Estético, biocompatible, resistente, es la zirconia el material "ideal" para nuestras prótesis sobre implantes?

Transcripción

1 Resúmenes de Conferencias Marzo 2009 Prof. Guillermo J. Pradíes Ramiro 25 de marzo de 2009 Estético, biocompatible, resistente, es la zirconia el material "ideal" para nuestras prótesis sobre implantes? Qué es la zirconia?, cuáles son los fundamentos químicos de su utilización? La zirconia es básicamente un metal de color blanco, por lo que aunque por intereses comerciales se le ha asociado con las cerámicas, la realidad es que tiene poco o nada que ver con ellas, ya que su contenido de feldespato y caolín es prácticamente inexistente y su estética más allá del color blanco, no la posibilita para grandes pretensiones. De repente y asociado al imparable desarrollo de las técnicas de CAD-CAM, la zirconia pasa a ser el material no sólo preconizado para la realización de pilares fresados individualizados, sino para la realización de puentes largos e incluso, sin ningún criterio de evidencia científica, para la realización de enormes herraduras para rehabilitaciones totales sobre implantes. Pero volvamos un paso hacia atrás para determinar el escenario en el que nos encontramos a día de hoy. En primer lugar debemos de entender que zirconia no es CAD-CAM y CAD-CAM no es sólo zirconia. Sin duda alguna la tecnología CAD CAM ha llegado a la Odontología para quedarse y estamos ante el mayor avance en las técnicas de laboratorio y de interelación laboratorio-clínica de los últimos 50 años. La fiabilidad del diseño protésico asistido por ordenador y la calidad de los trabajos obtenidos por esta tecnología, está fuera de toda sospecha. Pero debe de quedar claro que dicha tecnología se aplica con gran éxito para todo tipo de materiales: titanio, cerámica, plásticos, aleaciones base, etc. Así que el éxito con la fiabilidad de la zirconia no debe apoyarse como argumento comercial en la técnica CAD CAM, ni el CAD CAM debería asociarse de manera exclusivista hacia las posibilidades con la zirconia. 42

2 Marzo 2009 Resúmenes de Conferencias Una vez aclarado esto volvamos a la zirconia: el Zirconio es un elemento del sistema periódico de número atómico 40. Es un metal blanco grisáceo, brillante y muy resistente a la corrosión. Es más ligero que el acero con una dureza similar a la del cobre. El Zirconio que utilizamos en Odontología hoy en día se presenta en forma de Y-TZP (óxido de Zirconio Tetragonal parcialmente estabilizado con Ytrio). Pero, qué significa realmente esto? Cristalográficamente, el Zirconio a presión ambiente y a temperatura ambiente, se encuentra en la denominada fase monoclínica. Cuando el Zirconio adquiere la temperatura de 1170, cambia de estructura pasando a la denominada fase tetragonal. Por último, cuando adquiere los 2370 la Zirconia pasa a la denominada fase cúbica. Como era de esperar, cada fase tiene unas carácterísticas diferentes e incluso el paso de una a otra también tiene un especial interés en las propiedades de la zirconia que hoy utilizamos. Garvie en 1975 describió el denominado fenómeno de transformación resistente mediante el cual la zirconia parcialmente estabilizada en fase tetragonal, ante la presencia de una zona de alto estrés como es la punta de una grieta, sufre un cambio de fase en dicha zona, pasando a cristalizar ese área en fase monoclínica. Dicho cambio de fase trae consigo un aumento de volumen de la partícula de zirconia de aproximadamente un 5%, capaz de sellar la grieta. Así pues, finalmente lo que se consigue es una cicatrización de dicho área evitando la propagación de dicha grieta. Este mecanismo ha sido en el que se ha fundamentado el excelente comportamiento a nivel de resistencia de la zirconia en comparación con otros materiales. Sin embargo, antes hemos dicho que la zirconia a temperatura ambiente se encontraba en fase monoclínica y no en fase tetragonal así que cómo logramos estabilizar a temperatura ambiente a la zirconia en una fase que no es la que le corresponde? La respuesta es, que es necesario la utilización de otro elemento como el Ytrio o el Nióbio entre otros, para estabilizar la zirconia en esa situación, podríamos decir, de excitación controlada. La zirconia que hoy en día utilizamos en Odontología responde casi siempre a la formulación de óxido de zirconia (ZrO 2 ) estabilizada parcialmente con óxido de ytrio ( Y 2 O 3 ). El término parcialmente tiene un especial significado porque como se podrá deducir, si la zirconia estuviera totalmente estabilizada, no habría posibilidad de transformación de la misma y por lo tanto, perderíamos la principal propiedad en la que basamos su uso. Así pues su amable que no estético color blanco, su alta resistencia a la fractura por encima de los 1000 Megapascales (más de 5 veces la que tiene una cerámica feldespática convencional) su mayor translucidez en comparación con otros metales, su facilidad de fabricación al consolidarse las técnicas de CAD CAM, su alta biocompatibilidad y, por último, una campaña de marketing sin precedentes, la han elevado al podium de los materiales dentales de última generación. Incluso se ha logrado generar un ambiente entre los profesionales tal que, el que no hace zirconia, es que está anticuado. Aplicaciones de la zirconia en implantología La zirconia está disponible en la actualidad para muy diversas, y en algunos casos, atrevidas indicaciones. En primer lugar, se utiliza como pilar protésico implantológico. Dentro de esta indicación existen a su vez dos opciones bastante distintas. La casa comercial del implante que utilicemos puede disponer de pilares previamente sinterizados y pretallados de manera estándar tanto para su utilización como pilar recto, como angulado. En este caso, el técnico de laboratorio debe, en general, individualizar dicho pilar mediante su fresado (figura 1). Como ya expondremos en el siguiente punto, ésto va a poder influir sobre las características o propiedades de resistencia del pilar. La segunda opción consiste en el diseño individualizado por ordenador del pilar necesario y su posterior fabricación en un centro de fresado (figura 2 y 3). En este caso, el proceso es sin duda alguna, mucho más controlado tanto a nivel de espesores mínimos como a nivel del tratamiento al que es sometido el propio zirconio. La segunda indicación es la fabricación de las propias estructuras de las prótesis sobre implantes. En este caso, obviamente todas las estructuras son fresadas en grandes centros de manera individual, previo diseño parcial o total en un ordenador o mediante el escaneado de una maqueta en cera u otro material de modelado. Al principio dichas estructuras no llegaban más allá de 4 o a la sumo 5 unidades (figura 3), pero en la actualidad se está preconizando su uso para rehabilitación totales, es decir, férulas de entre 10 y 14 piezas. Obviamente estas estructuras necesitan ser recubiertas de otra cerámica de tipo feldespático que presten la estética y anatomía final del caso. El 43

3 Resúmenes de Conferencias Marzo 2009 Figura 1. Pilar de zirconia prefabricado con base de titanio en la zona de contacto entre pilar e implante ( Zimmer ). más que discutible comportamiento y la unión de estas cerámicas a los núcleos de zirconia también será comentado en el siguiente apartado. En tercer lugar hoy en día ya se encuentran disponibles y comercializados los implantes de zirconia. Dichos implantes tienen distintos diseños en función de si van a ser utilizados para sustituir incisivos,molares, etc. Incluyen en casi todos los casos, el propio pilar protésico en el implante y, por lo tanto, deben de ser preparados o individualizados, si ésto es necesario, directamente en la boca del paciente. De momento, no tenemos constancia de que estén disponibles "en colores vita", pero a la velocidad que vamos, no nos extrañaría que antes de terminar este manuscrito, ya fuera posible su obtención. Aunque también en el siguiente apartado justificaremos lo que, a nuestro entender, supone una extralimitación al menos a día de hoy de las indicaciones de la zirconia, no podemos por menos que advertir que no existe ningún tipo de evidencia científica del comportamiento de este tipo de implantes. Figura 2. Pilar de zirconia individualizado. Obsérvese la zona de conexión directa entre el pilar y el implante (Procera ) ). Figura 3. Pilar de zirconia individualizado. Obsérvese la conexión metálica interna entre el pilar y el implante (Procera para Straumann ). Es la zirconia el material ideal para nuestras prótesis sobre implantes? Nuestra respuesta es no. La zirconia tiene una serie de problemas, algunos de ellos de imprevisible control que hacen que en nuestra opinión no podamos considerarlo como el material "ideal". No quiere esto decir que debamos dejar de utilizarlo, pero sí que debemos de ser prudentes en la extensión de dichos trabajos y en la forma en la que los conectamos a nuestros implantes (de titanio). Todavía hay muchas cosas que no sabemos del funcionamiento a medio y largo plazo de la zirconia (figura 5). Los factores en los que basamos estas afirmaciones son los siguientes: 1) El primer factor limitante de las capacidades de la zirconia, deriva precisamente del principal fenómeno en el que fundamenta sus magníficas propiedades, el "fenómeno de transformación resistente". Una vez que el lector revise en las páginas anteriores en que se basaba, podrá él mismo realizarse las siguientes preguntas: Si la zirconia está parcialmente estabilizada y sufre sucesivas tensiones, llegará un momento en que toda la zirconia tetragonal se habrá transformado en monoclínica y no tendrá capacidad de autorepararse, produciendose el fallo del material? Si la zirconia está estabilizada con el Ytrio para mantenerse en fase tetragonal cómo sabemos que 44

4 Marzo 2009 Resúmenes de Conferencias dicha estabilización no tiene tal capacidad de estabilización, que pueda promover que la zirconia no pueda transformarse en fase monoclínica y, por lo tanto, no se autorepare? Por qué el tamaño de grano observado en muchas cerámicas tiene tras su sinterización, fresado y cocciones de reducción de tensiones, tamaños de grano mayores que el sugerido para su correcto comportamiento? 2) La zirconia tiene una más que discutible unión con los recubrimientos estéticos (cerámicas feldespáticas) con las que se relaciona. Las razones son las siguientes: La zirconia no tiene fenómenos de oxidación en superficie por lo que no puede utilizar este mecanismo para unirse con la cerámica de recubrimiento. La zirconia tiene un casi inexistente cantidad de silicio, por lo que no se pueden utilizar los ácidos convencionales (Fluorhídrico) etc. para crear patrones de microretención. La utilización de técnicas de chorreado con óxido de aluminio puede llegar a producir zonas de estrés que condicione la transformación de la zirconia tetragonal en monoclínica. Figura 4. A) Estructura de zirconia fresada Zircad y B) aplicación de la cerámica de recubrimiento Emax Ceram, (Ivoclar ) 45

5 Resúmenes de Conferencias Marzo 2009 Figura 5. Imágenes de MEB mostrando distintos aspectos de la superficie de fractura de una prótesis parcial fija cerámica de zirconia. A) vista general de la zona de fractura; B) detalle a mayores aumentos; C) Zona periférica a la superficie de fractura, en la cual se puede ver el recubrimiento porcelánico agrietado; D) Superficie de fractura del núcleo cerámico de 3Y-TZP. La temperatura a la que deberían de utilizarse las cerámicas de recubrimento para lograr una buena mojabilidad sobre el núcleo de zirconia, están por debajo de las recomendadas por los fabricantes, porque no se sabe si dicha temperatura (en torno a los 950 grados ) podría llegar a afectar a la zirconia ( recordar que su transformación se produce a 1170 grados) 3) La dureza del zirconio es tal, que comienzan a existir datos de que su contacto directo con la base de los propios implantes, puede llegar a deteriorar o literalmente abollar la superficie del propio titanio, con el consiguiente problema posterior de lograr buenos ajustes de las conexiones. Este problema es mayor en los sistemas de conexión interna que en los de conexión externa de superficie plana. Por esta razón, algunas casas comerciales han diseñado directamente sus pilares de zirconia con una base de titanio (ver figura 1). De esta manera, no existe contacto directo entre la base del pilar y la base del pilar de zirconia. 4) El llamado fenómeno de degradación de baja temperatura (LTD) parece el responsable de la fractura de 400 prótesis de cadera de zirconia en el año 2001 en Francia, hasta el punto en que dicho tipo de prótesis sigan prohibidas en Francia y la venta de las mismas cayera ese mismo año en un 90%. Dicho mecanismo parece haber quedado demostrado que se produce a medio plazo cinco años? y que se acelera en presencia de medios húmedos. Alguien sabe qué tipo de medio tenemos en la boca de nuestros pacientes? Así pues, según todas las consideraciones anteriormente expuestas, el futuro parece estar según nos dicen los científicos expertos en desarrollo de cerámicas- más cerca de las cerámicas de óxido de alúmina dopadas con pequeñas cantidades de óxido de zirconia (en torno al 10%) que de la zirconia pura. El tiempo lo dirá. Mientras tanto, mantener una actitud prudente en su utilización, parece razonable. Zirconia sí, pero no para todo ni con todo. No todas las Zirconias son iguales, optar por sistemas cerámicos de reconocido prestigio científico y tecnológico. Por supuesto, no a las grandes rehabilitaciones de 14 unidades en un solo bloque para prótesis sobre implantes. Ah! por cierto, Zirconia, Zirconio, Circonio o como la llaman los expertos, Circona, son todos sinónimos. Bibliografía recomendada Garvie RC, Hannink RH, Pascoe RT. Ceramic steel? Nature 1975;258: Martínez Rus F, Pradíes Ramiro G, Suárez García MJ, Rivera Gómez B. Cerámicas dentales: clasificación y criterios de selección. RCOE 2007;12: Kelly R, Denryb I. Stabilized zirconia as a structural ceramic: An overview. Dental Materials 2008;24: Chevalier J, Gremillard L, Deville S. Low-Temperature Degradation of Zirconia and Implications for Biomedical Implants. Annu. Rev. Mater. Res :1 32 De Aza AH, Chevalier J, Fantozzi G, Schehl M, Torrecillas R Slow-crack growth behavior of zirconia-toughened alumina ceramics processed by different methods. J. Am. Ceram. Soc. 86: Chevalier J. What future for zirconia as a biomaterial? Biomaterials 2006;27: