Resinas compuestas
Introducción
El mundo de los materiales dentales ha experimentado una serie de revoluciones más que una evolución.
La revolución de los materiales tras las amalgamas dentales es estética gracias a las resinas compuestas, que aparecieron en los años 50. Inicialmente autopolimerizables, los composites no se volvieron fotopolimerizables hasta finales de los años 70 y desde entonces se han ido imponiendo poco a poco.
La evolución constante de sus composiciones y propiedades desde su aparición es considerable.
Al mejorar su composición, las resinas compuestas se han vuelto cada vez más fáciles de implementar, más estéticas y más fáciles de pulir. Presentan menos restricciones de polimerización y se han vuelto más resistentes a diferentes mecanismos de degradación. Las resinas compuestas microhíbridas (años 1990) y luego las resinas nanohíbridas (años 2000) son los productos más destacados de todas las prestaciones adquiridas por estos materiales.
Actualmente existen en una multitud de viscosidades (fluidas o compactables) para responder a una amplia variabilidad de situaciones clínicas. Desde la década de 2010, los composites denominados “bulk-fill”, más sensibles a la fotopolimerización, permiten rellenar cavidades de 4 a 5 mm de altura en un solo incremento, con una contracción de fraguado mejor controlada, facilitando así su aplicación clínica.
La segunda revolución en los composites dentales es la adhesiva. Fue ella quien hizo posible el desarrollo de una odontología más conservadora basada en el principio de economía de tejidos.
- Definición
Un composite dental es un biomaterial de relleno órgano-mineral constituido por una matriz de resina en la que se encuentran dispersos principalmente rellenos minerales. La unión de este último con la matriz está asegurada por un agente de acoplamiento. Los composites se adhieren a los tejidos dentales mediante un adhesivo.
Los diferentes componentes del composite dental y la interfaz con los tejidos dentales
2. Composición de las resinas compuestas
2.1 La fase orgánica
La matriz orgánica también se denomina fase orgánica, fase dispersante o fase continua. Constituye del 24 al 50% del volumen del compuesto. Incluye:
- Resina matriz,
- Diluyentes (o controladores de viscosidad),
- Inhibidores de fraguado, agentes de curado y pigmentos
- Resina matriz: monómero u oligómero:
En pequeña proporción en comparación con las cargas minerales, este
componente esencial está en el origen de la degradación de ciertas propiedades mecánicas del compuesto (resistencia al desgaste por ejemplo). También es la fuente de la contracción de polimerización y de las tensiones que genera. Este es el componente químicamente activo del compuesto. Todos ellos son monómeros “R – dimetacrilato”, lo que hace que todas las resinas compuestas sean compatibles entre sí y con los adhesivos. La presencia de dos funciones polimerizables transportadas por la misma molécula permite generar una red orgánica con una alta densidad de reticulación.
Ejemplo de resina: La molécula Bis-GMA Se descompone :
- Dos ciclos aromáticos que endurecen la molécula, ü Un ciclo fenólico que reduce la retracción de fraguado pero aumenta la viscosidad,
- Dos radicales hidroxilo que ofrecen la posibilidad de obtener enlaces de hidrógeno lo que da como resultado una viscosidad significativa de la matriz no polimerizada,
- Dos grupos metacrilato funcionales que permiten el desarrollo de la estructura del polímero,
- Dos enlaces éster (que provocan hidrólisis potencial). Poliuretanos
Su principal ventaja: baja viscosidad, permitiendo la incorporación de un mayor porcentaje de cargas sin añadir diluyente de bajo peso molecular.
2.1.2 Los diferentes roles de la matriz
Da al material su consistencia plástica antes de la polimerización (+/- líquido o pastoso)
-Permite el endurecimiento (es la matriz la que polimerizará): muchos polímeros se entrecruzarán alcanzando varios mm de longitud => la polimerización permite el endurecimiento
-Garantiza la cohesión y resistencia del conjunto tras la polimerización.
-Responsable de muchos defectos (posible despolimerización)
2.1.3 Diluyentes o controladores de viscosidad
- Los monómeros de Bis-GMA y dimetacrilato de diuretano son líquidos muy viscosos debido a su alto peso molecular. Agregar una gran cantidad de relleno dará como resultado la formación de un material con una consistencia demasiado espesa para uso clínico. Para contrarrestar este problema,
- Se añaden monómeros de baja viscosidad, conocidos como controladores de viscosidad o diluyentes.
2.1.4 Inhibidores de la captación
También llamados conservantes, porque ayudan a conservar las resinas compuestas.
Los materiales compuestos deben poder almacenarse sin polimerización espontánea debido al calor o la exposición a la luz ambiental.
Los inhibidores más utilizados son los derivados del fenol y el oxígeno del aire ambiente.
2.1.5 Pigmentos
Son el origen del color del compuesto. Para satisfacer las necesidades estéticas, los pigmentos deben ser lo más estables posible en el tiempo, para que la restauración mantenga su color inicial durante el mayor tiempo posible.
Uso de una guía de tonos para ajustar mejor el tono del composite restaurador. Composite coloreado que imita la dentina para la restauración de un diente posterior
2.1.5 La reacción de fraguado de los materiales compuestos
El proceso mediante el cual el composite en forma pastosa se transforma en material duro es la polimerización de la matriz de resina.
La polimerización del monómero u oligómero implica:
- la liberación de radicales libres que se forman por transformación del iniciador o iniciador por activadores o catalizadores.
- Estos radicales libres provocan la apertura del doble enlace de carbono del monómero y permiten así su activación durante la fase de iniciación y la formación y elongación del polímero.
- Una vez que el monómero se activa, puede reaccionar con otro monómero y, por lo tanto, crear una cadena cruzada para crear polímeros.
- Iniciación química (quimio o autopolimerización)
En los primeros composites (quimio- o autopolimerizables), este resultado se obtenía mezclando dos pastas que contenían los componentes necesarios para la inducción de la polimerización: una pasta contenía un activador (amina terciaria), mientras que la otra pasta contenía un iniciador, generalmente peróxido de benzoilo.
a) Ventajas
– fotopolimerización de todos los materiales actualmente en el mercado
– bajo costo;
– posibilidad de elegir entre los distintos sistemas destinados a controlar la cinética de polimerización
b) Desventaja
-pérdida progresiva de potencia de la fuente de luz que requiere supervisión por parte del médico
-Este calentamiento de la lámpara que requiere un sistema de enfriamiento por ventilador hace que la pistola sea pesada y ruidosa.
2.1.5.2 Fotopolimerización
En lugar del sistema de iniciación de peróxido de benzoilo acelerado por amina, se puede iniciar una reacción de polimerización mediante exposición a radiación electromagnética, como luz ultravioleta (longitud de onda de 365 nm) o luz visible (en la región de 420 a 470 nm). Son los fotones los que actúan como activadores al actuar sobre los fotoiniciadores para formar radicales libres.
a) Ventajas
-fotopolimerización de todos los materiales actualmente en el mercado
– bajo costo;
– posibilidad de elegir entre los distintos sistemas destinados a controlar la cinética de polimerización.
b) Desventajas
– Pérdida progresiva de potencia de la fuente de luz que requiere supervisión por parte del médico.
– Este calentamiento de la lámpara que requiere un sistema de enfriamiento por ventilador hace que la pistola sea pesada y ruidosa.
2.1 Rellenos
Los composites actualmente disponibles en el mercado se diferencian principalmente por
las características de los rellenos que contienen. La función de estos rellenos es compensar las deficiencias (malas propiedades mecánicas y térmicas, por ejemplo) de la matriz huésped a la que están unidos (química y/o físicamente). Además, los rellenos influyen en gran medida en la contracción de polimerización y en la absorción de agua de los composites. Así, la composición, el tamaño, la distribución del tamaño y el porcentaje de masa o volumen de los rellenos dentro de la matriz orgánica definirán una amplia gama de compuestos.
2.2.1 Principales efectos del aumento de carga
Aumentan:
– resistencia a la compresión,
-resistencia a la tracción,
– resistencia a la flexión,
-radiopacidad.
2.2.2. Principales efectos de la reducción del tamaño de partículas
- La condición de la superficie se mejora al reducir el tamaño de las partículas. Esto proporciona una ventaja estética y reduce la agresividad del material hacia los dientes opuestos.
- La resistencia al desgaste mejora a medida que disminuye el tamaño de las partículas.
2.2.3 La naturaleza de los cargos
2.2.4 El tamaño de las cargas:
- Macrocargas: inicialmente de 1 a 50 μm, compuestas por grandes partículas de vidrio o cuarzo.
- Microcargas: aproximadamente 0,04 μm (sílice, SiO2)
- Nanorellenos: Hoy en día, la tendencia es hacia la comercialización de composites basados en nanotecnología y que contienen, entre otras cosas, nanopartículas de 2 a 70 nm.
2.2.5 La forma de las cargas
Varía según el método de preparación:
• angular: obtenido por rectificado y atrición,
• redondeado: resultado de la sinterización,
• esférico: proceso sol-gel
2.3 La fase interfacial corresponde al agente de acoplamiento entre la matriz y los rellenos. Se trata de derivados de organosilanos que se unirán químicamente a la matriz y a los rellenos. Los desarrollos más recientes tienen como objetivo mejorar esta unión para reducir la solubilidad y así alargar la vida de las restauraciones.
- Clasificación de las resinas compuestas
3.1 Dependiendo del tamaño de las cargas
Aunque ninguna clasificación es universal, ésta parece ser la más consistente, ya que el tamaño de los rellenos determina muchas propiedades del material.
- Macrocharged Fueron los primeros en el mercado. Venían en forma de dos pastas para mezclar. Se trataba de una combinación de macropartículas (cuarzo, cerámica, vidrio) obtenidas por trituración y una resina matriz. El tamaño de las cargas osciló entre 1 y 40 µm.
3.1.2 Microcargados Para superar las deficiencias de los composites macrocargados, han aparecido en el mercado los composites microcargados, que, como su nombre indica, estaban compuestos por microcargas de sílice de 0,04µm de media. Puede ser homogéneo o heterogéneo.
3.1.3 Composites Híbridos Representan actualmente la familia más grande de composites. Caracterizado por una mezcla de cargas de diferente tamaño y composición de variada naturaleza, forma y tamaño. Podemos encontrar microcargas de sílice (0,04µm), macro- (10 a 100µm), midi- (1 a 10µm), mini– (0,1 a 1µm) y microcargas (0,01 a 0,1µm) de vidrio….
Agrupar compuestos híbridos-microhíbridos-nano-rellenos
3.2 Clasificación según la viscosidad
La consistencia de un composite es uno de los criterios de selección del profesional para una restauración determinada. Durante un mismo procedimiento, el médico puede utilizar varios composites con consistencias muy diferentes.
- Compuestos de viscosidad media:
Son los “universales” . Su viscosidad es adecuada para un gran número de indicaciones, tanto anteriores como posteriores. Su opacidad se ajusta en función de la indicación clínica a la que se dirige y/o de la complejidad de los colores a reproducir (esmalte, dentina y opacidad intermedia). La tasa de carga de estos compuestos es del orden del 78% en peso; 60% en volumen.
- Compuestos fluidos
Sus indicaciones clínicas son específicas (microcavidades oclusales, cavidades slot, cavidades cervicales o sustituto de dentina, por ejemplo).
Debido a su fluidez muestran una fácil extensión, asociada a una buena adaptación a las paredes de las cavidades.
Se prefieren en el caso de cubrir el fondo de una cavidad antes de agregar un compuesto más viscoso.
Presentan una contracción de polimerización significativa (hasta un 5% en volumen) y propiedades mecánicas reducidas (en comparación con los compuestos universales) debido a su bajo contenido de carga (entre el 50 y el 70% en peso y menos
del 50% en volumen).
- Composites compactables o condensables Estos composites fueron desarrollados en los años 90 para restauraciones posteriores con el fin de sustituir a las amalgamas intentando mantener sus condiciones de uso (facilidad, rapidez de manipulación).
Debido a la alta tasa de fallos durante su uso clínico, este tipo de composite ha sido
abandonado paulatinamente.
- Clasificación según el modo de polimerización de la matriz de resina
- Los compuestos de matriz quimiopolimerizables se presentan en forma de dos componentes (dos pastas o un polvo y un líquido), uno que contiene el iniciador y el otro que contiene el co-iniciador. El practicante los mezcla en el momento de su
intervención.
- Los compuestos de matriz quimiopolimerizables se presentan en forma de dos componentes (dos pastas o un polvo y un líquido), uno que contiene el iniciador y el otro que contiene el co-iniciador. El practicante los mezcla en el momento de su
3.3.2 Compuestos fotopolimerizables En estos compuestos la generación de radicales primarios se inicia fotoquímicamente. Iniciación fotoquímica resultante de la activación exclusiva de monómeros por fotones.
3.3.3. Compuestos duales En estos compuestos la generación de radicales primarios se inicia fotoquímica y químicamente.
3.4 Clasificación según indicación clínica
- Propiedades de las resinas compuestas
- Propiedades mecánicas
- Resistencia a la compresión Comparando las resistencias a la compresión de varios composites y amalgamas con las del esmalte y la dentina, es posible a primera vista concluir que estos materiales tienen valores satisfactorios.
| resinas sin relleno | Compuestos convencionales | Microfinos | Híbridos universales |
| 80 MPa | 300 MPa (240-350) | 350 MPa (300-400) | un (350-450) |
- Resistencia a la tracción Es la resistencia del material a las fuerzas laterales. Los composites tienen una mayor resistencia a la tracción que la amalgama (≈ 48 MPa). Existe una alta sensibilidad a los defectos internos o pequeñas microfracturas superficiales, imposibles de eliminar, por lo tanto la resistencia a la tracción de los composites también depende de la calidad del acabado superficial.
| Compuestos de microrelleno | Compuestos fluidos | Compuestos de macrocarga | Híbridos |
| ≈ 40 MPa | ≈ 35 MPa | 53,4 MPa | De 52 a 72 MPa |
- Módulo de elasticidad de YOUNG
Caracteriza el material sometido a restricciones y determina su rigidez midiendo las fuerzas a partir de las cuales el material se deformará de forma reversible y luego irreversible. Cuanto mayor sea el módulo de elasticidad, más rígido será el material y, por tanto, menos se deformará bajo tensión.
El composite debe tener un módulo de Young cercano al de la dentina.
Si el módulo de Young es bajo, el material se deformará y las tensiones oclusales se ejercerán directamente sobre las paredes del diente.
- Dureza
Es una propiedad mecánica superficial. Define la resistencia a la penetración de un material o a la deformación permanente por unidad de superficie.
Los compuestos fluidos y microfinos son los menos duros. Los valores más altos se registran para los microhíbridos universales.
La dureza del esmalte es significativamente mayor que la de todos los materiales compuestos.
- Resistencia a la fatiga:
Las tensiones mecánicas cíclicas provocan microfisuras que conducen a fracturas por fatiga, especialmente en las zonas de contacto oclusal. También juegan un papel desfavorable en la adaptación marginal, particularmente a nivel de composites posteriores con extensiones gingivales profundas.
- Resistencia al desgaste:
El desgaste se ha considerado durante mucho tiempo el punto débil de los composites posteriores. Sin embargo, avances significativos en su composición y en la tecnología de rellenos han contribuido en gran medida a mejorar la resistencia al desgaste, a través de rellenos diferentes, más numerosos y de menor tamaño.
4.2 Propiedades físicas
- Expansión térmica:
Otro factor que afecta la integridad del sello periférico es la diferencia entre el coeficiente de expansión térmica del composite y el de los tejidos dentales, que es aproximadamente 3 a 4 veces menor que el de los composites.
El coeficiente de expansión térmica ideal debe estar alrededor de 10, ya que el coeficiente de expansión térmica del esmalte es 11,4 y el de la dentina es 8,3.
- Retracción del fraguado después de la polimerización
El principal inconveniente de los materiales compuestos ha sido y sigue siendo la contracción de fraguado. El importante desarrollo de los materiales estéticos ha tenido como objetivo determinante el control de la retracción del fraguado. Las consecuencias clínicas son importantes. La retracción permite la aparición de un hiato periférico que puede provocar dolor postoperatorio, decoloración y caries secundarias.
Infiltraciones articulares para obturación dentaria
- Absorción de agua y solubilidad:
Los composites absorben cantidades significativas de agua, alrededor del 2% en peso, la absorción de agua es un proceso progresivo que aumenta en los composites con menor concentración de relleno (microfinos).
La absorción de agua y la solubilidad de diferentes resinas compuestas dependen de:
- De la proporción de relleno a resina. Cuanto menos se cargue la resina, mayor será la proporción de la matriz y, por tanto, mayor será la absorción.
- Del grado de polimerización. El aumento de la absorción será X 2 y el de la solubilidad X 4 ó 6 cuando el tiempo de polimerización se reduce en un 25%. Una polimerización inadecuada afectará gravemente tanto la longevidad del compost como la estabilidad del color.
Solubilidad de una resina compuesta
- Opacidad de radio
La radiopacidad de los composites está influenciada por el porcentaje y tipo de rellenos utilizados.
Con excepción de los composites microfinos que tienen una radiopacidad casi nula porque el SiO2 no es radiopaco, la mayoría de los composites actualmente disponibles en el mercado tienen una radiopacidad mayor que la del esmalte.
4.3 Propiedades ópticas
Las diferencias de opacidad en las resinas compuestas se obtienen gracias a las diferencias en los índices de refracción entre los rellenos minerales y la matriz. Los diferentes niveles de saturación se obtienen gracias a concentraciones variables de óxidos metálicos.
La lógica colorimétrica de los sistemas actuales se basa en la estructura histológica del diente proponiendo composites “esmalte” o “dentina”; esta es la noción de estratificación.
4.4. Propiedades biológicas
- Biocompatibilidad: La biocompatibilidad de las resinas compuestas sigue siendo un problema poco definido. Son principalmente los monómeros libres contenidos en la matriz de resina los que probablemente causen daño celular.
- Reacción del tejido gingival Se ha demostrado que las células del tejido gingival reaccionan menos favorablemente a las resinas compuestas que al CVI, las resinas macrocargadas parecen ser irritantes para los tejidos y que la rugosidad o porosidad tenderán a promover la acumulación de placa dental.
- Sensibilidades postoperatorias No es tanto el tipo de resina compuesta utilizada sino el espesor de la dentina residual lo que potencialmente es la causa del dolor postoperatorio.
- La persistencia del frotis dentinario ( adhesivo autograbante) en los túbulos evitando variaciones en la presión intratubular , principal fuente de sufrimiento en el sistema dentino-pulpar.
Resinas compuestas
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