Artículos Originales COMPARACIÓN DE LA RESISTENCIA COMPRESIVA DE CORONAS EN DOS MATERIALES DE CERÁMICA VITREA: DISILICATO Y SILICATO Revista Colombiana de Investigación en Odontología 2015; 6 (16): 8-15 1. Dra. Lina Marcela Bonilla Flórez 1. Dra. Leidy Johanna Guzmán Sánchez 1. Dra. Diana Nafi Nafi 2. Dra. Mónica Mejía De Los Ríos 1. Residente Rehabilitación Oral Fundación Universitaria CIEO-UniCIEO 2. Docente Rehabilitación Oral Fundación CIEO-Unicieo Recibido 09 de Abril 2015/Enviado para modificación 19 de Abril 2015/Aceptado 25 de Abril 2015 COMPARISON OF THE COMPRESSIVE STRENGTH OF TWO DENTAL CROWNS OF GLASS CERAMIC MATERIALS: DISILICATE AND SILICATE RESUMEN Objetivo. Comparar la resistencia compresiva de coronas elaboradas en Disilicato de Litio (IPS e.max CAD-IVOCLAR VIVADENT Schaan, Liechtenstein) y coronas en Silicato de Litio reforzado con dióxido de Zirconio (VITA SUPRINITY, Alemania). Método. 36 coronas cerámicas elaboradas sobre premolares humanos superiores sanos, se distribuyeron aleatoriamente en dos grupos: Grupo 1 (DL): coronas en Disilicato de Litio y Grupo 2 (SL): coronas en Silicato de Litio reforzado con Dióxido de Zirconio. La digitalización óptica de los troqueles se realizó utilizando escáner óptico (ineos Blue inlabsirona CEREC Alemania) y para el diseño de las coronas se empleó el software (Software Inlab Versión 4.2.5 Sirona CEREC Alemania). Todas las restauraciones se cementaron con RelyX Ultimate. La prueba de resistencia tripoidal a la fractura se realizó en el dispositivo universal de pruebas Instron. Resultados. La prueba de Mann Whitney no encontró diferencia significativa en la resistencia compresiva de las coronas monolíticas en Disilicato de Litio y Silicato de Litio (p>0,05). Sin embargo las coronas en Disilicato de Litio en promedio tuvieron 55 MPa más de resistencia compresiva que las de Silicato de Litio. Conclusiones. La resistencia compresiva de ambos materiales es similar. Las restauraciones monolíticas en Disilicato de Litio y Silicato de Litio presentaron fuerza compresiva superior al mínimo requerido en cavidad oral (200 MPa), por lo tanto ambos materiales son clínicamente aceptables. PALABRAS CLAVE: Coronas; Disilicato de Litio; Silicato de Litio; CAD/CAM; Resistencia compresiva.
9 Comparación de la resistencia compresiva de coronas ABSTRACT Objective. To compare the compressive strength of Lithium Disilicate crowns (IPS e.max CAD-IVOCLAR VIVADENT Schaan, Liechtenstein) and Lithium Silicate reinforced with Zirconium Dioxide (VITA SUPRINITY, Germany) crowns. Methods. 36 ceramic crowns were distributed into 2 groups: Group 1 (DL): Lithium Disilicate crowns and group 2 (SL) Lithium Silicate crowns. The optical scanning of dies was performed using the optical scanner (ineos Blue inlab Sirona CEREC Germany) and the crowns design was made using the software Software Sirona Inlab Version 4.2.5 CEREC Germany). All restorations were cemented with RelyX Ultimate. The mechanical test of tripoidal fracture toughness was performed in a Universal Testing Device Instron. Results. The Mann Whitney test did not find statistically significant differences between groups in compressive resistance. However the Lithium Disilicate crowns showed 55 MPa more resistance compared to Lithium Silicate crowns. Conclusions. The compressive strength of both materials is similar, Monolithic Lithium Disilicate and Lithium Silicate restorations presented average values above the minimum required in the oral cavity (200 MPa), therefore both materials are clinically acceptable. KEY WORDS: Crowns; Lithium Disilicate; Lithium Silicate; CAD/CAM, Compressive resistance. INTRODUCCIÓN En la actualidad se ha incrementado la realización de restauraciones estéticas, lo que ha propiciado el desarrollo de diferentes materiales que buscan mejorar sus propiedades físicas y mecánicas proporcionando así una estética funcional (1). De ahí la importancia de considerar la resistencia de los materiales que se utilizan en una restauración, esta se define como la máxima tensión que se requiere para fracturar una estructura y según la fuerza aplicada puede ser traccional, tangencial y compresiva (2). Es así, como el diseño y la fabricación asistida por computador CAD/CAM ha evolucionado de manera importante durante las últimas décadas, contando con amplias aplicaciones en las restauraciones (3). El sistema maquinado el IPS e.max CAD, utiliza el Metasilicato de Litio donde una vez fresado, se somete a un tratamiento térmico llamado cristalización, este proceso genera la transformación de la microestructura para convertirse así en Disilicato de Litio (4,5). Recientemente se introdujo una cerámica vítrea maquinada de Silicato de Litio reforzada con Dióxido de Circonio VITA SUPRINITY CAD/CAM que igualmente es Silicato de Litio y una vez cristalizado pasa a Disilicato de Litio (6). Autores como Guess y colaboradores, evaluaron el comportamiento a la fatiga de restauraciones CAD/CAM monolíticas en Disilicato de Litio (IPS e.max CAD) y coronas de óxido de Circonio con material de blindaje (IPS e.max ZirCAD/ Ceram), utilizando una máquina de ensayos para fatiga, concluyendo que las coronas monolíticas de Disilicato de Litio presentan mejor comportamiento a la fatiga frente a las coronas de Circonio (7). Clausen y colaboradores, evaluaron la influencia del diseño de la preparación y del material cerámico en la resistencia a la fractura y fatiga masticatoria de restauraciones completamente cerámicas de molares inferiores, elaboradas en leucita reforzada con
Revista Colombiana de Investigación en Odontología 2015; 6 (16) 10 cerámica de vidrio (IPS Empress Esthetic) y cerámica de vidrio Disilicato de Litio (IPS e.max Press), concluyendo que las restauraciones realizadas en Disilicato de Litio (IPS e.max Press) presentan mayor resistencia a la fractura y a la fatiga masticatoria (8). Debido a que no se conoce evidencia científica que compare la resistencia a la fractura entre vitrocerámicas como el Disilicato de Litio y Silicato de Litio reforzado con Dióxido de Circonio, surge la importancia de conocer los valores reales de la resistencia compresiva de coronas realizadas en Disilicato de Litio (IPS e.max CAD-IVOCLAR VIVADENT Schaan, Liechtenstein) y coronas en Silicato de Litio reforzado con dióxido de Zirconio (VITA SUPRINITY, Alemania). MATERIALES Y MÉTODOS Esta investigación es experimental In vitro de la línea de Investigación Biomateriales y procesos de laboratorio dental, la muestra fue constituida por 36 coronas cerámicas cementadas en premolares superiores sanos, distribuidas aleatoriamente en dos grupos de 18 dientes cada uno. Un primer grupo de coronas elaboradas en Silicato de Litio (SL) y un segundo grupo en Disilicato de Litio (DL). Se recolectaron premolares sanos los cuales fueron desinfectados con hipoclorito de sodio al 0,5%, posteriormente lavados con abundante agua, sumergidos en solución salina (Cloruro de sodio al 0,9%) y luego seccionados los ápices con el fin de realizar irrigación a través del conducto. Las preparaciones para corona completa fueron realizadas en los dientes según el protocolo de preparación del Doctor Enrique Mejía. Finalizada la preparación, el empleo del ultrasonido piezoeléctrico (Perfect Margin Shoulder ) tuvo como propósito obtener una preparación uniforme. Una vez tomadas las impresiones con silicona por adición (Elite - Zhermack, Alemania), el tiempo para la recuperación elástica fue de 1 hora, se aplicó tensoactivo (Aurofilm, Bego, Alemania) y se realizó el vaciado con yeso tipo IV extra duro reforzado con dióxido de titanio (Elite Master, Zhermack, Alemania), con una relación A/P de 21ml/100g. La mezcla del material se realizó en la mezcladora automática al vacío (Motova300, Bego, Alemania). Las impresiones vaciadas fueron llevadas al dispositivo de presión constante (Wiropress, Bego, Alemania) a 3 bar de presión por 10 minutos. Despúes 45 minutos transcurrieron antes de recuperar los troqueles para luego recortarlos uniformemente en longitud, grosor y demarcados así: para el grupo de coronas en Silicato de Litio (SL) seguido con números consecutivos y para el grupo de coronas en Disilicato de Litio (DL) seguido con números consecutivos. Utilizando un escáner óptico (ineos Blue inlab Sirona Alemania), se realizó la digitalización o impresión óptica de cada uno de los troqueles y el diseño de las coronas para cada grupo utilizando un software de diseño (Software Inlab Versión 4.2.5 Sirona CEREC Alemania) estableciendo los parámetros según las instrucciones del fabricante. Para el posicionamiento de los bloques fue utilizado el sistema (Inlab Stack- Sirona CEREC Alemania) y el maquinado con la unidad de fresado (InLab MC XL- Sirona CEREC Alemania), empleando bloques de Silicato de Litio y Disilicato de Litio. Luego de ser diseñadas y fresadas, las coronas en Silicato de Litio fueron ubicadas sobre la plataforma del horno (VITA, VACUMAT, Alemania) y las coronas en Disilicato de Litio en el horno (Programat 200, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) con el fin de realizar la cocción de cristalización y glaseado. Para realizar la cementación el sustrato de la superficie interna de las coronas fue preparado con ácido fluorhídrico al 5% durante 20 segundos, lavado profuso y neutralización con bicarbonato de sodio durante 1 minuto, aireado y aplicación de silano durante 2 minutos. Para la superficie dentaria el protocolo fue
11 Comparación de la resistencia compresiva de coronas el siguiente: profilaxis con bicarbonato de sodio, grabado del esmalte de la línea terminal con ácido fosfórico al 37 % durante 15 segundos, lavado profuso con agua, aireado y aplicación del adhesivo universal frotando la superficie dentaria durante 20 segundos, aireado y fotopolimerización por 10 segundos. Posteriormente las coronas fueron cementadas con cemento resinoso RelyX Ultimate, ejerciendo presión en el centro de la restauración utilizando el dispositivo de presión constante (diseñado por Sánchez y colaboradores en 2005) con una carga de 5kg fuerza, se fotopolimerizó por 2 segundos, para retirar excesos y finalmente durante 10 segundos cada superficie con una lámpara de fotopolimerización LED Bluephase N (Ivoclar, Vivadent Schaan, Liechtenstein). La prueba de resistencia a la fractura se realizó en el dispositivo universal de pruebas Instron en los laboratorios de Ingeniería Mecánica de la Universidad de los Andes, utilizando una punta cilíndrica de extremo redondeado con diámetro de 2.5mm, ubicada sobre la fosa funcional a manera de trípode, con una velocidad de 1mm/min hasta conseguir la fractura de la restauración cerámica (Figura 1 y 2). En el análisis estadístico para determinar la presencia de fuerzas atípicas de la resistencia entre el Disilicato de Litio y el Silicato de Litio, se aplicó el análisis de puntos atípicos por Box plot, verificándose que no existieron. Seguido a este análisis la prueba Shapiro Wilk fue aplicada, encontrando que las resistencias fueron no paramétricas, lo que implicó aplicar la prueba de Mann Whitney para comparar la resistencia compresiva entre ambos grupos. Figura 1. Punta esférica sobre la fosa funcional. Figura 2. Fractura del material cerámico.
Revista Colombiana de Investigación en Odontología 2015; 6 (16) 12 RESULTADOS Los resultados de resistencia a la fractura se midieron en Megapascales (MPa) y se presentan en la tabla 1 indicando el promedio ± Desv. Estándar, mediana y valor de p para la comparación mediante la prueba de Mann-Whitney. Tabla 1. Comparación de la carga compresiva en MPa. CORONA n Promedio Desviación Mediana Shapiro Mann Wilk Valor p Whitney SILICATO DE LITIO 18 247 64,09 241,95 0,023 DISILICATO DE LITIO 18 272,74 62,61 296,89 0,004 0,067 La prueba estadística indica que no hay diferencia estadísticamente significativa entre la resistencia a la fractura de las coronas de ambos materiales (p= 0,067). Sin embargo el promedio para Disilicato de Litio fue 55 MPa mayor que el de Silicato de Litio. Grafica 1. Gráfico 1. Comparación resistencia compresiva entre los dos sistemas
13 Comparación de la resistencia compresiva de coronas DISCUSIÓN El presente estudio comparó la resistencia compresiva en coronas fabricadas con dos materiales cerámicos, Silicato de Litio reforzado con 10% de Oxido de Circonio y Disilicato de Litio. De acuerdo a los resultados arrojados, ambos materiales estuvieron por encima de los valores mínimos requeridos para un material restaurador en el sector posterior. Estudios reportan la cantidad de carga que puede generarse ante fuerzas masticatorias a nivel del primer molar superior, indicando que los valores de referencia para la resistencia compresiva de un material restaurador en el sector posterior debe ser superior a los 200 MPa. Drummond y Colaboradores mencionan que clínicamente las restauraciones dentales están sujetas a fuerzas cíclicas de 60 a 250N durante la función y hasta 500 a 800N durante períodos cortos, sin embargo, el rango varía de acuerdo a la ubicación: en la región molar 400 a 890N y 222 a 445N en la zona premolar, en la presente investigación los resultados están dentro de los rangos referenciados (9,10). En este estudio, la mediana para el Silicato de Litio fue 241.9 MPa, mientras que para el Disilicato de Litio fue 296.8 MPa, mostrando así resultados inferiores de resistencia a la fractura en comparación con los datos suministrados por las respectivas compañías (Silicato de Litio 420MPa y Disilicato de Litio 360MPa) (5,6). Aunque no hubo una diferencia estadísticamente significativa entre los dos materiales, el Disilicato de Litio presentó 55 MPa más de resistencia a las fuerzas compresivas frente Silicato de Litio. Teniendo en cuenta que la preparación dental es uno de los factores que puede influir en la resistencia, se empleó la técnica de preparación para corona completa del Doctor Enrique Mejía Burgos, las preparaciones fueron realizadas por un solo operador, con una pieza de alto torque, utilizando fresas troncocónicas de punta plana, una para cada dos dientes, se utilizó el Perfect Margin Shoulder ya que según Bolaños y colaboradores la inclusión de este sistema ayuda a minimizar las irregularidades de la preparación permitiendo un mayor asentamiento final de la restauración (12). Para el diseño de las coronas fue empleado el escáner óptico (ineos Blue Sirona Alemania), realizando la digitalización o impresión óptica de cada uno de los troqueles con un espacio para el cemento de 90μm, basados en Luthra quien menciona que dentro de las técnicas que mejoran el asentamiento de las coronas cerámicas se encuentra el alivio de la presión hidrostática logrado mediante el uso del espaciador (13). Para la cementación se realizó grabado selectivo en esmalte sobre la línea terminal, debido a que el acondicionamiento de la superficie aumenta la energía superficial y permite una mayor adaptación en la cementación (14). El sustrato cerámico fue acondicionado con ácido fluorhídrico al 5% y con silano, basados en Pospiech (2002), ya que genera una fuerte unión entre el cemento resinoso y la cerámica (14). Para la cementación se utilizó el cemento resinoso RelyX Ultimate de la compañía 3M (Alemania), el cual siendo utilizado con el adhesivo universal Scotchbond resulta en una adecuada unión adhesiva tanto con el esmalte como la dentina y cuenta con una resistencia de 30 MPa. El agente adhesivo incluye un componente que activa la función de autopolimerización y elimina la necesidad de un activador dual, indicado para cementar vitrocerámicas, oxicerámicas, prótesis fijas metálicas y restauraciones CAD/CAM (15). Adicionalmente permite la opción de realizar grabado total, grabado selectivo o autograbado de la superficie dental. Considerando que las compañías (VITA e Ivoclar-Vivadent) en sus respectivos estudios utilizaron láminas sobre las cuales
Revista Colombiana de Investigación en Odontología 2015; 6 (16) 14 aplicaron la fuerza en 3 puntos, en la presente investigación se aplicó la fuerza alrededor de la fosa funcional porque la morfología oclusal de un diente posterior no es plana y la descomposición de las fuerzas generadas sobre esa superficie discrepan en cuanto a las que se generan sobre una lámina. Por lo tanto, basados en diferentes estudios se empleó una punta cilíndrica de extremo redondeado a manera de trípode en el dispositivo universal de pruebas (16,17). Luego de ser aplicada la carga, se registró la fuerza requerida hasta alcanzar la fractura en cada una de las coronas. Diferentes tipos de fallas fueron evidenciadas en las coronas de ambos grupos, así mismo, se observó que hubo muestras que no presentaron fractura del material cerámico, sino que la falla estuvo dada a nivel radicular, por lo tanto en estos especímenes el valor registrado fue el valor máximo de resistencia dado en los resultados del presente estudio. Teniendo en cuenta que ambos materiales contienen un porcentaje de ZrO2, las diferencias entre el Silicato de Litio y el Disilicato de Litio pueden estar influenciadas por el contenido de este material, autores como Apel y colaboradores reportan en su estudio que al variar el porcentaje de ZrO2 puede incrementarse la dureza del material (18). La aplicabilidad clínica de este estudio radica en la importancia de conocer y comparar los valores de resistencia compresiva reales de estos materiales y considerar que son diversos factores que influyen en la resistencia tales como la preparación dental, el espesor del material cerámico y sus propiedades, el material cementante y el tipo de oclusión entre otras. Conclusiones La resistencia compresiva de ambos materiales es similar, sin embargo, el Disilicato de Litio presentó una mediana 55 MPa mayor frente al Silicato de Litio, sin ser esta diferencia estadísticamente significativa. Las restauraciones monolíticas en Disilicato de Litio y Silicato de Litio presentaron valores superiores a los mínimos requeridos de fuerza compresiva en la cavidad oral (200 MPa), por lo tanto ambos materiales son clínicamente aceptables. Los autores desean expresar sus agradecimientos por su orientación y dedicación al comité de investigación conformado por el Dr. Rodrigo Rivera y la Dra. Beatriz Cepeda de Romero, de igual forma a la Fundación universitaria CIEO UniCIEO donde se llevaron a cabo los procedimientos para realizar el estudio. REFERENCIAS 1. Okuhama SKC. Cementos Resinosos. [Tesis de Posgrado] [Perú] Universidad Peruana Cayetano Heredia. 2009. 20 p. 2. The Academy of Prosthodontics Foundation. The Glossary of Prosthodontic Terms. J Prost Dent 1999; 81:49. 3. Hamza TA, Ezzat HA, El-Hossary MM, Katamish HA, Shokry TE, Rosenstiel SF. Accuracy of ceramic restorations made with two CAD/CAM systems. J Prosthet Dent 2013; 109:83-7. 4. Torres E. Actualización y modificación de la clasificación de materiales sistema cerec. Revista odontos 2013;41:74-84. 5. IPS e.max CAD. Instrucciones de uso de laboratorio. IVOCLAR-VIVADENT 6. VITA SUPRINITY, instrucciones de uso. Versión 01. VITA 7. Guess PC, Zavanelli RA, Silva NR, Bonfante EA, Coelho PG, Thompson VP. Monolithic CAD/CAM lithium disilicate versus veneered Y-TZP crowns: comparison of failure modes and reliability after fatigue. Int J Prosthodont 2010; 23:434 42. 8. Clausen JO, Abou Tara M, Ker M.
15 Comparación de la resistencia compresiva de coronas Dynamic fatigue and fracture resistance of non-retentive all-ceramic full-coverage molar restorations. Influence of ceramic material and preparation design. Dent Mat. 2010; 26:533 538. 9. Drummond JL, King TJ, Bapna MS, Koperski RD. Mechanical property evaluation of pressable restorative ceramics. Dent Mat. 2000;16:226 233. 10. Zahran M, El-Mowafy O, Tam L, Watson P.A, Finer Y. Fracture strength and fatigue resistance of all-ceramic molar crowns manufactured with cad/cam technology. J Prosthodont 2008;17:370-377. 11. Garcia M, Leon C, Tello G. Comparación del asentamiento de coronas IPS empress 2 en dos preparaciones para dientes anteriores cementadas con cement resinoso (Multilink) [Tesis de Posgrado]. [Bogotá]: Universidad Militar Nueva Granada -Fundación Centro de Investigación y Estudios Odontológicos CIEO; 2007. 52 p. 12. Bolaños S, Guana D, Manrique A, Mejía M. Comparación de la adaptación marginal de cofia Níquel-Cormo (Ni-Cr) utilizando dos técnicas de revestimiento: fraguado con y sin aplicación de presión constante, en anillos de libre expansión. Revista Odontos. 2012: 38;7-17. 14. Pospiech P. All-ceramic crowns: bonding or cementing? Clin Oral Invest 2002; 6:189 197. 15. Relyx ultimate adhesive resin cement two-year clinical performance report. http://solutions.productos3m. es/3mcontentretrievalapi/blobserv let?lmd=1404895064000&locale=es_ ES&assetType=MMM_Image&assetId=1361 806682861&blobAttribute=ImageFile 2004. Fecha de busqueda: 27/02/2015. 16. Zesewitz TF, Knauber AW, Nothdurft FP. Fracture resistance of a selection of fullcontour all-ceramic crowns: An in vitro study. Int J Prosthodont 2014; 27: 264-266. 17. Blatz MB, Oppes S, Chiche G, Holst S, Sadan A. Influence of cementation technique on fracture strength and leakage of alumina all-ceramic crowns after cyclic loading. Quintessence Int 2008; 39:23-32. 18. Apel E, Van t Hoen C, Rheinberger V, Wolfram H. Influence of ZrO2 on the crystallization and properties of lithium disilicate glass-ceramics derived from a multicomponent system. J Eur Ceram Soc 2007; 27:1571 1577. 13. Luthra R. A comparative study on the retention of full coverage cast crowns cemented with zinc phosphate cement with and without die relief agent on prepared human teeth. J Ind Prosth Soc 2005; 5:82-87.