Trabajo de Investigación Efectos del Rocatec y Z-Prime Plus como Elementos de Unión en la Resistencia a la Tracción de Porcelanas de Oxido de Zirconio. Effects of Rocatec and Z- Prime Plus as bonding elements in the tensile bond strength of zirconia porcelains. Revista Dental de Chile 0; 0 () 7-3 Autores: Dr. Vladimir Valenzuela Aranguiz, Dr. Patricio Romero Vidal, 3 Dr. Pedro meneses Baeza. 4 Dr. Najle Abuyeres El Sarras. Profesor Titular, Asignatura Odontología Integral del Adulto, Facultad de Odontología, Instructor, Asignatura Odontología Integral del Adulto, Facultad de Odontología, 3-4 Cirujano Dentista, Práctica Privada. Resumen Para comparar la resistencia a la tracción de porcelanas de óxido de zirconio tratadas superficialmente con los sistemas Z-Prime Plus (BISCO), Rocatec (3M ESPE) y un control con arenado de óxido de aluminio, se utilizaron 45 bloques de óxido de zirconio con una superficie de unión de 5 mm.. Estas probetas fueron divididas aleatoriamente en 3 grupos de 5. A cada grupo se le realizó un tratamiento de superficie distinto, se unieron con una resina de cementación dual a bloques de resina compuesta de similares dimensiones y posteriormente fueron sometidas a fuerzas de tracción en la máquina de ensayos universal Instrom (modelo 3369). Una vez obtenida la ruptura de la interfase adhesiva los datos fueron analizados mediante los estadísticos Anova y test de Tukey. Resultados: Se encontraron diferencias estadísticamente significativas (p 0.05), en la resistencia a las fuerzas de tracción entre los distintos grupos, siendo las probetas tratadas con Z Prime Plus (BISCO) las que ofrecieron los mayores niveles de resistencia a la tracción (Promedio 6,76 +/-,07 MPa). Conclusión: El tipo de tratamiento superficial utilizado sobre las porcelanas de óxido de zirconio, afectan de manera significativa la resistencia a las fuerzas de tracción. Palabras clave: Cerámicas de oxido de Zirconio, Tratamiento de superficie, Rocatec, Z Prime Plus, Resistencia a fuerzas de tracción. Summary To compare the tensile bond strength of porcelain zirconia surface treated with the systems Z-Prime Plus (BISCO), Rocatec (3M ESPE) and a control with sanded aluminum oxide were used 45 blocks of zirconia with a surface of union of 5 mm. These specimens were randomly divided into 3 groups of 5. Each group is carried out a different surface treatment, joined with a dual resin cement to composite blocks of similar dimensions and were subsequently subjected to tensile forces in the Instron universal testing machine (model 3369). Once the rupture of the adhesive interface data were analyzed using the statistical ANOVA and Tukey test. Results: We found statistically significant differences (p 0.05) in resistance to tensile forces between the different groups, with the samples treated with Z Prime Plus (BISCO), which offered the highest levels of tensile strength (Average 6.76 + / -.07 MPa). Conclusion: The type of treatment used on the porcelain surface of zirconium oxide, significantly affect the resistance to tensile forces. Key words: Zirconia Ceramic, Surface treatment, Rocatec, Z-Prime Plus, Tensile Bond Strength. Introducción La odontología se ha enfocado permanentemente en lograr restauraciones que simulen lo más fielmente posible las estructuras dentarias y mediante la continua investigación se desarrollan nuevos materiales de uso clínico que no siempre sabemos aprovechar en su totalidad. Las tradicionales porcelanas feldespáticas de uso odontológico logran niveles estéticos aceptables, lamentablemente sus características y Revista Dental de Chile 0; 0() 7
cualidades ópticas superan por mucho su capacidad de resistir las fuerzas compresivas oclusales, siendo muy frágiles y por tanto necesitan de un núcleo metálico para sustentarlas, el cual le resta cualidades estéticas a las mismas. (,,3) La industria odontológica ha desarrollado nuevos tipos de porcelanas, ejemplo de ello son las de óxido de aluminio y óxido de zirconio, que alcanzan cualidades estéticas elevadas y una buena resistencia a las fuerzas masticatorias. La dureza de estos materiales logran niveles superiores al de las porcelanas feldespáticas, teniendo como característica diferencial la ausencia de fase vítrea y consecuentemente de sílice, impidiendo el uso del silano (como agente acoplante) que potencia una mejor adhesión entre el cemento de resina y la porcelana. (, 3) En particular, el óxido de zirconio o Zirconia (ZrO) es una cerámica policristalina, ácido resistente, que no contiene sílica amorfa (SiO) y por tanto no es posible grabarla con ácido fluorhídrico (HF). Por otro lado, se debe recordar que una correcta unión de la restauración al sustrato dentario es fundamental para el éxito a largo plazo de la misma, ya que se ha establecido que una parte importante de los fracasos clínicos ocurren en la interfase preparación biológica restauración, por ser la zona más débil, como es también donde se pueden producir microfiltraciones (4,5). Esta situación puede ser solucionada mediante un adecuado diseño de la preparación biomecánica, de la restauración indirecta y de una correcta técnica de cementación (6,7,8). Entonces, los beneficios más relevantes que entrega una adecuada cementación, particularmente en los nuevos sistemas de porcelanas, se refieren a otorgar una mayor retención de las restauraciones, proveer una adecuada adaptación marginal, prevenir microfiltraciones y mejorar los niveles de resistencia a la fractura (5), tanto del diente como de la restauración (,7,9). Este problema ha sido materia de estudios desde que estas porcelanas salieron al mercado, y se han desarrollado distintos sistemas que tratan de lograr una unión efectiva entre el cemento de resina y la superficie interna de la porcelana ya que otros procedimientos convencionales como el arenado o el grabado con ácido fluorhídrico no tienen mayores efectos frente a la composición química y alta dureza de estas nuevas porcelanas. (,4,0,) Es así como se han desarrollado sistemas como el Rocatec (3M ESPE), que mediante un método triboquímico incorpora sílice a estas superficies y sobre ellas se puede utilizar el silano como acoplante, y los que incorporan monómeros ácidos de fosfato (MDP), que tienen una significativa afinidad por superficies libres de sílice, ejemplo de este sistema es el Z-Prime Plus (BISCO). El propósito de este trabajo fué cuantificar y comparar la resistencia a la tracción lograda al usar los sistemas Rocatec y Z-Prime Plus como tratamientos superficiales previo a la cementación de bloques de cerámica de óxido de zirconio. Material y método Se utilizaron 45 bloques rectangulares (de 5 x 5 x 8 mm.) de cerámica de óxido de zirconio con una superficie de unión en sus extremos de 5 mm., que fueron divididos aleatoriamente en 3 grupos de 5 muestras cada uno, los cuales representaron los tres diferentes tipos de tratamientos superficiales a estudiar. Posteriormente, se procedió al proceso de sinterizado de éstos, el cual otorgó las propiedades ópticas y de resistencia finales a la porcelana. Este sinterizado fue realizado en un horno sin presión durante 8 horas a una temperatura que oscila entre 350 y 500 ºC. Simultáneamente se realizaron bloques de resina compuesta de fotocurado (Filtex 350, 3M-Espe) con las mismas dimensiones y un extremo de 5 mm., con el fin de obtener una superficie sobre la cual se realizó el procedimiento de cementación de las muestras. Los grupos en estudio fueron los siguientes: Grupo A: Control, que constó de 5 bloques de porcelana de óxido de zirconio arenadas con la máquina Miniblaster utilizando partículas de óxido de aluminio de 90 micrones a una presión de.8 bars y a una distancia de cm, por 5 segundos a 90 grados de incidencia (,4,). Grupo R: Constituido por 5 bloques de porcelana de óxido de zirconio tratadas con el sistema Rocatec (3M ESPE) siguiendo el protocolo del fabricante, el cual consistió en la aplicación de arenados seriados, con óxido de aluminio, al cual se le agregan partículas modificadas con sílice, seguida de una posterior aplicación de silano (). Grupo Z: Compuesto por 5 bloques de porcelana de óxido de zirconio, tratadas con el sistema Z-Prime Plus (BISCO). El protocolo de aplicación de este sistema consistió en limpiar la superficie de la porcelana y posteriormente secarla con aire. Para limpiar la superficie el fabricante recomienda la aplicación de una de las siguientes opciones: ácido ortofosfórico al 37%, piedra pómez, ultrasonido (ya sea con alcohol o acetona), aplicación de vapor o la aplicación de arenado a base de óxido de aluminio. De estas opciones, se utilizó la aplicación de piedra pómez para el procedimiento de limpieza. Consecutivamente se aplicaron dos capas de Z-Prime Plus (BISCO) y se secaron con una jeringa triple por 5 segundos (3). Luego de tratadas las superficies cerámicas de los distintos grupos se realizó la cementación de éstas a los bloques de resina, para lo cual se utilizó el cemento de resina dual Rely X ARC (3M ESPE). Una vez aplicado el cemento sobre la superficie de la porcelana se 8 Revista Dental de Chile 0; 0()
Tabla : Tensión Máxima Grupo A Grupo Tensión Máxima (MPa) A 0.34 A 0.39 A 3 0.40 A 4 0.36 A 5 0.9 A 6 0.49 A 7 0.43 A 8 A 9 0.4 A 0 0.39 A A 0.47 A 3 A 4 0.35 A 5 0.47 En este grupo de superficies arenadas, el promedio de la tensión máxima fue de 0.39 MPa y la desviación estándar fue de 0.06. Tabla 3: Tensión Máxima Grupo Z Grupo Tensión Máxima (MPa) Z 9.00 Z 5.8 Z 3 6.08 Z 4 5.93 Z 5 5.89 Z 6 6.8 Z 7 6.63 Z 8 8.8 Z 9 6.8 Z 0 6.68 Z 6.4 Z 8.4 Z 3 6.50 Z 4 6.8 Z 5 6.6 Los resultados al someter a tracción las probetas tratadas con el producto Z-Prime Plus (BISCO) indican que el promedio de la tensión máxima fue de 6.76 MPa y la desviación estándar fue de.066. Tabla : Tensión Máxima Grupo R Grupo Tensión Máxima (MPa) R 3.0 R.57 R 3 3.4 R 4 4.33 R 5 3.88 R 6 3.48 R 7 3.0 R 8 4.04 R 9 3.93 R 0 4.0 R 3.46 R 3.4 R 3 3.38 R 4 3.88 R 5 3.5 Los resultados al someter a tracción las probetas tratadas con el producto Rocatec (3M ESPE) muestran que el promedio de la tensión máxima fue de 3.55 MPa y la desviación estándar fue de 0.478. T_MAX MPa unió al bloque de resina compuesta y se procedió a la fotopolimerización de la interfase adhesiva, mediante una lámpara de fotocurado durante minutos por lado. Las probetas se mantuvieron a temperatura ambiente por 48 horas y luego fueron montadas en una máquina Instron (modelo 3369) que midió la fuerza de tracción necesaria para lograr la ruptura de la interfase cerámica cemento de resina bloque de resina compuesta, moviéndose a una velocidad de milímetro por minuto. A los datos obtenidos se les aplicaron los estadísticos; análisis de varianza ANOVA y el test de Tukey, que permiten comprobar entre que grupos se encuentran diferencias significativas. Resultados Gráfico : Resultados de los tres grupos en estudio. 0 9 8 7 6 5 4 3 0 Los resultados se muestran en Mega pascales, unidad que representa la carga máxima a la que fue sometida la probeta hasta lograr romper la interface cemento porcelana. Cave consignar que en todas las probetas testeadas la ruptura fue de tipo adhesivo entre la superficie de cerámica y la resina de cementación. A R Z A = Arenado R = Rocatec Z = Z Prime Plus MATERIAL Este gráfico de barras muestra las diferencias encontradas. Se observa que el grupo Z presenta valores mayores que los otros grupos, especialmente con el grupo A. Revista Dental de Chile 0; 0() 9
Para constatar diferencias entre los grupos se utilizó el análisis de varianza ANOVA. Tabla 4: Análisis ANOVA Fuente Discusión Suma de los cuadrados Este estudio evaluó el efecto de diferentes tratamientos de superficie que se pueden utilizar en superficies de cerámica del tipo zirconia, cuando son sometidas a pruebas de tracción, con la finalidad de cuantificar la capacidad de adhesión a una superficie de resina compuesta. Dentro de las limitaciones de nuestro estudio in vitro es que realizamos las pruebas mecánicas de tracción con una metodología convencional, generalmente la técnica más utilizada es de microtensión, que presenta algunas ventajas respecto a las convencionales, pues al utilizar superficies pequeñas se obtiene una distribución mas homogénea del stress durante la aplicación de cargas. Sin embargo, la forma y técnica de fabricación de las micro muestras genera limitaciones y desventajas que frecuentemente no son consideradas. Los procedimientos de corte y desgaste necesarios para obtener muestras de superficies muy pequeñas, inevitablemente generan defectos y micro fracturas, que actúan como sitio de inicio y propagación de una falla. Los posibles efectos que se df Promedio de los cuadrados F-ratio Materiales 0.9 0.095 33.540 0.000 Error 0.0 4 0.000 El análisis determina que existen diferencias significativas entre cada uno de los grupos, dado que el valor de p es menor a 0.05. Para determinar diferencias significativas entre cada uno de los grupos se utilizó el test de Tukey. Tabla 5: Matriz de comparación de probabilidades por pares (test de Tukey). A.000 A R Z R 0.000.000 Z 0.000 0.000.000 Al comparar los distintos grupos, los valores de p fueron menores a 0.05, por lo que existen diferencias significativas entre cada uno de los grupos de estudio, es decir, el grupo A (Arenado) tiene diferencias significativas con respecto al grupo R (Rocatec) y al grupo Z (Z-Prime Plus), y los dos anteriores también tienen diferencias significativas entre ellos. producen en la integridad de la interfase adhesiva y las consecuencias sobre las fuerzas de tensión adhesiva son desconocidas, contribuyen a obtener valores posiblemente no reales y con algún grado de distorsión. (4,5) Dada las características físicas y químicas de las nuevas cerámicas de óxido de aluminio u óxido de zirconio, se hace necesario modificar las superficies internas de las porcelanas para lograr una unión satisfactoria con el sustrato dentario; en el estudio realizado por Wolfart M, Lehmann F et al (6), demostraron que el uso del arenado de partículas de óxido de aluminio mejora significativamente la fuerza de unión de las porcelanas, de óxido de zirconio, al sustrato dentario en comparación con aquellas que no recibieron ningún tratamiento superficial. Similares hallazgos fueron encontrados por Kitayama S, Nikaido T et al (0), quienes establecieron que se aumenta de manera significativa la resistencia a la tracción de la restauraciones cuando se les realiza tratamientos de superficie. P Con respecto a que sistema de tratamiento de superficie ofrece la mayor resistencia a las fuerzas de tracción, se encontró que el sistema Rocatec (3M ESPE) ofrece una resistencia significativamente mayor que el simple arenado con partículas de óxido de aluminio (3,55 MPa versus 0,39 MPa). Esto coincide con las conclusiones que fueron encontradas en el estudio realizado por Özcan M y Vallitu PK (7), los cuales concluyeron que en porcelanas de óxido de zirconio y de aluminio, la silanización triboquímica de las superficies de las porcelanas aumentaba la fuerza de unión significativamente, en comparación con el simple arenado de partículas de óxido de aluminio. Esto también coincide con lo reportado por Blixt M, Adamczak E et al (6), quienes establecieron que el sistema de Rocatec (3M ESPE) aumenta la fuerza de unión entre el cemento de resina y la restauración, al compararlos con el arenado de partículas de óxido de aluminio y en superficie no tratadas. Estos hallazgos confirmaron que es necesaria la utilización de tratamientos superficiales en las porcelanas, para mejorar su resistencia a la tracción, y que el sistema Rocatec (3M ESPE) constituía una razonable alternativa respecto al arenado exclusivo con partículas de óxido de aluminio. (7,8) Sin embargo y en contraposición, un trabajo in vitro presentado por Hong-Joo et al (0) (9), indicaron que los mejores valores se lograron en superficies de cerámica de zirconia tratadas con un sistema abrasivo con partículas de AlO3 de 0 μm. En relación al producto Z-Prime Plus (BISCO) encontramos que los valores de resistencia a la tracción de la unión cemento de resina y la restauración, aumentaron significativamente, superando los resultados obtenidos con el sistema Rocatec. (6,76 MPa versus 3,55 Mpa). Nuestros datos en general coinciden con lo informado por Cavalcanti AN et al (009), respecto a que productos basados en monómeros de MDP incrementan significativamente la resistencia a la tracción de las superficies de zirconia. (0) 30 Revista Dental de Chile 0; 0()
Otros autores también confirman que la aplicación de un adhesivo que contenga monómeros ácidos de fosfato (MDP) son recomendables para mejorar la adhesión (, ) de las cerámicas de zirconia. A la luz de los resultados obtenidos con Z-Prime Plus (BISCO), se pueden nombrar otras ventajas proporcionadas por este producto que la diferencian de otros sistemas de tratamiento de superficie que ya existen en el mercado. En primer lugar Z-Prime Plus no requiere una gran inversión de capital, ya que no es necesario usar sistemas arenadores como se usan en el sistema Rocatec o en el arenado con partículas de óxido de aluminio. Otra gran ventaja es la simplicidad que otorga en el manejo clínico ya que se utiliza básicamente como un primer, no requiere trabajo de laboratorio pudiendo ser aplicado directamente en una sesión clínica. Consideramos que la introducción y desarrollo de este tipo de producto pueden facilitar los procedimientos clínicos y asegurar una mejor sobrevida de las restauraciones en base a cerámica libre de metal, ya sean de óxido de aluminio u óxido de zirconio. Conclusiones Dentro de las limitaciones de este estudio in vitro con un modelo convencional de tracción, podemos concluir que el uso de Z-Prime Plus (que contiene un monómero ácido de fosfato o MDP) logra los mayores valores de adhesión al tratar una superficie de cerámica de zirconia. El sistema Rocatec arroja valores de aproximadamente la mitad del sistema anterior y las superficies tratadas solo con un arenado de óxido de Aluminio dio los valores mas bajos de resistencia a la tracción en este tipo de cerámica. Bibliografía. Blatz MB, Sadan A, Kern M, Resin-ceramic bonding: a review of the literature, J Prosthet Dent. 003; 89:68-74. 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