -Elastómeros (pesados, livianos y regulares) - Hidrocoloides (reversibles e irreversibles). 4) Según su índice de corrimiento El “índice de corrimiento” es la capacidad que tiene un material de fluir bajo la aplicación de una carga. Por ejemplo, los que tienen alto índice de corrimiento son los materiales que fluyen mucho bajo la presión ejercida en el momento de la toma de impresión. Según este parámetro, podemos clasificar a los materiales de impresión en: a) Materiales de alto índice de corrimiento: debido a que son los materiales que más fluyen en el momento de la toma de la impresión, son los más exactos en cuanto a la capacidad de reproducir detalles. Los materiales que presentan un índice de corrimiento alto son: - cinquenólicos, - elastómeros livianos e hidrocoloides (tanto reversibles como irreversibles). b) Materiales con mediano índice de corrimiento: son los elastómeros regulares e hidrocoloides irreversibles. c) Materiales con bajo índice de corrimiento: son los compuestos termoplásticos, elastómeros pesados, ceras para impresión. Estos tienen menos capacidad de reproducción de detalles. 29 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Cubetas a) Concepto, función y estructura Las cubetas son el continente del material para la toma de impresión. La función de las mismas es “confinar” el material de impresión, es decir, darle determinados límites. Constan de tres componentes:  El flanco: es la zona lateral de la cubeta, y podemos encontrar cubetas de flanco alto o bajo, según sea el tipo de maxilar a impresionar. Flancos alto para pacientes dentados y bajos para desdentados.  La gotera: es la zona de la cubeta que coincide con las caras oclusales de las piezas dentarias. Las goteras también pueden ser de dos tipos: planas para maxilares dentados y cóncavas, para desdentados.  El mango: es útil para que el profesional (odontólogo) pueda proceder al retiro de la misma de la boca del paciente. El mismo puede ser fijo o móvil, más adelante se detallará. De lo recién mencionado deducimos que: para pacientes dentados utilizamos cubetas con flanco alto y gotera plana (ya que en estos casos tenemos que involucrar al reborde alveolar más los dientes) y para pacientes desdentados utilizamos cubetas con flanco bajo y gotera cóncava. b) Clasificación Existe una gran variedad de cubetas que las podemos agrupar en tres grandes grupos: 1. De stock: las mismas son las que se venden en los comercios y existen de diferentes tamaños. El material con el que se construyen estas cubetas también es variable, pueden ser de aluminio, cromadas o de plástico. Para clasificar a las cubetas de stock se consideran 4 factores:  La extensión: según la extensión podemos seleccionar entre dos tipos de cubetas: totales (toman impresiones de arcada completa) o parciales (toman impresiones de un sector de la arcada). Las cubetas parciales también se denominan sectoriales, algunas de ellas poseen el mango móvil, y se las denomina universales (ya que girando el mango sirven para todos los sectores de la boca). Luego existen otras, que abarcan un hemimaxilar, se las puede emplear para un hemimaxilar superior izquierdo o inferior derecho y utilizar otras para un hemimaxilar superior derecho e inferior izquierdo. Existen otras más chicas, que abarcan únicamente las caras vestibulares. 30 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico”  El material de impresión: de acuerdo al material de impresión, vamos a seleccionar cubetas con retenciones (perforadas) para materiales no adhesivos y sin retenciones (sin perforar) para materiales adhesivos.  El maxilar: Las cubetas para maxilar superior tienen forma de “cuchara” ya que involucran la bóveda palatina, y son cuadrangulares, triangulares o redondeadas. Las de maxilar inferior tienen forma de herradura, para respetar la posición de la lengua  Estructuras orales: En caso de un maxilar total o parcialmente dentado las cubetas presentan un flanco más alto y una gotera plana, mientras que para maxilares totalmente desdentados las cubetas presentan un flanco más corto y una gotera redondeada. 2. Individuales: las cubetas individuales son confeccionadas específicamente para un paciente y caso determinado. Estas cubetas son preparadas en el consultorio o laboratorio bajo ciertos parámetros, y se confeccionan básicamente con resinas acrílicas o placa base. 3. Individualizadas: son las cubetas de stock compradas en las casas dentales, y que nosotros adaptamos para cada paciente en particular, alterando la forma original de la cubeta. Por ejemplo: doblamos o recortamos las de metal, rebasamos con cera, etc. La toma de impresión con elastómeros masillosos (cuando utilizamos la doble mezcla en dos tiempos), también se considera una individualización de una cubeta, ya que después se corrige con un elastómero liviano o regular. Por último, es de destacar que cuando usamos cubetas de stock, los materiales de impresión que vamos a utilizar son fundamentales. Los materiales de impresión complementarios son los que tienen la mayor capacidad de reproducir detalles y siempre se utilizan con cubeta individual. Hay una excepción, recordemos que en la anteriormente mencionada técnica de doble mezcla en dos tiempos, utilizando elastómero masilloso y liviano, utilizamos una cubeta de stock, pero la impresión con elastómero masilloso es considerada una individualización de la cubeta. 31 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” ESTADO COLOIDAL Previo al estudio del Alginato como material de impresión debemos conocer el concepto del estado coloidal: Concepto de coloide A menudo se lo clasifica como el cuarto estado de la materia. Un coloide es un sistema de dos fases, en el cual una sustancia está dispersa en otra; a la primera le llamamos fase dispersa y a la segunda, fase dispersante. Se considera al coloide, un estado entre una solución y una suspensión. Una solución presenta sólo una fase, mientras que una suspensión presenta dos. Transformación de sol a gel En el caso de que la fase dispersante fuese el agua, al material lo denominamos hidrocoloide. Estos pueden existir bajo dos formas: sol y gel. Un sol tiene aspecto y características de líquido más o menos viscoso (la fase dispersa está en forma de partículas aisladas), es un estado plástico y en ese estado el material es llevado a la boca. Un gel, en cambio, es un semisólido (estado viscoelástico), obtenido a partir del sol por medio de un proceso conocido como gelación; en el cual un conglomerado de moléculas o partículas forman un reticulado de fibras (trama fibrilar). El proceso de gelación se puede obtener de dos maneras: 1. En los hidrocoloides reversibles se da por un cambio térmico: las moléculas se unen por uniones de valencia secundaria (electroestáticas). Por medio de un aumento de la temperatura, se produce la licuefacción, y el gel se transforma en sol. Debido a este fenómeno se los denomina “hidrocoloides reversibles”. A este grupo pertenecen los hidrocoloides de Agar. 2. En los hidrocoloides irreversibles se produce una reacción química, uniéndose las moléculas por uniones de valencia primaria (iónicas). Una vez en estado de gel, no se puede retornar al estado inicial. 32 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” ALGINATO a) Definición y Clasificación El alginato es un material de impresión de uso fundamental (no requiere impresión previa), endurece por cambios químicos (mediante el proceso de gelación), de alto índice de corrimiento que al ser retirado de boca tiene un comportamiento viscoelástico. b) Presentación comercial Tipo I: Fraguado rápido (1 a 2 min) Tipo II: Fraguado normal (2 a 4 min) c) Composición El alginato es un material que viene presentado en forma de polvo para ser mezclado con agua. El polvo, contiene como elemento principal una sal de ácido algínico que proviene de las algas marinas Contiene:  Sales de ácido algínico, Las sales pueden ser alginato de potasio, amonio o sodio (en un 12%).  Sulfato de calcio en un 12%.  Fosfato trisódico en un 2%, aunque su cantidad es regulada por el fabricante para brindar adecuado tiempo de trabajo. Es así que se comercializan alginatos de fraguado “rápido” (tipo I) o “normal” (tipo II).  Tierra de diatomeas en un 70%, que, si bien no participan en la reacción, permiten obtener la consistencia, resistencia y elasticidad necesarias en el gel. Los componentes nombrados anteriormente son imprescindibles, pero el comerciante puede agregar en su composición otros productos, con el fin de mejorar la aceptación por parte del paciente y facilitar la labor profesional. Es así que podemos encontrar también:  Sustancias saporíferas, como la menta, el anís, la frutilla, etc; para hacer algo más agradable al paciente la operación clínica.  Pigmentos (rosado, verde, etc.), con el fin de dar color. Para ello, en algunos productos se utilizan indicadores de pH; en éstos, el color cambia a medida que avanza la reacción (con el consiguiente cambio de pH), indicando al profesional, por ejemplo, en qué momento está completa la mezcla cuándo puede ser llevada a boca y cuando puede retirarse de la misma. A estos alginatos, comercialmente se los denomina “cromáticos”.  Sustancias inhibidoras del desarrollo microbiano, para colaborar en el procedimiento de descontaminación de las impresiones.  Silicato, Fluoruro o Sílico-Fluoruro, apuntando a mejorar la calidad del modelo de yeso que se va a obtener a partir de la impresión; ya que algunos alginatos afectan la forma en que se produce el fraguado del yeso.  En algunos alginatos, las partículas de polvo son tratadas con algún glicol, para que se atraigan entre sí cuándo están en el envase. Esto disminuye la 33 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” tendencia que tiene el polvo por su baja densidad a “volar” o “flotar” por al aire al abrirlo. Se habla de productos “libres de polvo”, “dustfree” o “dustless” d) Reacción de fraguado El sulfato de calcio aporta los iones calcio, que reaccionan con el alginato de sodio, potasio o amonio, para formar alginato de calcio insoluble. La reacción entre estos componentes produciría una gelación casi inmediata al realizar la mezcla del polvo con el agua. Con la intención de retardar la reacción lo suficiente para dar tiempo de trabajo al odontólogo, se adiciona un retardador, como el fosfato trisódico. Éste último reacciona con el sulfato de calcio, antes que el alginato (de sodio, potasio o amonio) de tal manera que los iones de calcio no están disponibles para la formación del gel de alginato de calcio hasta que se agote el retardador. Por lo tanto, durante el fraguado se producen las siguientes reacciones: 1. Fosfato trisódico + sulfato de calcio (se retarda la reacción de gelación). 2. Sulfato de calcio + alginato de sodio = alginato de calcio En el producto final, las moléculas tienden a disponerse en fibrillas, quedando entre ellas la fase dispersante, que es el agua. Podemos decir entonces, que la estructura final presenta: una red de fibrillas, agua entre ellas y partículas de polvo sin reaccionar. e) Tiempo de fraguado Como todo material de impresión, debe tener un adecuado tiempo de trabajo, y una vez en boca, debe endurecer en un corto lapso. Un tiempo óptimo de endurecimiento está entre tres y cuatro minutos, existiendo dos tipos de alginato: tipo I, de fraguado rápido (1 a 2 minutos) y tipo II, de fraguado normal (2 a 5 minutos). El clínico podrá modificar estos tiempos variando la proporción agua/polvo, y modificando el tiempo de mezcla, sin embargo, esto no es recomendable, ya que produce cambios en la consistencia del gel y en las propiedades finales del material. El tiempo de gelificación también puede ser regulado alterando la temperatura del agua utilizada durante su manipulación. Cabe mencionar también, que los cambios de temperatura ambiente influyen en la velocidad de fraguado, a mayor temperatura ambiente, más rápida será la reacción de fraguado. f) Presentación comercial La presentación comercial es un polvo, para mezclar con agua. El envase puede contener la cantidad necesaria para tomar una impresión promedio (uni dosis), con lo que se evita la necesidad de medir la cantidad de polvo a emplear. 34 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Por razones de costo, también se lo puede adquirir en una lata u otro envase hermético en cantidades mayores (generalmente de una libra, equivalente a 454 gr), con lo que se hace necesario disponer de algún dispositivo medidor (tipo cuchara), para medir la cantidad necesaria para la situación clínica. El fabricante es quien nos debe proveer de las medidas, tanto de polvo como de agua, para poder manipularlo en la relación agua-polvo adecuada. Manipulación  Materiales utilizados Para la manipulación serán necesarios: una taza de goma (de tamaño adecuado al tamaño de la mezcla a preparar), una espátula de hoja rígida (la misma puede ser de plástico o de acero inoxidable), las medidas de agua y de polvo provistas por el fabricante y una cubeta para impresión acorde al tamaño de la arcada a impresionar.  Proporción y mezcla Se deben respetar las proporciones dadas por el fabricante. La temperatura del agua debe oscilar entre 20-21 ºC. Primero se homogenizan los componentes, con el fin de que el agua moje todo el polvo. Luego se espátula enérgicamente (200 rpm) en forma de “ochos” (según algunos autores) contra las paredes de la taza de goma durante un minuto. La mezcla obtenida no debe tener grumos, debe ser suave y cremosa. Es indistinto si debemos agregar a la taza de goma primero el polvo o el agua. Un tiempo de mezcla adecuado estaría entre los 30 a 45 segundos, teniendo como máximo un minuto.  Cubeta Luego de realizada la mezcla, se procede al cargado de la cubeta (previamente seleccionada para el paciente en cuestión), la cual debe ser rígida, quedar holgada (3 mm de espesor, para permitir la ubicación de una masa adecuada de material y brindarle un espesor uniforme al material) y, por último, debe ser perforada o contar con un sistema de retención, que mantenga firme la impresión en la cubeta al momento del retiro de boca. 35 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico”  Toma de impresión El material debe ser llevado a boca antes que se produzca la gelación, si ésta ha comenzado, se pueden producir distorsiones y aumenta la viscosidad, por ende, no hay buena reproducción de detalles. La zona que vamos a reproducir debe estar limpia. Una vez posicionada la cubeta con el material de impresión en boca, debemos mantenerla en posición sin ejercer demasiada presión. El material está pronto para ser retirado de boca cuando deja de ser pegajoso o en algunos casos cambia de color cuando en la composición existen sustancias sensibles al pH. La cubeta se retira de boca con un rápido y firme movimiento en dirección del eje de salida con el fin de evitar distorsiones. No se deben realizar movimientos laterales. Luego de retirada de boca la impresión, se procede a lavarla y decontaminarla (no sumergiendo la impresión, sino se producirá el fenómeno de imbibición). Un método adecuado para su descontaminación sería rociar la impresión con un spray de hipoclorito de sodio al 0,5%, y colocarla en una bolsa hermética durante 10 minutos.  Conservación de la impresión Lo ideal es vaciar la impresión tan pronto como sea posible, pero pasados 20 minutos aproximadamente, para dar tiempo de recuperación elástica a la impresión. En todos los casos debe ser vaciada antes de que haya pasado una hora desde su retiro. Si el vaciado no puede ser realizado antes de que transcurra esa hora, es imprescindible conservar la impresión en un medio húmedo, y por un máximo de dos horas (por ejemplo, un recipiente hermético con un trozo de algodón húmedo).  Compatibilidad con los materiales para modelos Los materiales para modelos utilizados con más frecuencia, son los yesos parís y piedra. En lo que se refiere a la técnica de vaciado, no hay que colocar grandes volúmenes de una sola vez, ya que se podrían fracturar las zonas más débiles de la impresión, además de entramparse aire, lo que se traduce en un modelo poroso. Para asegurarnos un correcto y completo fraguado del yeso, es conveniente separar la impresión del modelo luego de transcurridos 60 minutos. No conviene esperar más porque el alginato se vuelve más rígido por la formación de mayor cantidad de alginato de calcio. 36 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” g) Propiedades  Resistencia: la misma depende básicamente de dos factores: la relación polvo/agua y el espatulado. Como valor promedio de resistencia, podemos decir que es de 0,35 MPa.  Exactitud: es buena, debido a su alto índice de corrimiento, por lo tanto, posee buena reproducción de detalles.  Estabilidad dimensional: Debido a que la mayor parte del volumen de un hidrocoloide está compuesta por agua, la pérdida o ganancia de la misma trae aparejados cambios dimensionales. 1. Evaporación: la misma se produce si el material es dejado en ambientes secos, se produce la pérdida de agua, lo que se refleja como una contracción. 2. Imbibición: es el proceso por el cual el material incorpora agua, y trae consigo una expansión. Este fenómeno va a ocurrir si colocamos la cubeta con el material de impresión en agua. 3. Sinéresis: la misma es un exudado acuoso que se mantiene en la superficie de la impresión, acompañada por pérdida de sales (además de agua). Como consecuencia de ello, el gel contrae. 4. Distorsión (por liberación de tensiones): cuando tomamos una impresión con alginato, observamos que el material tiene diferentes espesores a lo largo de la cubeta. Esto nos sugiere que las fuerzas que sufre el material son diferentes en las diferentes zonas de su estructura. Esto genera tensiones internas desiguales dentro del material, que una vez que dejan de actuar las fuerzas, tienden a liberarse. Podemos decir entonces, que el material a lo que tiende es a recuperar un “promedio energético estable” en toda su masa, haciendo que las zonas que se vieran mayormente comprimidas se liberen. De esta forma el material logra ese equilibrio energético. Todo esto se ve traducido en una deformación, denominada distorsión, que no tiene nada que ver con contracción ni expansión.  No son tóxicos ni irritantes.  Presentan olor, sabor y color agradable.  No soportan espesores delgados (el material requiere un mínimo de 3mm de espesor para no desgarrarse). Su valor de resistencia al desgarro es de 380- 700 gr/cm2.  Presentan adecuada relación costo-beneficio y poseen una vida útil prolongada (claro que si se los conserva de manera adecuada).  Presentan una deformación permanente de un 1,8%, o sea que se recuperan en un 98,2%. 37 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” h) Usos y ventajas del mismo Son varios los usos a los cuales se destina este material. Entre los más destacados, podemos mencionar: impresión para confección de modelos primarios, de estudio o de diagnóstico (ya sea de maxilares dentados como desdentados), impresiones para la confección de prótesis parciales y completas, para estudios de oclusión (ortopedia y ortodoncia), etc. Como ventajas para su elección, mencionamos: su buena relación costo- beneficio, ser de muy fácil manipulación, tener buena capacidad de reproducción de detalles, ser flexible, y bien utilizado, obtenemos excelentes reproducciones (conociendo las limitaciones del material). Viscoelasticidad Podemos definir a la viscoelasticidad, como un comportamiento que presentan un determinado grupo de materiales, que al ser sometidos a una carga (por más que sea inferior al límite proporcional), sufren siempre una deformación permanente. Esta deformación permanente, se produce tiempo después de retirada la carga. Es decir, que le tenemos que dar un tiempo de recuperación al material antes de realizar el modelo (ya que el material no se recupera instantáneamente como un material elástico, sino gradualmente, hasta llegar a un mínimo de deformación permanente residual). Para explicar este concepto es importante interpretar las palabras que lo componen. Los gráficos aquí presentados representan la Deformación en función del Tiempo transcurrido. El primer gráfico muestra como un material viscoso, al recibir una carga, se deforma hasta cierto punto, y una vez eliminada la carga, la deformación se mantiene permanentemente en el tiempo. El segundo gráfico representa un material elástico. Este material al recibir la fuerza, instantaneamente es deformado, y su deformación se mantiene solo mientras la fuerza aplicada se mantenga, una vez eliminada la fuerza el material recupera su forma original sin ninguna deformación permanente. Finalmente para completar el concepto, un material viscoelástico combina estos dos comportamientos al mismo tiempo, es decir que al momento de aplicar una fuerza, el material se deformará elásticamente, lo cual le permitirá recuperar parte de su forma original, pero parte de esta deformación será con un comportamiento viscoso, por lo que tendrá una deformación permanente. 38 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” En este último gráfico representamos el comportamiento de un material viscoelástico, por ejemplo, un alginato al momento de retirar la impresión de boca. En este gráfico podemos observar como en primer lugar el material se deforma rapidamente por lo que vemos que el comportamiento elástico predomina. Luego se produce una curva, predominando en este caso el comportamiento viscoso. El punto máximo de deformacion representa el momento en el que dejamos de aplicar la carga y el material comienza a recuperar su forma orginial. Finalmente vemos como el grafico nunca recupera la forma original, sino que se observa una deformacion permantente del material. Del análisis de estos gráficos podemos ver que un material viscoelástico siempre tendrá una deformación permanente si le aplicamos una fuerza. Como todo esto ocurre en función del tiempo, y vimos que en la primer parte de la deformación el comportamiento elástico es el que predomina, a medida que prolongamos esa fuerza, comienza a predominar el comportamiento viscoso, lo cual aumenta la deformación permanente de nuestro material, entendemos que el tiempo de aplicación de la fuerza influye en la deformación permanente residual. Basados en este concepto podemos concluir que al utilizar materiales viscoelásticos como materiales de impresión (alginato o elastómeros), al momento del retiro de boca, los mismos deberán ser retirados en un solo movimiento y de forma rápida, a modo de minimizar la deformación permanente del material. Una vez retirada la impresión, debemos de aguardar un tiempo prudente antes de realizar el vaciado, a modo de darle al material viscoelástico el tiempo necesario para recuperar la deformación que recibió. 39 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” U.T. 6.- Yesos Contenido:  Definición  Reacción de fraguado  Tipos  Estructura  Propiedades  Usos.  Efecto de la manipulación en las propiedades.  Modelos y troqueles;  Definición  Requisitos  Materiales para su confección Bibliografía:  Materiales en la odontología clínica. Williams- Cunningham.  Materiales en odontología. Vega del barrio.  Materiales dentales. 4ª edición. Macchi.  Ciencia de los materiales dentales. 11ª edición. Phillips. 40 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” 1) Definición El yeso es un mineral que se ha utilizado durante muchos años en el campo de la odontología, sus aplicaciones son numerosas y diversas, utilizándose tanto en la clínica como en el laboratorio. El yeso deriva de un mineral llamado gipso o gipsum, el cual químicamente es sulfato de calcio dihidratado puro (CaSo4 2(H2O)). Es un material cerámico que tiene estructura multicristalina. El mismo fragua por reacción química de cristalización. Este grupo de materiales está constituido por el yeso parís, el yeso piedra, el yeso piedra mejorado (o extraduro) y los revestimientos para colados. 2) Composición El yeso químicamente es sulfato de calcio hemihidratado, pero además posee otros componentes como: tierra alba (en pequeñas cantidades), sulfato potásico (el cual disminuye la expansión de fraguado, acelera la reacción y aumente la solubilidad del hemihidrato en una concentración mayor al 2-3%), bórax (que enlentece la velocidad de la reacción, forma una capa que absorbe el hemihidrato y disminuye su solubilidad), pigmentos o colorantes (para diferenciar los diferentes yesos) y en algunos casos desinfectantes. 3) Presentación comercial y diferentes tipos de yeso Se presenta a la venta en forma de polvo (sulfato de calcio hemihidratado) para ser mezclado con agua. Existen 3 tipos de yeso: París, Piedra y Extraduro. 4) Fabricación de los diferentes tipos de yesos Los tres tipos de yeso anteriormente mencionados (parís, piedra y extraduro) presentan idéntica fórmula química (CaSO4 ½ H2O), pero poseen propiedades físicas diferentes, lo que los hace útiles para distintos fines en odontología. Los tres se obtienen del dihidrato, pero utilizando maneras distintas de eliminar el agua de cristalización de la molécula del dihidrato. El yeso taller o parís, se obtiene calentando el mineral en un recipiente abierto a temperatura de 110-120ºC. El hemihidrato obtenido se llama hemihidrato β. Los cristales obtenidos son grandes, irregulares y de naturaleza muy porosa. Si el agua de cristalización del dihidrato se elimina bajo presión y en presencia de vapor de agua a 110 o 130ºC según el fabricante, en promedio 125ºC (en un autoclave), se obtiene yeso piedra o hemihidrato α. Sus cristales son más regulares y densos. El tercer tipo de yeso, hemihidrato α mejorado (o extraduro), se obtiene cuando la remoción de agua se logra hirviendo el mineral en una solución al 30% de cloruro de calcio o succinato de sodio después de lo cual se seca el hemihidrato y se lo muele hasta obtener el polvo del tamaño que se desea. Las partículas son las más densas de los tres tipos de yesos, y son de forma cúbica o rectangular. 41 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Se les llama a estos materiales, yeso piedra mejorado o densita. Este yeso es más resistente y el que requiere menor cantidad de agua para su preparación, siendo el menos resistente y el que requiere mayor cantidad de agua para su preparación el yeso parís. 5) Reacción de fraguado La reacción del sulfato de calcio hemihidratado con el agua se puede representar como una ecuación química típica: CaSo4. ½ H2O + 1 ½ H2O CaSO4. 2 H2O + calor (3900 cal/mol) Esta reacción se produce en cualquier tipo de yeso. La reacción es exotérmica, se libera el calor que se utilizó para la calcinación. El hemihidrato se disuelve parcialmente en agua, y la solución se sobresatura, formándose el dihidrato, quien precipita en forma de cristales que van en crecimiento a partir de los primeros, que son núcleos de cristalización. La masa se espesa y endurece en grupos, en forma de agujas alrededor de los núcleos de cristalización, que luego se mezclan y entrecruzan formando una estructura fuerte y sólida. Si numeráramos las etapas, serían las siguientes: 1 -disolución del hemihidrato 2- formación del dihidrato y 3 -precipitación y formación de cristales del dihidrato. Inicialmente la mezcla forma una masa fluida y brillante, debido a la gran cantidad de agua libre sin reaccionar. Los cristales formados tienen las características de racimos aciculares y se denominan esferulitos. La estructura rígida general del gipso, se debe al entrecruzamiento y enmarañado de cristales. Como ya vimos, la reacción química que se produce durante el fraguado del yeso determina la cantidad de agua que se necesita para completar la reacción. Una molécula gramo de hemihidrato reacciona con 1 ½ molécula gramo de dihidrato. De acuerdo con la reacción 145,15g de hemihidrato reaccionan con 27,02g de agua para formar 172,17g de dihidrato. Puede calcularse que 100g de polvo, necesitan 18,6g de agua para transformarse en sulfato de calcio dihidratado. Para mezclar 100g de polvo de yeso parís y obtener una consistencia útil, se deben utilizar 45 a 50 g (ml) de agua. Es importante recalcar que sólo 18,6g de agua (de los 45g que se utilizan) reaccionan con los 100g de yeso, y el excedente queda en la masa fraguando como agua libre, sin formar parte en la reacción química. Cuanto menor sea la cantidad de agua utilizada para la mezcla, mayor será la resistencia final del material. El agua para realizar la mezcla, se expresa en mililitros, o sea que en vez de utilizar 50g de agua, se utilizan 50ml de agua, el polvo se mide en gramos. Así una relación 0,5 indica que por cada 100g de polvo se utilizan 50ml de agua. El yeso piedra requiere 30ml de agua y el extraduro 22 a 24ml de agua para poder realizar la mezcla y su posterior manipulación. La diferencia en la relación agua-polvo tiene un efecto pronunciado sobre su resistencia compresiva y a la abrasión. 42 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” 6) Manipulación La misma se puede realizar de forma manual, o mecánica. Esta última es realizada al vacío por una mezcladora automática (el tiempo de mezcla en estas mezcladoras, es de 20 segundos). Cabe destacar, que, por razones económicas, en nuestro mercado prácticamente no se emplean mezcladoras automáticas, por lo que pasaremos

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