Resistencia al cizallamiento de un sistema totalmente...

Resistencia al cizallamiento de un sistematotalmente cerámico frente a siete sistemas

ceramo-metálicos: estudio comparativoShear resistence of one all-ceramic system versus seven ceramo-metallic systems:

a comparative study

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Vega del Barrio, José María Resumen: En el presente trabajo se mide y compara la resistencia al cizallamiento de la unión ceramo-cerámica, de un nuevo sistema totalmente cerámico, de óxido de zirconio y su cerámica específica,frente a siete sistemas ceramo-metálicos de los cuales dos son uniones de cromo-niquel a cerámica,cuatro de titanio colado a cerámica y uno de cobalto-cromo a cerámica.

Se utilizaron para cada grupo 10 cilindros de dimensiones adecuadas para expresar los resultadosen megapascales. Una de las bases de cada cilindro fue recubierta por una capa de la cerámica res-pectiva de 1 mm de espesor y, después, procesada en el horno. Posteriormente se sometieron a unaprueba de cizallamiento para medir la resistencia de la unión. Se investigó un total de 80 muestras.

En los resultados los valores medios mas altos de la resistencia de la unión, expresados en MPa, sehan obtenido con el sistema totalmente cerámico, identificado como grupo VI (47,82 MPa), segui-dos de los de cobalto-cromo a cerámica (grupo VII: 41,82 MPa) y de los de niquel-cromo a cerámica(grupo SN: 40,16 MPa y grupo V: 40,32 MPa). Los valores mas bajos se obtuvieron con los sistemastitanio colado a cerámica (grupo III: 37,49 MP; grupo IV: 30,74MPa; grupo II: 29,16 MPa y grupo I: 26,18MPa). Se realizaron los tests de ANOVA y Student Newman-Keuls (p<0,05), encontrándose diferenciasestadísticamente significativas entre el grupo VI y los grupos I, II y IV.

Palabras clave: Resistencia de la unión totalmente cerámica, Resistencia de la unión ceramometálica,Cercon, Óxido de zirconio.

Abstract: The present paper measures and compares the shear resistance of the ceramo-ceramic junc-tion of a new all-ceramic system (made of zyrconium oxide and its specific ceramic) as opposed toseven ceramometalic systems, out of which two are unions made of two combinations between nic-kel-chromium alloys and ceramics, four consist of cast titanium plus ceramics and one comprisescobalt-chromium and ceramics.

For each group, 10 cylinders of appropriate dimensions were used in order to show the results inMpa. One of the bases of each cylinder was covered by a layer of the relevant ceramic of 1mm thicknessand subsequently processed in the oven. Afterwards they underwent a shear resistance test to measurethe junction resistance. A total number of 80 samples were tested. The group VI samples correspond tothe testing material (all-ceramic system).Results: the highest average values of the shear resistance (showed in Mpa) were given by the all-cera-mic system -identified as group VI (47.82 Mpa)-, followed by the cobalt-chromium alloy to ceramic(group VII: 41.82 Mpa) and the nickel-chromium alloys to ceramic (SN group: 40.16 Mpa and group V:40.32 MPa). The lowest values were given by the cast titanium to ceramic systems (group III: 37.49Mpa; group IV: 30.74 Mpa; group II: 29.16 Mpa, and group I: 26.18 Mpa). ANOVA and Student New-man-Keuls calculations (p<0.05) were applied. Statistically significant differences were found betwe-en group VI and groups I,II and IV.

Key words: Shear resistance of all-ceramic system, Shear resistance of ceramometalic systems, Cer-con, Zirconium oxide.

Profesor Titular. Materiales Odontoló-gicos. Universidad Complutense deMadrid. Facultad de Odontología.Departamento de Estomatología II.

El presente trabajo se ha realizadomediante contrato de investigación alamparo del artículo 83 de la ley deUniversidades y de los Estatutos de laU.C.M.

Correspondencia

José Mª Vega del BarrioFacultad de Odontología Universidad Complutense de MadridPl. Ramón y Cajal s/n28040 - Madrid

Vega del Barrio, José María

Vega del Barrio JM. Resistencia al cizallamiento de un sistema totalmentecerámico frenta a siete sistemas ceramo-metálicos: estudio comparativo.RCOE 2005;10(5-6):529-539.

BIBLID [1138-123X (2005)10:5-6; septiembre-diciembre 497-640]

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IntroducciónEn los últimos años hemos asistido

a una verdadera revolución en elmundo de los materiales cerámicos.Independientemente de que existenmuchas aportaciones, nosotros va-mos a centrar la atención aquí en lossistemas que han sustituido el metalpor cerámica en las técnicas ceramo-metálicas. Se ha cambiado la conven-cional cofia o estructura metálica porestructuras «base» totalmente cerá-micas sobre las que se cuece la cerá-mica convencional. ¿Es suficiente-mente resistente la unión entre lasdos cerámicas? Las fuerzas tangencia-les, de deslizamiento o de cizallamien-to, aparecen como pruebas muy idó-neas para estudiar la resistencia de lasuniones entre materiales. Hasta ahorano han sido muy utilizadas, pero últi-mamente se llama la atención, desdediferentes sectores, sobre su evidenteinterés, ya que este tipo de solicitudesmecánicas está muy presente en lafisiología de todo el complejo esto-matognático. A pesar de que muchosmetales conservan excelentes propie-dades mecánicas, actualmente seasiste a un lento decrecer en el inte-rés por los mismos en todo el campodental. Los condicionantes que presi-den hoy las indicaciones de los meta-les y las cerámicas en Odontología-Estomatología son múltiples. Por unlado las incógnitas y reservas con res-pecto a las heterogeneidades metáli-cas en el medio bucal; por otro lado elprecio de las denominadas «precio-sas»; por otro la enorme presión haciala denominada «odontología estética»y, por último, la irrupción del titanio,lo que ha originado una cantidad,progresivamente creciente, de pa-

cientes que ya son portadores deimplantes de titanio o de alguna desus aleaciones. El último argumentoindicado -la presencia creciente depacientes con implantes de titanio ensu boca- es una idea sobre la que, engeneral, estimamos se ha meditadopoco. El futuro camina hacia una si-tuación en que la presencia del titanioen muchas bocas hará reconsiderar laindicación de otros metales y aleacio-nes. Por otra parte, las aleaciones deníquel-cromo, tan extendidas enuniones ceramo-metálicas, a pesar desu excelente rigidez para situacionesde importante compromiso mecáni-co, sufren continuas controversias acausa de los problemas de biocompa-tibilidad que puede presentar elníquel. Ello ha originado que se hayanintentado con éxito otras alternativaspara unir cerámica y metal, comopaladio-plata, cromo-cobalto, el pro-pio titanio, etc. Por todo ello, la alter-nativa de restauraciones totalmentecerámicas es del máximo interés1-5*,6*.

Hipótesis y objeos delpresente estudio

Dado que por una parte existendiferentes técnicas y materiales paraunir cerámicas a metales y que, porotra, han surgido las modernas cerá-micas para unir a otras cerámicas, nosproponemos demostrar si, desde elpunto de vista de la resistencia al ciza-llamiento, la unión ceramo-cerámicade un nuevo sistema (Cercon SmartCeramic®) es lo suficientemente re-sistente para considerarla una alterna-tiva frente a las convencionales cera-mo-metálicas cuya base metálica está

constituida por níquel-cromo, portitanio o por cromo-cobalto utilizadasalgunas durante muchos años y de lasque existe amplia experiencia. Paraello se formulan los siguientes objeti-vos:

1º. Medir la resistencia al cizalla-miento de la unión de estructurasceramo-cerámicas realizadas con unsistema moderno a base de oxido dezirconio y su cerámica específica (Cer-con Smart Ceramics® de la CompañíaDeguDent).

2º. Medir la resistencia al cizalla-miento de dos sistemas cromo-níquel+ cerámica.

3º. Medir la resistencia al cizalla-miento de cuatro sistemas titaniocolado + cerámica

4º. Medir la resistencia al cizalla-miento de un sistema cromo-cobalto+ cerámica

5º. Comparar los resultados de laresistencia al cizallamiento de la uniónceramo-cerámica frente a las diferen-tes uniones ceramo-metálicas estu-diadas.

Materiales, instrumentosy metodología

El trabajo se ha diseñado de formaque en un laboratorio se prepararon yelaboraron las ochenta muestras (10de cada grupo) (Laboratorios Arago-neses S.L. de Madrid) mientras que enotro laboratorio se procedió a laspruebas de cizallamiento, así como asu valoración y análisis de los resulta-dos (Laboratorio de Investigación delDepartamento de Estomatología II dela Facultad de Odontología de la Uni-versidad Complutense de Madrid).

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En este trabajo se ha procedidobajo un método doble ciego; esto es,el laboratorio preparador elaboró lasmuestras pero solo facilitó al laborato-rio experimental una clave identifica-tiva de las mismas, guardando elnombre de las aleaciones y porcelanashasta el final del experimento. Exter-namente las probetas no eran identi-ficables por el aspecto, salvo, obvia-mente, las totalmente cerámicas.

Materiales para la prepa-ración de las muestras

Se han preparado un total de 80probetas de las cuales 70 eran cera-mo-metálicas, en diferentes combina-ciones, y 10 ceramo-cerámicas de unsistema totalmente cerámico (CerconSmart Ceramics®) cuyo material debase es óxido de zirconio presinteriza-do. Se han obtenido un total de 8grupos diferentes de diez probetascada uno. En la figura 1 aparecenfotografiadas 10 probetas ceramo-metálicas y en la figura 2 las 10 cera-mo-cerámicas. Se les asignó un códi-go identificador que, como se ha indi-cado, solo se desveló al final de losresultados. En la tabla 1, se indican,de forma resumida, las composicionesgenéricas de los grupos estudiados ycomparados.

Probetas ceramo-metálicas De cada grupo se prepararon 10

cilindros macizos de 8 mm de diáme-tro por 15 mm de altura, por el pro-cedimiento a la cera perdida. Poste-riormente, se modeló y se coció en elhorno, sobre una de las bases delcilindro, una faceta de porcelana delmismo diámetro y de aproximada-mente un milímetro de espesor (veresquema de la figura 3). Los materia-

les e instrumentos utilizados para suelaboración fueron los siguientes:

Dos sistemas níquel-cromo + cerá-micaProbetas SN. El metal utilizado fueTiconium (T-3 C & B alloy). Es una ale-ación de concepción clásica que llevamuchos años en el mercado. La com-pañía preparadora declara como com-posición: níquel-cromo 90,5%. La ce-rámica incorporada a una de las basesde estos diez cilindros fue Ceramco IIde Dentsplay.

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Figura 1. Fotografía de los 10 especímenes del grupo V, mostrados a título de ejem-plo, utilizados en el presente ensayo.

Figura 2. Fotografía de los 10 especímenes del grupo totalmente cerámico utilizadosen el presente ensayo.

SN Ní-Cr + cerámica.I Titanio + cerámica II Titanio + cerámica III Titanio + cerámica IV Titanio + cerámica V Ní-Cr + cerámica. VI Cercon base + Cercon

Ceram S (Cercon Smart Ceramics.

VII Co-Cr + cerámica.

Tabla 1. Resumen para identificación de las muestras

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Probetas V. El metal utilizado fue Tili-te (Talladium Inc.). Se trata de una ale-ación, más moderna que la anterior,que incorpora una pequeña cantidadde titanio. Composición declarada: Ni(60-76%), Cr (12-21%), Mo (4-14%), Ti(4-6%) La cerámica incorporada a unade las bases de estos cilindros fueCeramco II de Dentsplay.

Material común en ambos grupos:La cera utilizada para elaborar ambostipos de patrones fue la Nr. 40070Bego best, habitual para coronas. Elrevestimiento utilizado, en amboscasos, fue CB-30 high heat crown &bridges investment (Ticonium). Setrata de un revestimiento de oxifosfa-to (libre de carbono) de grano muyfino. Para el colado se utilizó el hornoEli Manfredi Aurum. Para la posterioroxidación del metal, previa a la colo-cación de la porcelana, se utilizó elhorno Multimat-C de Dentsplay. Lacerámica empleada fue Ceramco II de

Dentsplay que fue procesada en hor-no Mach 3 Dentsplay.Cuatro sistemas titanio mas cerá-mica. Se emplearon cuatro sistemasdiferentes, identificados como probe-tas I, probetas II, probetas III y probe-tas IV:Probetas I. Se trataba de un sistemaexperimental de prueba (no comer-cializado como tal). La parte metálicade las probetas era titanio puro Rema-titán de la compañía Dentaurum. Lacerámica fue Triceram® específicatambién de Dentaurum pero en vezde utilizar el bonding Dentaurum seutilizó un bonding de Heraeus-Kulzer.En otras palabras, se mezclaron volun-tariamente componentes de marcasdiferentes. La cera utilizada para ela-borar los patrones fue la Nr. 40070.(Bego Best) habitual para coronas. Elrevestimiento empleado fue el Reves-timiento Rematitán® Ultra. Para elcolado se utilizó el aparato Cyclarc II

de J. Morita Co., que sucesivamentefunde y cuela el metal. La porcelana secoció en el horno Multimat Mach 3de Dentsplay. El bonding empleado eneste caso fue Blendgold de Heraeus-Kulzer. Se insiste que, en este caso,deliberadamente, se utiliza algo queno es específico o propio del sistema.Se trata de un agente de unión, enforma de pasta, constituido porpequeñas partículas esferoidales deoro suspendidas en un vehículo ade-cuado de naturaleza orgánica. Probetas II. Se trata de un sistemaespecífico de titanio a cerámica propiode la compañía Vita. La cera empleadapara elaborar los patrones fue la Nr.40070. Bego best, habitual para coro-nas. El revestimiento empleado paraestos patrones fue el revestimientoRematitán Ultra. El metal utilizado paraobtener los colados fue titanio puroVitatitan de Vita. Para el colado se utili-zó la misma máquina que en el casoprecedente. El material cerámico fueVitakeramik de Vita, del que se aplicóuna capa de 1 mm de espesor a una delas bases de cada cilindro metálico. Pos-teriormente horneada en el horno Mul-timat Mach 3 Dentsplay. El bondingfue el específico del sistema Vita.Probetas III. Se trata del sistemaespecífico de titanio a cerámicaRematitan -Triceram de Dentaurumjunto con su bonding específico. Lacera, el revestimiento y el procedi-miento para la fusión y el colado fue-ron los mismos que en el caso prece-dente. El metal utilizado fue Remati-tan (titanio puro Dentaurum). La cerá-mica fue Triceram (Dentaurum). Pos-teriormente horneada en el hornoMultimat Mach 3 Dentsplay. Probetas IV. Se trata nuevamente deuna combinación experimental (es

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Figura 3. Esquema de la constitución de los cilindros experimentales. En el recuadroinferior izquierdo fotografía de uno de ellos.

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decir, no comercializada) de titaniocon una cerámica y un bonding deprueba. La parte metálica de las pro-betas era titanio puro Rematitán de la

compañía Dentaurum. La cerámicafue Noritake (Noritake Kizai). Comobonding se utilizó el de Heraeus-Kul-zer, descrito anteriormente en el caso

de las Probetas I. En otras palabras, semezclaron voluntariamente compo-nentes de fabricantes diferentes. Lacera, el revestimiento y el procedi-miento para la fusión y el colado fue-ron los mismos que en el caso prece-dente. Se aplicó una capa de cerámi-ca de 1 mm de espesor sobre una delas bases de cada cilindro metálico.Posteriormente curadas en el hornoMultimat Mach 3 Dentsplay. Se insis-te que, en este caso, deliberadamen-te, se utilizaron también materialespertenecientes a diferentes sistemas.

Un sistema cobalto-cromo mascerámica:Probetas VII. El metal utilizado fue laaleación Sheradent de la firma Shera,cuya composición es Co-67%, Cr-21 %,Mo-6% y W-6%. La porcelana fue igual-mente Ceramco II de Dentsplay. Seprocedió en idéntica manera que enel caso de las aleaciones níquel-cromo+ cerámica.

Probetas ceramo-cerámicas ototalmente cerámicasProbetas VI. Se prepararon 10 cilin-dros macizos de Cercon Smart Cera-mics mediante procesado mecánico,asistido por ordenador (procedimien-to y maquinaria específicos de Degu-Dent) a partir de patrones de ceracuyas dimensiones fueron de 8 mmde diámetro por 15 mm de altura.Posteriormente se sinterizaron en elhorno específico para este sistema dela compañía DeguDent. La cera utiliza-da fue la misma que en todos loscasos precedentes.

La cerámica Cercon base se presentaen bloques presinterizados de óxido dezirconio suministrados por DeguDent(fig. 4). En el caso presente se utilizaron

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Figura 4. Fotografía de tres bloques presinterizados, de óxido de zirconio, tal comolos presenta el fabricante, aptos para el mecanizado. En la presente investigación se

utilizaron los mas pequeños.

Figura 5. Fotografía de la máquina del sistema Cercon Smart Ceramics para mecani-zar los bloques presinterizados de óxido de zirconio. En la parte señalada con “A” serealiza la lectura óptica del modelo o patrón. En la parte “B” se realiza el procesado

mecánico.

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bloques del tamaño pequeño, mecani-zados en la máquina especialmentediseñada para escaneado y fresado,específica del sistema Cercon SmartCeramics. Dicha máquina consta de dospartes, representadas en la figura 5 conlas letras A y B. En la parte A se coloca elpatrón que hay que reproducir y todo elconjunto se desplaza automáticamentehacia la izquierda; un lector óptico «lee»el patrón. Posteriormente todo el con-junto se desplaza hacia la derecha (par-te B) donde se ha colocado el cilindrode la cerámica presinterizada (fig. 6). Unsistema de mecanizado, constituido pordos fresas de diferente calibre, talla yreproduce la forma diseñada. Este blo-que cerámico, una vez mecanizado, selleva al horno para su sinterización. Esde destacar que el alto grado de con-tracción que sufre durante este proce-so ya ha sido calculado y compensadopreviamente por la máquina durante lalectura óptica.

A continuación se modeló sobreuna de las bases del cilindro cerámico(como en el caso de los cilindrosmetálicos) una faceta de la cerámicade recubrimiento Cercon Ceram S de1 mm de espesor, una cerámica espe-cífica del sistema (Cercon Smart Cera-mic), la cual fue nuevamente procesa-da en el horno específico del sistema.

Metodología de la pruebade resistencia al cizalla-miento

Toda la instrumentación descrita acontinuación se encuentra en el labo-ratorio de investigación del Departa-mento de Estomatología II de la Facul-tad de Odontología de la UniversidadComplutense de Madrid.

● Máquina universal para ensayosmecánicos, preparada para ejecutar

ensayo de cizallamiento (Hounsfield-test H-Ti Equipment, Croydon). Aloja-miento para las muestras, específica-

mente diseñados para este tipo depruebas, (figs. 7 y 8). La plataforma «d»de la figura 7, se acopla posteriormente

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Figura 6. Detalle de la parte “B” de la máquina representada en la figura anterior,con el bloque de óxido de zirconio dispuesto para ser mecanizado mediante las fresas

representadas como “a” y “b”.

Figura 7. En “a” una muestra ceramo-cerámica entes del ensayo. En “b”, “c” y “d”dispositivos utilizados para alojar los especimenes destinados a la prueba de cizalla-

miento.

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a la máquina universal para ensayosmecánicos y permanece fija durante elexperimento. La parte inferior de lamáquina, que es la que produce elmovimiento de aproximación, va aco-

plada a una platina de sección prismáti-ca triangular, de forma que una de lasaristas es la que incide sobre la faceta deporcelana, como queda representadoen el esquema de la figura 8.

● Equipamiento informático cons-tituido por un ordenador IBM acopla-do a la máquina de ensayos mecáni-cos y el software específico paraobtener los datos mediante pantalla eimpresora.

Los especimenes confeccionadosse llevaron a la máquina universal paraensayos mecánicos. Una vez instala-dos los aditamentos necesarios seprocedió al ensayo específico de ciza-llamiento, esquematizado en la partesuperior izquierda de la figura 8.Todos los cálculos están hechos paraexpresar los resultados en megapas-cales. Las condiciones del experimen-to fueron temperatura ambiente 22ºC; humedad relativa 35%; velocidaddel test: 0,1 mm/min.

ResultadosDurante el procedimiento experi-

mental, se siguió una técnica dobleciego de tal forma que el laboratoriopreparador de las muestras y el labo-ratorio experimental se comunicabanmediante un código con númerosromanos, números árabes y/o letras(ver tabla 2). La identificación queda-ba guardada en un sobre. En la tabla 2se recogen los datos obtenidos paracada uno de los grupos experimenta-les de 10 muestras cada uno.

Una vez finalizadas todas las medi-ciones se procedió a abrir los sobresidentificativos. En la tabla 1 se reflejaun resumen de dicha identificación:Grupo SN: se trata de una aleación deníquel-cromo a cerámica clásica (Tico-nium + Ceramco II). Grupo I: se tratade un sistema de titanio a cerámicamediante una combinación de mate-riales experimental, de prueba, cons-

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Figura 8. Arriba a la izquierda, representación esquemática de la prueba de cizalla-miento. Abajo, a la derecha, algunas de las probetas después de sometidas a la carga

de cizallamiento.

Probeta Valores obtenidos en cada grupo (Mpa)nº SN I II III IV V VI VII1 42,71 21,84 36,28 33,35 26,33 33,55 71,78 43,442 45,64 36,86 32,38 20,09 32,01 43,88 50,13 26,593 46,03 27,89 38,42 38,03 31,42 41,93 63,78 44,064 34,13 30,82 34,72 60,85 22,64 47,01 38,03 46,745 34,52 24,57 18,53 31,6 45,67 64,76 32,96 45,566 32,18 8,97 20,48 47,2 48,6 14,04 43,88 49,817 37,64 23,4 38,23 32,38 33,18 34,33 45,05 33,838 34,52 32,02 30,42 40,18 23,03 32,77 49,54 33,589 55,59 25,16 22,82 37,25 25,57 49,93 49,54 56,1710 38,62 30,23 19,5 33,94 18,92 40,96 33,55 38,45Media 40,16 26,18 29,16 37,49 30,74 40,32 47,82 41,82S.d. 7,31 7,57 8,05 10,75 9,78 13,25 12,40 8,76

Tabla 2. Datos totales de los ocho grupos. medidos en Mpa

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tituido por Titanio + Triceram (Den-taurum) y bonding (Heraeus). GrupoII: se trata de un sistema específico detitanio a cerámica Vitatitan + Vitake-ramik de Vita y bonding específico delsistema. Grupo III: se trata de un sis-tema específico de titanio colado uni-do a cerámica constituido por Rema-titán + Triceram (Dentaurum) y bon-ding específico del sistema. Grupo IV:se trata de otra combinación de prue-ba a base de titanio colado + cerámi-ca Noritake y bonding de Heraeus.Grupo V: se trata de una aleación másmoderna de níquel-cromo (con unapequeña cantidad de titanio) a cerá-mica (Tilite + Ceramco II). Grupo VI:se trata de un sistema ceramo-cerá-mico o totalmente cerámico Cerconbase + Cercon Ceram S (Cercon SmartCeramics). Grupo VII: se trata de una

aleación de cobalto-cromo a cerámica(Sheradent + Ceramco II).

El análisis estadístico se ha realiza-do mediante el programa SPSS 13 dela SPSS® Inc. Chicago Illinois, U.S.A. Eltest de ANOVA indicó que hay dife-rencias estadísticamente significativasentre las medias de los grupos (p =0,00005).

En la figura 9 se refleja la estadísticadescriptiva. La tabla 3 muestra los resul-tados del test de Student Newman-Keuls para p=0,05. Hay diferenciasestadísticamente significativas entre elgrupo experimental estudiado (VI) y losgrupos I, II y IV.

Como puede apreciarse, la mediamas alta, en valores absolutos, corres-ponde al grupo VI (totalmente cerá-mico) con un valor medio de 47,82Mpa. Desde el punto de vista de lo

aquí representado constituye la mejoralternativa, en cuanto a resistenciamecánica, frente a todas las unionesceramometálicas estudiadas (tabla 2 yfig. 9).

Hay tres sistemas cuyos valoressiguen en importancia al sistematotalmente cerámico. Se trata de lasdos uniones Ni-Cr + cerámica (siste-ma SN y sistema V) y la unión Co-Cr +cerámica (sistema VII). Son, además,los que ofrecen los mejores resultadosde entre los ceramo-metálicos. Losvalores absolutos de ambos sistemasCr-Ni + cerámica son prácticamenteidénticos.

Esto plantea varios temas de inte-rés. Por una parte se confirma lo quees sabido desde hace muchos años:mecánicamente, las opciones níquel-cromo + cerámica, entre las ceramo-metálicas, son las que ofrecen mejo-res perspectivas. Por otra parte, ydado que el níquel es objeto de dife-rentes trabas por sus problemas deposibles alergias, una alternativa total-mente válida, desde el punto de vistamecánico, es la que representa launión cobalto-cromo+cerámica (gru-po VII), independientemente de lo yacomentado para el sistema totalmen-te cerámico (grupo VI).

Por lo que respecta a los cuatro sis-temas de unión del titanio a la cerá-mica, son los que han obtenido losvalores más bajos (I, II, III y IV). El quecomparativamente sean más bajos nosignifica que clínicamente sean dese-chables. Se trata de un estudio quesolamente mide y compara valores,pero de ello no puede deducirse quelas uniones ceramometálicas entretitanio y cerámica sean ineficaces a lahora de resistir las cargas masticato-rias.

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Figura 9. Representación gráfica de las medias de los 8 sistemas probados. El grupo VIes el que consigue los valores absolutos mas altos: es el totalmente cerámico (Cercón).

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Otro aspecto a considerar es el dela dispersión de los valores máximos ymínimos encontrada dentro de algu-nos grupos (tabla 2 y fig. 9). Estopodría indicar que estos sistemas sonsensibles a la técnica de manejo.

Una última consideración: ¿Fractu-ra cohesiva o fractura adhesiva? En lasimple inspección visual de las mues-tras (fig. 8), una vez sometidas a laspruebas de cizallamiento, se apreciandiferencias entre unos especimenes yotros, dentro cada grupo y entre lasdiferentes muestras. Solamente sedesea dejar constancia de ello. Seestima que puede ser un materialinteresante objeto de un estudioindependiente aparte.

DiscusiónEsta investigación persigue com-

parar la resistencia al cizallamiento deuna unión ceramo-cerámica, dereciente incorporación al mercado(sistema Cercon Smart Ceramics®),frente a siete diferentes uniones cera-mo-metálicas. El conjunto está consti-tuido por un total de 8 grupos. Cadagrupo consta de diez especimenes, loque globaliza 80 muestras. Como seindicó al principio se ha medido laresistencia a cargas de cizallamientode la unión entre:

A) Dos sistemas níquel-cromo acerámica (GRUPO SN y GRUPO V).

B) Cuatro sistemas titanio a cerá-mica (GRUPO I, GRUPO II, GRUPO III yGRUPO IV)

C) Un sistema totalmente cerámicoo ceramo-cerámico (sistema CERCÓNSMART CERAMICS ®) (GRUPO VI) ).

D) Un sistema cobalto-cromo acerámica (GRUPO VII).

Esa discusión puede plantearsedesde dos puntos de vista. Uno secentra en el método escogido paraaplicar las fuerzas; otro, en los dife-rentes materiales empleados para sercomparados. En los trabajos revisadoscentramos la atención en estos dosaspectos ya que algunos de ellosinvestigan también otros muchostemas tales como morfología de lasuperficie del corte mediante micros-copía de barrido, resistencia en fun-ción del calor del molde durante elcolado metálico, otros procedimien-tos de aplicar las cargas, etc., o serefieren a comparaciones entre técni-cas ceramometálicas o a técnicas conresinas compuestas.

La resistencia de los materiales, engeneral, es estudiada de muy diferen-tes maneras. Hay estudios con cargaso fuerzas de compresión (axiales oanguladas), de flexión en tres puntoso cuatro puntos, de deslizamiento,cizallamiento, tracción y torsión. Parael presente estudio hemos escogidola prueba de cizallamiento por consi-derar que reproduce muy bienmuchas situaciones de la dinámica

máxilo-mandibular sobre muchas res-tauraciones. Entendemos por cizalla-miento aquella situación en que elmaterial (o materiales) son sometidosa la acción de dos fuerzas opuestasque se aproximan entre sí sobre dife-rentes rectas paralelas6*. Con tal fin sediseñaron específicamente para esteexperimento los dispositivos mostra-dos en las figuras 7 y 8. En la revisiónbibliográfica realizada hemos encon-trado diversos trabajos que investiganla resistencia de la unión entre paresde materiales (metal-cerámicos, total-mente cerámicos o de resinas com-puestas a metales) pero no hemosencontrado ninguno en que se realicela comparación propuesta por noso-tros entre un sistema totalmentecerámico y siete metal-cerámicos.Aunque en todos los trabajos consul-tados se mide la resistencia de launión entre diferentes materiales hayvariaciones relevantes en cuanto a ladisposición y elaboración de los espe-cimenes y a su tamaño. Nosotroshemos escogido una superficie decontacto, entre los materiales a estu-diar, de 8 mm de diámetro (alrededorde 50 milímetros cuadrados) por con-siderar que se trata de una superficiecompatible con el uso clínico de losmateriales en una cara dental libre.Los ensayos puros de compresión o decarga en tres puntos (flexión), queaparecen con frecuencia en la litera-tura consultada, van encaminados asimular in vitro las condiciones buca-les de los puentes pero no estudian elcomportamiento de las fuerzas dedeslizamiento, tangenciales y de ciza-llamiento que aparecen en diferenteszonas laterales de las restauraciones,sobre todo en las interfases entremateriales.

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Subconjunto para alfa = .05Grupo N 1 2 3

I 10 26,1II 10 29,1 29,1IV 10 30,7 30,7III 10 37,4 37,4 37,4SN 10 40,1 40,1V 10 40,3 40,3VII 10 41,8 41,8VI 10 47,8Sig. 0,062 0,062 0,150

Tabla 3. Test de Student Newman-Keuls

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En el trabajo de Halmihatti y cols7

utilizaron una metodología muy pare-cida a la descrita en el presente traba-jo. El diámetro de la superficie deunión entre materiales fue tambiénde 8 mm. La aleación empleada fueuna de Ni-Cr pero la comparación laefectúan frente a materiales unidos almetal que son resinas, ormoceras ycerómeros (Artglass, Solidex y Targis)frente a porcelana unida a metal(Noritake + NI-Cr). En una de sus con-clusiones se menciona que la porcela-na unida a metal muestra una resis-tencia de la unión al deslizamientoconsiderablemente más alta que lostres sistemas de resina. Ku y cols8 tam-bién compararon la resistencia degrupos de coronas ceramometálicasfrente a coronas realizadas con ceró-meros (Artglass, Sculpture y Targis)que recibieron cargas con una deter-minada angulación. En sus resultadosencontraron también mayor resisten-cia de las coronas ceramometálicas.

En un trabajo de Al-Dohan y cols9

se utilizaron cilindros en los que lasuperficie de unión entre los pares demateriales era de 2,4 mm. Investiga-ron la resistencia de la unión al cizalla-miento de tres sistemas totalmentecerámicos frente a uno ceramo-metá-lico. Entre los sistemas cerámicosempleados incluyeron dos con zirco-nia (el otro es IPS-Empress 2+Eiris).Los resultados muestran que no haydiferencias significativas entre los sis-temas totalmente cerámicos y elmetal-cerámico.

Bondioli y cols10 utilizaron fuerzasde deslizamiento o cizallamiento perocon un diseño experimental diferenteal nuestro. La prueba de resistencia dela unión se efectuó sobre el materialcerámico recubriendo la superficie

lateral, cilíndrica, de las estructurasmetálicas. Aunque utilizaron dos siste-mas de cerámica unida al titanio simi-lares a los nuestros (Triceram y Titan-keramic), se centraron mas en investi-gar las variaciones que pueden intro-ducir en la resistencia de la uniónentre titanio puro y cerámica, las dife-rencias de temperatura del moldedurante el colado del metal.

Hay un estudio extenso e intere-sante de Guazzato y cols11,12, publicadoen dos partes, que recoge una ampliaexperimentación sobre resistencia a lafractura y microestructura de unaselección de materiales totalmentecerámicos entre los que se encuen-tran algunos constituidos por zirconia.Se trata de ensayos constituidos porcarga en tres puntos.

Otros autores consultados investi-garon sobre resistencia de la uniónentre metal y cerámicas utilizandometodologías ya mas alejadas de lanuestra o la resistencia de la uniónentre metales y materiales a base deresinas compuestas. Así, Filser y cols13

estudiaron la resistencia de estosmateriales sobre un modelo experi-mental de puentes de tres piezas apli-cando cargas de flexión. Esta situa-ción experimental es distinta a lanuestra y aunque se comparan dossistemas totalmente cerámicos, nin-guno de ellos fue contemplado ennuestro ensayo (In-Ceram Alúmina eIPS-Empress 2). Ludwig14 hace alusióna la resistencia a la fractura de coro-nas de cerámica sin metal pero utilizógrupos de coronas completas a lasque aplica cargas de compresión dedirección axial y de dirección oblicuarespectivamente. Comparó los siste-mas IPS-Empress y Dicor con unacerámica convencional.

En un trabajo, algo mas alejado en eltiempo, Persson y Bergman15 realizaronun complejo estudio en el que compa-raron la resistencia al cizallamiento desistemas ceramo-metálicos de titaniomecanizado y de titanio colado frente asistemas ceramo-metálicos en que elmetal era una aleación de alto conteni-do en oro. Incluyeron una comparaciónde resultados con el estudio de resis-tencia en una corona ideal de elemen-tos finitos. En sus conclusiones encuen-traron que hay mayor resistencia de launión de los dos sistemas con titanioque con la aleación de alto contenidoen oro. Otros estudios, como los dePetridis y cols16, o los de Gilbert y cols17

se alejan de los objetivos perseguidosen el presente trabajo.

En cuanto a los materiales compa-rados, la selección que hemos realiza-do parece muy apropiada al momen-to presente ya que la revolución quesuponen la llegada de nuevos mate-riales totalmente cerámicos puedemarcar un hito importante en el mun-do odontológico frente a los sistemasmetal-cerámicos para este tipo derestauraciones. Este trabajo de inves-tigación in vitro tiene la ventaja deque puede realizarse con una meto-dología relativamente sencilla de ela-borar y ejecutar.

ConclusionesA la vista de los resultados obteni-

dos en la presente investigación sepueden obtener las siguientes conclu-siones:

1. En valores absolutos, los valoresmedios mas altos, frente a cargas decizallamiento, se obtienen para el gru-po totalmente cerámico (Cercon

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Smart Ceramic) frente a todos los gru-pos ceramo-metálicos estudiados.

2. No obstante solo aparecen dife-rencias estadísticamente significativasentre el grupo experimental o deprueba estudiado (VI) (Cercón) y losgrupos I, II y IV.

3. Desde el punto de vista mecáni-co la elección del sistema totalmentecerámico estudiado (Cercón®) es laalternativa más válida frente a lasopciones ceramometálicas I, II y IV.

4.También desde el punto de vistamecánico, en aquellos pacientes quepresenten algún problema con elníquel (alergias), son alternativas váli-das tanto el sistema totalmente cerá-mico estudiado como el Co-Cr + cerá-mica (grupo VII).

5. En alguno de los sistemas estu-diados se aprecian oscilaciones decierta importancia en las desviacionesestándar. Dadas las diferencias dentrode algunos sistemas, ello parece indi-

car que hay sistemas muy sensibles ala técnica de manejo.

AgradecimientosEl autor agradece la colaboración y

la profesionalidad de todos los com-ponentes, tanto del equipo directivocomo del personal técnico de Labora-torios Aragoneses S. L., en la prepara-ción de las muestras empleadas en elpresente ensayo.

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1. Anusavice KJ. Cerámicas dentales. En: Anusa-vice KJ. Phillips Ciencia de los Materiales Den-tales. Undécima edición. Madrid: Elsevier,2004.

2. Salsench J, Cabré J, Gascon FJ y cols. Puentesexperimentales totalmente de cerámica.Bases y proceso de confección. Quintessence(ed esp) 1991;4:467-71.

3. Vega JM. Cerámica dental. En Toledano M. ycols.: Arte y Ciencia de los Materiales Odonto-lógicos. Madrid: Ediciones Avances, 2003:283-96.

4. Vega JM. Uniones ceramo-metálicas y ceramo-cerámicas: perspectivas futuras. Gaceta Den-tal 2004;149:106-14.

5*. Alvarez MJ, Peña JM, Gonzalez I-R, Olay MS.Características generales y propiedades de lascerámicas sin metal. RCOE 2003;8:525-46. En las cinco referencias bibliográficas preceden-tes el lector interesado puede encontrar ampliadocumentación sobre los desarrollos modernosdel complejo mundo de las cerámicas.

6*. Vega JM. Propiedades físicas mecánicas de losmateriales odontológicos (I). En Vega JM:Materiales en Odontología. Fundamentos bioló-gicos, clínicos, biofísicos y fisicoquímicos.Madrid: Ediciones Avances, 1996: 61-75. En este capítulo se puede encontrar informacióngeneral sobre los principios generales relativos

a ensayos tecnológicos aplicados a la resistenciade los materiales odontológicos.

7. Almilhatti HJ, Giampaolo ET, Vergani CE,Machado AL, Pavarina AC. Shear bondstrength of aesthetic materials bonded to Ni-Cr alloy. J Dent 2003;31:205-11.

8. Ku CV, Park SW, Yang HS. Comparison of thefracture strength of metal-ceramic crownsand three ceromer crowns. J Prosthet Dent2002;88:170-5.

9. Al-Doan HM, Yaman P, Dennison JB, RazzoogME, Lang BR. Shear strength of core-veneerinterface in bi-layered ceramics. J ProsthetDent 2004;91:349-55.

10*. Bondioli IR, Bottino M. Evaluation of shearbond strength at the interface of two porce-lains and pure titanium injected into the cas-ting mold at three different temperatures. JProsthet Dent 2004;91:541-7.Los cuatro artículos precedentes ofrecen infor-mación específica sobre aspectos directamenteligados al contenido del presente trabajo.

11. Guazzato M, Albakry M, Ringer SP, Swain MV.Strength, fracture toughness and microstruc-ture of a selection of all-ceramic materials.Part I . Pressable and alumina glass-infiltra-ted ceramics. Dent Mater 2004;20:441-8.

12. Guazzato M, Albakry M, Ringer SP, Swain MV.Strength, fracture toughness and micros-

tructure of a selection of all-ceramic mate-rials. Part I I. Zirconia-based dental cera-mics. Dent Mater 2004;20:449-56.

13. Filser F, Kocher P, Weibel F, Lüthy H, Schärer P,Gauckler LJ. Reliability and strength of All-Ceramic Dental Restorations Fabricated byDirect Ceramic Machining (DCM). Int JComput Dent 2001;4:89-106.

14. Ludwig K. Análisis de la resistencia a la rotu-ra de las coronas de cerámica sin metal (tra-ducción al español). Dental-labor 1991;5:647-51.

15. Persson M, Bergman M. Metal-ceramic bondstrength. Acta Odontol Scand 1996;54: 160-5.

16. Petridis H, Garefis P, Hirayama H, KafantarisNM, Koidis PT. Bonding indirect resin com-posites to metal: Part 1. Comparison of she-ar bond strengths between different metal-bonding systems and a metal-ceramic sys-tem. Int J Prosthodont 2003;16:635-9.

17*. Gilbert JL, Covey DA, Lautenschlager EP.Bond characteristics of porcelain fused tomilled-titanium. Dent Mater 1994;10:134-40.En estas últimas siete citas bibliográficas sepueden encontrar diferentes trabajos experi-mentales que investigan, desde diferentes ópti-cas, la resistencia de la unión metal-cerámica,ceramo-cerámica o de resinas compuestas,ormoceras, cerómeros, etc.

Bibliografía recomendadaPara profundizar en la lectura de este tema, el/los autor/es considera/an interesantes los artículos que aparecen señalados delsiguiente modo: *de interés **de especial interés.

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