BIOMATERIALES EN ODF
Plan :
1-Introducción y definiciones.
2- Biomateriales utilizados en Ortopedia Dentofacial
2.1 Materiales de impresión
2.2 Alambres y arcos:
– Aleaciones a base de oro.
– Acero inoxidable.
– El elgiloy.
– El hilo australiano.
– La TMA
– Aleaciones de níquel-titanio.
2-3 Cerraduras y anillos de metal
2-4 Cerámica
2-5 Soldadura fuerte y blanda
2-6 Materiales poliméricos
– Canalón termoformado
– Resina acrílica
– Materiales elastoméricos
Conclusión
Introducción :
Todos los materiales que nos rodean están formados por átomos y moléculas, la disposición y relación entre ellos explica algunas de sus propiedades.
EL ÁTOMO: es el constituyente fundamental de la materia. El término en realidad proviene de una palabra griega que significa “indivisible”, cuando dos átomos se unen pueden formar una molécula.
La MOLÉCULA: representa, a escala microscópica, la parte más pequeña de un cuerpo susceptible de existir en estado libre en la naturaleza, la molécula es un conjunto de al menos dos átomos idénticos (cuerpo simple) o no (cuerpo compuesto).
Los átomos y las moléculas son los “bloques constructores” de la materia; desde el momento en que la materia está destinada a un uso específico, hablamos de materiales; en el ámbito médico hablamos de biomateriales.
El término “BIOMATERIALES” se refiere a materiales destinados a estar en contacto temporal o permanente con diferentes tejidos, órganos o fluidos de un ser vivo, con fines diagnósticos, preventivos o terapéuticos. Pueden tener una función benigna (utilizados para reemplazar válvulas cardíacas), como pueden ser bioactivos y utilizarse para fines más interactivos, como los reemplazos totales de cadera recubiertos con una capa de hidroxiapatita (material que compone los huesos, permite una mejor compatibilidad con los tejidos del cuerpo).
La definición de biomaterial no sólo incluye biomateriales artificiales que están construidos a partir de metales o cerámicas, un biomaterial también puede ser un autoinjerto o un aloinjerto.
En ortodoncia, el comportamiento en el entorno bucal de los biomateriales utilizados en ortopedia dentofacial se basa en un mecanismo bidireccional:
Los efectos del biomaterial sobre el medio ambiente (biocompatibilidad) pero también los efectos del medio ambiente sobre el biomaterial (biodegradación).
Biocompatibilidad:
La biocompatibilidad incluye la resistencia a la corrosión y la tolerancia del tejido a las aleaciones utilizadas. Corresponde a la capacidad de un biomaterial de cumplir plenamente la función para la que fue diseñado, sin perjudicar la vitalidad del entorno biológico en el que se inserta.
Biodegradación:
La biodegradación se define como la degradación de las características de un biomaterial creada por el entorno biológico en el que funciona. El origen de la degradación puede ser electroquímico (corrosión) o biológico, principalmente por ataque microbiano. El biomaterial ya no puede cumplir correctamente su función y puede resultar peligroso (liberación de productos de degradación).
2. Biomateriales utilizados en Ortopedia Dentofacial
El principio general de la ortodoncia es mover los dientes en las tres dimensiones del espacio para establecer una oclusión final que sea lo más funcional, estética y estable posible. Estos movimientos dentales se realizarán en particular mediante la instalación en el entorno bucal de un dispositivo de ortodoncia.
El ortodoncista puede utilizar principalmente terapia removible o terapia fija multiattachment y tiene a su disposición una amplia variedad de biomateriales, a saber:
Alginatos y yesos
Materiales de unión (cemento de sellado / composites)
Cerraduras (soportes) y anillos..
Los arcos
Cerámica
Materiales poliméricos
Terapia removible Terapia fija
2.1 Biomateriales impresos
La impresión permite crear una réplica perfecta de las estructuras maxilares y mandibulares y su relieve. Al verter yeso en la impresión así obtenida, obtenemos una réplica fiel y precisa de nuestra arcada dentaria, es lo que llamamos modelo de estudio o modelo de trabajo.
En odontología se utilizan diversos materiales de impresión, siendo los hidrocoloides irreversibles o alginatos los productos de impresión más utilizados en ODF.
El alginato es una sal de ácido algínico extraída de ciertas algas pardas, generalmente se presenta en forma de polvo en una caja metálica o en bolsitas.
El alginato se prepara mezclando polvo de alginato con agua en un recipiente de plástico utilizando una espátula de alginato. Una vez tomada la impresión se debe verter. En ODF, el material de elección para realizar impresiones de vaciado es el yeso blando (de París) para los modelos de estudio y el yeso duro para los modelos de trabajo.
2.3 Aleaciones metálicas utilizadas en ODF (alambres y arcos)
Históricamente se han utilizado pocas aleaciones para fabricar alambres de ortodoncia, encontramos
- aleaciones a base de oro,
- aleaciones a base de hierro (acero inoxidable),
- aleaciones a base de cobalto (Elgiloy) y
- aleaciones a base de titanio.
La elección del alambre más adecuado para cada situación de ortodoncia depende del conocimiento de las propiedades de los alambres de ortodoncia y de los procesos que permiten modificarlos. Esta elección también depende de la sección, longitud y composición del alambre.
2-3-1 Aleaciones a base de oro:
Las aleaciones a base de oro fueron las primeras en emplearse a pesar de su alto costo, se emplearon en la práctica del clásico Edgewise propugnado por Edward Angle. Están compuestas de un 15 a un 65% de oro, cobre, plata, paladio y platino, estas aleaciones de oro permitían variar el coeficiente de elasticidad manteniendo la capacidad de doblarse con alicates y el ejercicio de fuerzas ligeras. A partir de 1936, por razones económicas, las aleaciones a base de hierro, menos costosas, sustituyeron a las aleaciones nobles en la fabricación de alambres de ortodoncia.
Acero inoxidable 2-3-2:
El acero es cualquier aleación cuyo componente principal es el hierro. Para su uso biomédico, debía ser perfectamente inoxidable para que no se corroyera en el ambiente bucal, que es muy agresivo por su alta temperatura, las variaciones de pH y la presencia de enzimas.
Los aceros de ortodoncia se hacen inoxidables por la presencia en la aleación de metales con características particulares: níquel y cromo.
El níquel aumenta la inox., la resistencia a la tracción y la resistencia al desgaste;
El cromo aumenta la dureza y da brillo a los aceros.
Los alambres de acero inoxidable comúnmente utilizados en ortodoncia contienen aproximadamente un 18% de cromo, un 8% de níquel y un 0,2% de carbono además de hierro.
Pueden ser soldados o braseados para la producción de aparatos de ortodoncia. Los alambres de acero inoxidable pueden tener sección redonda o rectangular y ser de uno o varios hilos.
Alambre multifilar
Ya en 1934, Johnson informó que era posible obtener un arco más flexible utilizando dos alambres delgados en lugar de un alambre grueso.
Los cables multifilares están disponibles con un contorno redondo o un contorno rectangular:
– Los alambres multifilares de contorno redondo son trenzados o coaxiales: el uso de varios hilos aumenta el límite elástico sin cambiar la relación carga/flexión del arco.
– Los cables multifilares con un contorno rectangular están retorcidos o trenzados.
En el caso de alambres trenzados de contorno rectangular, el uso de múltiples hilos no aumenta el límite elástico sin cambiar la relación carga/deformación del arco.
Estos alambres tienen una baja relación carga/flexión, son recomendados en la fase de nivelación, sin embargo tienen mayores fuerzas de fricción dada su condición superficial más rigurosa e irregular.
2-3-3 El Elgiloy:
Elgiloy, fue desarrollado por Elgin Watch Company alrededor de 1950 para producir resortes para relojes,
En ortodoncia, elgiloy contiene 40% de cobalto, 20% de cromo, 15% de níquel, 16% de hierro, 7% de molibdeno, 2% de manganeso, 0,15% de carbono y 0,04% de berilio.
Por tanto, no se trata de un acero (nombre reservado para las aleaciones cuyo componente principal es el hierro).
Esta aleación, al igual que el acero inoxidable, resiste bien la corrosión gracias a la formación de la capa de oxidación pasiva producida por el cromo.
Por otro lado, Elgiloy es muy maleable y permite la creación de múltiples bucles en la técnica bioprogresiva de Ricketts.
Elgiloy está disponible en cuatro grados con la misma composición química, pero con diferentes límites elásticos dependiendo del método de mecanizado del alambre. Del más plástico al menos plástico tenemos:
- El Elgiloy azul;
- Elgiloy amarillo;
- Elgiloy verde;
- El Elgiloy rojo.
2-3-4 El TMA:
TMA para aleación de titanio y molibdeno es una aleación que contiene 79% de titanio y 11% de molibdeno.
Fue introducido por primera vez en ortodoncia en 1980 por Burstone. Tiene la ventaja de tener un módulo de elasticidad menor que el acero y poder moldearse con alicates, permite una mayor deformación que el acero inoxidable y restaura una fuerza más suave y continua.
Su superficie tiene un aspecto satinado (ligado a su estructura cristalina), por lo que tiene un coeficiente de fricción mayor en comparación con el acero y el elgiloy (que tienen una superficie pulida).
Aleaciones Ni-Ti 2-3-5:
Actualmente existe una gran variedad de arcos Ni-Ti, pero sus calidades y propiedades no siempre son idénticas:
– Nitinol: Compuesto por: Níquel: 52%, Titanio: 45%, Cobalto
Conocido por su propiedad de memoria de forma y bajo módulo de elasticidad. El nitinol ofrece una clara ventaja sobre el acero durante las fases de nivelación y alineación, y en la corrección de rotaciones.
– Nitinol chino: tiene mayor elasticidad que el nitinol americano. Puede doblarse cuatro veces más que un alambre de acero sin presentar deformación permanente.
– Ni-Ti japonés: Actualmente se comercializa con los nombres Bioforce, Sentalloy y Neosentalloy. Este alambre se caracteriza por su superelasticidad y su efecto memoria de forma.
– Cobre Ni-Ti: Es una aleación cuaternaria (compuesta de Níquel, Titanio, Cobre y Cromo) con propiedades superiores de superelasticidad y memoria de forma, en comparación con el Ni-Ti clásico, el Cobre Ni-Ti entrega una fuerza constante en un mayor rango de activación, también es más resistente a la deformación permanente.
2-4- Cerraduras y anillos metálicos:
El aditamento o bracket de ortodoncia, es un dispositivo fijado a cada uno de los dientes de una arcada que puede ser pegado al diente o soldado a un anillo y sirve de intermediario entre el diente a mover o inmovilizar, y el efector mecánico que constituye la parte activa del aparato de ortodoncia.
Materiales utilizados para la fabricación de cerraduras:
Acero inoxidable, titanio, aleaciones de cromo y cobalto.
Cerraduras de cerámica:
Las cerraduras de plástico o policarbonato aparecieron en los años sesenta para mejorar el aspecto antiestético de los dispositivos multifijación metálicos; están indicadas para adolescentes y adultos sensibles a los factores estéticos.
Los accesorios de cerámica están hechos de 2 óxidos metálicos:
– óxido de circonio (ZrO2).
-Óxido de aluminio (Al2O3), que es el más utilizado para la fabricación de elementos de fijación.
La cerámica es químicamente inerte al aire, a los fluidos orales, a los ácidos y a las bases; Son biocompatibles, no provocan alergias, no absorben agua, no se manchan ni decoloran. Las cerámicas tienen una tenacidad a la fractura muy baja, lo que las hace extremadamente frágiles.
2-5 Soldadura fuerte y blanda:
La soldadura fuerte es el método de unión convencional utilizado en ortodoncia.
Consiste en unir elementos metálicos entre sí mediante la interposición de un material de relleno. En ortodoncia se utiliza soldadura de plata con fundente desoxidante, incorporado o no, y con soplete de gas.
La soldadura es por tanto fuente de roturas, oxidación de los aparatos y en algunos casos de alergias en la boca.
La soldadura láser es de gran interés en la innovación ODF, en comparación con la soldadura fuerte tradicional. Corresponde al ensamblaje de dos piezas metálicas realizado por medios térmicos. A diferencia de la soldadura fuerte, la soldadura láser permite un posicionamiento exacto de los elementos sin posibilidad de deformación. Asegura la fusión puntual del material, sin calentar las zonas adyacentes para garantizar una calidad inigualable de las piezas soldadas.
2-6_Materiales poliméricos:
Clasificación física de los polímeros:
- Termoplásticos (polietileno, PVC, nailon)
- Polímeros o resinas termoendurecibles (epoxi, poliuretano, silicona)
- Elastómeros o cauchos
- Polímeros naturales (celulosa, proteínas)
Canalón termoformado 2-6-1:
Resina acrílica 2-6-2:
La resina acrílica es un material muy conocido y utilizado desde hace mucho tiempo en Ortopedia Dentofacial, se presenta con mayor frecuencia en forma de líquido-polvo.
Polvo (polímero): Es metacrilato de metilo prepolimerizado en forma de pequeñas partículas esféricas.
El líquido (monómero): es un monómero de metacrilatos de metilo. La resina de ortodoncia está hecha de polimetilmetacrilato, puede presentarse en diferentes presentaciones, translúcida o coloreada.
Su preparación se realiza mezclando el líquido y el polvo (se forma una pasta plástica que se puede moldear en la forma deseada), seguido de un ciclo de endurecimiento (calentamiento en agua caliente bajo presión para polimerizar y endurecer la resina).
El uso de resina acrílica para la fabricación de placas removibles puede ser riesgoso para los pacientes porque, si la polimerización es incompleta, los componentes monoméricos residuales son irritantes de la piel que pueden causar reacciones alérgicas.
Placas de resina
Sus propiedades mecánicas son buenas: dureza, resistencia a la tracción.
Sin embargo, su resistencia a la abrasión es baja.
2-6-3_Materiales elastoméricos:
Un elastómero es un polímero llamado: elástico, soporta deformaciones muy grandes, casi totalmente reversibles.
El término elastómero designa todos los cauchos sintéticos que poseen la denominada elasticidad gomosa.
Envejecimiento y biodegradación:
Biodegradación funcional: Los componentes elastoméricos son incapaces de ejercer una fuerza de intensidad constante durante un largo período de tiempo.
Biodegradación ambiental: la degradación de las propiedades físicas y químicas dentro del ambiente húmedo y agresivo de la cavidad bucal es un factor en el empeoramiento del envejecimiento y la porosidad de los elastómeros.
En la boca influirán diferentes factores:
-Factores químicos: saliva, alimentación e higiene.
-Factores térmicos: variación de la temperatura de los alimentos.
-Variaciones del pH.
-Factores mecánicos: masticación y cepillado.
_Uso de elastómeros en ortodoncia:
Las bandas elásticas.
Cadenas elastoméricas.
Ligaduras elastoméricas.
Canalones elastoméricos
Conclusión :
En ortopedia dentofacial, los movimientos dentarios y la acción sobre las bases óseas se obtienen mediante dispositivos intraorales que constituyen la mayor parte del arsenal terapéutico mecánico.
Los materiales utilizados en los aparatos de ortodoncia deben cumplir criterios mecánicos, pero sobre todo deben ser biocompatibles y tener una estabilidad química que permita un uso bastante prolongado en el ambiente bucal.
Bibliografía:
1-Jean-Pierre Attal: Materiales dentales bioclínicos
Revisión de información dental 02.03.2016.
2-F.Bassigny Manual de ortopedia dentofacial
Edición Masson 1996
3- G. Burdairon: Resumen de biomateriales dentales,
Edición Masson, (1981).
4- J. Jacques Guyonnet, J. Champion, G. Gregoire, B. Grosgogeat, P. Millet, F. Moya, P. Rocher,
5-Aleaciones dentales, Asociación Dental Francesa, (París,) 2004 Marie José Boileau: Ortodoncia para niños y jóvenes adultos volumen 1
Principios y métodos terapéuticos
Edición Elsevrier Masson 2011
6-M.Chateau: Ortopedia dentofacial. Volumen 1
Edición Cdp 1992
7- P. MILLET, P. WEISS: Propiedades físicas de los materiales dentales
Sociedad francófona de biomateriales dentales 2010
BIOMATERIALES EN ODF
Las caries profundas pueden requerir un tratamiento de conducto radicular.
Las carillas dentales corrigen dientes astillados o descoloridos.
Los dientes desalineados pueden provocar un desgaste desigual.
Los implantes dentales preservan la estructura ósea de la mandíbula.
Los enjuagues bucales con flúor ayudan a prevenir las caries.
Los dientes de leche cariados pueden afectar la posición de los dientes permanentes.
Un cepillo de dientes eléctrico limpia las zonas difíciles de alcanzar con mayor eficacia.