Materiales Dentales - Módulo I - "Manual de apoyo Teórico" PDF

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. -...

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 a detallar cómo se efectúa la mezcla manual. Para la misma se necesita una taza de goma adecuada (rígida) y una espátula de acero inoxidable (preferiblemente de hoja ancha). Para evitar porosidades adicionales se coloca el polvo en el agua previamente colocada en la taza. El tiempo de mezcla transcurre de 1 a 1 ½ minuto. El espatulado se realiza en forma circular y vigorosa (a 200rpm), hasta obtener una mezcla cremosa y sin grumos. Conviene vibrar la taza una vez hecha la mezcla para eliminar las burbujas de aire incorporadas durante la mezcla y disminuir la porosidad final. Una prueba útil que nos ayuda a saber si hemos realizado una mezcla adecuada (sin exceso de agua), es girar la taza de goma con la mezcla de yeso hacia abajo, y observar que el material no se cae ni se desprende de la taza de goma Tiempo de fraguado Se define tiempo de fraguado, al tiempo que transcurre entre que se realiza la mezcla y el material endurece. Ya vimos que al mezclar sulfato de calcio hemihidratado con agua comienza la reacción química y todo el hemihidrato se convierte en dihidrato. El tiempo necesario para que se complete la reacción, se denomina tiempo de fraguado final. El tiempo de fraguado inicial incluye el tiempo de mezcla, o sea desde la adición del polvo al agua hasta que se termine la mezcla, en este momento se puede apreciar la pérdida de brillo. Cuando comienza la cristalización, además de perder brillo (el exceso de agua es absorbido dentro de la masa de cristales), no podemos continuar trabajándolo. El tiempo de fraguado final comprende desde la pérdida de brillo, hasta el endurecimiento total del material; se puede definir como el tiempo transcurrido en el cual el material está completamente fraguado y puede separarse del molde sin distorsión o fractura. Se puede variar el tiempo de fraguado alterando diversos factores: El operador puede cambiar el tiempo de fraguado del yeso modificando las variables de manipulación. Esto puede lograrse modificando la relación agua/polvo, la cantidad (o velocidad) de espatulado o la temperatura del agua a utilizar para la mezcla.  Relación Agua/Polvo Cuanta más agua tenga la mezcla de yeso, mayor será el tiempo de fraguado, o sea, más prolongado; y menor será su resistencia a la compresión y su dureza.  Espatulado Tiene una acción definida sobre el tiempo y expansión de fraguado. Un aumento en la cantidad o velocidad del espatulado acorta el tiempo de fraguado. Cuando se coloca el polvo en contacto con el agua, la reacción química 43 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” comienza y se forma algo de sulfato de calcio dihidratado. Durante el espatulado, ese sulfato de calcio dihidratado es roto en cristales más pequeños que constituyen nuevos centros de nucleación, alrededor de los cuales puede precipitar más sulfato de calcio dihidratado. Como la mayor velocidad de espatulado provoca la formación de más de esos núcleos, se requiere menos tiempo para la conversión del hemihidrato en dihidrato. También un mayor espatulado, aumenta la cantidad de expansión.  Humedad Si el polvo que compramos absorbe pequeñas cantidades de agua, el hemihidrato va a reaccionar con ésta, formándose nuevos dihidratos, por lo tanto, el tiempo de fraguado se acorta. Pero si la absorción de agua es excesiva, las partículas de dihidratos comienzan a rodear a los hemihidratos impidiendo que estos reaccionen con el agua, prolongando así el tiempo de fraguado.  Temperatura Si el agua que se utiliza para la mezcla tiene mayor temperatura que la temperatura ambiente, el tiempo de fraguado se acorta (se acelera la reacción). Lo inverso sucede si utilizamos agua con una temperatura inferior a la temperatura ambiente. Cabe mencionar, que esta es la única variable manipulativa que puede realizar el operador para variar la velocidad de la reacción sin que se afecten las propiedades finales del material fraguado. 7) Propiedades  Resistencia compresiva Cuánto más agua se utilice para la mezcla, menor será la resistencia compresiva. Ya vimos que 100g de cualquiera de las tres formas de yesos requieren 18,6g de agua para la reacción química. El agua que supera esos 18,6g de agua se considera excedente, la misma es utilizada para facilitar la manipulación, quedando libre entre los cristales del dihidrato, al evaporarse esta agua, quedan poros en el yeso. A mayor relación agua/polvo, más corto el tiempo de fraguado y más frágil el producto del yeso. El yeso parís tiene mayor cantidad de excedente, y los yesos piedra mejorados la menor cantidad. El excedente de agua contribuye al volumen, pero no a la resistencia del material. El yeso taller o parís, es más poroso y por lo tanto su densidad aparente es menor que la de los yesos piedras. El piedra mejorado es el más denso, y es el que tiene la resistencia más elevada, y el yeso parís al ser el más poroso, es el más débil. Luego de una o dos horas de producido el fraguado final, el yeso está seco y ha alcanzado su resistencia máxima. Se emplean los términos resistencia húmeda y seca para describir la resistencia compresiva de estos materiales. Hablamos de resistencia húmeda cuando el yeso fraguado contiene toda o parte del agua utilizada en su mezcla; y de resistencia seca cuando todo el excedente de agua se ha eliminado por completo. Esta última posee valores que duplican a los valores de la resistencia húmeda. Cuando se pierde toda el agua excedente se puede alcanzar un valor de 500 kg/cm2. 44 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico”  Dureza superficial Está relacionada con la resistencia compresiva. Cuanto mayor sea la resistencia compresiva, mayor es el valor de la dureza superficial.  Expansión de fraguado Cuando el yeso fragua es posible medir una expansión lineal. De acuerdo con la teoría cristalina, la expansión se debe a la acción de empuje que se produce entre los cristales de dihidrato durante su crecimiento a partir de una solución sobresaturada. El yeso parís expande entre 0,2 y 0,5% al fraguar, mientras que el piedra los hace entre 0,08 y 0,1% y el extraduro entre 0,05 y 0,07%. La expansión puede ser controlada mediante las condiciones en que se manipula el material, así como por el agregado de agentes químicos. El aumento en el espatulado aumenta la expansión. A mayor relación agua/polvo menor es la expansión, ya que los espacios entre los núcleos serán mayores, se deduce entonces que la interferencia en el crecimiento de los cristales de dihidrato es menor, y por lo tanto habrá un empuje menor hacia afuera. El sulfato de potasio al 4% disminuye el tiempo de fraguado como así también la expansión. Como retardadores tenemos el bórax, es un retardador en cualquier concentración, debido a que el borato de calcio insoluble es un producto de la reacción con el sulfato de calcio. El borato de calcio se deposita sobre los núcleos de cristalización y reduce el régimen de cristalización.  Efecto de la temperatura La temperatura afecta más el tiempo de fraguado que a cualquier otra propiedad de los yesos. La temperatura tiene dos efectos sobre el tiempo de fraguado: 1. Como se vio anteriormente, la relación entre la solubilidad del dihidrato y del hemihidrato es de 4,5 a 20ºC, o sea que en una cantidad de agua a 20ºC se disuelve 4,5 veces más hemihidrato que dihidrato. Cuando cambia la temperatura, la solubilidad de cada sulfato de calcio varía y puede alterarse la relación entre las solubilidades. Si la relación es mayor a 4,5 el tiempo de fraguado se acorta, si la relación disminuye, se prolonga el tiempo de fraguado. 2. El otro efecto de la temperatura es sobre la movilidad de los iones. A medida que aumenta la movilidad de los iones sulfato y calcio, aumenta lo que acorta el tiempo de fraguado, ya que se acelera la reacción. La experiencia demuestra que al aumentar la temperatura de 20ºC a 37ºC, el tiempo de fraguado se acorta. Cuando la temperatura se eleva por encima de 37ºC, el fraguado se hace más lento (se prolonga). 45 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” 8) Uso Su uso fundamental, es como material para la confección de modelos y troqueles, haciendo uso de los diferentes tipos de yesos. Los mismos son réplicas en positivo de las estructuras orales. Así, por ejemplo, para elaborar un modelo primario, de diagnóstico o de estudio, es conveniente el empleo de un yeso parís, dado su corto tiempo de fraguado. En cambio para modelos definitivos, sobre los cuales posteriormente vamos a confeccionar una prótesis por ejemplo, es conveniente usar yeso piedra, ya que sus propiedades mecánicas, superan ampliamente a las del yeso parís; y si estamos hablando de confeccionar troqueles, el yeso indicado para esto es el extraduro, que es el más resistente de todos los yesos anteriormente mencionados y es el que posee también mayor exactitud, dado que sobre los troqueles, vamos a confeccionar por ejemplo un patrón de cera y realizar el ajuste y pulido de una incrustación metálica. 9) Conclusiones Dado su facilidad en la manipulación y su buena relación costo-beneficio, hoy en día, el yeso es el material más utilizado en odontología para la confección de modelos y troqueles (ya sea utilizando yeso parís, piedra o extraduro). 46 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” U.T. 7.- Polimerización y Resinas Acrílicas Contenido:  Concepto de monómero, pre-polímero y polímero.  Tipos de polimerización.  Etapas de la polimerización.  Estructura espacial, peso molecular promedio, polimerización y materiales dentales.  Resinas acrílicas.  Definición y clasificación.  Composición  Manipulación.  Propiedades  Técnicas de procesado. Bibliografía:  Materiales dentales. 4ª edición. Macchi.  Ciencia de los materiales dentales. 11ª edición. Phillips.  Materiales en odontología. Vega del barrio.  Materiales en la odontología clínica. Williams- Cunningham. 47 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Introducción Los materiales orgánicos están constituidos por moléculas y éstas a su vez por átomos. En estos materiales predominan el Carbono y el Hidrógeno, acompañados del Oxígeno entre otros. Si la atracción entre las moléculas asegura una posición estable con respecto a las vecinas, se presentará en estado sólido. Dentro de las características mecánicas generales es posible encontrar tres grupos diferentes de materiales orgánicos: Los plásticos, las resinas y los elastómeros. Un material orgánico es considerado un plástico cuando en condiciones ambientales, fundamentalmente de temperatura es fácilmente deformable e incluso moldeable. Definición La polimerización es aquella unión química de las unidades monoméricas para obtener moléculas de elevado peso molecular llamadas polímeros. El peso molecular de un polímero es igual a la sumatoria de los pesos moleculares de todos los monómeros. Hay que lograr el mayor grado de polimerización posible, para que el polímero final presente buenas propiedades físico-mecánicas. Cuanto mayor es el peso molecular, más elevados son el punto de reblandecimiento y de fusión y más rígido es el plástico. Estructura espacial El proceso de polimerización puede describirse como el de formación o crecimiento de cadenas a partir de la unión de eslabones. Estos últimos son los monómeros y la cadena, la molécula de polímero. Si el crecimiento se produce en una sola dirección, el polímero tendrá una estructura espacial lineal. Mediante el empleo de moléculas adecuadas, es posible conseguir que, al formarse el polímero, se produzca en algunas zonas un crecimiento lateral que se denomina estructura ramificada. También es posible lograr que las cadenas de polímero puedan unirse transversalmente por medio de uniones primarias en algunas zonas. Al conseguir esto se forma una especie de enrejado en la estructura, que se llama de cadenas cruzadas. Estas diferencias en la estructura espacial de un polímero se traducen en diferencias de propiedades. En la estructura lineal, cada macromolécula actúa independientemente de la otra, las cadenas se movilizan una sobre la otra y el material será relativamente débil. Al calentarlo es fácil vencer con energía térmica, la energía de la unión secundaria y el material se ablanda con facilidad. Los polímeros de estructura ramificada tienen estas mismas propiedades, pero las ramas laterales dificultan el movimiento de cadena sobre cadena, además de 48 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” proveer mayor número de dipolos y, por consiguiente, brindan mejores propiedades mecánicas y mayor dificultad para ablandarlos. En la estructura de cadenas cruzadas, en cambio el movimiento de una cadena sobre la otra se ve muy dificultado, ya que entre muchas de ellas se ve trabado por uniones primarias. El polímero así constituido tiende a ser más rígido y al mismo tiempo más frágil y no se ablanda por acción de la temperatura. Mecanismos de polimerización La reacción de transformación de monómeros en polímeros puede hacerse de varias maneras. Polimerización por adición y polimerización por condensación. La polimerización por adición puede subdividirse en polimerización por radicales libres, apertura de anillos y polimerización iónica. La polimerización por adición de radicales libres se produce en moléculas insaturadas que contengan dobles enlaces. En este tipo de reacción no se obtiene ningún subproducto. La reacción puede ser acelerada por el calor, la luz, o pequeñas cantidades de peróxidos. En cualquier caso, la reacción es iniciada por un radical libre. Se puede obtener suficientes radicales libres para la polimerización a temperatura ambiente haciendo reaccionar un acelerador químico (amina terciaria o un ácido sulfínico) con el peróxido orgánico. La reacción se desarrolla en tres fases: a) iniciación, b) propagación y c) terminación. Tras la fase de iniciación se produce la rápida adición de otras moléculas de monómero al radical libre y la transferencia del electrón libre al extremo de la cadena en crecimiento que caracteriza la fase de propagación. La propagación continúa hasta que termina el radical libre en crecimiento. Las reacciones de polimerización de radicales libres pueden ser inhibidas por la presencia de cualquier material que reaccione con un radical libre, que reduzca la velocidad de iniciación o aumente la velocidad de terminación. La reducción de la velocidad de iniciación retarda la reacción de polimerización y el aumento de la velocidad de terminación disminuye el grado de polimerización o el peso molecular del polímero final. Sustancias como la hidroquinona, el eugenol o el oxígeno en grandes cantidades inhiben o retardan la polimerización. La terminación se puede producir de varias maneras, las dos más comunes son: a) terminación por acoplamiento directo de cadenas o aniquilación y b) transferencia de hidrógeno. En el caso de acoplamiento directo de cadenas, dos moléculas próximas intercambian sus valencias libres y quedan así saturadas sin posibilidad de seguir creciendo. En la transferencia de hidrógeno, se produce el pasaje de un átomo de hidrógeno de una molécula a otra. Una de las cadenas queda así saturada e imposibilitada de continuar polimerizando. 49 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Fenómenos anexos a la polimerización Cuando se logra transformar un monómero en polímero, se obtiene un material sintético polimérico, donde es posible encontrar dos fenómenos colaterales. El primero de ellos representa un cambio de un ordenamiento de mayor energía a uno de menor energía. El monómero tiene mayor energía que el polímero. Al producirse la polimerización, esa energía no puede perderse, sino que se transforma y libera en forma de energía térmica. En otras palabras, la reacción de polimerización es exotérmica. El otro fenómeno se debe a la distancia que separa las moléculas de monómero cuando está en este estado, que es diferente de las que las separa cuando integran la cadena de polímero. La unión entre las cadenas de monómero se da por uniones secundarias, y por lo tanto la distancia entre ellas es grande. Al formar una cadena de polímero reaccionan para unirse por covalencia y se acercan a una distancia mucho menor, esto hace que la masa de polímero ocupe un volumen menor que el de la misma masa de monómero y que, por lo tanto, su densidad sea mayor. Esto quiere decir que, cuando un material polimeriza, se contrae y tanto más cuanto mayor sea el número de moléculas por unidad de volumen, que se unen para formar el polímero. Resinas Acrílicas Los polímeros acrílicos empiezan a usarse como materiales para base de prótesis en 1937. Su uso principal está dado por las bases de prótesis. Aunque los plásticos tienen los más diversos usos, en lo que a odontología se refiere a parte de las bases de prótesis, con ellos también construimos dientes artificiales, cubetas para impresión, coronas provisorias, aparatos de ortopedia y dispositivos oclusales entre otros. Las resinas acrílicas pueden derivar del ácido acrílico o del ácido metacrílico y ambos polimerizan por adición. Estos poliácidos son muy duros y transparentes, permiten la sorción de agua que tiende a separar las cadenas disminuyendo su resistencia, por lo que no se usan en boca. Pero los ésteres de estos poliácidos si tienen aplicación odontológica. En odontología el más utilizado es el polimetacrilato de metilo que se obtiene a partir del metacrilato de metilo (líquido) al que mezclamos con polimetacrilato de metilo (polvo) para obtener una masa fácil de moldear. 50 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Clasificación según su forma de activación: A. Termocurables B. Autocurable C. Fotocurables D. Microondas A. Termocurables Composición:  Polvo: o Polimetacrilato de metilo en forma de perlas. o Iniciador – peróxido de benzoílo 05-1.5% o Pigmentos – Generalmente son óxidos metálicos o Opacificadores – óxido de titanio y de zinc o Fibras sintéticas coloreadas de acrílico o nylon.  Líquido: o Metacrilato de metilo o Inhibidores de la polimerización – Hidroquinona 0,003-0,1% o Plastificantes – Ftalato de dibutilo o Agente de cadenas cruzadas – Dimetacrilato de glicol o metacrilato de alilo hasta en un 25% Manipulación: a) Mezcla de monómero y polímero b) Cargado de mufla c) Cierre de prueba y prensado final d) Procedimiento de curado. Se coloca la mufla con la masa plástica en el interior y se la lleva a un baño de agua a 65 oC durante 90 minutos, y luego a ebullición durante 30 minutos. En este tiempo el peróxido de benzoílo (iniciador) se descompone formando radicales libres luego de ser activado por el calor. Posibles causas de porosidad en resinas de termocurado: - Vaporización del monómero (curado defectuoso, temperatura de ebullición de entrada) - Falta de homogeneidad en la masa plástica. - Falta de resina acrílica - Falta de presión durante la polimerización Propiedades: 1. Físico mecánicas:  Resistencia compresiva: 700 a 800 Kg/cm2  Resistencia traccional: 500 a 600 Kg/cm2  Módulo Elástico bajo  Limite proporcional alto, debido a que no debe deformarse durante la masticación (270 Kg/cm2) 51 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico”  Dureza (Knoop) de 17 a 20, indica que es base, estos materiales pueden ser fácilmente rayados y abrasionados. 2. Térmicas:  Conductividad térmica: son malos conductores del calor (5,7 x 10 -4 cal/seg/cm2/oC/mm) y electricidad.  CET es de 81 x 10 -6 (elevado)  Calor específico: a baja conductividad térmica mayor calor específico, pues es necesario aplicar más calor para elevar la temperatura del plástico. 3. Otros:  Contracción de polimerización: es de 20% aproximadamente. Pero como durante la preparación de la masa utilizamos 3 partes de polímero por 1 de monómero, la contracción volumétrica de una resina acrílica es del 5 % aprox. Por ello es importante incorporar la mayor cantidad de polímero al monómero durante el mezclado, para disminuir la contracción de polimerización.  Sorción acuosa: el polimetacrilato de metilo absorbe agua, debido a esto la resina sufre una expansión que compensaría en parte a la contracción de polimerización.  Solubilidad: en el medio bucal es casi nula (0,02 mg/cm 2)  Estabilidad dimensional: es buena.  Estética: se puede lograr variedad de matices que lo hacen adecuado para simular tejidos duros o blandos de la cavidad bucal. De manera didáctica se describen las etapas manipulativas de una resina acrílica: 1. Arena mojada: el polímero se ablanda en el monómero adoptando una consistencia fluid 2. Filamentosa: el monómero penetra en el polímero y solubiliza las perlas del mismo. Formándose una masa adhesiva. 3. Plástica: a medida que el monómero penetra en el polímero, la masa se satura, ésta se torna plástica y no pegajosa. No se adhiere a las paredes del recipiente que la contiene. En esta etapa es donde se moldea el material. 4. Elástica: evaporación del monómero, la masa ya no puede ser moldeada (deformada permanentemente) 5. Rígida: indica fin del proceso, las partículas del polímero quedan adheridas entre si liberándose calor. B. Autocurables En cuanto a la composición son similares a las termocurables, con la sola diferencia que la reacción de polimerización no la inicia el calor, sino un compuesto químico. En cuanto a las propiedades, las mismas son similares, pero más pobres que las de termocurado. 52 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Composición:  Polvo: - Polimetacrilato de metilo - Iniciador (Peróxido de benzoílo) - Pigmentos - Opacificadores - Colorantes  Líquido - Metacrilato de metilo - Inhibidor de polimerización prematura (Hidroquinona) - Activador (amina di-metil-para-toluidina) - Agentes de cadenas cruzadas (dimetacrilato de glicol) Como activador se utiliza una amina terciaria como la di-metil-para-toluidina, que es la responsable de la poca estabilidad cromática del polímero final; debido a que al reaccionar el peróxido con la amina queda un residuo de ácido amino- hidro-benzoico y productos coloreados de descomposición. Algunos autores afirman que el peróxido de benzoílo actúa también sobre la hidroquinona produciendo cambios de color. Reacción de polimerización: La di-metil-para-toluidina descompone al peróxido de benzoílo, que desprende radicales libres que van a aportar energía para romper los dobles enlaces del monómero, activado sus moléculas e iniciando la polimerización. Manipulación: El instrumental necesario para la práctica es una ventosa de vidrio, vaso dappen o un recipiente de vidrio con paredes redondeadas y espátula metálica. La relación p/l es de 3:1. Se coloca el polvo sobre el líquido previamente medido y dispensado en la ventosa, hasta saturarlo completamente. Una vez realizada la mezcla, debemos tapar la ventosa con una loseta de vidrio para impedir la evaporación prematura del monómero. Esta masa que se está formando, atravesará las diferentes etapas, hasta llegar a la etapa plástica donde el material no se pega al recipiente que lo contiene y se encuentra apta para ser modelada. 53 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” U.T. 9.- Elastómeros Contenido: - Definición - Clasificación - Indicaciones de uso. - Mercaptanos, siliconas y poliéteres. o Composición o Reacciones de fraguado o Propiedades o Manipulación o Descontaminación. Bibliografía:  Materiales en odontología. Vega del barrio.  Ciencia de los materiales dentales. 11ª edición. Phillips. 60 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Elastómeros DEFINICIÓN: Son un conjunto de materiales constituidos por polímeros sintéticos con características elásticas. Esta última aseveración no es del todo correcta dado que cuando estos materiales son sometidos a una tensión (durante el retiro de la impresión) se deforman y no logran luego recuperar sus dimensiones originales, quedando con una pequeña deformación residual, el grado de dicha deformación depende por supuesto de la magnitud de la fuerza que generó la misma, pero sobre todo del tiempo que el material estuvo deformado. Este tipo de comportamiento es característico de los materiales viscoelásticos. El término ELASTÓMERO surge de la unión de las palabras elástico y polímero. POLIMERIZACIÓN. Es el mecanismo por el cual a partir de moléculas simples llamadas monómeros se forman grandes cadenas de macromoléculas de alto peso molecular llamadas polímeros Hay 2 tipos de polimerización: a) Polimerización por condensación; durante la misma se forman productos secundarios como agua o alcohol b) Polimerización por adición (es la simple suma de monómeros sin que se formen subproductos) Esta reacción puede darse en moléculas lineales (se le llama polimerización iónica) o por apertura de anillos (polimerización catiónica) CLASIFICACIONES Estos materiales se pueden clasificar de 2 maneras: Polisulfuros o mercaptanos a) Por su base o composición química Siliconas (por condensación) Siliconas (por adición) Poliéteres Masillosa (putty) Pesada (heavy) b) Por su viscosidad o consistencia Regular (médium viscocity) Liviana (light body- wash) Ultra liviana Monofásica (sólo en P.V.S) 61 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” Los elastómeros se presentan comercialmente en forma de 2 pastas: (base y catalizador) la viscosidad o consistencia de la pasta base la regula el fabricante con la incorporación de rellenos (los más utilizados son el dióxido de titanio y los carbonatos de Ca y de Cu). Así en los materiales livianos el porcentaje de relleno ronda el 15 % mientras que en las masillas está cerca del 75%. A medida que aumenta la viscosidad disminuye el índice de corrimiento y las posibilidades de reproducir los detalles más pequeños, pero se crean materiales con menos contracción de polimerización (dado que los rellenos no participan de la misma) Los materiales llamados “monofásicos” en realidad están compuestos por varias fases, pero se usa este término para identificar un comportamiento particular, dado que estos productos se caracterizan por tener propiedades tixotrópicas y pseudoplásticas que los hacen aptos para impresiones con cubetas de stock, a pesar de su consistencia liviana. Esta presentación sólo está disponible en siliconas por adición. ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS ELASTÓMEROS A) SILICONAS. Las moléculas de silicona se caracterizan por tener una estructura central formada por átomos de Silicio unidos entre sí por átomos de Oxigeno. En odontología se utilizan 2 tipos de siliconas: 1) SILICONAS POR CONDENSACIÓN (poli-dimetil-siloxano) a. Composición - Pasta Base Silicona Polidimetilsiloxano (hidroxilos terminales) Carbonato de Cobre o sílice (relleno) - Pasta Reactora Silicato tri y tetra alquilos (ortosilicato tetraetilo) Octanato estañoso Espesantes b. Reacción de Fraguado En estos materiales la reaccion de polimerización se da a través de los grupos terminales OH, que reaccionan con el reactor (silicato tetra-alquílico) generando el polímero de silicona y alcohol etílico como sub producto. Para que la reacción se de en los tiempos que la clínica requiere el fabricante agrega en la pasta reactora un catalizador (octanoato estañoso). 62 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” c. Clasificación Visto que estos materiales se presentan en distintas viscosidades a partir de la cantidad de relleno que el fabricante les coloca podemos clasificarlos en 3 presentaciones: Masilla, Mediana o Regular y Liviana o fluida. Todos los elastómeros son materiales Viscoelásticos y endurecen por reacción química. Las masillas componen un material de uso fundamental con un índice de corrimiento bajo. Mientras que las siliconas regulares y livianas son de uso complementario y presentan un índice de corrimiento medio y alto respectivamente. d. Características Como ventajas, las siliconas por condensación presentan: - Aceptable recuperación elastica - Buena resistencia al desgarro - Tiempo de trabajo regulable - Estabilidad en soluciones desinfectantes Como desventajas: - Pobre estabilidad dimensional (contracción) - Hidrofobicidad (poca afinidad con los materiales de vaciado) - Requieren ser vaciados antes de 1 hora - Pobre unión a la cubeta con adhesivo 2) SILICONAS POR ADICIÓN ( PVS - polivinilsiloxano) a. Composición - Pasta base Polímero con grupos terminales vinilo Rellenos Surfactante no aniónico (hidrofilia) - Pasta Reactora Polímero con grupos terminales vinilo Catalizador: ácido cloroplatínico o sal de platino (entrecruzamiento de cadenas) Rellenos 63 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” b. Reacción de fraguado En estos materiales la molécula de silicona tiene grupos terminales vinílicos (con dobles enlaces), los que son responsables del crecimiento de las cadenas. Esta reacción es activada químicamente por una pasta reactora que tiene una silicona hidrogenada, y el ácido cloroplatínico como acelerador. Durante la reacción de polimerización no se forman subproductos a excepción de gas hidrógeno, lo que debe ser tenido en cuenta para seleccionar el momento de realizar el modelo. c. Clasificación Estas siliconas presentan la misma clasificación como material de impresión que las siliconas de condensación. d. Características Como ventajas: - Excelente recuperación elástica - Excelente estabilidad dimensional (no hay subproductos) - Hidrofilia - Permiten 2 vaciados - Opción de automezcla (pistola dispensadora) Como desventajas: - Fácil de contaminar (Sulfuro de los guantes) - Demorar el vaciado por liberacion de H. POLISULFUROS o MERCAPTANOS a. Composición - Pasta Base: Polímero de polisulfuro con grupos terminales y laterales mercaptano (SH). Estos grupos pueden ser oxidados y así generar el crecimiento de las cadenas. Dióxido de titanio (relleno) Ftalato de dibutilo (plastificante) Azufre (acelerador) - Reactor: El reactor más utilizado es el dióxido de Plomo, éste le da a la mezcla un color desagradable (castaño oscuro) por lo que algunos fabricantes optan por el uso de otros peróxidos, como el hidro-peróxido de cumeno que es de color verdoso. Ftalato de dibutilo (plastificante) Dióxido de titanio (relleno) Sulfato de Calcio (relleno) äcido oleico o esteárico (retardadores) b. Reacción de fraguado Como resultado de la reacción de polimerización se forma el polímero de polisulfuro y agua como sub-producto. 64 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” c. Clasificación: Estos materiales presentan la misma clasificación como material de impresión que las siliconas d. Características - Ventajas: Alta flexibilidad Alta resistencia al desgarro Largo tiempo de fraguado Estable en soluciones desinfectantes - Desventajas Pobre recuperación elástica Mal olor y sabor Vaciado antes de 1 hora Poco estabilidad dimensional POLIÉTERES Estos materiales son poco utilizados en Uruguay pero de uso bastante frecuente en Europa, sin embargo algunas de sus propiedades más características (hidrofilia y rigidez) los han ido posicionando como uno de los materiales de impresión de elección en la rehabilitación sobre implantes. a. Composición - Pasta base Polieter con grupos terminales anillos de etilenimina Sílice (relleno) Ftalato de eter glicol (plastificante) - Reactor Sulfonato de 2-5 diclorobenceno Esperantes Agente de cadenas cruzadas b. Reacción de fraguado Poliéter pre-polimerizado con grupos terminales imino (anillos), los que pueden ser abiertos por un activador químico como el sulfonato tetra-alquílico (principal componente del reactor). Esta reacción se conoce como polimerización catiónica y no genera ningún tipo de sub-productos. c. Clasificación Estos materiales presentan la misma clasificación como material de impresión que las siliconas. 65 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” d. Características - Ventajas Hidrofílico Aceptable estabilidad dimensional Resitente al desgarro Buena adhesión a la cubeta con adhesivo - Desventajas Pobre recuperación elástica Poco flexible Inestable en soluciones desinfectantes Olor desagradable ESTUDIO COMPARATIVO DE LAS PROPIEDADES DE LOS ELASTÓMEROS El estudio de las propiedades más relevantes de los elastómeros ya fue descripto en los cuadros de ventajas y desventajas de cada material, por lo que aquí haremos simplemente en cuadro con un estudio comparativo de las mismas. Propiedad Sil. Poliétere Polisulf Sil. IDEAL Adición s uro Cond. Cambio Bajo Bajo Medio Alto Bajo Dimensional Deformación Baja Baja Alta Media Baja Permanente Res. Desgarro Media Media Alta Media Alta Flexibilidad Baja Baja Alta Media Alta Humectabilidad Exc/media Exc/media Media Regular Exc Sabor/olor Neutro Regular Malo Neutro Neutro En los tiempos que corren es necesario hacer también un estudio de las posibilidades de desinfección que tienen estos productos. La desinfección se puede hacer: a. por inmersión b. por atomización (spray) Los líquidos desinfectantes más utilizados tienen como principios activos el hipoclorito, el glutaraldheido, yodóforos y fenilfenoles, Algunos fabricantes comenzaron a agregar suplementos deinfectantes en la composición. Desinfección de impresiones: - Siliconas: Líquidos desinfectantes aceptados - Polisulfuros: Líquidos desinfectantes aceptados - Polieteres: Líquido o spray con corto tiempo de desinfección Las siliconas y polisulfuros pueden desinfectarse sin afectar su exacitud y fidelidad. Los poliéteres y alginatos pueden ser afectados adversamente si se desinfectan por inmersión. 66 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” MANIPULACIÓN – Técnicas de impresión La mezcla de estos materiales se puede hacer de forma MANUAL, o MECÁNICA. En ambas situaciones se debe lograr una mezcla homogénea, en un tiempo relativamente breve, por lo general el fabricante brinda materiales con colores contrastantes entre las pastas base y reactora para facilitar la tarea, durante el espatulado manual hay que evitar la incorporación de aire.( esto no es un problema en los sistemas mecánicos de auto-mezcla) Debemos destacar algunas precauciones en la manipulación (sobre todo de las siliconas por adición) dado que hay ciertos contaminantes como sulfuros presentes en los guantes de latex o en la goma dique o el metacrilato de metilo de las resinas acrílicas que afectan la polimerización. TOMA DE IMPRESIÓN. Es el acto clínico que logra la réplica en negativo de las estructuras orales (duras y/o blandas) En la toma de impresión están involucrados: a) el terreno protético b) el material de impresión c) el continente (cubeta) d) la técnica propiamente dicha A este último punto es al que haremos referencia y especialmente dirigido a el uso de los distintos tipos de elastómeros. Clasicamente se manejan 3 técnicas de impresión con elastómeros; a. MEZCLA ÚNICA b. DOBLE MEZCLA EN 2 PASOS c. DOBLE MEZCLA SIMULTÁNEA MEZCLA ÚNICA. Hay 2 alternativas a) elastómeros livianos o regulares en cubeta individual. Estos materiales requieren del confinamiento de la cubeta para ser capaces de llegar a los detalles cavitarios. b) Siliconas monofásicas en cubeta de stock. En estos materiales el fabricante por medio de una correcta selección de las moléculas y de la forma y tamaño de los rellenos genera un producto altamente tixotrópico que no se escurre de la cubeta pero que fluye con facilidad cuando ejercemos sobre él una presión adecuada al tomar la impresión. 67 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR  Materiales Dentales - Módulo I - “Manual de apoyo Teórico” DOBLE MEZCLA EN 2 PASOS. Esta técnica involucra la utilización de 2 consistencias diferentes de siliconas; masillosa y liviana. El primer paso es la individualización de la cubeta de stock con la silicona masillosa, aquí es necesario dejar lugar para el material liviano (esto se puede hacer con la interposición de un espaciador o utilizando el provisorio como tal). En caso de no utilizar espaciador, y para evitar la sobre-compresión del material liviano se pueden realizar canales de escape. A esta técnica se le reconocen una serie de desventajas como ser: a) dificultad en el posicionamiento b) continente con cierta fexibilidad (puede inducir tensiones) c) mayor tiempo clínico Sin embargo y aceptando estas dificultades clínicas desde el punto de vista de Materiales dentales, esta técnica logra buena estabilidad dimensional minimizando la contracción de polimerización característica de este tipo de productos, dado que el mayor volumen de la impresión queda ocupado por la masilla que contrae poco, y el material que más contrae (la silicona liviana) queda en pequeños espesores;y compensa en parte la contracción de la masilla. DOBLE MEZCLA SIMULTÁNEA. Esta técnica combina en un solo acto clínico el uso de un material liviano y una masilla en cubeta de stock. La asistente prepara la masilla y la coloca en la cubeta mientras el odontólogo distribuye el material liviano en las preparaciones dentales, luego posiciona la cubeta y ambos materiales polimerizan y se retiran simultáneamente. En algunos casos se pueden combinar siliconas regulares en cubeta individual con livianas. Así se ahorra tiempo clínico,y se facilita el posicionamiento de la cubeta,pero es indispensable trabajar con asistente (técnica a 4 manos) La contracción de polimerización en esta técnica es la suma de ambas contracciones (la del material pesado más la del liviano). 68 Cátedra de Materiales Dentales – Facultad de Odontología - UdelaR