Materiales Para lograr el éxito en un tratamiento odontológico, además de la importancia del diagnóstico y planificación, es indispensable que el Odontólogo conozca en detalles las fases laboratoriales, así como el Técnico en prótesis dentaria conozca los procedimientos clínicos. Los procedimientos laboratoriales son directamente relacionados con su TIME: Técnica, Instrumentación, Material y Equipo. Este artículo presenta un estudio detallado de los distintos materiales involucrados en la realización de colados en el laboratorio; las ceras, los revestimientos y las aleaciones. Ellos son los materiales de mayor importancia en la realización de colados, pero, sus aspectos científicos son muchas veces poco conocidos. El objeto de este artículo es de mostrar en un lenguaje simple y didáctico, las principales características de los productos usados durante las fases laboratoriales. El empleo de materiales de última generación para la realización de colados es directamente relacionado con el resultado obtenido. Cera El colado con cera perdida es una técnica conocida de la humanidad hace por lo menos 6.000 años a.c., los hebreos la inventaron. Todavía es uno de los procesos más utilizados hoy día para se confeccionar modelos en la industria joyera. Taggart, en 1907, presentó la fabricación de restauraciones coladas, considerada entonces como la primera aplicación de la técnica de la cera perdida en Odontología. 200 años atrás, la cera ya era utilizada en el área odontológica para impresión; hoy, su principal aplicación es la toma de registro, y las esculturas diversas en laboratorio. Composición Las ceras odontológicas son compuestas por distintas ceras naturales, así como otros productos, tales como aceites, grasas, gomas, resinas y colorantes. Esta variedad de componentes permite obtener ceras con características y propiedades distintas. Ellas pueden ser de origen: 1
Animal Cera de abeja, producida por las glándulas laterales del abdomen de las abejas. Después de una purificación, ella se encuentra blanca y relativamente blanda. Es utilizada para aumentar la fluidez y la flexibilidad a la temperatura ambiente. Intervalo de fusión alrededor de 63-70 C. Vegetal Cera de carnauba o cera candelila, generalmente duras, quiebra fácil, insípidas e inodoras. Ellas son incorporadas para aumentar la dureza, rigidez y resistencia. Intervalo de fusión alrededor de 80-85 C. Mineral Parafina, obtenida a través de procesos petroquímicos, residuo de la destilación del petróleo. Son ceras que presentan excelentes propiedades termoplásticos. Generalmente agregadas a la cera de abeja para disminuir su plasticidad. Intervalo de fusión alrededor de 48-70ºC. Las ceras microcristalinas son productos provenientes de cristales muy pequeños. Ellas son utilizadas para elevar la temperatura de fusión. Intervalo de fusión alrededor de 65-90ºC. Artificial Son mezclas entre resinas, ácido esteárico y gomas. Tornan las ceras más pegajosas, y más adhesivas. 2
Propiedades Las ceras son blandas y frágiles. Las propiedades térmicas son las que más presentan interés, principalmente la propiedad de termo plasticidad, o sea, la capacidad que tienen las ceras de ablandar mediante la acción del calor. Intervalo de fusión El intervalo de fusión de la cera corresponde a la media de las temperaturas de fusión de todos sus componentes. Es el pasaje del estado sólido al estado líquido. Él puede variar en función de la diversidad de sus componentes, generalmente entre 48 C y 90 C. Temperatura en C Tiempo en sec. Temperatura en C Líquida Intervalo de fusión Sólida Endurecimiento Cuando resfriada, la cera no pasa directamente del estado líquido al estado sólido. Durante el enfriamiento, la cera empieza a endurecer a aproximadamente 56 C, y se solidifica abajo de 40 C. Durante esta faja de temperaturas, ella permanece blanda y maleable, y se puede trabajarla con facilidad. Este estado de la cera permite una gran variedad de aplicaciones en el laboratorio. Tiempo en sec. 3
Coeficiente de expansión térmica Las ceras son los materiales odontológicos que presentan el mayor coeficiente de expansión térmica. Durante el pasaje del estado sólido al estado líquido, e inversamente, ocurren variaciones de volumen, creando dilataciones y contracciones en la cera. Cuanto mayor la dureza de la cera, mayor probabilidad de un coeficiente de expansión térmica alto. Un resfriamiento uniforme de la cera diminuye las tensiones. Conductibilidad térmica Debido a su composición y estructura, la cera tiene pésima conductibilidad térmica. Se necesita, entonces, el calentamiento de toda su masa uniformemente. Este calentamiento puede ser realizado a través de un baño maría, un horno programado, aire caliente o llama. Escurrimiento Es la capacidad de fluir, de deformarse. Ella es determinada por dos factores, temperatura de la cera durante la deformación y cantidad de fuerza ejercida sobre ella. La cera no presenta rigidez y puede escurrir cuando sometida a fuerzas o tensiones, mismo a temperatura ambiente. Cuanto mayor es la plasticidad de una cera, mayor su escurrimiento. Color Para facilitar la ejecución de un trabajo, el color de la cera elegida es de extrema importancia. Un contraste entre el color del modelo de yeso y el color de la cera es recomendable. Los trabajos precisos requieren la visualización de los mínimos detalles. En caso de trabajos de fresado, la atención y la concentración sobre la cera son tan grandes que su color debe ser agradable, para no cansar la vista. Para un encerado diagnóstico, será utilizada una cera de color semejante a la del esmalte dentario. Dureza Dependiendo del propósito, las ceras presentan consistencias distintas. La dureza de la cera es directamente relacionada con la amplitud de sus tensiones. Para una fixa grande, por ejemplo, después de la unión de todos los elementos con cera cervical, es interesante poner el trabajo en cera, aún en el modelo, en el agua tibia a aproximadamente 42 C. Dejar resfriar esta agua hasta volver a la temperatura ambiente, disminuya considerablemente las tensiones internas y superficiales de la escultura. 4
Tipos de cera en el laboratorio Cera para registro de oclusión Presentándose en forma de rodete, ella es suficientemente blanda para poder registrar la oclusión, y tolera temperatura más elevada que la del ambiente bucal, o sea, más de 37 C, sin sufrir deformaciones ni distorsiones. Cera para escultura de prótesis fija Debido a sus propiedades plástica y elástica, ella permite esculpir tanto por la metodología por adición de cera como por substracción de cera. Totalmente calcinable, ella es empleada para el procedimiento llamado de cera perdida. La cera para escultura se quema durante el calentamiento del anillo. Ella forma carbono, eliminado por oxidación, transformándose en gases volátiles. A una temperatura de 500 C, no es dejado residuos que excedan 0,1% del peso original. Cera para base de prótesis total Llamada también de cera 7 o 9, ella es compuesta por 75% de parafina, cera blanca de abeja, resina y esencia de terebintina, así como colorantes. La cera para base de prótesis total es blanda, permitiendo la movimentación de los dientes del stock para posicionarlos durante el montaje, además de posibilitar la escultura de la encía artificial. 5
Cera de fresado Una cera de fresado permite la creación de cantos extremamente delgados y precisos, por eso ella es extremamente dura. Generalmente rica en cera de carnauba o candelila, por sus extremas durezas, ella es la más dura cera utilizada en el área odontológica. Pero, el hecho de ser extradura y frágil presenta dificultades para la realización del encerado diagnóstico total de las coronas, requerido en las técnicas de fresado. Para contornear este problema, es posible diferenciar la cera utilizada para las partes fresadas, generalmente linguales, y el resto de la corona, o encontrar un compromiso entre dureza, precisión y facilidad de escultura. Cera para encerados diagnósticos Con propiedades similares a las de la cera para escultura de prótesis fija, ella es fácilmente esculpida, y puede también ser calcinada. Más cara, ella es generalmente presentada en estuches con varios tonos de amarillo y marrón, para reproducir efectos del color del esmalte de los dientes. Cera cervical Cera resinosa, sin contracción, ella es también llamada de cera muerta o inerte. Ella reproduce con extrema precisión los límites cervicales de las coronas. Es también utilizada como capas primarias para inlays, onlays, y overlays. Para cualesquier contactos entre cera e yeso, particularmente de los troqueles, debería ser empleada una cera inerte, para evitar tensiones superficiales. 6
Cera para escultura de PPR Las PPRs son esculpidas con la misma cera que es usada para escultura de prótesis fija. Esto principalmente por la facilidad de esculpirla y alisar su superficie, lo que facilita el pulimento futuro. Generalmente compuesta por cerca de 50% de parafina, ella es complementada por cera de carnauba o candelila, goma dammar y agentes colorantes. Cera de alivios Principalmente utilizada para la realización de la prótesis parcial removible, ella es una cera fluida, que permite eliminar las áreas retentivas y rellenar los ángulos muertos de un modelo, antes de su duplicación. Ella puede también presentarse en forma de placa autoadhesiva, para el alivio de las futuras mallas retentivas sobre las sillas. Cera preformada Son ceras especiales, de varios tamaños, formas, plasticidades y colores. Ellas son utilizadas para la realización de pónticos para prótesis fijas y también para el encerado de los elementos constituyentes de las PPRs. Los ganchos, barras linguales, mallas retentivas y rugosidades palatinas de cera facilitan y aumentan la velocidad de ejecución de los trabajos. Pero los preformados deben ser adaptados individualmente a cada situación. 7
Cera utilidad La cera utilidad presenta propiedades plásticas importantes, mismo a la temperatura ambiente. Multifuncional, ella es empleada para varias aplicaciones tanto en prótesis fija como en prótesis removible, reparaciones, alivios, bloqueos de modelos, bases de anillos, etc. Su temperatura de fusión es de 78 C. Cera pegajosa La cera pegajosa es una mezcla entre cera blanca de abejas y resina procedente de la savia de algunos árboles. También multifuncional, cuando se trata de unir, pegar, prender o conectar. Utilizada para unir y estabilizar temporariamente piezas para soldar. Cada cera debe ser empleada en su contexto, siguiendo las instrucciones de los fabricantes. 8
Revestimiento En Odontología existen tres tipos de revestimientos. Los revestimientos aglutinados por yeso, tradicionalmente utilizados para el colado de oro (Au) de baja fusión, prácticamente en desaparición en el mercado. Los revestimientos aglutinados por silicato de etila, perdiendo popularidad, utilizados para el colado de aleaciones no preciosas para prótesis parcial removible. Ellos presentan poca precisión, poca resistencia y los procedimientos involucrados son complejos. El tercer tipo de revestimiento es aglutinado por fosfato y satisface los requisitos de cualquier tipo de colado, siendo aleación preciosa o no preciosa, para prótesis metalocerámica, inlay, onlay, overlay, corona, puente o prótesis parcial removible. Detallados a seguir, los revestimientos fosfatados son los más populares, debido a la calidad de superficie que resulta en los colados, a la ausencia de contaminación de las aleaciones, y a la tolerancia a altas temperaturas, necesarias a los colados de metales no preciosos. Los revestimientos fosfatados son divididos en dos categorías: tipo I para inlay, onlay, overlay, coronas y puentes, y tipo II para PPR. Composición Los revestimientos fosfatados son compuestos de una carga refractaria (polvo) y de un aglutinante (líquido). Durante la mezcla de los dos componentes, es importante poner primero el líquido en el fondo de la cubeta, y a seguir poner el polvo arriba del líquido. Esto evita la incorporación de microburbujas al polvo y torna la mezcla más homogénea. 9
Carga refractaria (polvo) La carga refractaria es compuesta por das formas cristalinas de la silica: el quartzo y la cristobalita. El quartzo es encontrado abundantemente en la naturaleza; la cristobalita es producida artificialmente por la calcinación del quartzo a 1600 C. Aditivos, tales como colorantes y óxidos refractarios, están igualmente presentes en los revestimientos. Prácticamente todos los revestimientos fosfatados presentan la misma composición; la granulación y la calidad de la materia prima pueden diferir de un producto para otro. Quartzo Cristobalita Aglutinante (líquido) El aglutinante puede ser compuesto de óxido de magnesio, de di-hidrógeno fosfato de amonio, fosfato de monoamônia y silica coloidal. Debido a la presencia de fosfato en el líquido, estos revestimientos son llamados de revestimientos fosfatados. En el caso de los revestimientos antiguos, llamados de binder o a alcohol, el aglutinador es alcohol, silicato de etila y ácido. 10
Propiedades La calidad de un revestimiento es determinada por las siguientes propiedades: capacidad de reproducción de pequeños detalles, superficie lisa, expansión ajustable, tiempo suficiente para la manipulación, arenado fácil, suficientemente poroso para evacuar los gases, ser un material refractario no inflamable. Los datos fornecidos por los fabricantes son los siguientes: Tiempo de elaboración Determina el tiempo disponible para la mezcla líquido/polvo, y el revestido del anillo, o del molde en caso de duplicación. Varía en función de la temperatura ambiente. El calor acelera el fraguado del revestimiento. Por eso, en el verano, es recomendable conservar el polvo y el líquido dentro de un armario refrigerado o un refrigerador, entre 10 C y 12 C, sin congelar el líquido, para evitar su cristalización. Una cubeta lavada con agua caliente también acelera el fraguado del revestimiento. Una nueva generación de revestimientos fosfatados permite un tiempo de elaboración mayor, de hasta 5 minutos, especialmente desarrollada para países tropicales, con temperaturas ambientes elevadas. Tiempo de elaboración en min. Tiempo de fraguado Temperatura ambiente El tiempo de fraguado inicial, medido a través del sistema de la aguja de Vicat, corresponde al tiempo necesario para que el revestimiento sea totalmente endurecido. Este tiempo mínimo de espera después del revestido del anillo corresponde a la reacción exotérmica, liberación de calor hasta 85 C. Los revestimientos tradicionales, o sea, lentos, son puestos en el horno después de la reacción exotérmica, aproximadamente 45 minutos después del inicio de la espatulación. Los revestimientos llamados heat shock, choque térmico, son puestos en el horno durante la reacción exotérmica, generalmente entre 20 y 30 minutos después del inicio de la espatulación. 11
Proporción líquido/polvo Las indicaciones del fabricante sobre la proporción líquido/polvo deben ser rigurosamente respetadas. Es muy común encontrar Técnicos que no meden el líquido, alegando "poseer experiencia". Están equivocados, el ojo humano no es tan preciso! Es indispensable medir la cantidad exacta de líquido necesaria en la mezcla, para obtener resultados constantes. Resistencia a la presión La presión ejercida sobre el revestimiento para medir su resistencia es expresa en mega pascal (MPa). 1MPa = 1N/mm 2, lo que significa que 1MPa corresponde a una fuerza representada por un peso de aproximadamente 100g (1N) ejercida sobre una superficie de 1mm 2. Los revestimientos tipo I, para inlays, coronas y puentes, o sea, prótesis fija en general, tienen una resistencia a la presión de aproximadamente 5 a 10MPa. Los revestimientos del tipo II, para PPR, presentan resistencia a la presión de hasta 15 a 20MPa, indispensable para los modelos duplicados. Generalmente, los revestimientos más viscosos durante la elaboración son más resistentes que los muy líquidos. También cuando la concentración de líquido propio es importante, en detrimento del agua destilada, los revestimientos presentan mayor dureza. Un revestimiento altamente resistente a la presión presenta la gran ventaja de ser compacto, fino y preciso, pero no facilita el arenado. 12
Precalentamiento Un precalentamiento convencional, o sea, lento, requiere una estabilización de 30 minutos a aproximadamente 270 C, para permitir la expansión de la cristobalita. Una otra estabilización de 30 minutos a aproximadamente 570 C es necesaria para la expansión del quartzo. En un precalentamiento rápido, la temperatura del horno corresponde a la temperatura final. En ese caso, la expansión de la cristobalita y del quartzo es simultánea. La apertura del horno durante la eliminación de la cera es peligrosa, pues los gases pueden se incendiar en la presencia de oxígeno. El tipo de aleación utilizada determina la temperatura final de precalentamiento del anillo. Tipo de aleación Precalentamiento de los anillos Au 750 C Ag-Pd 850 C Ni-Cr 950 C Co-Cr-Mo 1050 C Para contener el revestimiento y formar el anillo, pueden ser usados anillos metálicos revestidos internamente por fibra cerámica, anillos de goma promoviendo una expansión libre, o anillos preformados de plástico para las PPRs. El tamaño de los anillos determina el tiempo necesario de estabilización final del horno. Este tiempo aumenta en función del tamaño del anillo, permitiendo a la temperatura ambiente del horno atingir el centro del anillo. Tipo de anillo 1x 3x 6x 9x - PPR Estabilización final 20-30min. 30-45min. 50-60min. 60-90min. La cantidad de anillos presentes en el horno también es determinante para el tiempo de estabilización final. Así, cuando mas anillos presentes en el horno, por mas tiempo debe ser mantenida la temperatura final. 13
Expansión Los revestimientos utilizados para el colado de prótesis odontológica son llamados de revestimientos compensadores. Esto es porque tienen la facultad de expandir y así compensar la retracción del metal durante su cristalización. Un metal no precioso presenta mayor retracción que un metal precioso. Existen dos tipos de expansión, la expansión de fraguado y la expansión térmica. El control de esas expansiones es importante para conseguir un ajuste apropiado de las coronas sobre los preparos, o de las contra-fresas sobre las fresas, por ejemplo. Expansión de fraguado La expansión de fraguado representa la expansión del revestimiento durante su endurecimiento. Ella es medida con un extensómetro, instrumento usado para medir pequeños movimientos de extensión de un cuerpo sometido a deformación. La expansión de fraguado, generalmente alrededor de 1,2% hasta 1,4%, puede variar mucho de un revestimiento para otro, además de todos los factores influyentes detallados a seguir. Temperatura ambiente La temperatura ambiente en el momento de la manipulación influencía en la expansión de fraguado del revestimiento. Cuanto más alta es la temperatura ambiente, más expansión resultará en el revestimiento. Temperatura de los materiales La temperatura del líquido y del polvo influye sobre la expansión. Ellos deberían ser siempre conservados en un armario refrigerado o refrigerador, entre 10 C y 12 C, sin congelar, para obtener resultados constantes. Una cubeta lavada con agua caliente también modifica la expansión de fraguado del revestimiento. Cantidad de líquido en la mezcla Si las indicaciones del fabricante sobre las proporciones líquido/polvo no son respetadas, el resultado no corresponderá a las especificaciones del producto. Es importante seguir las instrucciones para obtener resultados constantes. Porcentaje de líquido propio y de agua destilada La manera más significante de controlar la expansión de fraguado es a través del porcentaje de agua destilada contenida en el líquido. Un líquido puro mezclado al polvo resulta en una expansión de fraguado máxima. A la medida que el líquido es diluido con agua destilada, la expansión de fraguado del revestimiento diminuye. El empleo continuo del mismo revestimiento permite resultados precisos. Para trabajos en oro (Au), el porcentaje de líquido propio del revestimiento se encuentra diluido a 50% con agua destilada, para compensar la pequeña retracción del oro (Au). 14
Trabajos fijos extensos en metales no preciosos se encuentran complejos, debido a la expansión de fraguado importante. El ajuste de cada elemento individual puede ser satisfactorio, pero la prótesis fija en su posición en el arco puede presentar distorsiones. Para evitar este problema se puede trabajar con expansiones de fraguado localizadas, o sea, distinta expansión para el interior de las coronas y para el relleno del anillo. 80% 50% Tiempo y velocidad de pre espatulación con la mano El tiempo y la velocidad de pre espatulación con la mano influye sobre la expansión de fraguado del revestimiento. Él debe siempre ser lo mismo, aproximadamente 15 segundos, para se obtener resultados constantes y poder tener un control exacto de la expansión de fraguado. % de expansión Tiempo de espatulación en segundos Intensidad y tiempo de espatulación al vacío Para una mezcla homogénea del revestimiento, el tiempo de espatulación al vacío debe ser de, por lo menos, un minuto y la rotación del mezclador al vacío, generalmente, de 360min -1. La intensidad y el tiempo de espatulación son determinantes para el resultado final. 15
Expansión térmica La expansión térmica del revestimiento es controlada por la velocidad de subida de las temperaturas del horno y las estabilizaciones, con sus respectivos tiempos. De manera general, ella no puede y no debe ser modificada. La expansión térmica corresponde a la expansión de la cristobalita y del quartzo a temperaturas definidas. La programación del horno debe respetar rigurosamente las indicaciones de los fabricantes. Expansión de la cristobalita La cristobalita, a la temperatura ambiente, se presenta en su forma cristalina tetragonal; arriba de 270 C, ella sufre una expansión y pasa para una forma cúbica. Para completar esta expansión, es requerida una estabilización de 30 minutos a esta temperatura. 270 C Fase alfa Fase beta Expansión del quartzo El quartzo, a la temperatura ambiente, se presenta en su forma cristalina hexagonal, llamada de fase alfa. Arriba de 570 C, él sufre una expansión y pasa para una forma trigonal, llamada de fase beta. Para completar esta expansión, es requerida una estabilización de 30 minutos a esta temperatura. 570 C Fase alfa Fase beta 16
% de expansión Cristobalita Quartzo Temperatura del horno en C En un precalentamiento rápido, la expansión de la cristobalita y del quartzo es simultánea, y ocurre a la temperatura de introducción en el horno, o sea, a la temperatura final. Dependiendo del revestimiento, la expansión térmica, de aproximadamente 0,6% a 300 C, puede llegar hasta aproximadamente 1,4% arriba de 600 C. Con sílica coloidal % de expansión Temperatura del horno en C 17
Expansión total La suma de las dos expansiones, expansión de fraguado y expansión térmica, resulta en la expansión total del revestimiento. El proceso total de expansión es finalizado alrededor de 600 C. La expansión total, de aproximadamente 2,5%, puede llegar hasta 3%, utilizándose silica coloidal en el aglutinante. El control de la expansión de fraguado es difícil y poco regular, debido a la cantidad de factores involucrados. Para obtener resultados constantes, es importante respetar siempre un protocolo de trabajo similar. La expansión térmica es la más controlable, simplemente por las temperaturas de horno. Expansión de fraguado 81% 19% Expansión térmica Los revestimientos de última generación tienen tendencia a equilibrar la importancia entre la expansión de fraguado y la expansión térmica, para facilitar el control de la expansión total del revestimiento. Expansión de fraguado 55% 45% Expansión térmica 18
Silicosis Hace parte de un grupo de enfermedades llamado pneumoconiosia, que se origina del acumulo de polvo en los pulmones acompañado de reacción tejidual a su presencia. La silicosis es una enfermedad pulmonar causada por la inhalación de polvo con sílica libre y su consecuente reacción tejidual de carácter fibrogénico. Cuando inhalamos partículas de silica, estas se alojan en las superficies húmedas en el interior de nuestro aparato respiratorio. Algunas de esas partículas pueden llegar al interior de nuestro pulmón y se alojar en nuestros bronquios. Nuestro organismo, al percibir un cuerpo extraño, formará una fibrosis a su rededor, intentando eliminarlo. Como la sílica es una piedrita de quartzo, nuestro organismo no tiene capacidad de eliminarla y, consecuentemente, la formación de fibrosis es inútil. La inhalación continua disminuye la plasticidad de nuestro pulmón y también la capacidad de nuestros bronquios renovaren el oxígeno de nuestra sangre. Si no es interrumpida la exposición a la silica, empieza una consecuente enfermedad ocupacional grave, la silicosis, conocida mundialmente como una enfermedad típica de mineros. El Técnico en Prótesis Dentaria debe protegerse usando una aspiración, o una máscara filtrante contra polvos y evitar, de toda forma, la inhalación del polvo de revestimiento seco. 19
Aleaciones El mercado actual cuenta con una gran variedad de aleaciones odontológicas, más de 2.000, de composiciones ampliamente diversificadas y aplicaciones variadas. Los metales que las componen necesitan presentar compatibilidad y facilidad de fusión, colado, soldadura y pulimento. Poca contracción de solidificación, mínima reactividad con los revestimientos, resistencia al desgaste, alta dureza y resistencia a la corrosión. Co-Cr = Cr-Co La identificación de una aleación es hecha por los elementos predominantes; los componentes son listados en orden decreciente de composición. Por ejemplo, en una aleación para PPR, la denominación Cr-Co no es correcta. El metal predominante en la aleación es el cobalto (Co), presente alrededor de 60% en esta aleación. La denominación Co-Cr es más adecuada porque la base del metal es el Cobalto (Co). Los fabricantes presentan las aleaciones de diversas maneras, como, por ejemplo, cilindros, paralelepípedos, bloques, hojas, pelotas o lágrimas. Una nueva generación de aleaciones, llamadas de bioaleaciones, no contiene paladio (Pd), ni cobre (Cu), solamente oro (Au) y platino (Pt). El cobre (Cu) se descolora rápidamente, y presenta toxicidad. Las aleaciones de plata (Ag) y paladio (Pd) no contienen cobre (Cu) o, cuando lo contienen, no contienen plata (Ag). Las cerámicas aplicadas sobre aleaciones de plata (Ag), pueden ser solamente de baja fusión. La denominación de aleación semipreciosa no es un estándar legal, como frecuentemente utilizado para las aleaciones de plata (Ag) y paladio (Pd). Aleaciones de cobre (Cu) y aluminio (Al) son llamadas también de oro no precioso. Ellas solamente pueden ser utilizadas para testes, cursos o escuelas, siendo prohibidas en el ambiente bucal. 20
Biocompatibilidad de las aleaciones odontológicas La composición de una aleación odontológica puede ser expresa de dos maneras distintas: en porcentaje del peso específico, o en cantidad de átomos de cada componente presente en la aleación, o sea, en porcentaje del peso atómico. El peso específico y el peso atómico pueden diferir mucho uno del otro; un metal liviano contiene muchos átomos, y un metal pesado contiene pocos átomos. Por ejemplo, el berilio (Be), muy liviano, presenta un peso atómico aproximadamente cinco veces más alto que su peso específico. El peso atómico prevé mejor la cantidad de átomos que pueden ser liberados y afectar el cuerpo humano. Pero los fabricantes generalmente presentan la composición de una aleación por porcentaje del peso específico. Todas las aleaciones odontológicas liberan elementos dentro de la cavidad bucal, pero no necesariamente en concentración proporcional a su composición. La cantidad de elementos liberados es directamente proporcional a la diversidad de aleaciones presentes en la boca. Pueden ocurrir efectos galvánicos entre tipos distintos de aleación en el mismo ambiente oral. Así, el público debe asumir el riesgo constituido por las aleaciones odontológicas, si su uso tornarse benéfico. En la mayoría de los casos, la cantidad de elementos liberados por las aleaciones odontológicas es bien inferior a la cantidad ingerida por la dieta alimentar. A largo plazo, los elementos contenidos en la propia dieta alimentar pueden perjudicar la salud. 21
La biocompatibilidad de una aleación es directamente relacionada con su corrosión. La presencia de iones en cantidad suficiente puede alterar o deshabilitar totalmente el metabolismo celular de los tejidos gingivales vecinos, pero no se garantiza que daños van ocurrir. Cuanto mayor es el tiempo de exposición de las células a los iones metálicos, menos concentrados se encuentran los efectos biológicos. Esos efectos biológicos locales debidos a la liberación de elementos aún son motivo de intensos debates. La cuestión central es saber si la liberación de estos elementos es suficiente para comprometer el funcionamiento biológico normal de los tejidos adyacentes a las aleaciones. Elementos deben ser liberados para causar alergia. En respuesta, los tejidos gingivales presentan una inflamación significante. Estudios muestran que alergias a aleaciones odontológicas solamente pueden ocurrir en presencia de corrosión y liberación de iones metálicos. Es siempre difícil determinar si una respuesta inflamatoria a iones metálicos es mediada por un mecanismo alérgico o tóxico, o mismo por una combinación de los dos. Generalmente, las respuestas alérgicas son caracterizadas independientemente de la dosis aplicada. Los efectos biológicos de los metales dependen de la vía de acceso al organismo. La liberación de elementos en implantes es más crítica que la liberación a partir de restauraciones coronarias. Titanio (Ti) fue encontrado en el hígado de pacientes portadores de implantes. Los elementos liberados en las regiones cervicales, entre la corona y la encía marginal, así como los liberados en las partes internas de las PPRs, son altamente concentrados, porque no diluidos por la saliva. 22
Estudios muestran que 15% de la población presentan sensibilidad al níquel (Ni), 8% al cobalto (Co) y 8% al cromo (Cr). La concentración de plata (Ag) disminuye sensiblemente las actividades celulares. Iones de oro (Au) no interaccionan con los tejidos de manera a provocar respuestas alérgicas. Estudios muestran que los pacientes sensibles al paladio (Pd) son casi sistemáticamente sensibles al níquel (Ni). La razón de algunos iones metálicos provocaren alergias y otros no, no es conocida. Investigaciones adicionales son necesarias en esta área. De manera general, el sobrecalentamiento de una aleación conduce a una formación de óxidos, ni siempre visibles. La saliva, compuesta de aproximadamente 99% de agua, así como de bicarbonato de sodio, cloro, calcio, magnesio y fosfato, tiene un gran poder corrosivo sobre estos óxidos. Todavía no es posible conocer los efectos biológicos completos de las aleaciones odontológicas. La elección de una aleación no es fácil, e involucre datos financieros, legales, técnicos y, sobretodo, la satisfacción del paciente. La mayoría de las veces, la elección es filosófica, basada en posibles riesgos biológicos. Pero es aconsejable emplear aleaciones odontológicas provenientes de empresas constituidas de un sector de investigaciones y desarrollo. La evaluación debería siempre envolver pruebas de corrosión y test de biocompatibilidad básico para determinar si la liberación de elementos es biológicamente significante. 23
Propiedades de las aleaciones odontológicas Color Determina el color de la aleación, generalmente blanca para las aleaciones no preciosas, así como para las de plata (Ag) y paladio (Pd), hasta amarilla para las aleaciones preciosas conteniendo alto porcentaje de oro (Au). Las aleaciones blancas con alto porcentaje de oro (Au) son llamadas oro blanco, descolorido por el paladio (Pd). El titanio (Ti) presenta un color gris y con menos brillo que el cromo (Cr). Peso específico o densidad (g/cm 3 ) El peso específico determina la densidad de la substancia que constituye un cuerpo, la relación entre la masa del cuerpo y su volumen. La densidad de un metal es proporcional a la suma de los pesos de los átomos y moléculas presentes en la aleación, y al espacio existente entre ellos. El peso específico es importante para calcular la cantidad de metal necesaria para colar una pieza de cera. Así, el peso de la cera con los bebedores es multiplicado por el peso específico de la aleación para se saber la cantidad exacta de metal necesaria para el colado. El peso obtenido ya incluye los bebedores. 24
Dureza Vickers (HV) La dureza Vickers corresponde a la dureza de superficie, a la resistencia a la abrasión, desgaste o penetración de un material en otro. Cuanto mayor el valor, más resistente se encuentra la superficie. Para medir la dureza Vickers es empleada una pirámide de diamante de base cuadrada. Ella es forzada, por la aplicación de una carga preestablecida, sobre la superficie de la pieza a ensayar. La forma de impresión es la de un losango regular, cuyas diagonales son medidas por un microscopio. Tablas fornecen el valor en función de las diagonales de la impresión formada y de la carga utilizada. El valor es dado en HV, Hardness Vickers, generalmente entre 120 y 420 para las aleaciones odontológicas. Dependiendo de la dureza del material, el cambio de carga muchas veces es necesaria para obtener una impresión regular. Así, es aplicada una carga de 50N (HV5) para metales preciosos, y de 100N (HV10) para metales no preciosos. Módulo de elasticidad (MPa o N/mm 2 ) El módulo de elasticidad es la medida de la resistencia del material a la deformación elástica. Cuanto más rígido es un material, mayor será su módulo de elasticidad, o sea, mayor la fuerza necesaria para deformar este material. Para una PPR, por ejemplo, el ideal sería un módulo de elasticidad alto, para evitar ganchos muy flexibles. El valor del módulo de elasticidad es determinado por la fuerza necesaria a un alargamiento de 0,2%. Una máquina de test universal es empleada para alargar la aleación. 25
Límite elástico (MPa) También llamado de límite de alargamiento, de dilatación o escurrimiento. Corresponde a la fuerza necesaria para la transición entre una simple deformación elástica y una deformación plástica definitiva. La deformación elástica de una aleación permite que después de la remoción de la fuerza el metal retome su forma original. Una deformación plástica, mismo después de la remoción de la fuerza, es permanente. El parámetro de medida es 0,2%, determinando la transición entre una deformación elástica y una deformación plástica. En caso de una PPR, un valor alto evita deformaciones definitivas de los ganchos en acción. Dilatación de rotura (%) Llamado también de flexibilidad dúctil. Corresponde al alargamiento máximo de un material, hasta rotura. El valor, por ser expreso en porcentaje, es independiente del diámetro de la pieza ensayada. Aumentando la fuerza aplicada, la fractura corresponde la una fase avanzada de la deformación plástica. Coeficiente de expansión térmica (10-6 K -1 ) Aparece también como CTE, y corresponde a la ley de la termodinámica. Cuando un material tiene su temperatura elevada, el espacio interatómico aumenta. Este fenómeno provoca una expansión, llamada de expansión térmica. Los comportamientos térmicos del metal y de la porcelana deben ser ajustados de modo que, durante el periodo de resfriamiento de la temperatura de quema hasta la temperatura ambiente, las tensiones residuales sean suficientemente bajas y propiamente direccionadas, para evitar rajas en la porcelana. El coeficiente de expansión térmica del metal debe ser ligeramente mayor, para contraer ligeramente más que la porcelana durante el enfriamiento. Esta diferencia en coeficiente deja la porcelana en compresión residual y fornece resistencia adicional. 26
Temperatura de precalentamiento ( C) Corresponde a la temperatura final del horno a la cual el anillo de revestimiento debe ser mantenido antes del colado. Esta temperatura cambia en función de la aleación a ser colada; ver capitulo sobre el precalentamiento de los revestimientos. El tiempo de estabilización a esta temperatura depende del tamaño del anillo, y puede variar de 20 minutos hasta una hora y media. Aleación preciosa Aleación non preciosa Prótesis fija Au-Pt Au-Pd Ag-Pd Ni-Cr-Mo Co-Cr-Mo Ti Prótesis removible Au-Ag-Pt Au-Ag-Pd Co-Cr-Mo Ni-Cr-Mo Ti Intervalo de fusión ( C) Determinado por dos temperaturas, la más baja, solidus, correspondiente al estado sólido del metal, y la más alta, liquidus, correspondiente al estado líquido del metal. Dentro de este intervalo, variable de 30 C a 130 C, dependiendo de la composición, el metal se encuentra pastoso. Algunas partículas se encuentran líquidas mientras otras todavía son sólidas. Temperatura de colado Liquidus Solidus Temperatura de colado ( C) Cuando la temperatura atinge el punto liquidus, la totalidad de la aleación se encuentra líquida. Parando el calentamiento, inmediatamente se empieza el proceso de solidificación de algunas partículas. Por eso, la temperatura de colado ultrapasa en aproximadamente 50 C a 150 C (7 a 15%) la temperatura liquidus, permitiendo al metal rellenar totalmente el anillo de colado, mientras líquido. 27
Composición de las aleaciones odontológicas Existen aproximadamente 30 metales distintos, componentes de las aleaciones odontológicas. Ellos pueden ser divididos en dos grupos: los metales preciosos y los metales no preciosos. Los metales preciosos pueden ser llamados también de metales nobles. Las aleaciones preciosas pueden ser divididas en tres subclases: bajo contenido de oro (Au), -75%; alto contenido de oro (Au), +75%; y oro (Au) puro, eletrodepositado. Mismo con un precio menor, las aleaciones de cobalto (Co) y cromo (Cr), llamados de metales bases, presentan una biocompatibilidad equivalente a la de las aleaciones preciosas. Desde 1936, fecha de la introducción de este tipo de aleación en el área odontológica, no fue relatado un sólo caso de alergia. Debido al gran porcentaje de cromo (Cr) presente en las aleaciones, la resistencia a la corrosión es significativa. La adhesión de la resina (cerómeros) es comprobada mejor sobre el Co-Cr, pero la adhesión de la cerámica es comprobada mejor sobre metales preciosos. El pulimento y el manoseo son más fáciles en piezas coladas con metal precioso. A seguir son detallados los diez metales más frecuentemente encontrados en las aleaciones odontológicas, empezando por los cuatro metales preciosos. Oro (Au) Entre todos los minerales es el oro (Au) lo más deseado por los hombres, habiendo sido, desde los primordios de la historia, uno de los responsables por la conquista de tierras y por muchos combates. El oro (Au) ejerció un papel muy importante en la evolución de ciencias como la Química. Él es un metal amarillo, brillante, dúctil, blando, conductor de electricidad y de calor, resistente a la corrosión y es lo más inerte de todos los metales. Perfectamente biocompatible con el medio bucal. Densidad: 19,3g/cm 3 ; punto de fusión: 1.063 C. Plata (Ag) La plata (Ag) es un metal blanco, brillante, dúctil y blando. Manchado muchas veces de castaño o de negrogris. Es un buen conductor de electricidad y un elemento estable cuando expuesto al aire y al agua. Su principal desventaja es la pérdida gradativa de su brillo. Densidad: 10,5g/cm 3 ; punto de fusión: 906,8 C. 28
Paladio (Pd) Tiene la apariencia del acero y no cambia de color en contacto con el aire. El paladio (Pd) es un metal blanco-gris, estable al aire. Él es blando y dúctil. Su presencia en las aleaciones aumenta, considerablemente, la dureza y resistencia. El oro (Au) puede ser descolorido con el paladio (Pd), siendo llamado entonces oro blanco. Densidad: 12g/ cm 3 ; punto de fusión: 1.554 C. Platino (Pt) El origen de la palabra viene del español, y significa pequeña plata. El platino (Pt) es un metal plateado, brillante, y no pierde el brillo cuando expuesta al aire. El es moldeable y dúctil. Como todos los metales preciosos, el no puede ser atacada por ácidos sencillos. Hoy, el platino (Pt) posee mayor valor que el oro (Au). Él se torna magnético, cuando ligada al hierro (Fe). Densidad: 21,1g/ cm 3 ; punto de fusión: 1.769 C. Níquel (Ni) Él es uno de los más comunes alergênicos y lo más potente sensibilizador de todos los metales. Verificando la incidencia de alergia al níquel (Ni), fue observado que el porcentaje de incidencia en mujeres es diez veces superior a la incidencia en hombres. Según testes realizados, una aleación conteniendo níquel (Ni) solamente pierde sus propiedades alergênicas con un contenido mínimo de 20% de cromo (Cr), tornándose entonces estable y suficientemente resistente a la corrosión en el ambiente bucal. De manera general, una alergia al níquel (Ni) solamente puede ocurrir en el primer mes, durante el cual los iones emanados son reducidos a 80%. Es poco probable que un paciente vuelva después de seis meses con una alergia al níquel (Ni). Este metal es conocido como carcinogénico para los Técnicos que trabajan constantemente con él. Densidad: 8,9g/cm 3 ; punto de fusión: 1.455 C. 29
Cromo (Cr) La palabra cromo viene del griego chroma que significa color, porque sus compuestos presentan gran variedad de colores. Él es un metal plateado, brillante, con grado de dureza elevado y frágil. Él presenta un comportamiento magnético débil. A la temperatura ambiente, no sufre acción de agentes corrosivos. En una aleación, la función principal del cromo (Cr) es la de aumentar la resistencia contra la corrosión y la pigmentación, pudiendo ser comparado a la pintura del coche. Densidad: 7,2g/cm 3 ; punto de fusión: 1.907 C. Cobalto (Co) Este mineral fue usado en la Edad Media para colorir vidrios y era odiado por los operarios que lo usaban, por ser muy tóxico. Su gran toxidad y su propiedad de producir bonitos colores en el vidrio eran consideradas obras del demonio, y ésa es la razón de su nombre, del alemán Kobold. De color gris brillante, con matices azulados, el cobalto (Co) es un metal duro, aunque frágil, de apariencia semejante al hierro (Fe) y al níquel (Ni). Debido a su elevada permeabilidad magnética, él es empleado en la producción de aleaciones magnéticas. El cobalto (Co) es un elemento fundamental para proporcionar dureza, resistencia y rigidez en una aleación. Densidad: 8,9g/cm 3 ; punto de fusión: 1.495 C. Molibdenio (Mo) El molibdenio (Mo) es un metal blanco plateado, duro y muy resistente. Tiene un elevado módulo de elasticidad y, entre los metales más comunes, solamente el tungsteno (W) y el tantalio (Ta) tienen punto de fusión más alto. Su toxicidad es considerada pequeña en la literatura. El molibdenio (Mo), en función de partículas menores, torna una aleación más densa, compacta. Densidad 10,2g/ cm 3 ; punto de fusión: 2.610ºC. 30
Berilio (Be) El uso del berilio (Be) en Odontología es relativamente reciente. Él es el metal más leve utilizado, y mejora las propiedades mecánicas de las aleaciones. Reduce la temperatura de fusión, mejora la unión entre el metal y la cerámica y facilita el pulimento, generando una superficie brillante después del colado, correspondiendo al óxido de berílio (BeO). Pero los vapores de berilio (Be), durante el colado, son extremamente tóxicos, pudiendo causar enfermedades pulmonares graves, tales como la beriliosis. El polvo del berilio (Be) también es comprobadamente carcinogénico y requiere cuidados especiales en la manipulación. Estatuto internacional preconiza que, un una aleación, cuando el teor de berilio (Be) excede 0,02%, él debe ser estipulado. La cantidad máxima de berilio (Be) autorizada en una aleación es de 2%. Densidad: 1,8g/cm 3 ; punto de fusión: 1.285 C. Titanio (Ti) Gris plateado, el titanio (Ti) presenta poco brillo cuando pulido. Él es particularmente liviano, duro y frágil. La utilización del titanio (Ti) en la Odontología exige medidas especiales para su elaboración. Los colados deben ser realizados al vacío, con proyección de gás argón (Ar). El titanio (Ti) tiene afinidad con el carbono (C), nitrógeno (N) y oxígeno (O). Durante el proceso de colado, la interacción de esos elementos, provenientes del aire o de substancias presentes en el revestimiento, resulta en un endurecimiento de la capa superficial del metal. Esta capa, de aproximadamente 50μm a 100μm de espesor, es llamada Alfa-case. Ella debe ser totalmente removida durante el pulido, para posibilitar la aplicación de la cerámica y para que el metal sea suficientemente resistente a la corrosión. la biocompatibilidad del titanio (Ti) fue comprobada a través de 30 años de desarrollo técnico y 20 años de desarrollo clínico. Él presenta biocompatibilidad con el tejido óseo, pero una gran cantidad de autores considera que falta, aún, mucha investigación sobre el comportamiento de este metal en el ambiente bucal. Densidad: 4,5g/cm 3 ; punto de fusión: 1.668 C. 31
Otros componentes, tales como carbono (C), cobre (Cu), estaño (Sn), hierro (Fe), galio (Ga), indio (In), iridio (Ir), magnesio (Mg), manganeso (Mn), niobio (Nb), nitrógeno (N), renio (Re), rodio (Rh), rutenio (Ru), silicio (Si), tantalio (Ta), tungsteno (W), zinc (Zn) y zirconio (Zr), son igualmente presentes en las aleaciones odontológicas. Carbono (C) Cobre (Cu) Estanho (Sn) Ferro (Fe) Gálio (Ga) Índio (In) Irídio (Ir) Magnésio (Mg) Manganês (Mn) Nióbio (Nb) Zinco (Zn) Zircônio (Zr) Por el hecho de esteren presentes en cantidades inferiores, ellos son relativamente menos influyentes sobre las propiedades físicas y la biocompatibilidad de las aleaciones. En la Odontología, pocos metales son utilizados en su estado puro; el oro (Au) y el titanio (Ti) son las raras excepciones. 32
Referencias recomendadas KAISER, F. Fresado no Laboratório. Curitiba: Editora Maio, 2004. KAISER, F. PPR no Laboratório. 2ed. Curitiba: Editora Maio, 2002. NALLY, J.-N. - Materiaux et alliages dentaires, composition, applications et techniques, Paris: Julien Prélat Ed., 1964. PHILLIPS, R.W. Materiais dentários. 10ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1998. STEDMAN, D Dicionário Médico. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1979. WATAHA, J.C. Biocompatibility of dental casting alloys. J Prosthet Dent, v83, n2 p.223-234, February 2000. WULFES, H. Kombitechnik und Modellguss. Bremen: Bego, 2003. 33