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Manual de la técnica asistida con ultrasonido para el procesamiento de resinas acrílicas para prótesis dentales Proyecto PAPIME PE205916 Autores: Ma. Concepción Arenas Arrocena Liliana Argueta-Figueroa Laura Acosta Torres
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Manual de la técnica asistida con ultrasonido para el procesamiento de resinas acrílicas para prótesis
dentales Proyecto PAPIME PE205916
Autores: Ma. Concepción Arenas Arrocena Liliana Argueta-Figueroa Laura Acosta Torres
Contenido
Prólogo…………………………………………………………………………. Introducción……………………………………………………………………. 2 CAPÍTULO 1. Biomateriales dentales………………………………………. 3
1.1 Definición de biomaterial……………………………………………. 4 1.2 Tipos de biomateriales dentales…………………………………… 5
CAPÍTULO 2. Resinas acrílicas para Prótesis dentales…………………. 7 2.1 Características físicas y químicas de las prótesis dentales…….. 9
CAPÍTULO 3. Técnicas de procesamiento………………………………… 13 3.1 Técnica convencional por baño de agua …………………… 13 3.2 Técnica asistida por Microondas…………………………………… 14 3.3 Ventajas y desventajas de las técnicas de procesamiento…….. 17 3.4 Técnica asistida por Ultrasonido…………………………………… 18
3.4.1 Principio físico …………………………………………… 20 CAPÍTULO 4. Propiedades Físicas………………………………………… 21
4.1 Módulo de Young (Módulo de elasticidad) ……………………….. 21 4.2 Resistencia a la flexión……………………………………………..... 22
CAPÍTULO 5. Protocolo de procesamiento de resinas acrílicas por ultrasonido ……………………………………………………………………..
23
5.1. Elaboración de hacedores ……………………………………………... 24 .5.2 Fabricación de la muestra de resina acrílica ………………………… 36 5.3 Procesamiento asistido por ultrasonido………………………………... 40 5.4 Resultados………………………………………………………………… 41 5.5 Conclusiones ……………………………………………………………... 42 5.6 Agradecimientos………………………………………………………….. 42 Capítulo 6. Referencias ……………………………………………………… 43
Introducción El desarrollo dinámico de nuevas áreas multidisciplinarias ha tenido un
resultado directo para cubrir las necesidades actuales. Como es el caso de la
bioingeniería, desarrollándose una cantidad importante de aplicaciones
biomédicas con el objeto mejorar la calidad de vida de muchos pacientes[1].
Este desarrollo multidisciplinario ha sido capaz de crear materiales necesarios
para pacientes que requieren alguna sustitución parcial o total de una parte de
su organismo[2].
Las características que exige el cuerpo humano para una articulación a base
de materiales artificiales son muy restrictivas, ya que requiere una excelente
biocompatibilidad, es decir, que produzcan un grado de rechazo mínimo[3].
Por otro lado, los fluidos corporales son altamente corrosivos, por lo que los
materiales empleados deben ser resistentes a la corrosión[4].
Wright introdujo la resina acrílica en 1937, este material revolucionó las
técnicas de confección utilizadas hasta entonces. Alrededor de 1946 la resina
acrílica se convirtió en el material preferido para confeccionar bases de
dentaduras, debido a su capacidad de superar muchas de las deficiencias de
los materiales utilizados hasta entonces[5].No obstante, la polimerización de
este material siempre fue un proceso lento y de difícil ejecución. En función de
esto, el tiempo necesario para conseguir una polimerización adecuada de la
resina acrílica era un factor limitante en el proceso de confección de prótesis[6].
Hasta el momento, los avances en las propiedades mecánicas, no responden a
necesidades importantes que posibiliten la disminución de los costos de
elaboración[7].
El presente manual tiene la finalidad de mostrar paso a paso con fines de
enseñanza el protocolo de la técnica asistida con ultrasonido para la
manufactura de bases acrílicas para prótesis removibles como una alternativa
viable a las técnicas convencionales utilizadas actualmente
CAPÍTULO 1.
Biomateriales dentales Neftalí Hernández Cárdenas, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León. Ana Cecilia Pérez Martínez, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León.
Desde hace más de dos décadas, al combinar los conocimientos y avances de
la Ingeniería, Ciencia de los materiales y Ciencias de la vida como un área
multidisciplinaria, se constituyó la ingeniería de los tejidos con el propósito de
desarrollar sustitutos biológicos que permitieran restaurar, mantener y/o
mejorar la función del tejido u órgano dañado.La principal característica que se
exige a los biomateriales es su biocompatibilidad, entendida como la cualidad
de no inducir efectos citotóxicos o dañinos sobre sistemas biológicos,
desencadenando una respuesta apropiada por parte del receptor y con un fin
específico.
En un contexto histórico, los primeros biomateriales utilizados fueron oro y
marfil para el reemplazo de defectos craneales. Esto fue hecho por egipcios y
romanos. Materiales biológicos como la placenta se utilizó desde el siglo XX. El
celuloide fue el primer plástico fabricado por el hombre utilizado para defectos
craneales. Un polimetilmetacrilato (PMMA) fue uno de los primeros polímeros
aceptados desde la Segunda Guerra Mundial[8]. Los biomateriales cerámicos
se consideran de mayor ventaja debido a su carácter inerte de baja reactividad
química lo que conlleva a una clara biocompatibilidad, pero no todos los
biocerámicos tienen este carácter inerte, muchos materiales cerámicos
utilizados en cirugía reconstructiva son bioactivos. Se introdujeron en la década
de los 70 debido al porcentaje de fracasos en los biomateriales utilizados hasta
este momento como era el acero, aleaciones de cobalto y polimetil
metacrilato[9].
1.1 Definición de biomaterial
El concepto de biomaterial fue inicialmente entendido como un material
diseñado para entrar en contacto con sistemas biológicos y evaluar, tratar,
mejorar o reemplazar tejidos, órganos o funciones del cuerpo[12]. Desde sus
comienzos, hace más de dos décadas, fue entendida como un área
multidisciplinaria en la que combinan los conocimientos y avances de la
Ingeniería, la Ciencia de Materiales y las Ciencias de la Vida con el propósito
de desarrollar sustitutos biológicos que permitieran restaurar, mantener y/o
mejorar la función del tejido u órgano dañado[13].
Una de las características esenciales que se exigen a los biomateriales es su
biocompatibilidad, entendida como la cualidad de no inducir efectos dañinos
sobre sistemas biológicos, desencadenando una respuesta apropiada por parte
del receptor y con un fin específico[14].
La definición más aceptada de biomateriales es empleada por el Instituto
Nacional Americano de Salud que lo describe como cualquier sustancia o
combinación de sustancias, que no sean drogas, de origen sintético o natural,
las cuales pueden ser usadas por cualquier período de tiempo, que aumenta o
reemplaza parcial o totalmente cualquier tejido, órgano o función del cuerpo,
con el fin de mantener o mejorar la calidad de vida del individuo[15].
Basados en la reacción del tejido con el biomaterial, estos se clasifican en tres
categorías distintas[16]:
o Materiales biotolerantes; que se separan del tejido óseo por una capa de
tejido fibroso.
o Materiales bioactivos: que tienen la propiedad de establecer enlaces
químicos con tejido óseo, conocidos como osteointegración. El colágeno
y la fase mineral del hueso adyacente se depositan directamente sobre
la superficie del implante.
o Materiales bioinertes: en esta clase es posible, bajo ciertas condiciones,
tener contacto directo con el tejido óseo adyacente. No se producirán
reacciones químicas entre el implante y el tejido.
1.2 Tipos de biomateriales dentales
Los biomateriales se utilizan en odontología en procedimientos restauradores
tales como restauraciones dentales, prótesis dentales, implantes dentales y
procedimientos quirúrgicos, materiales endodónticos, en dispositivos tales
como materiales ortodóncicos y para perforaciones dentales. Pueden ser
metales (amalgama de plata, y oro), cerámica (feldespato, alúmina, zirconia,
porcelana reforzada con sílice) y materiales compuestos[17].
Los dispositivos biomédicos o biomateriales se fabrican con cuatro tipos de
materiales que son metales, cerámicas, plásticos y composites[18]. De acuerdo
al uso, función, ubicación, órgano a reemplazar, estado de la lesión del tejido
orgánico y características del paciente. Es así que los metales que han sido
utilizados como biomateriales para la fabricación de prótesis o para fabricación
de implantes utilizados en la estabilización y ayuda del proceso de reparación
de un tejido, pueden sufrir procesos de corrosión liberando ciertos productos
que pueden causar una reacción tisular o afectar directamente el tejido
circundante por alteración del entorno químico, modificando el metabolismo
celular e induciendo a una reacción inflamatoria crónica[19]. Sin embargo, este
fenómeno de corrosión puede evitarse utilizando metales o aleaciones
resistentes a la corrosión, los cuales presentan sobre su superficie formación
de óxidos o películas sólidas de hidróxido. En el campo odontológico se utiliza
ampliamente la aleación Ni-Ti la cual posee una excelente resistencia a la
corrosión y al desgaste gracias a su memoria de forma y seudoplasticidad[4].
Las cerámicas en cambio y a diferencia de los metales, son materiales
químicamente inertes, es decir que no suelen desencadenar respuestas no
deseadas en el tejido con el que entran en contacto, además de que no son
susceptibles del ataque microbiano y son químicamente estables frente al
oxigeno, a los medios ácidos, alcalinos, salinos y disolventes orgánicos[20],
características que favorecen el desarrollo de prótesis óseas en base a estos
materiales, dándose lugar al desarrollo de las biocerámicas y los biovidrios[21].
Dentro de los que se encuentran la cerámicas cristalinas bioinertes como la
alúmina ampliamente utilizada en implantes dentales por su gran resistencia a
la corrosión, buena biocompatibilidad, resistencia mecánica y oseointegración,
siendo el material más parecido al componente mineral del hueso[22]. Si bien
la alúmina es uno de los biomateriales más utilizados en implantología el mayor
inconveniente durante su uso, es su alto módulo de elasticidad que causa un
elevado desajuste elástico en la interfaz con el hueso, motivo por el cual se
pretende utilizar materiales cerámicos polifásicos con la finalidad de adaptar las
propiedades de los mismos al sistema biológico[23].
Materiales de origen biológico, dentro de los que se encuentran ciertos
materiales de origen natural que también pueden utilizarse como biomateriales,
los cuales en la mayoría de los casos proviene del tejido conectivo cuyo
principal componente es el colágeno, razón por la cual, los materiales de origen
biológico pueden desencadenar una respuesta inmunológica y
consecuentemente el rechazo por parte de los tejidos con los cuales entrará en
contacto, aunque dicho obstáculo puede minimizarse haciendo una previa
preparación del material[24].
También se pueden mencionar a los polímeros sintéticos, dentro de los cuales
se encuentran los elastómeros y los plásticos, cuyo comportamiento,
estabilidad química y propiedades físicas dependerán de ciertos factores como
pueden ser: su composición química y el grado de entrecruzamiento de sus
moléculas[25]. Estos poseen una buena biocompatibilidad al ser
biodegradables mediante una serie de sucesos como la hidrolisis del polímero,
actividad fagocítica de los macrófagos y actividad lítica de células gigantes de
respuesta a cuerpo extraño[3]. Este tipo de biomateriales tienen diferentes
aplicaciones como material de sutura o como adhesivos tisulares, siendo
utilizados también para el transporte y liberación de droga y en forma de
membranas para la regeneración y unión diente-encía[26].
5
CAPÍTULO 2.
Resinas acrílicas para Prótesis dentales
Liliana Argueta Figueroa, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León. Neftalí Hernández Cárdenas, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León. Ana Cecilia Pérez Martínez, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León.
Las resinas acrílicas son materiales basados en polímeros elaborados con
ácido acrílico o estructuras derivadas de éste, particularmente obtenidas
mediante la polimerización de ésteres del ácido acrílico o ácido metacrílico[27].
Las resinas acrílicas fueron desarrolladas en 1937 y utilizadas en el área de la
Odontología a partir de 1940 como bases para prótesis dentales totales. La
resina acrílica en estado natural es clara e incolora con facilidad de teñirse,
ésta propiedad la hace idónea para que se le dé el color y tono de las
estructuras de la boca[28].
Deben cumplir una serie de requisitos[29]:
1. Translucidez para reemplazar estéticamente los tejidos bucales.
2. No cambios de color después de su procesado, ni en el medio externo o
intrabucal.
3. Buena estabilidad dimensional.
4. Resistencia mecánica y abrasión adecuada para su uso.
5. Impermeabilidad a tejidos orales, sin sabor ni olor desagradables.
6. Poseer una superficie que se limpie con facilidad.
7. Biocompatible.
8. No presentar corrosión, ablandamiento ni solubilidad ante fluidos orales.
9. Poco peso específico y conductividad térmica relativamente alta.
10. Ser fáciles de reparar en caso de fractura.
11. Fácil procesado y manipulación.
Una desventaja de la resina acrílica es el monómero residual, el monómero sin
reaccionar que queda después de que se completa la polimerización. Varios
estudios han demostrado los efectos adversos del monómero residual sobre las
propiedades mecánicas y físicas de las resinas acrílicas[30]. Se ha demostrado
que el monómero es tóxico, irritante para la mucosa oral y puede causar
reacciones alérgicas en el tejido oral[31]. De acuerdo con ISO 20795-1: 2013,
el contenido máximo de monómero residual no debe exceder 2.2% para resina
acrílica termopolimerizada y 4.5% para resina acrílica autopolimerizada[32]. El
monómero residual restante en resina acrílica polimerizada por calor que no se
extrae puede explicarse por la teoría de monómeros no extraíbles, en la que el
monómero residual sigue atrapado en moléculas de cadena polimérica larga
después de varios tratamientos de reducción de monómeros[33].
La resina acrílica es ampliamente utilizada en prótesis, como material base de
dentadura y para coronas provisionales. La resina acrílica de base de
dentadura se utiliza para soportar dientes artificiales que reemplazan los
dientes que faltan, y las coronas provisionales se utilizan para proporcionar
cobertura inmediata de un diente preparado para proteger la pulpa de irritación
térmica y química, mantener el diente en posición, mantener la función oclusal
y a la vez mantener la estética antes de que se entregue la corona
definitiva[34]. La resina de base de dentadura y las coronas provisionales se
fabrican usualmente mediante la polimerización de partículas de polvo de
polimetilmetacrilato (PMMA) prepolimerizado mezcladas con monómero de
metacrilato de metilo (MMA). Cuando se ha producido polimerización, el
monómero que queda en la resina acrílica se conoce como monómero
residual[35].
El metilmetacrilato (MMA), monómero utilizado para la polimerización química
de la resina acrílica, es un material en estado líquido a temperatura
ambiente[31]. Un método para disminuir el monómero residual es el uso de
microondas. Las microondas estimulan las moléculas de MMA en el interior de
la resina acrílica para que se orienten en un campo electromagnético a una
7
frecuencia de 2450 MHz. De esa forma numerosas moléculas son agitadas
rápidamente y generan calor por la fricción molecular. Los radicales son
entonces capaces de reaccionar con los monómeros libres iniciando el proceso
de polimerización[36].
2.1 Características físicas y químicas de las prótesis dentales
a) Absorción de agua y solubilidad: la absorción de agua y solubilidad
puede variar de un material al otro, pero comparativamente entre las
resinas acrílicas y las resinas de polivinilo, la solubilidad o sorción de
agua es mayor en las resinas acrílicas, aunque clínicamente es
insignificante[37]. b) Resistencia a los ácidos, bases y solventes orgánicos: la resistencia
de ambos plásticos a ácidos y base débiles es buena. Las bases de
PMMA son resistentes a los solventes orgánicos y más resistentes que
las de polivinilo. Son solubles en el propio monómero, cloroformo,
hidrocarburo aromáticos como ésteres y cetonas (acetofenonas y
benzofenonas). El alcohol produce agrietamiento de las prótesis. Por lo
tanto, debe evitarse su limpieza y almacenamiento en soluciones que
contengan alcohol[38].
c) Facilidad de procesado: ambos materiales tienen un procesado
diferente. Las resinas acrílicas se procesan por moldeado, mientras que
las resinas de polivinilo acrílico se procesan por el método de inyección.
Ambos procesos son relativamente fáciles de realizar[39].
d) Adhesión: la adhesión de ambos materiales a la porcelana es pobre y la
retención se realiza mecánicamente. Se puede aumentar la adhesividad
tratando los dientes de porcelana con un agente de unión como la
metacriloxipropiltrimetoxisilano[40].
e) Estética: las propiedades estéticas de ambos materiales son buenas,
aunque no igualan totalmente las características de los tejidos
gingivales, siendo la estabilidad de color de las resinas acrílicas mejor
que las de las resinas de polivinilo acrílico.[41]
f) Sabor - olor: son insípidas e inodoras.[42]
g) Translucidez: son translucidas a los rayos x (radiolúcidas)[43].
h) Dureza: la dureza knoop, media para ambos plásticos, tienen valores
similares[44].
i) Conductibilidad térmica: ambos plásticos son pobres conductores
térmicos al compararse con los metales. Aunque los valores de
conductibilidad térmica de las resinas acrílicas son ligeramente
superiores, estos valores son insignificantes desde el punto de vista
clínico[45]. Sin embargo, esta condición es importante desde el punto de
vista técnico y, en consecuencia, se deben evitar altas temperaturas de
polimerización o procesado muy rápido, porque produce porosidades
debido a que el calor no llega a todas las partes de las prótesis y el
monómero residual se evapora[46].
j) Calor específico: los calores específicos para ambos plásticos son
simulares y, por lo tanto, la conductibilidad térmica no es muy
diferente[47].
k) Coeficiente de expansión térmica: el coeficiente de expansión térmica
de ambos plásticos es similar; pero si se compara con otros materiales,
tienen altos coeficientes. Los materiales de relleno reducen el coeficiente
de expansión térmica. Esta expansión es importante en la adaptación de
una prótesis, debido a que las mismas adaptaran en forma diferente en
el modelo, en el medio ambiente y en la boca del paciente[48].
l) Temperatura de distorsión: el calor de distorsión de las resinas
acrílicas es ligeramente inferior al de las resinas vinílicas. Es importante
tenerlo en cuenta en el momento de la reparación de prótesis
fracturadas, recomendándose el uso de resinas autocuradas para evitar
la distorsión[47].
m) Densidad: la densidad de ambos plásticos es similar, pero relativamente
baja en comparación con metales usados como base de prótesis. La
contracción de polimerización de ambos plásticos, utilizando las
proporciones de polímero/ monómero de 3:1, es similar[47].
n) Compatibilidad tisular y efectos biológicos: se ha comprobado que el
monómero de las resinas acrílicas puede causar irritación, alergia y
afecciones micóticas (retención de hongos) a determinantes personas.
Sin embargo, ambos plásticos, bien curados, no causan sintomatología
9
los pacientes. Las prótesis fabricadas o reparadas con resinas
autocuradas pueden causar irritación en los tejidos blandos de la
cavidad bucal, lo cual puede desaparecer una vez se haya disipado el
monómero residual. Las resinas de metacrilato, epóxicas y estirenos sin
curar son dañinas para el sistema respiratorio y para la piel[49]. La
American Conference of Governmental Industrial Hygienists sugiere
1000ppm (410 mg/cm!) como nivel permitido de metacrilato de metilo en
el medio ambiente[50].
o) Vida útil: las resinas acrílicas suministradas en forma de polvo y líquido
tienen buena vida útil. El líquido debe suministrarse en frascos ámbar
para evitar la acción de los rayos ultravioleta. Las resinas de polivinilo
acrílico suministradas en forma de gel deben almacenarse en
refrigerados a 2º c aproximadamente, para que tengan vida útil de 1 a 2
años[51].
p) Porosidad: la porosidad en las resinas acrílicas puede deberse a varios
factores, tales como insuficiente presión de empacado, distribución no
uniforme del calor o presión durante la polimerización, o, mezcla
insuficiente de polvo/ liquido[47].
q) Composición: la fase dispersa de las resinas acrílicas está integrada
por un material de relleno inorgánico del que dependen,
fundamentalmente, las propiedades físicas y mecánicas. Esta resina es
altamente viscosa, para facilitar el proceso de fabricación y su
manipulación clínica[52]. La polimerización del composito, siempre
conlleva una contracción[46]. El material de relleno consigue reducir el
coeficiente de expansión térmica, disminuir la contracción final de la
polimerización, proporcionar radiopacidad, mejorar la manipulación e
incrementar la estética[53].
Tabla 1. Comparación de las propiedades del poli metilmetacrilato de metilo y
polivinil acrílico.
Propiedades Polimetil metacrilato de metilo
Polivinil acrílico
Densidad (g/cm) 1.16 - 1.18 1.21 – 1.36
Contracción de polimerización (%vol)
6 6
Estabilidad dimensional Buena Buena
Sorción de agua (ml/cm) 0.69 0.26
Solubilidad (mg/cm) 0.02 0.01
Resistencia a ácidos débiles
Buena, solubles en
cetonas y esteres.
Excelente, soluble en
cetonas y esteres, se
hincha en
hidrocarburos.
Facilidad de procesado Aromáticos y clorados Buena
Adhesión a porcelana Buena Pobre
Adhesión a acrílicos Pobre Buena
Coloración Buena Buena
Estabilidad de color Adquiere color amarillo Adquiere color amarillo
algunas veces.
Sabor y olor Ninguno Ninguno
Compatibilidad tisular Bueno Buena
Vida útil Polvo y líquido bueno,
en gel regular.
Gel regular.
11
CAPÍTULO 3.
Técnicas de procesamiento
Liliana Argueta Figueroa, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León. Carlos Antonio García Flores, Instituto Tecnológico Superior de Irapuato. Ma. Concepción Arenas Arrocena, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León.
3.1 Técnica convencional por baño de agua
Cuando se habla de procesado se refiere al reemplazo de la placa base y
encerado por un material plástico que es el acrílico termocurable al cual se le
da un acabado estético y resistente, por ser un material duro y fácil de pulir. A
este proceso también se le conoce como baño María. Para el procesamiento
de una prótesis removible se deben seguir cinco pasos que son[16,47,54]: 1. Enmuflado: con la prótesis preliminar obtenida se confecciona una cámara
mediante el vaciado de yeso en una mufla.
2. Eliminación de cera: una vez que el yeso ha fraguado por completo se
procede a eliminar el encerado y la placa base, introduciendo la mufla en agua
hirviendo durante un tiempo de 3 min, logrando así, la formación de la cámara
donde se alojará el acrílico.
3. Empaquetado o acrilado: obtenida la cámara se prepara el acrílico en
proporción requerida para su posterior empaquetado y prensado hasta obtener
el volumen final requerido de la prótesis.
4. Polimerización del acrílico: la polimerización comienza con la mezcla del
monómero y ya que el polímero produce una masa plástica, éste puede
empacarse en un molde. El acrílico para la polimerización atraviesa por cuatro
periodos que son de naturaleza química: estado arenoso, periodo fibrilar,
periodo plástico o de gel y estado gomoso. Para finalizar con la polimerización
y llegar a un estado duro se introduce la mufla con el acrílico empaquetado en
la cámara a un recipiente de agua hirviendo a más de60ºC o en autoclave.
5. Desenmuflado: una vez finalizado el acrilado se procederá a retirar la
prótesis de la mufla teniendo mucho cuidado de no dañar la prótesis, ya que
para liberar el contenido de la mufla se deben dar fuertes golpes.
3.2 Técnica asistida por Microondas
Para el procesamiento de una prótesis removible se deben realizarlos pasos
que a continuación se describen[55,56]:
1. La polimerización de la prótesis se inicia con la inclusión del modelo de
impresión en el interior de la mufla. La mufla y la contra mufla deben ser
separadas. La mufla fijará el modelo y la contra mufla irá a moldear la
superficie externa del modelo. Los tornillos deben ser removidos tanto de la
mufla como de la contra mufla.
2. La mufla debe ser lubricada con vaselina sólida en toda la superficie que
entrará en contacto con el yeso. Se puede utilizar un pincel para conseguir
aplicar unas películas en la mufla.
3. El espacio para el modelo, en el interior de la mufla, debe ser evaluado antes
de ser fijado con yeso. En caso de ser necesario debemos desgastar el
modelo. Este procedimiento evita contratiempos. La cantidad de 100 gramos de
yeso es adecuada para fijar el modelo en la mufla.
4. El yeso espatulado debe ser aplicado en la mufla. El modelo entonces será
posicionado en el centro de la mufla y con el dedo debemos acomodarlo para
que el espacio evaluado anteriormente sea respetado. El yeso debe ser
suficiente para cubrir el modelo, manteniendo, no obstante, una base de
prueba libre de yeso.
5. Con una espátula debemos eliminar las irregularidades y crear una superficie
expulsiva para que la contra mufla no encuentre retenciones que impidan la
separación entre ellas. Esta situación podría llevar al fracaso del proceso de
polimerización. El paso siguiente será crear una muralla envolviendo la
superficie externa (dientes y base esculpida en cera) de la prótesis.
6. La muralla debe ser hecha con una silicona de adición. La manipulación del
material debe seguir las determinaciones del fabricante y es dependiente de la
marca comercial utilizada. Este procedimiento permite una copia más fiel de la
superficie esculpida en cera y mantiene la integridad de los dientes artificiales.
Esta silicona debe proteger toda la superficie de la base de prueba.
7. Antes que la silicona polimerice debemos utilizar parte de la misma para
crear retenciones para el yeso, pues no existe unión química entre la silicona y
13
el yeso. Posterior a la polimerización encajamos la contra mufla para poder
aplicar el yeso. Esta etapa es importante para crear un molde de porción
externa de la prótesis total. Este molde acoplado al molde de la porción interna
irá a delimitar la prótesis. La extensión de la resina respetará los límites del
molde.
8. Debemos fijar los tornillos, pues el yeso exigirá una vibración que podría
mover la contramufla. El yeso, entonces debe ser vertido en porciones
pequeñas y al mismo tiempo recibir una vibración vigorosa para evitar la
formación de burbujas. Después que completamos esta etapa, debemos
esperar que el yeso tome consistencia durante aproximadamente 30 minutos.
9. Podemos entonces abrir la mufla. En este momento los dientes quedan
presos en la muralla de silicona y la placa base puede ser fácilmente removida.
La cera debe ser removida completamente pues podría contaminar la resina
que será aplicada. Un algodón seco es colocado tanto en el modelo como en la
muralla.
10. La mufla es llevada al horno de microondas durante un minuto. La
temperatura de cocinado derrite completamente la cera y el algodón absorbe la
misma. Al abrir la mufla y retirar el algodón tendremos removido casi
completamente la cera.
11. El restante de la cera debe ser removida aplicando remox, para eliminar los
residuos que podrían contaminar de alguna forma la resina de la base de la
prótesis.
12. Otro paso importante es el aislamiento del yeso. La resina es frágil y puede
ser dañada durante la remoción de la mufla. Con un pincel aplicamos el
separador de yeso en toda la superficie tanto de la mufla como de la contra
mufla. Debemos evitar la aplicación en el interior de la muralla pues la resina
no se adhiere a la silicona y los dientes se soltarían si el separante fuese
aplicado sobre ellos.
13. Las proporciones del polvo y el líquido de resina deben determinarse
siguiendo las instrucciones del fabricante que suministra un dosificador donde
colocamos el polvo y otro en donde colocamos el líquido. Se mezclan ambos
hasta que se consiga una masa uniforme. En el caso de que el monómero se
encuentre caducado, la resina no presentará condiciones adecuadas para
realizar el pulimento de la base de la prótesis.
14. La unión de los dientes con la resina es un punto importante a ser
alcanzado. Para esto se aplica un ácido que creará irregularidades para que la
resina se adhiera firmemente a los dientes. Cuando la resina alcanza la fase
plástica, fase en que podemos manipularla sin que se pegue en las manos,
podrá ser colocada en el interior de la muralla hasta que se llene. Colocamos
entonces una película plástica para que podamos separar la mufla de la
contramufla.
15. En este momento debemos llevar la mufla a una prensa y aplicamos una
fuerza de una tonelada. Esto permitirá que la resina escurra por todos los
espacios formados para la remoción de la base de prueba. Podemos observar
este escurrimiento por la resina que sale del interior de la mufla durante el
prensado.
16. Después de la primera prensada debemos separar la mufla para remover la
película plástica y los excesos de resina. Seguidamente se coloca la mufla
nuevamente en la prensa y una nueva carga de 1,25 toneladas debe ser
aplicada por 20 minutos.
17. Transcurrido este tiempo se colocan los tornillos en la mufla. La mufla está
lista para ser llevada al horno de microondas para realizar la polimerización de
la resina. Para obtener la polimerización completa debemos seguir el ciclo
recomendado por el fabricante.
18. Después de completado el ciclo debemos dejar que la mufla se enfríe. Una
vez que la mufla se enfrió completamente podemos abrirla y remover la
prótesis del yeso. Este procedimiento debe ser cuidadoso pues un movimiento
inadecuado puede llevar a la fractura de la prótesis y al fracaso del
procedimiento. Para realizar esta etapa podemos utilizar la llave tipo Allen o el
dispositivo proporcionado por el fabricante de la mufla.
19. Una vez abierta la mufla y separada las partes, debemos remover el dique
de silicona para sacar la prótesis total. En esta etapa debemos remover
también los excesos de resina que escurrieron por la mufla durante el
prensado.
20. Con un martillo aplicamos un golpe suave procurando remover el yeso del
interior de la mufla, este golpe debe ser aplicado en la parte central que se
mueve junto con el yeso. A continuación con el propio martillo removemos el
yeso que envuelve el modelo de la prótesis. Una vez que separamos el modelo
15
de la prótesis podemos montarla nuevamente en el articulador para hacer el
remontaje oclusal.
3.3 Ventajas y desventajas de las técnicas de procesamiento
Tabla 2. Ventajas y desventaja de las técnicas de procesamiento.
Tipo de Polimerización Ventaja Desventaja
Masa. Polimerización
en ausencia de solvente
inerte o medio de
dispersión
Alto funcionamiento del
reactor; bajos costos de
separación; alta pureza
del producto; no hay
reacciones de
transferencia hacia
solventes o aditivos.
Alta viscosidad con
problemas de
eliminación de calor y
mezclado; problemas de
bombeo; ensuciamiento
de la pared del reactor
por formación de
película.
Suspensión.- Polimerización de
gotitas de monómero
dispersas en una fase
inerte con un iniciador
del monómero soluble o
precipitación del
polímero a partir de una
solución de monómero
polimerizado.
Baja viscosidad de la
dispersión buena
transferencia del calor;
bajos costos de
separación comparados
con los de emulsión.
Capacidad del reactor
más pequeña que para
masa; solamente
operación discontinua;
problemas con el agua
de desecho;
ensuciamiento de la
pared del reactor por
formación de película.
Emulsión. Formación
de pequeñas partículas
de polímero vía
nucleación micelar u
homogénea en un
Baja viscosidad de la
dispersión comparada
con la masa; buena
transferencia de calor;
alta velocidad de
Altos costos de
separación en caso de
aislamiento del
polímero; problemas
con el agua de desecho;
sistema disperso de
gotitas de monómero en
una fase inerte con
iniciador disuelto.
polimerización y altos
pesos moleculares;
aplicación directa de
látex.
ensuciamiento del muro
del reactor por
formación de película;
emulsificador como
impureza del producto
polimérico
Solución. Polimerización de
monómeros disueltos en
un solvente inerte.
Viscosidad más baja
que en masa con mejor
transferencia de calor y
mezclado; aplicación
directa de la solución;
menor ensuciamiento
de la pared del reactor
que en masa.
Capacidad del reactor
más pequeña que para
masa; altos costos de
separación en caso de
aislamiento del
polímero, a menudo
solventes tóxicos e
inflamables; reacciones
de transferencia al
solvente y bajos pesos
moleculares.
3.4 Técnica asistida por Ultrasonido
El estudio y la aplicación del ultrasonido comienza en el año 1883, cuando
Galton crea el primer resonador de alta frecuencia para medir el límite superior
de la capacidad auditiva del ser humano, a partir de éste momento se
comienzan a idear distintos tipos de dispositivos de generación ultrasónica, así
como el estudio y aplicación del ultrasonido en distintas áreas[10]. Su uso en la
Odontología está dedicado a la limpieza ultrasónica de los instrumentos y
materiales utilizados en esta área así como la limpieza de cálculo dental y
algunas aplicaciones especificas para remover postes intrarradiculares[11].
El ultrasonido es una forma de energía sonora que se transmite en forma de
ondas con la propiedad de propagarse a través de distintos medios, como son
líquidos, sólidos y gaseosos[58]. Los comúnmente utilizados en este campo
17
son los dispositivos que funcionan por medio de osciladores piezoeléctricos y
magnetostrictivos[59]. Las ondas del ultrasonido son originadas por la vibración
de un cuerpo elástico, cristal piezoeléctrico, y propagadas por un medio
material, tejidos corporales. Su frecuencia supera la del sonido audible por el
humano: 20,000 ciclos por segundo o 20 KHz[60]. La transmisión de ondas
implica transferencia de energía a través del espacio.[61]El uso del ultrasonido
en la Odontología comenzó a mediados del siglo XX, en la actualidadse ha
incrementando su empleo en diversas terapéuticas[62].
Los limpiadores ultrasónicos son ampliamente utilizados en clínicas dentales
para instrumentos de limpieza[63]. La limpieza ultrasónica es la aplicación de
energía eléctrica de alta frecuencia, que es convertida por un transductor
ultrasónico en energía ultrasónica[64]. La energía ultrasónica entra en el líquido
en el tanque ultrasónico de limpieza, causando la formación, el crecimiento y el
colapso de las burbujas de vacío microscópicas, un proceso conocido como
cavitación. Cuando las burbujas se forman en un colapso de interfaz líquido-
sólido, liberan energía que elimina la contaminación de la superficie de un
material.
Charasseangpaisarn y Wiwatwarrapan[35] descubrieron que el uso de un
limpiador ultrasónico con diferentes frecuencias reducía el monómero residual
en resina acrílica en la misma medida que los métodos previamente
recomendados (inmersión en agua a temperatura ambiente para resinas termo-
polimerizadas o inmersión en agua a 50 °C durante 1 hora para resinas
autopolimerizadas). El tratamiento con ultrasonido puede afectar la cantidad de
monómero residual en resina acrílica de dos maneras. En primer lugar, el
tratamiento con ultrasonidos puede aumentar la velocidad de extracción del
monómero residual de la resina. En segundo lugar, el tratamiento con
ultrasonido puede causar postpolimerización del monómero residual.
3.4.1 Principio físico El generador de un limpiador ultrasónico envía ondas de sonido de alta
frecuencia a través de una solución de limpieza ultrasónica, dando lugar a la
formación de numerosas burbujas de gas. Cuando estas burbujas de gas
implosionan, dando lugar a cavitación, liberan una gran cantidad de energía de
impacto que aumenta rápidamente la temperatura local y produce una corriente
líquida de alta energía que choca con la superficie del objeto que se está
limpiando. La frecuencia de funcionamiento de un transductor ultrasónico tiene
un efecto sobre la cantidad de burbujas y su implosión. Las frecuencias más
bajas generan menos burbujas que son más grandes y liberan más energía. En
contraste, las frecuencias más altas generan más burbujas que son más
pequeñas y menos energía de liberación[33].
19
CAPÍTULO 4.
Propiedades Físicas
Liliana Argueta Figueroa, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León. Ma. Concepción Arenas Arrocena, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León. Omar Martínez Alvarez, Universidad Politécnica de Guanajuato René García Contreras, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León.
4.1 Módulo de Young (Módulo de elasticidad)
El módulo de Young o también conocido como módulo de elasticidad, es la
propiedad física de un cuerpo de deformarse ante la aplicación de un esfuerzo
y una vez retirado el esfuerzo el cuerpo recupera su forma original. Puede
decirse que la relación entre el incremento de esfuerzo y el aumento de
deformación es constante[65]. Esta relación constante entre esfuerzo-
deformación se denomina módulo de elasticidad o módulo de Young. Es una
medida que nos permite medir la resistencia de deformación de un material,
siempre y cuando la línea esfuerzo-deformación recupere su forma inicial
después de retirar la carga se denomina zona de deformación elástica. Esta
zona de esfuerzo es directamente proporcional a la deformación[66]. Las
unidades utilizadas para el módulo de Young son las mismas que para
expresar esfuerzo[67]. Es decir, que un material es elástico cuando su
deformación no pasa el límite proporcional y puede recuperar su forma original.
Cuando se pasa el límite proporcional, decimos entonces que el material es
plástico, ya que se deforma permanentemente ante un esfuerzo[68]. El Módulo
de Elasticidad se puede determinar a través de técnicas de indentación. Sin
embargo, el uso correcto de éstas requiere conocer sus limitaciones para así
evitar interpretaciones erróneas. En los ensayos de indentación instrumentada,
el área de contacto es inferida a partir de los datos de carga y desplazamiento
y de la geometría del indentador empleado.
4.2 Resistencia a la flexión
Es definida como la resistencia máxima que un cuerpo puede soportar antes de
su deformación permanente o fractura. La insuficiencia de flexión de la base de
la prótesis de PMMA se considera que es la principal forma de fracaso clínico
[69]. Las prótesis dentales se someten a diversas condiciones tales como
fuerzas durante la masticación, cambios drásticos de temperatura, humedad y
ambiente ácido de la cavidad oral. Por lo tanto, es importante que un material
protésico posea una resistencia a la flexión adecuada [70].
Una mejor comprensión de las propiedades mecánicas de los materiales
odontológicos permite tomar una mejor decisión al seleccionar un material para
un uso clínico determinado.
Conocer el modulo de elasticidad y la resistencia a la flexión son dos
propiedades físicas imprescindibles para comparar los materiales de las bases
para prótesis porque reflejan las tensiones complejas aplicadas a la prótesis
durante la masticación y proporciona una indicación de la rigidez de los
materiales, permitiendo un cierto grado de deformación pero sin perder su
forma original de manera definitiva..
21
CAPÍTULO 5.
Protocolo de procesamiento de resinas acrílicas por ultrasonido Rogelio Danovan Venegas Lancón, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León. José Manuel Gutiérrez Martínez, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León. Ma. Elena Calixto Olalde,Instituto Tecnológico Superior de Irapuato. Ma. Concepción Arenas Arrocena, Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad León. De acuerdo a la norma ISO 1567 (Denture Base Resin) los especímenes
utilizados para pruebas de laboratorio en materiales empleados para bases de
resina deben tener unas dimensiones de 65x10x25 mm, dichos especímenes
deben ser probados a 37 °C, por lo menos 10 muestras por ensayo.
A continuación se describe el método para la obtención de los hacedores de
silicón y después se abordan los pasos a seguir para la fabricación de las
muestras de resina acrílica para pruebas de laboratorio con las características
requeridas de acuerdo a la norma ISO que se mencionó previamente.
Material
Espátula tipo tarno Pincel
Espátula para yeso Probeta de vidrio
Taza de hule Loseta de vidrio
Barras metálicas calibradas Hoja de bisturí #15
Mufla metálica Mango de bisturí #3
Reactivos Proporciones
indicadas por el
fabricante
a b a:b
Petrolato (Vaselina) -------- --------
Separador yeso-acrílico -------- --------
Polimetil siloxano de cuerpo pesado zetalabor
Zhermack®
Activador indurent gel
Zhermack®
Una medida: dos
líneas de 4 cm
Polivinil siloxano fluido (elite double)
Activador indurent gel
Zhermack®
1:1.
Yeso tipo III Agua 100g:30ml
Yeso tipo IV Agua 100g:25ml
Polímero (Heat-curing
acrylic OPTY-CRYL®)
Monómero (Heat- curing
acrylic OPTI-CRYL®)
3:1
4.1 Elaboración de hacedores.
1. Colocar petrolato (Vaselina) en las barras metálicas calibradas.
23
2. Colocar una medida de Polimetil siloxano de cuerpo pesado (Zetalabor
Zhermack®).
2. Colocar en una loseta de vidrio una medida de Polimetil siloxano y
encima dos líneas de 4 cm aproximadamente de activador (Indurent gel
Zhermack®).
3. Mezclar las dos porciones con las yemas de los dedos hasta obtener
una mezcla homogénea. Colocar la pasta en formada dicha plancha en
una loseta de vidrio.
4. Colocar encima las barras metálicas dejando al mismo nivel la parte más superficial de la barra y la plancha del material.
5. Dejar polimerizar el material 6 minutos y posteriormente en la parte
posterior de la plancha de silicón colocar pequeños agregados Polimetil
siloxano a manera de generar retenciones. Preparar la contra plancha
de silicón que servirá para cubrir la parte superior de las barras
metálicas.
6. Colocar petrolato en la parte interna de la mufla.
25
7. Pesar 100g de polvo de yeso tipo III y mezclar con 30ml de agua.
8. Verter el yeso en la mufla (a) e inmediatamente colocar el conjunto de
plancha de silicón y barras metálicas (b) tratando que queden al mismo
nivel del yeso. Dejar fraguar el yeso 30 minutos (tiempo indicado por el
fabricante).
9. Aplicar una capa ligera de petrolato tanto en el yeso como en el
silicón(a) y las barras de metal de la mufla y también en el silicón de la
contraplancha(b).
10. Cerrar la mufla y preparar yeso tipo III con un 30% más de agua de lo
indicado por el fabricante para obtener una consistencia más fluida
(40ml agua por cada 100g de polvo).
27
11. Verter el yeso dentro de la mufla cerrada y llenarla completamente y
dejar fraguar el yeso 70 minutos (20 min más de lo indicado por el
fabricante).
12. Abrir la mufla y con cuidado retirar las barras de metal sin dañar el
silicón y el registro en el yeso.
13. Lavar ambas partes de la mufla con agua caliente, detergente en polvo y
cepillo de dientes de cerdas duras.
14. Secar ambas partes de la mufla y aplicar una capa muy ligera de
petrolato únicamente en ambas planchas de silicón.
29
15. Preparar el polivinil siloxano fluido de acuerdo a la relación estipulada
por el fabricante, teniendo cuidado de no generar burbujas de aire.
Colocar en vasos de precipitados el catalizador y la base en proporción
1:1.
16. Colocar la porción de catalizador en una taza de hule flexible.
17. Agregar la porción de la base a la taza de hule flexible.
18. Mezclar perfectamente catalizador y base hasta obtener una mezcla
homogénea.
31
19. Verter en el registro de silicón sin importar que se desborde del espacio
de cada una de las barras.
20. Cerrar la mufla y prensar a 1000 psi. Esperar 20 minutos (tiempo
indicado por el fabricante) a que el silicón polimerice.
Abrir la mufla y retirar con cuidado los hacedores obtenidos en silicón.
33
21. Recortar los excedentes en los hacedores con ayuda de tijeras o con
bisturí procurando que las medidas deseadas no se modifiquen.
5.2 Fabricación de la muestra de resina acrílica
22. Tener lista la mufla metálica para el proceso de polimerización, pincel y
separador.
23. Aislar con vaselina todas las superficies internas de la mufla para evitar
que el yeso se adhiera a ellas.
24. Verter la mezcla de yeso (Tipo IV) (100g de polvo en 24 ml agua) en la
parte inferior de la mufla y colocar los hacedores de silicón.
35
25. Dejar fraguar 30 minutos y aislar la superficie de éste con separador
yeso-yeso y yeso-cera con ayuda de los pinceles(a), colocar la
contraparte de la mufla e iniciar una segunda fase de inclusión de yeso
piedra (Tipo IV) cubriendo la mufla por completo hasta el orificio de la
parte superior(b).
.
26. Esperar de 11-15minutos a que fragüe el yeso para posteriormente abrir
la mufla y retirar los hacedores de silicón.
27. La porción utilizada para las muestras serán en relación 3:1 de polímero
y monómero.
28. Verter el monómero en un recipiente de vidrio o porcelana (a) y sobre
este se adiciona el polímero, se mezcla con espátula durante 30
segundos(b).
El recipiente debe permanecer tapado hasta que la mezcla llegue a su etapa
filamentosa, para proceder a la etapa de empaquetado.
37
29. El acrílico en estado filamentoso se coloca en la mufla, se cubre con una
lámina de polietileno y se cierra la mufla.
30. Una vez cerrada la mufla prense en forma lenta hasta llegar a 1500 psi.
Descargue la prensa, destape la mufla y remueva la película de
polietileno, retirando el excedente de acrílico con ayuda del bisturí.
31. Cierre nuevamente la mufla y aplique una presión definitiva de 2000 psi
5.3 Procesamiento asistido por ultrasonido
32. Colocar a dentro de la tina del ultrasonido(a). Las condiciones más
adecuadas para la polimerización fueron: temperatura 80 ºC, frecuencia
80KHz, potencia de 100% durante 1 h (b).
39
33. Obtener las muestras de resina acrílica y recortar los excedentes y
ajustarlas a las dimensiones indicadas.
5.4 Resultados
Con el fin de determinar las condiciones óptimas en la técnica asistida por
ultrasonido, Arenas-Arrocena MC. et al.,[70] realizaron un estudio en el cual se
empleo la técnica anterior para elaborar muestras considerando la frecuencia y
el tiempo del ultrasonido, además se elaboraron con las técnicas de baño de
agua y por microondas. Los grupos experimentales que se emplearon fueron:
37kHz-50min (grupo1), 37kHz-100min (grupo 2), 80kHz-50min (grupo 3),
80kHz-50min (grupo 3); y los grupos control fueron: Baño de agua (grupo 5) y
Microondas (grupo 6).Los valores se analizaron empleando la prueba U de
Mann-Whitney tanto para el modulo de elasticidad como de resistencia a la
flexión, dado que dichos valores no siguieron una distribución normal. En dicho
estudio, se observa que el grupo 4, el cual corresponde a 80KHz-100 fue el que
obtuvo mejores resultados con un modulo de elasticidad de 1828.0854±363.67
MPa y una resistencia a la flexión de 60.5758±14.91 MPa, no obstante los
valores no fueron estadísticamente significativos respecto a los obtenidos en
los grupos baño de agua (60.5758 MPa) y microondas (54.1514 MPa) en la
resistencia a la flexión. Sin embargo, en el modulo de elasticidad si se encontró
una diferencia altamente significativa entre el grupo 4 (1828.0854 MPa) y el
grupo 6 (1466.12 MPa), por lo que los autores afirman que para obtener
valores mayores en el módulo de elasticidad es mejor el empleo del ultrasonido
en estas condiciones (80KHz-100) que el uso de microondas para el
procesamiento del PMMA en bases para prótesis removibles. Se observa
además en dicho estudio, que el grupo 3 resultó tener significativamente los
valores más bajos en comparación con los otros grupos experimentales tanto
en el modulo de elasticidad como en la resistencia a la flexión.No se
encontraron diferencias estadísticamente significativas en el módulo de
elasticidad y la resistencia a la flexión entre los grupos de baño de agua y
microondas, por lo que estos dos métodos tienen resultados similares.Puede
inferirse a partir de lo anterior, que la potencia es más importante que la
frecuencia del ultrasonido para obtener mejores resultados en el procesamiento
del PMMA, para las variables en estudio.Por otro lado se encontró que el
coeficiente de correlación entre el módulo de elasticidad y la resistencia a la
flexión fue de 0.618 (p≤0.001), puede decirse que hay una asociación débil
estadísticamente significativa entre éstas dos variables. Ya que el signo del
coeficiente es positivo, esto indica que a medida que aumentan los valores del
módulo elasticidad también aumentan los de la resistencia a la flexión.
5.5 Conclusiones
• En este manual de procedimiento se muestra la técnica de manera
didáctica para elaborar muestras para pruebas de laboratorio de acuerdo
a la norma ISO.
• En la técnica asistida por ultrasonido, la temperatura es de 80°C, la
frecuencia óptima es 80KHz y la potencia al 100% durante1hr .
• La técnica asistida por ultrasonido puede ser una excelente opción para
el procesamiento de bases de dentaduras de resina acrílica, ya que es
un método sencillo y accesible.
5.6 Agradecimientos
Liliana Argueta Figueroa agradece a DGAPA por su beca postdoctoral. Gracias
a PAPIIT-DGAPA por el financiamiento a través del Proyecto PAPIME
PE205916.
41
Capítulo 6.
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In book: Acrylics, Intech, 2017
![Biomateriales dentales[1]](https://static.fdocuments.ec/doc/165x107/559585881a28ab8f058b46a6/biomateriales-dentales1.jpg)
