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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE ODONTOLOGÍA

CARRERA DE ODONTOLOGÍA

Resistencia a la flexión, rugosidad, sorción y solubilidad entre silicato tricálcico y

ionómero de vidrio.

Informe Final de Investigación presentado como requisito para optar por el

Título de:

Especialista en Odontopediatría

AUTORA: Peñarreta Tutillo Karen Stephanie

TUTORA: PhD. Inés María Villacís Altamirano

Quito, febrero 2020

ii

CARTA DE DERECHOS DE AUTOR

Quito, 03 de febrero del 2020.

Yo, Karen Stephanie Peñarreta Tutillo en calidad de autora y titular de los derechos

morales y patrimoniales del trabajo de titulación: RESISTENCIA A LA FLEXIÓN,

RUGOSIDAD, SORCIÓN Y SOLUBILIDAD ENTRE SILICATO TRICÁLCICO Y IONÓMERO DE VIDRIO, modalidad presencial, de conformidad con el Art. 114 del

CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS

CREATIVIDAD E INNOVACIÓN, concedo a favor de la Universidad Central del

Ecuador una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la

obra, con fines estrictamente académicos. Conservo a mi favor todos los derechos de autor

sobre la obra, establecidos en la normativa citada.

Así mismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que se realice la

digitalización y publicación de este trabajo de titulación en el repositorio virtual, de

conformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.

La autora declara que la obra objeto de la presente autorización es original en su forma de

expresión y no infringe el derecho de autor de terceros, asumiendo la responsabilidad por

cualquier reclamación que pudiera presentarce por esta causa y liberando a la Universidad

de toda responsabilidad.

Firma:

________________________________

Karen Stephanie Peñarreta Tutillo

CC. No. 1723540058

Dirección electrónica: [email protected]

iii

APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DE LA TUTORA

Yo, Dra. Inés María Villacís Altamirano, en calidad de tutora del trabajo de titulación

RESISTENCIA A LA FLEXIÓN, RUGOSIDAD, SORCIÓN Y SOLUBILIDAD ENTRE SILICATO TRICÁLCICO Y IONÓMERO DE VIDRIO, elaborado por la

estudiante KAREN STEPHANIE PEÑARRETA TUTILLO, estudiante de la Carrera de

Odontología, Facultad de Odontología de la Universidad Central del Ecuador, considero

que el mismo reúne los requisitos y méritos necesarios en el campo metodológico, en el

campo epistemológico y ha superado el control anti plagio, para ser sometido a la

evaluación por parte del jurado examinador que se designe, por lo que lo APRUEBO, a fin

de que el trabajo investigativo sea habilitado para continuar con el proceso de titulación

determinado por la Universidad Central del Ecuador.

En la ciudad de Quito, a los 03 días del mes de febrero del 2020.

_____________________________

Firma

PhD. Inés María Villacís Altamirano

CC. No. 1713984076

iv

APROBACIÓN DE LA PRESENTACIÓN ORAL/TRIBUNAL

El Tribunal constituido por: (Presidente del tribunal), (Vocal de tribunal) y (Vocal del

tribunal).

Luego de receptar la presentación oral del trabajo de titulación previo a la obtención del

título (o grado académico) de Especialista en Odontopediatría presentado por la señorita

Karen Stephanie Peñarreta Tutillo.

Con el título:

RESISTENCIA A LA FLEXIÓN, RUGOSIDAD, SORCIÓN Y SOLUBILIDAD

ENTRE SILICATO TRICÁLCICO Y IONÓMERO DE VIDRIO.

Emite el siguiente veredicto: ____________________

Fecha: ________________________

Para constancia de lo actuado firman:

Nombre Apellido Calificación Firma

Presidente _______________________ ___________ ______________

Vocal 1 _______________________ ___________ ______________

Vocal 2 _______________________ ___________ ______________

v

DEDICATORIA

A Dios, por permitirme cumplir esta meta, por darme las fuerzas para seguir adelante y

afrontar las dificultades del camino, enseñándome a aprender de las adversidades y a no

desfallecer en el intento.

A mis Padres, Francisco y Ligia, que lo son todo para mí, por siempre brindarme su apoyo

y confianza en cada paso que doy, por su motivación en cada momento de duda, por sus

enseñanzas, valores y su eterna paciencia que me ha permitido ser una persona de bien, por

inspirarme a seguir mis sueños y por el amor incondicional que me brindan cada día.

A mi novio Francisco Cedeño que sin su ayuda todo esto no hubiese sido posible, estando

a mi lado en todo el camino para alcanzar este logro, en los momentos felices y sobre todo

en los difíciles, gracias a su amor, apoyo y motivación incondicional hizo que este camino

sea más fácil, por cada abrazo, cada palabra me hizo sentir que juntos podemos lograr cada

meta que nos propongamos, por esta y muchas razones más, esto es para ti.

A mis hermanos Ramiro, David, Cristian que han sido un apoyo incondicional durante toda

mi vida, ustedes han hecho mi vida más linda, sin duda alguna son mi refugio, mi sostén de

cada paso que doy.

vi

AGRADECIMIENTO

Gracias a Dios por permitirme cumplir cada uno de los anhelos más profundos de mi

corazón, por abrirme la puerta a cada uno de ellos.

A mis padres Ligia y Francisco, por ser promotores de cada sueño de mi vida, gracias por

confiar y creer en mí, por cada palabra, cada consejo que me ayudó a guiar mi camino, no

existen palabras para describir esta gratitud que tengo hacia ustedes, solo les puedo decir lo

Logramos juntos.

Francisco, amor tu ayuda ha sido indispensable, has estado conmigo en cada paso que doy

en este proyecto, no fue fácil pero llegaste a mi vida a involucrarte en el, con tu amor, tu

apoyo, tus palabras de motivación y tu impulso me llevó a ser cada día mejor.

A mis queridos hermanos Ramiro, Myriam, David, Karen, Cristian; este logro en gran

parte es gracias a ustedes; he logrado concluir con éxito un proyecto que en un principio

pudo parecer inalcanzable, pero gracias a su apoyo hacia mi persona con palabras de

aliento, motivación, risas para cada situación, nunca me dejaron desfallecer; no solo en

este momento si no en toda mi vida, creando lazos inquebrantables.

A mi tía Inés, quedaré total y eternamente agradecida, por su amor y su ayuda cuando más

lo necesité, sé que estas palabras son poco para tu inigualable ayuda, Dios te bendiga

siempre.

A mi tutora Dra. Inés Villacís, por su paciencia, apoyo y ser mi guía en este proyecto,

impartiéndome cada uno de sus conocimientos y formándome cada vez como profesional

para brindar una atención a mis pacientes con ética y credibilidad.

vii

ÍNDICE DE CONTENIDOS

CARTA DE DERECHOS DE AUTOR .......................................................................... ii

APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DE LA TUTORA

........................................................................................................................................ iii

APROBACIÓN DE LA PRESENTACIÓN ORAL/TRIBUNAL ................................ iv

DEDICATORIA.............................................................................................................. v

AGRADECIMIENTO ................................................................................................... vi

ÍNDICE DE CONTENIDOS ........................................................................................ vii

LISTA DE TABLAS ....................................................................................................... x

LISTA DE FIGURAS .................................................................................................... xi

LISTA DE ANEXOS .................................................................................................... xii

RESUMEN ................................................................................................................... xiii

ABSTRACT ................................................................................................................. xiv

1. REVISIÓN DE LA LITERATURA .................................................................... 1

1.1. Materiales restauradores provisionales ........................................................... 1

1.1.1. Concepto ................................................................................................... 1

1.2. Propiedades de los materiales ........................................................................ 2

1.2.1. Resistencia a la flexión .............................................................................. 2

1.2.2. Rugosidad .................................................................................................. 4

1.2.3. Sorción ...................................................................................................... 5

1.2.4. Solubilidad ................................................................................................ 6

1.3. Ionómero de Vidrio........................................................................................ 7

1.3.1. Concepto ................................................................................................... 7

1.3.2. Composición .............................................................................................. 8

1.3.3. Reacción química....................................................................................... 9

1.3.4. Ventajas ................................................................................................... 10

1.3.5. Desventajas .............................................................................................. 11

1.3.6. Usos clínicos ............................................................................................ 12

1.4. Silicato Tricálcico ........................................................................................ 13

1.4.1. Concepto ................................................................................................. 13

viii

1.4.2. Composición ............................................................................................ 14

1.4.3. Reacción química..................................................................................... 14

1.4.4. Ventajas ................................................................................................... 15

1.4.5. Desventajas .............................................................................................. 16

1.4.6. Usos clínicos ............................................................................................ 17

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .......................................................... 18

3. OBJETIVOS ...................................................................................................... 20

3.1. Objetivo general .......................................................................................... 20

3.2. Objetivos específicos ................................................................................... 20

4. HIPÓTESIS ....................................................................................................... 21

4.1. Hipótesis de investigación (H1) ................................................................... 21

4.2. Hipótesis nula (H0) ...................................................................................... 21

5. METODOLOGÍA ............................................................................................. 22

5.1. Diseño de la investigación ........................................................................... 22

5.2. Población de estudio y muestra .................................................................... 22

5.3. Criterios de inclusión y exclusión ................................................................ 23

5.3.1. Criterios de inclusión ............................................................................... 23

5.3.2. Criterios de exclusión .............................................................................. 23

5.4. Operacionalización de variables ................................................................... 24

5.5. Estandarización y/o calibración .................................................................... 24

5.5.1. Elaboración de matrices ........................................................................... 25

5.5.2. Manipulación del material ........................................................................ 26

5.5.3. Almacenamiento ...................................................................................... 26

5.5.4. Resistencia a la flexión ............................................................................ 26

5.5.5. Rugosidad ................................................................................................ 27

5.5.6. Sorción y solubilidad ............................................................................... 27

5.6. Manejo y métodos de recolección de datos................................................... 28

5.6.1. Elaboración de los cuerpos de prueba ....................................................... 29

5.6.2. Experimento de resistencia a la flexión .................................................... 31

5.6.3. Experimento de rugosidad ........................................................................ 33

5.6.4. Experimento de sorción y solubilidad....................................................... 33

5.6.5. Recolección y codificación de datos ......................................................... 35

5.7. Análisis estadísticos ..................................................................................... 35

6. RESULTADOS .................................................................................................. 37

ix

6.1. Experimento de resistencia a la flexión ........................................................ 37

6.2. Experimento de rugosidad ........................................................................... 39

6.3. Experimento de sorción ............................................................................... 42

6.4. Experimento de solubilidad.......................................................................... 44

7. DISCUSIÓN ...................................................................................................... 47

7.1. Resistencia a la flexión ................................................................................ 47

7.2. Rugosidad .................................................................................................... 49

7.3. Sorción y solubilidad ................................................................................... 51

8. CONCLUSIONES ............................................................................................. 53

9. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 54

10. ANEXOS ............................................................................................................ 62

x

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Definición operacional de las variables. ............................................................ 24

Tabla 2. Materiales y composición ................................................................................. 28

Tabla 3. Análisis de medias de resistencia a la flexión (MPa) ......................................... 37

Tabla 4. Análisis de varianza del factor resistencia a la flexión vs. Material (MPa)......... 38

Tabla 5. Información agrupada utilizando la prueba de Tukey ........................................ 39

Tabla 6. Análisis descriptivo de rugosidad (Pm) ............................................................. 39

Tabla 7. Estadística de Kruskal-Wallis de rugosidad media ............................................ 41

Tabla 8. Prueba de Kruskal-Wallis de rugosidad media .................................................. 41

Tabla 9. Comparaciones múltiples de Bonferroni a rugosidad media .............................. 41

Tabla 10. Análisis descriptivo de sorción (µg/mm3) ....................................................... 42

Tabla 11. Análisis de varianza del factor sorción vs. material (µg/mm3) ........................ 43

Tabla 12. Análisis descriptivo de solubilidad (µg/mm3) ................................................. 44

Tabla 13. Análisis de varianza del factor solubilidad vs. material (µg/mm3) ................... 45

Tabla 14. Información agrupada utilizando la prueba de Tukey ...................................... 46

xi

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Matrices de poliacetal ..................................................................................... 25

Figura 2. Base de tres esferas con separación equidistante .............................................. 27

Figura 3. Sujeción de las matrices para elaboración de cuerpos ...................................... 29

Figura 4. Procedimiento de elaboración cuerpos de ionómero ........................................ 30

Figura 5. Uso de amalgamador en Biodentine� ............................................................. 31

Figura 6. Cuerpo de prueba previo al experimento de resistencia a la flexión ................. 32

Figura 7. Cuerpo de prueba posterior al experimento de resistencia a la flexión ............. 32

Figura 8. Imágenes en 3D de cada material .................................................................... 33

Figura 9. Almacenamiento de cuerpos de prueba en sílice gel ........................................ 34

Figura 10. Almacenamiento de cuerpos de prueba en tubos de ensayo............................ 35

Figura 11. Prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov para resistencia a la flexión . 37

Figura 12. Prueba de homogeneidad de Bartlett para resistencia a la flexión .................. 38

Figura 13. Prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov para rugosidad media .......... 40

Figura 14. Prueba de homogeneidad de Levene a la rugosidad media ............................. 40

Figura 15. Prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov para sorción ........................ 42

Figura 16. Prueba de homogeneidad de Bartlett para sorción .......................................... 43

Figura 17. Prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov para solubilidad .................. 44

Figura 18. Prueba de homogeneidad de Bartlett para solubilidad .................................... 45

xii

LISTA DE ANEXOS

Anexo 1: Autorización para uso de laboratorio de química ............................................. 62

Anexo 2: Autorización para uso de laboratorio Escuela Politécnica Nacional.................. 63

Anexo 3: Datos y cálculos obtenidos en la prueba de resistencia a la flexión ................... 64

Anexo 4: Datos e imágenes obtenidos en la prueba de rugosidad .................................... 65

Anexo 5: Datos y cálculos obtenidos en la prueba de sorción y solubilidad ..................... 68

Anexo 6: Cartas de idoneidad ética y experticia del investigador y del tutor.................... 69

Anexo 7: Cartas de confidencialidad del investigador y del tutor .................................... 71

Anexo 8: Declaración de conflicto de intereses del investigador y del tutor .................... 73

xiii

TEMA: Resistencia a la flexión, rugosidad, sorción y solubilidad entre silicato tricálcico y

ionómero de vidrio.

AUTORA: Karen Stephanie Peñarreta Tutillo

TUTORA: PhD. Inés María Villacís Altamirano

RESUMEN

Los materiales de restauración provisional de larga duración son una alternativa en

pacientes pediátricos no colaboradores, por lo que se requiere que estos presenten

propiedades físicas, químicas y mecánicas que perduren en el tiempo hasta lograr una

restauración definitiva. Objetivo: comparar la resistencia a la flexión, rugosidad, sorción y

solubilidad de un silicato tricálcico y dos ionómeros de vidrio de alta densidad.

Metodología: el presente estudio fue sometido y aprobado el 29/07/2019 por el Comité de

Ética de la Universidad Central, los cuerpos de prueba fueron confeccionados en matrices

de poliacetal siguiendo la norma ISO 4049 obteniendo un n=60 [silicato tricálcico

(BiodentineÔ n=20), ionómero de vidrio (Fuji IXÒ n=20) y ionómero de vidrio (Riva SC

n=20)]. Resultados: fueron sometidos a pruebas de normalidad y homogeneidad para

escoger el test adecuado para cada ensayo, en resistencia a la flexión el mejor fue Fuji

IXÒ=60,770 MPa seguido de Riva SC=55,684 MPa y el de menor valor

BiodentineÔ=46,939 MPa. Para rugosidad Riva SC=0,0250 μm con menor resultado Fuji

IXÒ=0,0675 μm y BiodentineÔ=0,0860 μm con mayor cantidad de rugosidad. Para

sorción los tres materiales se comportaron iguales Fuji IXÒ=143,54 µg/mm3,

Riva SC=143,03 µg/mm3 y BiodentineÔ=148,54 µg/mm3, mientras que

BiodentineÔ=24,837 µg/mm3 fue el más soluble seguido de Riva SC=22,269 µg/mm3 y

por último Fuji IXÒ=22,219 µg/mm3 con menor valor de solubilidad. Conclusión: los

ionómeros de vidrio de alta densidad fueron los que obtuvieron mejores resultados en las

propiedades evaluadas, pudiendo ser recomendados en restauraciones provisionales a largo

plazo.

PALABRAS CLAVES: MATERIALES DENTALES / IONÓMERO DE VIDRIO /

SILICATO TRICÁLCICO / RESISTENCIA A LA FLEXIÓN / RUGOSIDAD /

SORCIÓN / SOLUBILIDAD.

xiv

TITLE: Flexural strength, roughness, sorption and solubility between tricalcium silicate

and glass ionomer.

AUTHOR: Karen Stephanie Peñarreta Tutillo

TUTOR: PhD. Inés María Villacís Altamirano

ABSTRACT

Long-term provisional restorative materials are an alternative in non-collaborative

pediatric patients, so they are required to present physical, chemical and mechanical

properties that last over time until a definitive restoration is achieved. Objective: to

compare the flexural strength, roughness, sorption and solubility of a tricalcium silicate

and two high density glass ionomers. Methodology: the present study was approved and

approved on 07/29/2019 by the ethics committee of the Universidad Central, the test

bodies were made in polyacetal matrices following the ISO 4049 standard obtaining a

n=60 [tricalcium silicate (BiodentineÔ n=20), glass ionomer (Fuji IXÒ n=20 and glass

ionomer (Riva SC n=20)] Results: were sometimes tests of normality and homogeneity to

choose the appropriate test for each test, in resistance at flexion the best was Fuji

IXÒ=60,770 MPa followed by Riva SC=55,684 MPa and the one with the lowest value

BiodentineÔ=46,939 MPa. For roughness Riva SC=0,0250 μm with lower result Fuji

IXÒ=0,0675 μm and BiodentineÔ=0,0860 μm with a greater amount of roughness For the

sorption of all three materials, the same Fuji IXÒ=143.54 µg/mm3, Riva SC=143,03

µg/mm3 and BiodentineÔ=148,54 µg/mm3, while BiodentineÔ=24,837 µg/mm3 was the

most soluble followed or Riva SC=22,269 µg/mm3 and finally Fuji IXÒ=22,219 µg/mm3

with lower solubility value. Conclusion: the high-density glass ionomers were the ones

that obtained the best results in the properties evaluated, being able to be recommended in

long-term provisional restorations.

KEYWORDS: DENTAL MATERIALS / GLASS IONOMER / TRICALCIUM SILICATE / FLEXURAL STRENGTH/ RUGOSITY / SORPTION / SOLUBILITY.

1

1. REVISIÓN DE LA LITERATURA

1.1. Materiales restauradores provisionales

Conocer sobre materiales restauradores provisionales, representa para el operador

enmarcarse en un ámbito fundamental para su trabajo, en su cotidiana tarea esta al contacto

y más que nada se sirve de ellos para sus tratamientos (1), de modo que entender estas

palabras es imprescindible para el contexto clínico sobre el cual se los quiera enmarcar.

1.1.1. Concepto

Según Barrancos et al. y la utilidad clínica en la que enmarca a este tipo de materiales por

su característica principal de durabilidad limitada los conoce como provisorios y los define

como “aquellos materiales que se usan para restauraciones de poca duración, mientras se

espera el trabajo definitivo” (2).

Estudios de Anusavice et al. conceptualizan a estos como “cemento o resina compuesta,

utilizada por un periodo que puede variar entre pocos días hasta varios meses para

restaurar o sustituir dientes o estructura dentaria perdida hasta que una prótesis o

restauración de larga duración pueda ser instalada” (1).

Ahora bien, estudios más actuales de Robinson definen a este término como aquel material

de restauración “diseñado para cubrir la mayor parte, si no es la totalidad de la clínica de

un diente o varios, durante un período más largo” (3).

En suma y sobre la base del término provisional que por definición significa “que se tiene

temporalmente” (4) podemos conceptualizarlo como un material que tiene la capacidad de

sustituir o restaurar una pieza dental en un periodo de tiempo determinado, ya sea para que

se elabore una pieza de larga duración y pueda ser colocada, o por el simple hecho de que

se precise de tiempo hasta poder realizar el trabajo definitivo sobre el lugar afectado.

2

1.2. Propiedades de los materiales

Estudiar los materiales dentales no se centra solamente en determinar la composición que

estos tienen, sino también en sus propiedades y la forma particular en que se comportan

una vez que son expuestos a múltiples factores.

1.2.1. Resistencia a la flexión

Los materiales dentales presentan un sin número de propiedades, sin embargo algunas de

ellas tienen gran relevancia clínica y se menciona en primer lugar a la resistencia (5), así

también se habla de esta bondad como una propiedad mecánica que se fundamenta en la

fuerza que se le aplica a un área justo antes del instante de fractura (1), es decir cuanto el

material puede flexionarse antes de romperse (5).

Estudios más actuales de Powers et al. conceptualizan a esta propiedad como la

“resistencia de un material en el que una barra de material se coloca sobre dos soportes y

se aplica una fuerza opuesta a los soportes hasta que la barra se rompe” (6), frente a esto

también se menciona que no es una propiedad aislada puesto que en suma es una

combinación tanto de resistencia a la tracción como de compresión (6).

De modo que para obtener los datos de esta propiedad varios estudios han establecido un

test llamado “prueba de flexión de tres puntos” (1,7,8) que consiste básicamente en poner

un cuerpo de prueba del tipo barra (1) sobre dos puntos sin fijación alguna y sobre la mitad

de este aplicar una carga hasta obtener la tensión máxima, así como también la cantidad de

deformación esperada (7), para pruebas de este tipo puede ser calculada a partir de la

siguiente ecuación (1,7):

𝜎 =3𝑃𝐿

2𝑤𝑡2

Donde V = tensión máxima en flexión (MPa).

P = carga en la fractura (N).

L = distancia entre los dos apoyos (mm).

w = profundidad del cuerpo de prueba (mm).

t = espesor o altura del cuerpo de prueba (mm).

3

Ahora bien, para cuerpos de prueba en forma de disco por la naturaleza misma del modelo

de evaluación se debe aplicar el “test de flexión biaxial del tipo pistón sobre tres bolas” (1)

que consiste básicamente en aplicar la carga con un pistón sobre el disco y este a su vez

reposa sobre una superficie de contacto que posee tres bolas de modo que para calcular sus

valores se debe acudir a la siguiente ecuación (8,9,10):

𝑆 = −0,2387 ∗ 𝑃 (𝑋 − 𝑌) 𝑑2⁄

Donde S = es la máxima concentración de fuerza (MPa).

P = es la carga a la que se produce la fractura (Newtons).

d = es el espesor de la muestra en milímetros en el origen de la fractura.

Así también X y Y se determinaron de la siguiente manera:

𝑋 = (1 + 𝑣) ln (𝐵 𝐶⁄ )2 + [(1 − 𝑣) 2⁄ ](𝐵 𝐶⁄ )2

𝑌 = (1 + 𝑣) [1 + ln (𝐴 𝐶⁄ )2] + (1 − 𝑣)(𝐴 𝐶⁄ )2

Donde v = es el coeficiente de Poisson.

A = es el radio del circulo de soporte (mm).

B = es el radio de la punta del pistón (mm).

C = es el radio de la muestra (mm).

Es importante resaltar que las resultantes de valoración de ambos cuerpos de prueba

siempre estarán dadas en Megapascales (MPa) (1,5,7).

Como podemos ver es un término común si se habla de propiedades, puesto que representa

un valor importante en cuanto a estabilidad del material y ha de ser tanto o cuanto

relevante al determinar el material que se selecciona frente a las restauraciones que se

pretende, puesto que pruebas sobre la naturaleza dinámica de las tensiones que se producen

en los procesos de masticación, han arrojado resultados no solo de resistencia a la flexión

sino de tracción, compresión y tensiones de cizallamiento (11).

4

1.2.2. Rugosidad

De Damborenea y Vázquez mencionan en su texto que “la rugosidad es una medida

cuantitativa de la topografía superficial, que, aunque no debe considerarse en sí una

propiedad mecánica, tiene una influencia importante en algunas de las propiedades

mecánicas más características de la superficie de los sólidos” (12).

Estudios de Baró establecen que la rugosidad es aquella característica “relacionada con las

pequeñas desviaciones microgeométricas respecto a la superficie nominal, con poco

espacio entre ellas, y depende del material y los procesos de conformación” (13).

Para Rodríguez “la rugosidad superficial es el conjunto de irregularidades de la superficie

real, definidas convencionalmente en una sección donde los errores de forma y las

ondulaciones han sido eliminados” (14).

Castro asegura que la rugosidad “desde un concepto teórico, como las variaciones

micrométricas en la superficie de las piezas manufacturadas que le confieren cierto grado

de aspereza; es decir los cambios que se producen en un material como consecuencia, entre

otros factores, de los procesos de mecanización a los cuales ha estado sometido” (15).

En lo que corresponde a la metrología de este factor se puede utilizar un instrumento

llamado rugosímetro, el cual permite de forma electrónica determinar el perfil de la piezas

a través de un barrido sobre la superficie con una fina punta o estilete (15), así también

existe el microscopio de fuerza atómica (AFM) el cual realiza observaciones del tipo sub-

nanométricas (16) mucho más finas y detalladas a través de cambios en enfoque de luz

monocromática determinando diferencias de alturas en las superficies entregando una

descripción completa de la superficie en 3D (17), ambos dispositivos entregan longitudes

de muestras en micras (μm) unidad de medida determinada para este factor en

concordancia con el Sistema Internacional (16).

Ahora bien en el ámbito dental se habla que la rugosidad constituye un factor biológico,

puesto que su escala molecular afecta directamente en la forma en que las bacterias se

adhieren a las superficies, de modo que cuando se habla de materiales dentales se deberá

siempre tender a utilizar aquellos que presenten el mínimo de rugosidad, puesto que esto

evita la acumulación de placa bacteriana y por otro lado favorece a la estética (16).

5

Así también en varios estudios de materiales dentales se establece que la calidad de la

superficie es más que nada un factor importante a tomar en cuenta cuando se evalúa una

restauración, puesto que adicional a la relación que tiene esta con la retención de placa

bacteriana, se debe también considerar también la abrasión de los dientes antagonistas, el

manchado, la lesión de los tejidos blandos adyacentes, como la misma calidad estética de

las restauraciones evaluadas (18,19).

Hablar de rugosidad responde básicamente a un acumulado de irregularidades de una

superficie, que se producen básicamente en el proceso de fabricación, de forma que este

grado de aspereza micrométrica dada por el material afectará directamente con el propósito

para el cual se tiene previsto emplear este sólido.

1.2.3. Sorción

Por definición conceptual la Sociedad Nuclear Española enmarca a este término como una

“interacción de un átomo, molécula o partícula con la superficie sólida de una interfaz

sólido-líquido o una interfaz sólido-gas” (20).

El Diccionario de Collins por su parte establece que “es un proceso en el cual un soluto se

mueve de un fluido a un sólido particulado” (21) afirmación que concuerda con estudios de

donde se hace mención a que esta propiedad produce cambios del tipo dimensionales (22).

Así también Anusavice et al. enmarcan este término en el ámbito odontológico y

particularmente en los materiales dentales como la cantidad de agua adsorbida tanto en la

superficie de un material como en el interior del mismo (1).

De acuerdo a la norma ISO 4049:2009 (23) establece la siguiente ecuación de cálculo, a fin

de obtener sus valores:

𝑊𝑠𝑝 = 𝑚2 − 𝑚3

𝑉

Donde 𝑊𝑠𝑝 = sorción.

𝑚2 = es la masa del espécimen, en microgramos, después de inmersión en

agua durante 7 días.

𝑚3 = es la masa del espécimen reacondicionado, en microgramos.

V = es el volumen de la muestra, expresado en milímetros cúbicos.

6

Ahora bien y con los preceptos anteriores podemos decir que esta propiedad no es más que

la capacidad que tiene un material para que a través de una operación química exista la

interacción de un líquido y un sólido.

1.2.4. Solubilidad

Por definición conceptual la Real Academia Española enmarca a este término como una

“cualidad de soluble” (4) es decir tácitamente que tiene la capacidad y propiedades que le

permiten disolverse.

De la Llanta en el ámbito químico conceptualiza a la solubilidad como “la cantidad de

soluto que puede disolverse, a una temperatura y presión dadas, en una cantidad

determinada de disolvente” (24).

En el ámbito odontológico Macchi indica que cuando hablamos de los materiales dentales

y su solubilidad se habla básicamente de la estructura, del medio y de la velocidad de la

relación de estos factores (25) fundamentalmente se habla de que el compuesto del

material interviene directamente en esta propiedad puesto que puede como no ser disuelto

frente a uno u otro solvente.

De acuerdo a la norma ISO 4049:2009 (23) establece la siguiente ecuación de cálculo, a fin

de obtener sus valores:

𝑊𝑠𝑙 = 𝑚1 − 𝑚3

𝑉

Donde 𝑊𝑠𝑙 = solubilidad.

𝑚1 = es la masa acondicionada, en microgramos, antes de la inmersión en

agua.

𝑚3 = es la masa del espécimen reacondicionado, en microgramos.

V = es el volumen de la muestra, expresado en milímetros cúbicos.

Ahora bien, Al-Shekhli menciona que la solubilidad es una característica significativa

cuando se pretende dar una evaluación de durabilidad clínica a los cementos dentales (26),

así mismo Vaca et al. manifiestan que los resultados de estudios de solubilidad permiten

comprender el comportamiento clínico de los materiales observados (27).

7

1.3. Ionómero de Vidrio

Hablar de este material dental es remembrar estudios de 1971 año en el que Wilson y Kelt

los introdujeron al mercado dental con el nombre comercial de cemento de ionómero de

vidrio (28).

1.3.1. Concepto

Los creadores de este cemento dental Wilson y Kert determinan a este material como un

cemento con rápida reacción de endurecimiento, puesto que consiste en polvos de vidrio

lixiviables con iones especiales y soluciones acuosas de ácido poliacrílico (28).

Para el Centro de Información Tecnológica es un “material compuesto formado a través de

una reacción ácido-base, en la cual iones de hidrógeno provenientes del grupo carboxílico

de un poliácido (típicamente del poliácido acrílico) atacan la fase vítrea (generalmente un

fluoruro-aluminio-silicato) liberando cationes y dando inicio a la compleja secuencia de

etapas que van a llevar al endurecimiento o cura del cemento” (29).

Macchi al hablar de los materiales dentales restauradores expresa que el ionómero de

vidrio es un cemento que tiene cualidades de adhesión a la estructura dentaria con una

composición de ácido polialquenoico (policarboxílico) y solución acuosa (25).

Para Van Noort los ionómeros no son más que “materiales restauradores que consisten en

un polvo y un líquido que, cuando se mezclan producen una masa plástica que

posteriormente se endurece, formando un sólido rígido” (30).

Estudios de Anusavice et al. establecen que “es un cemento que endurece por medio de

una reacción ácido-base entre el polvo de vidrio de fluoroaluminio silicato y una solución

acuosa de ácido poliacrílico” (1).

Desde el desarrollo del cemento de ionómero de vidrio por Wilson y Kent a principios de

los años 70, estudiosos de los biomateriales han seguido desarrollando conceptos sobre

este, pero, se ha mantenido el concepto base y más que nada convencional de este material,

puesto que se lo establece como un cemento dental con cualidades particulares de

endurecimiento por su compuesto químico base.

8

1.3.2. Composición

El material dental está formado por diferentes elementos químicos, mismos que se

encuentran en distintas proporciones, en este sentido estudios realizados por De la Paz

establecen que los ionómeros de vidrio a término general poseen la siguiente distribución

de sus elementos:

x Polvo: es un fluoraluminiosilicato de calcio, compuesto por fluoruro de calcio

(34,3%), dióxido de silicio (29%), óxido de aluminio (16,5%), fosfatos y

fluoruros de aluminio y fluoruro de sodio (31).

x Líquido: formado por un 47% de ácidos copolímeros en solución acuosa, en

relación 2:1, en dónde el ácido poliacrílico está en mayor composición que el

ácido itacónico en respectiva relación. También ácido tartárico como acelerador

y en algunas composiciones se le adiciona ácido maleico (31).

x Agua: componente necesario en la fórmula puesto que su misión es

proporcionar el medio donde se dará el intercambio iónico. La carencia o

exceso puede dar lugar a alteraciones estructurales con tendencia al

resquebrajamiento al desecarse (31).

Así también estudios de Casanellas simplifican la composición de este material en la

siguiente matriz y su descripción:

Base (polvo) + Ácido (líquido)= Sal (matriz) (32)

x Polvo: compuesto principalmente de silicato complejo de aluminio y de calcio,

adicionado también con fluoruro de calcio y otros compuestos mínimos (32).

x Líquido: solución acuosa de un homopolímero de ácido acrílico, con ácido

itacónico, y/o ácido tartárico (material que regula el tiempo de fraguado).

Algunas veces en lugar de ácido poliacrílico, se usa el ácido polimaleico.

También en algunas ocasiones otra presentación es liofilizar el ácido para

incorporarlo al polvo; en estos casos, el líquido es agua destilada (32).

x Matriz: producto de la mezcla de líquido con el polvo, se da una masa plástica

que se endurece rápidamente con una estructura interna formada por núcleos de

9

vidrio, que en un 70% solo han reaccionado en su superficie envueltos en una

matriz de un gel de poliacrilato (32).

1.3.3. Reacción química

Comparaciones de ionómeros de vidrio y estudios in vitro de este material establecen que

los componentes que tiene este material son los causantes de la reacción química ya que se

realiza cuando el ácido ataca al vidrio, de este se desprenden iones de calcio, flúor y

aluminio y queda como núcleo la estructura silícea de vidrio. Por otro lado, los iones

bivalentes (calcio y estroncio primero) y los de aluminio después, darán lugar a la matriz

del ionómero, como policarboxilatos de calcio y aluminio y el flúor que queda libre, puede

salir del ionómero como fluoruro de sodio (liberación de fluoruros, principal

propiedad) (33,34).

Ahora bien, la literatura establece que este material tiene una reacción ácido–base (1)

dándose principalmente en tres fases: disolución (cuando la solución comercial o el agua se

mezcla con el polvo, el ácido penetra en la solución y reacciona con la capa más externa

del vidrio, esta capa pierde los iones de aluminio, calcio, sodio y flúor, de forma que solo

queda un gel de sílice), gelificación (se produce debido a la acción rápida de los iones de

calcio que, siendo bivalentes e inicialmente más abundantes, reaccionan más rápidamente

con los grupos carboxílicos del ácido que los triángulos de aluminio) y el endurecimiento

(una cantidad de iones de aluminio significativa suministra la resistencia final y en

contraste con los iones de calcio, la naturaleza trivalente de los iones de aluminio

garantizan la ocurrencia en alto grado de las conexiones cruzadas de las moléculas de

polímero) (32).

Van Noort menciona que existe una reacción química entre el calcio, fosfato, la apatita de

la estructura dental con el ácido poliacrílico haciendo que exista una unión del material con

el calcio del diente siendo esta unión de tipo puente de hidrógeno. El flúor es uno de los

principales iones presentes en el ionómero de vidrio, al ser este liberado ayudaría a formar

flúor apatita la cual es más dura y menos en los ácidos provocando la remineralización de

los tejidos afectados (30).

10

1.3.4. Ventajas

Demostraciones clínicas establecen que este biomaterial posee una gran capacidad de

adhesión a las estructuras dentales, en especial a la dentina (30,35,36) unión que se da a

través de retención micromecánica (1) puesto que al colocar material restaurador a la

estructura dental, se sella la cavidad, resguardando la pulpa, eliminando las caries

secundarias e impidiendo las fugas de los bordes (37), se habla también que para que

suceda la adhesividad depende de varios factores, tanto de la manipulación del operador

como de la inserción del material, así como también del tiempo de preparación o mezcla

como el momento de inserción (31).

A pesar de que la disolución en el medio bucal es un efecto adverso al deseado puesto que

el material se degrada, se cree que la liberación de flúor resulta una particularidad

favorable puesto que genera resistencia a la formación de lesiones por caries (30,33), así

como también inhibición a la desmineralización del esmalte y dentina (1). Estudios

también revelan que el fluoruro se libera del polvo de vidrio justo el momento de la mezcla

quedando libre dentro de la matriz, por lo que esta particularidad le permite a este material

liberar sin afectar las propiedades físicas (34).

El intercambio iónico con el sustrato dentario de este material restaurador le da la

capacidad para remineralizar zonas dentarias desmineralizadas (manchas blancas) o cuellos

dentarios expuestos y con síntomas de dolor, la acción remineralizante se da al dejar el

material durante algunos días al contacto con el tejido dentario, sobre una abrasión

cervical, o sobre una zona desmineralizada (38).

Puesto que la mayoría de los elementos de ionómero tiene un color dental y que en el

mercado se los puede encontrar en diferentes tonos, la estética es también una de sus

grandes ventajas, si bien varios de estos materiales han sido modificados con otros

compuestos esto favorece directamente a su translucidez, a considerar también será el

acabado y la técnica de pulido que en ellos emplea el clínico (37).

Para finalizar hay que destacar que este material posee alta biocompatibilidad (30) puesto

que la inserción de este tipo de material dental en la cavidad bucal produce tanto

estabilidad biológica como estructural mientras el material mantiene su vida útil (1) es

pertinente también mencionar que esta ventaja básicamente se la tiene puesto que está en

contacto tanto con el esmalte como con la dentina (37).

11

También se ha demostrado que este material por su composición brinda seguridad al

paciente puesto que tiene poco potencial de irritación de tejidos blandos u otras respuestas

adversas, el postoperatorio de este material es relativamente bajo, juega un papel

fundamental la técnica que el operador utiliza en su colocación más no la reacción directa

del material (39).

1.3.5. Desventajas

Entre las falencias que presenta este material están sus fortalezas físicas, puesto que se

habla particularmente de una baja fuerza y a su vez una baja resistencia o sensibilidad tanto

de la abrasión como el desgaste (37,40) si bien en su mayoría tienen baja resistencia a la

flexión por otro lado tienen un alto módulo de elasticidad, por lo tanto son sumamente

frágiles y propensos a la fractura (41,42) por lo que se recomienda no someterlos a una

carga oclusor indebida a menos que estén sumamente cubiertos o que tengan un soporte

por las piezas dentales circundantes (37).

Uno de los inconvenientes que se presentan es el tiempo prolongado de fraguado puesto

que, en Odontología Restaurativa Directa, este particular constituye un inconveniente, más

allá del de la espera que se debe tener para terminar la restauración el problema radica en

que durante estas esperas el contenido de agua del cemento puede ser alterado ya sea por

deshidratación así como por la mezcla con saliva (43).

Así también en cuanto a la manipulación del material es importante tener cuidado con la

sensibilidad al agua, considerando que es muy perceptible a la absorción de humedad

durante la reacción del fraguado y a su vez a la desecación cuando el material se empieza a

endurecer (37), algunos análisis han demostrado que las propiedades de los materiales

varían cuando estos son expuestos al factor humedad, de modo que se tendrá que

considerar mucho la técnica para colocarlos, más que nada controlando este factor y la

contaminación que puede haber dentro de la cavidad en la que se trabaja (44).

12

1.3.6. Usos clínicos

Los empleos de este material se dan en diversas aplicaciones siendo una de las más básicas

la de recubrimientos o liners (2) valiéndose de la capacidad de liberación de flúor los

estudios han demostrado que aumenta la capacidad dentinaria de flúor y antibacteriana en

las partes colindantes al material (31).

En la práctica odontológica este material por sus propiedades contribuye y colabora con

características eficaces como material para restauraciones (33):

x En cavidades en dientes primarios clase I, II, III y IV (2) en donde los requisitos

de longevidad del servicio son bajos es decir provisionales (44).

x En cavidades de clase III y V (2) en donde los defectos de erosión o abrasión no

cariosos se desarrollan en el diente cerca de la línea de la encía, es decir áreas

de baja tensión (44).

x Intermedias se utiliza en pacientes con múltiples caries como procedimiento de

inactivación de las caries (2).

x Subgingivales considerando su excelente compatibilidad biológica con los

tejidos periodontales, menor inflamación periodontal, mayor reparación ósea,

aumento de inserción y reducción de la profundidad del surco (45).

x Atraumáticas puesto que se lo hace sobre lesiones cariosas en dientes deciduos

conservando el tejido afectado que puede ser remineralizado (45).

x Provisionales ya que tienen buena resistencia mecánica y capacidad de sellado

marginal de la cavidad, también se adhieren a la estructura dentaria y liberan

flúor permitiendo la inhibición de la desmineralización y activando la

remineralización del tejido con caries hasta que se dé la restauración definitiva

(45).

Como frecuencia también el operador dental se vale de este material como bases y rellenos

cavitatorios (46), puesto que permite una protección pulpar subyacente en empastes

profundos o como medio cementante (33,44) al emplearlo de esta forma se está tratando de

13

dar cabida a la interfase y la posibilidad de reponer estructura dentaria para sustituir tejido

de soporte, este uso está justificado sobre la base de sus capacidades de adhesión (31).

Así también en reconstrucción de muñones dentarios, en razón de sus características

mecánicas y adhesivas (31), puesto que permite al operario dental la construcción de estos

previo a la restauración indirecta (45).

Gracias a sus capacidades de reacción en condiciones húmedas así como de adhesión

directa al esmalte dental, bien puede ser usado como sellador de fosas y fisuras (44)

puesto que representan una alternativa factible a pesar de su confirmada baja resistencia al

desgaste, los estudios demuestran su gran efecto preventivo (43,47).

Además los materiales de ionómero de vidrio también han funcionado bien como cementos

para coronas y puentes (44) ya que estudios establecen buenos resultados clínicos como

material de cementado, nuevamente por su capacidad adhesiva, cariostática, su menor

contracción de polimerización a través de absorción de agua lo hacen muy moderado para

este uso (31).

Para el profesional dental es un reto el uso del material en sus tratamientos, puesto que

depende de este gran porcentaje del éxito que se tenga, de ahí la importancia de no solo

conocer el material en composición, propiedades y comportamiento sino también de qué

forma puede ser usado frente a las múltiples patologías dentales que le pueden acontecer al

paciente.

1.4. Silicato Tricálcico

Los primeros estudios de este material para Odontología surgen en 1995 a cargo de

Torabinejad y White introduciendo al mercado dental con el nombre de MTA o Mineral

Trioxide Aggregate (48).

1.4.1. Concepto

El primer estudio que desarrolló este cemento odontológico lo define como un material en

el cual su principal componente es el cemento de Portland tipo I (silicato de calcio),

14

conocido comúnmente como cemento de Portland ordinario, usado principalmente en

construcción, al que se le ha agregado óxido de bismuto (Bi2O3) para proveer

radiopacidad (48).

A pesar de ser un material odontológico relativamente nuevo y con una base de

investigaciones reducida se mencionan en estudios más actuales a este material como un

material a base de silicato tricálcico con consistencia de polvo donde principalmente

manda el silicato tricálcico entre otros, ofreciendo resultados muy favorables como

sustituto de la dentina (49).

1.4.2. Composición

Si bien este tipo de material tiene varios componentes químicos se los conoce como

silicatos tricálcicos porque en su mayor composición está presente este material, de modo

que el primer material a base de este compuesto presentaba la siguiente distribución de sus

elementos:

x Polvo: silicato tricálcico, silicato dicálcico y óxido de bismuto (50).

x Líquido: agua estéril (50).

Así también estudios más actualizados y evolucionados han desarrollado para versión de

este material a base igualmente de silicato tricálcico de acuerdo a la siguiente distribución

de sus elementos:

x Polvo: silicato tricálcico, silicato dicálcico, carbonato cálcico, óxido de hierro,

óxido de zirconio.

x Líquido: cloruro de calcio, polímero hidrosoluble (50).

1.4.3. Reacción química

Lo materiales basados en silicato de calcio son reconocidos por su biocompatibilidad y por

ser inductores de tejidos mineralizados, y si bien existen nuevas presentaciones mejoradas

hoy en día sus propiedades mecánicas han mejorado por la composición y a la reacción

15

química que se desarrolla con ella, en este sentido y a modo general el cemento a base de

silicato de calcio se cristaliza cuando es mezclado con agua, a través de una reacción

netamente de hidratación del silicato tricálcico (3CaO.SiO2 = C3S), en la que se origina un

gel de silicato de calcio hidratado (CSH gel) e hidróxido de calcio [Ca(OH)2] (51),

reacción de disolución que se da en la superficie de cada partícula de silicato de

calcio (52).

La literatura indica que el silicato de calcio ya hidratado y lo que sobra de hidróxido de

calcio, tienden a precipitar en la superficie de las partículas y en los poros del polvo,

consecuencia de la saturación del medio, de modo que este proceso de precipitación se ve

reforzado en los sistemas con bajo contenido de agua (53).

Así también las partículas de silicato de calcio que no han reaccionado, son rodeadas por

capas de gel de silicato de calcio hidratado, que son relativamente impermeables al agua,

postergando así los efectos de más reacciones, este gel 3CaO.2SiO2.3H2O gradualmente

va llenando los espacios entre granos de silicato tricálcico, culminando su reacción

química en el endurecimiento (52).

Para Guentsch et al. describen al silicato de calcio como materiales hidrófilos capaces de

tolerar la humedad y endurecer en presencia de fluidos biológicos (sangre, plasma, saliva,

fluido dentinal), siendo capaz de liberar calcio e iones hidroxilo realizando una actividad

alcalinizante, creando las condiciones para la formación de apatita en donde la absorción

de pequeñas cantidades de agua provoca la reacción de hidratación de los materiales de

relleno de silicato de calcio, así también permitiendo la liberación de calcio y la

consecuente formación de apatita. La remineralización se basa en el principio de la

cristalización de iones a partir de soluciones sobresaturadas e implica la difusión

controlada de iones de calcio, fosfato y fluoruro a la superficie del diente produciendo la

fluorapatita en prismas del esmalte (54).

1.4.4. Ventajas

Una de las grandes ventajas que tiene este material es su alta bioactividad, ya que tiene una

respuesta biológica positiva en la interfase de los tejidos con el material, es decir se habla

de resultados favorables en la unión entre el material y el tejido (50). Puesto que se ha

visto reflejado en aplicaciones clínicas del material al contacto con tejido pulpar o dentina

16

(55), así como también favoreciendo una respuesta pulpar de reparación y cambiando las

condiciones de los tejidos afectados por caries.

Al igual que cualquier otro material de restauración, estudios determinaron buena

biocompatibilidad tanto en pruebas in vitro como en células de pulpa humana simulando

recubrimientos directos e indirectos arrojaron resultados favorables, demostrando ausencia

de toxicidad (56) y más que nada generan una respuesta favorable por parte del tejido

pulpar (50).

Semejante a la de otros materiales restauradores este presenta propiedades antibacterianas

comparables a la de los cementos en base a hidróxido de calcio (57), debido a su alto pH

alcalino se presenta con un efecto inhibidor de microorganismos (58).

Finalmente presenta una buena adaptación marginal y capacidad de sellado por sus

propiedades de adhesión micro mecánica y valiéndose del efecto alcalino durante la

reacción de fraguado incrementándose en la dentina por medio de innumerables conos

microscópicos, creando un anclaje estable con un efecto sellador y hermético (58).

1.4.5. Desventajas

Estudios y comparaciones de este material han dado a conocer que una de sus grandes

falencias es el largo tiempo de endurecimiento a pesar de que ha habido algunas

modificaciones al material sigue siendo un factor a analizar una vez que el clínico ejecuta

sus procedimientos, se afirma que no puede ser usado en procedimientos en una sola sesión

(59) de modo que se deberá realmente confirmar si se ha completado su proceso de

endurecimiento para continuar con las etapas posteriores de los tratamientos (50).

Así mismo se ha determinado en análisis y comparaciones de materiales que una

desventaja de los cementos ya existentes en base a silicato de calcio son sus reducidas

propiedades mecánicas, ya que presentan componentes como los aluminatos que son los

que finalmente determinan la fragilidad del material (57).

17

1.4.6. Usos clínicos

Al hablar de Odontología Restauradora se menciona a este material como el idóneo para el

siguiente tipo de restauraciones:

x Temporales de esmalte (50).

x Definitivas de dentina (50).

x De lesiones de caries profundas y/o extensas (técnica de sándwich) (50).

x De lesiones cervicales o radiculares profundas (50).

Así también entre las principales aplicaciones clínicas está como agente para el

recubrimiento directo, particularmente revisiones de Parirokh y Torabinejad apuntan a este

material como un potenciador que preserva la vitalidad pulpar cuando se utiliza como

material en recubrimientos pulpares directos (59).

Estudios más actuales también manifiestan el uso de este material para procedimientos de

recubrimiento indirecto midiendo la eficacia clínica de conservación de vitalidad pulpar

(60) resultado atribuido a las ventajas bioactivas del material reportado en otros estudios

(55).

El operador dental tiene a su alcance una gama vasta de materiales dentales, las

alternativas son muchas, pero depende radicalmente del clínico el uso que los dé, en este

sentido el conocimiento del material a su disposición siempre será el factor a considerar en

sus tratamientos odontológicos puesto que los estudios permitirán determinar en qué se

debe y puede usarse.

18

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La odontología restauradora se encarga básicamente de restaurar piezas dentales que han

sufrido algún tipo de afectación, en este sentido lo que el clínico pretende a través de su

labor es devolver anatomía, función y estética a estas piezas (61), en algunos casos el

operador recurre a procedimientos en donde utiliza material restaurador provisional el cual

es colocado en el paciente hasta que pueda realizar una restauración definitiva.

Ahí radica la pertinencia de esta investigación puesto que los profesionales de la salud oral

deben escoger astutamente el material más apropiado de acuerdo a la situación restaurativa

que están solventando (62), sumado a esto el especialista pediátrico enfrenta otros retos

que son un factor a considerar, tales como pacientes con reducida capacidad de

cooperación y tolerancia, procedimientos extensos, carácter, temperamento o necesidades

especiales de atención de salud (63), en este sentido se deberá realmente ser meticuloso en

la selección del material con el que se trabaja, puesto que a la vez de facilitar y contribuir

con su trabajo deberá cumplir con características de fácil remoción, mantención de la pieza

libre de saliva, bacterias y también de agentes que contaminen la cavidad, entre otras

propiedades (22,64).

En vista de los planteamiento anteriores y considerando que en la literatura no se evidencia

investigaciones que confronten el ionómero de vidrio de alta densidad y el silicato

tricálcico, se ha visto la necesidad de realizar un estudio que nos brinde a través de

procedimientos tanto conceptuales como experimentales, la obtención de valores de

resistencia a la flexión, rugosidad, sorción y solubilidad de estos dos materiales

restauradores provisionales, se habla tácitamente de comportamiento de los materiales

dentales frente a algunas variables (1) pudiendo confrontar valores desde el antes hasta el

después de ser sometidos a agentes externos y pruebas de laboratorio.

Fundamental será dejar por sentado que es de vital importancia para el especialista

contemplar el sin número de materiales dentales restaurativos para sus tratamientos, puesto

que él como experto de la salud oral será el encargado de entregar temporalmente y de

forma rápida función y estética a través de una restauración provisional (65) al paciente,

será siempre una primicia contar con el material restaurador adecuado que garantice el

posterior éxito del tratamiento.

19

¿Cuál es la diferencia de resistencia a la flexión, rugosidad, sorción y solubilidad entre un

ionómero de vidrio de alta densidad y un silicato tricálcico que permita determinar al

clínico el material restaurador provisional por naturaleza más óptimo para su tratamiento?

20

3. OBJETIVOS

3.1. Objetivo general

Comparar la resistencia a la flexión, rugosidad, sorción y solubilidad de un silicato

tricálcico y dos ionómeros de vidrio de alta densidad.

3.2. Objetivos específicos

x Identificar los valores de resistencia a la flexión, rugosidad, sorción y

solubilidad de cada uno de los materiales en estudio a través de pruebas

específicas.

x Comparar los valores obtenidos de resistencia a la flexión, rugosidad, sorción y

solubilidad de cada uno de los materiales en estudio.

x Determinar cuál de los materiales presenta mejores propiedades con los valores

obtenidos.

21

4. HIPÓTESIS

4.1. Hipótesis de investigación (H1)

La resistencia a la flexión del ionómero de vidrio de alta densidad es mayor a la del silicato

tricálcico.

La rugosidad, sorción y solubilidad del silicato tricálcico es mayor a la del ionómero de

vidrio de alta densidad.

4.2. Hipótesis nula (H0)

La resistencia a la flexión del ionómero de vidrio de alta densidad es igual a la del silicato

tricálcico.

La rugosidad, sorción y solubilidad del silicato tricálcico es igual a la del ionómero de

vidrio de alta densidad.

22

5. METODOLOGÍA

5.1. Diseño de la investigación

x Experimental: Se realizaron únicamente con biomateriales dentales,

particularmente ionómero de vidrio de alta densidad y silicato tricálcico.

x In vitro: Los cuerpos de prueba se realizaron y analizaron en laboratorios tanto

de la Universidad Central del Ecuador como de la Escuela Politécnica Nacional,

en ambientes controlados.

5.2. Población de estudio y muestra

La muestra fue del tipo no probabilístico por conveniencia, puesto que se considera el

formato de muestreo del artículo científico base (62).

De modo que el estudio se lo realizó con un total de sesenta cuerpos de prueba (n=60) de

material dental restaurador de tres casas comerciales de fácil acceso y al alcance de

cualquier operador.

Los grupos fueron conformados de la siguiente manera:

x G1: veinte cuerpos de prueba (n=20) de silicato tricálcico Biodentine�.

x G2: veinte cuerpos de prueba (n=20) de ionómero de vidrio alta densidad

Fuji IX�.

x G3: veinte cuerpos de prueba (n=20) de ionómero de vidrio alta densidad

Riva SC.

Es preciso mencionar que los cuerpos de prueba fueron confeccionados de forma aleatoria

de acuerdo al material para cada una de las propiedades a evaluar. Para cada ensayo los

especímenes se distribuyeron de la siguiente manera:

x Para resistencia a la flexión y rugosidad un total de treinta cuerpos de prueba

(n=30), de modo que por cada material fueron diez cuerpos de prueba (n=10).

23

x Para sorción y solubilidad un total de treinta cuerpos de prueba (n=30), de

modo que por cada material fueron diez cuerpos de prueba (n=10).

5.3. Criterios de inclusión y exclusión

5.3.1. Criterios de inclusión

x Silicato tricálcico de la marca Biodentine� - Septodont.

x Ionómero de vidrio de alta densidad de la marca Fuji IX� Gold Label High

Strength (GC).

x Ionómero de vidrio de alta densidad de la marca Riva Self Cure (SDI).

x Cuerpos de prueba de 12mm de diámetro y 1 mm de alto.

x Cuerpos de prueba de 15mm de diámetro y 1 mm de alto.

5.3.2. Criterios de exclusión

x Cuerpos de prueba que presenten fracturas o grietas.

x Cuerpos de prueba que presenten superficie irregular.

x Cuerpos de prueba que presenten burbujas.

24

5.4. Operacionalización de variables

Tabla 1. Definición operacional de las variables.

Variable Definición operacional Tipo Clasificación Indicador

categórico Escala de medición

Resistencia a la flexión

Propiedad mecánica en la que una fuerza se aplica sobre un área justo antes de la fractura (1).

Dependiente Cuantitativa-continua

Megapascales registrados

con una máquina de

ensayo universal

Cuantitativa razón

Megapascal

(MPa)

Rugosidad

Propiedad superficial de irregularidades de forma de una superficie (14).


Micras registradas

con un microscopio

de fuerza atómica

Cuantitativa razón

Micra (μm)

Sorción Propiedad de absorción de un material (1).


Microgramos registrados

con una balanza analítica

Cuantitativa razón

Microgramo

(µg) /

milímetro cúbico (mm3)

Solubilidad Propiedad de disolución de un material (24).


Microgramos registrados

con una balanza analítica

Cuantitativa razón

Microgramo

(µg) /

milímetro cúbico (mm3)

Material Restauradores provisionales. Independiente Cualitativa-

nominal

Silicato tricálcico Ionómero Ionómero

Cualitativa nominal

Biodentine� 1

Fuji IX� 2 Riva SC 3

Fuente: Investigación

Elaborado por: Investigadora

5.5. Estandarización y/o calibración

Para lograr una estandarización en el estudio se procedió a realizar de manera general para

cada una de las pruebas los siguientes pasos.

25

5.5.1. Elaboración de matrices

Las matrices fueron elaboradas en una impresora 3D de tecnología FDM y SLA, usando

material del tipo poliacetal y siguiendo las especificaciones de la norma internacional ISO

4049:2009 (23) para el tipo de pruebas a realizar; para resistencia a la flexión y rugosidad

una matriz de 12mm de diámetro por 1mm de profundidad y otra matriz de 15mm de

diámetro por 1mm de profundidad para los cuerpos de prueba que serán sometidos a la

prueba de sorción y solubilidad, estas matrices constan de dos partes, una bipartita que

permite la formación de especímenes y otra completa del tipo anillo para la sujeción

(ver Figura 1).

Los cuerpos de prueba una vez terminados fueron medidos con un paquímetro digital

(Caliper) a fin de verificar que los cuerpos de prueba tengan las dimensiones mencionadas.

Figura 1. Matrices de poliacetal



26

5.5.2. Manipulación del material

Para la manipulación de los materiales utilizados se siguieron las especificaciones del

fabricante.

Se utilizó 3 cucharas de polvo y 3 gotas de líquido para las matrices de 12mm x 1mm, y 4

cucharas de polvo y 4 gotas de líquido, para las matrices de 15mm x 1mm, espatulando por

30 segundos y para la colocación en la matriz se utilizó puntas de precisión número 3

(Maquira) con el aplicador de precisión (Maquira) con un tiempo promedio de 2 minutos y

un tiempo de fraguado de 4 minutos, dando un tiempo total de trabajo de 6 minutos.

En cuanto al silicato tricálcico se utilizó una capsula para dos matrices de 12mm x 1mm; y

una cápsula para las matrices de 15mm x 1mm, con un tiempo de mezcla de 30 segundos

en el amalgamador, para la colocación en la matriz se utilizó puntas de precisión número 3

(Maquira) con el aplicador de precisión (Maquira), con un tiempo promedio de 4 minutos y

un tiempo de fraguado de 8 minutos, dando un tiempo total de trabajo de 12 minutos.

5.5.3. Almacenamiento

Los cuerpos de prueba de resistencia a la flexión y rugosidad fueron almacenados en una

estufa (Memmert) a 37ºC r 1ºC; mientras que los cuerpos de prueba que fueron utilizados

para sorción y solubilidad estuvieron almacenados 24 horas en suero fisiológico a 37ºC r

1ºC en la estufa ya mencionada.

5.5.4. Resistencia a la flexión

Para la prueba de resistencia a la flexión se utilizó la máquina universal de ensayos

SHIMADZU AGS-X 10 kN del Laboratorio de Análisis de Esfuerzos y Vibraciones de la

Facultad de Ingeniería Mecánica de la Escuela Politécnica Nacional, calibrada para que

ejerza presión con un pistón de 0,65mm de diámetro a una velocidad de 1 mm/min, sobre

una base de tres esferas con separación equidistantes de 10mm entre sí (ver Figura 2).

27

Figura 2. Base de tres esferas con separación equidistante



5.5.5. Rugosidad

Para la prueba de rugosidad se utilizó el microscopio de fuerza atómica (AFM Park

Systems NX10) del Laboratorio de Nanoestructuras del Instituto de Investigación y

Posgrado de la Universidad Central del Ecuador, calibrado de tal forma que escaneó los

cuerpos de prueba en modo no-contacto, en un área de 5x5 micras (Pm), con resolución de

256 x 256 pixeles y con una velocidad de 0,25 Hz.

5.5.6. Sorción y solubilidad

Para la prueba de sorción y solubilidad se utilizó una balanza digital Ohaus Scout Pro

calibrada en microgramos (µg) así como también una estufa Memmert SM 400 calibrada a

37ºC r 1ºC de la Facultad de Odontología de la Universidad Central del Ecuador.

28

5.6. Manejo y métodos de recolección de datos

Los datos obtenidos fueron registrados en forma ordenada en un formulario ad-hoc

diseñado para cada prueba.

Se envió a los diferentes laboratorios las solicitudes de la autorización para realizar cada

una de los ensayos experimentales (ver Anexo 1 Página 62 y Anexo 2 Página 63).

El desarrollo experimental de esta investigación se llevó a cabo en las instalaciones de la

Facultad de Odontología y Ciencias Químicas de la Universidad Central del Ecuador, así

como también en la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Escuela Politécnica Nacional,

por lo que para el uso de estas instalaciones se gestionaron los permisos correspondientes

para acceso a las instalaciones y el uso de los equipos requeridos (ver Anexo 1 Página 62 y

Anexo 2 Página 63).

Para el desarrollo de este estudio fueron seleccionados dos ionómeros de alta densidad y

un silicato tricálcico, la Tabla 2 muestra la composición general de los materiales en

estudio.

Tabla 2. Materiales y composición

Material Composición

Biodentine�

Polvo: silicato tricálcico, silicato dicálcico, carbonato de calcio y relleno de óxido, óxido de hierro, óxido de circonio. Líquido: agua, cloruro de calcio, agente reductor de agua.

Fuji IX�

Polvo: vidrio de aluminio-flúor-silicato y polvo de ácido poliacrílico. Líquido: agua destilada, ácido poliacrílico, ácido carboxílico polibásico.

Riva SC Polvo: Flúor-aluminosilicato de vidrio Líquido: ácido poliacrílico y ácido tartárico

Fuente: Perfil técnico de casas comerciales

Elaborador por: Investigadora

29

En cuanto al protocolo utilizado como base fue la investigación realizada por Bhatia et al.

(62) y la norma internacional ISO 4049:2009 (23).

El proceso de experimentación se realizó de la siguiente manera:

5.6.1. Elaboración de los cuerpos de prueba

Para la elaboración de los cuerpos de prueba se utilizaron las matrices de diámetros

diferentes de acuerdo a cada prueba (ver 5.5.1 Página 25). De manera general los

especímenes se realizaron de la siguiente forma se colocó una loseta de vidrio en una

superficie plana, en esta se fijó una lámina acetato de 5cm x 5cm con cinta adhesiva y

sobre ello se ubicó las matrices de poliacetal y se las fijo de la misma manera

(ver Figura 3).

Figura 3. Sujeción de las matrices para elaboración de cuerpos



x Confección de los cuerpos de prueba de ionómero de vidrio.

La dosificación del material fue realizada según la estandarización (ver 5.5.1 Página 25) se dividió el polvo y se fue incorporando con el líquido, espatulando por 30 segundos hasta obtener una mezcla de color brillante y uniforme, fue llevado de forma inmediata a la punta de precisión con la ayuda de la espátula de plástico, a continuación se colocó la punta en el aplicador de precisión, la misma fue ubicada en el centro de la matriz dispensando así el material, tiempo transcurrido 2 minutos (ver Figura 4

30

Figura 4), acto seguido se colocó otra lámina de acetato sobre la matriz y se

presionó con otra loseta de vidrio para eliminar los excesos, iniciando el fraguado

(4 minutos), una vez fraguado se procedió a retirar el cuerpo de prueba, separando

las matrices (tiempo total de trabajo 6 minutos).

Figura 4. Procedimiento de elaboración cuerpos de ionómero



x Confección de los cuerpos de prueba de silicato tricálcico

Para la elaboración de los cuerpos de prueba de este material se colocó una capsula

en el amalgamador por 30 segundos (ver Figura 4), una vez obtenida la mezcla se

llevó a la punta de precisión con ayuda de la espátula plástica (Septodont) y luego

fue adaptada en la pistola aplicadora, (tiempo 4 minutos). La punta fue colocada en

el centro de la matriz dispensando el material, acto seguido se colocó otra lámina

de acetato sobre el material y se presionó con otra loseta de vidrio, iniciando el

proceso de fraguado, (tiempo 8 minutos) una vez fraguado se procedió a retirar el

cuerpo de prueba separando las matrices, identificando su cara superior e inferior

(tiempo total de trabajo 12 minutos).

31

Figura 5. Uso de amalgamador en Biodentine�



x Consideraciones finales para los dos tipos de materiales posteriores a la confección

de los cuerpos de prueba.

Después de obtener los cuerpos de muestra se eliminó los excesos con un bisturí

No. 15, cada cuerpo de prueba se pulió los bordes para mantener su forma

circunferencial mediante lijas de agua 3M de granulación 200 y fueron medidos

con un paquímetro digital para comprobar el diámetro estipulado en la norma

internacional ISO 4049:2009 (23).

5.6.2. Experimento de resistencia a la flexión

Después de las 24 horas de almacenamiento (ver 5.5.3 Página 26) los especímenes fueron

llevados a la máquina de ensayo Universal para realizar la prueba de resistencia a la

flexión, cada espécimen fue colocado en el centro de la base de las tres esferas

(ver Figura 6), con su cara superior hacia arriba haciendo que el pistón tenga un leve

contacto en el centro del espécimen. La velocidad usada fue de 1 mm/min hasta la fractura

de los mismos (ver Figura 7), los datos registrados por la máquina fueron en Newtons (N)

y transformados a Megapascales (MPa) (ver Anexo 3 Página 64).

Figura 6. Cuerpo de prueba previo al experimento de resistencia a la flexión

32

Fuente: Investigación Elaborador por: Investigadora

Figura 7. Cuerpo de prueba posterior al experimento de resistencia a la flexión



5.6.3. Experimento de rugosidad

Después de 24 horas de almacenamiento fueron llevados al microscopio, de modo que

cada espécimen fue fijado con cinta doble faz (scotch 3M) a un portaobjeto metálico

redondo y colocado en el centro del microscopio, calibrado en modo no contacto cerrando

el microscopio, prosiguiendo a escanear los mismos en un área de 5x5 micras (Pm), dicho

33

procedimiento duró 15 minutos por espécimen, los datos de rugosidad media fueron en

micras (Pm) e imágenes en 2D y 3D (ver Figura 8) de cada cuerpo de prueba,

(ver Anexo 4 Página 65).

Figura 8. Imágenes en 3D de cada material

BIODENTINE�

FUJI IX�

RIVA SC



5.6.4. Experimento de sorción y solubilidad

Después de 24 horas de almacenamiento cada cuerpo de prueba se pesó con la balanza

digital (Ohaus Scout Pro), luego fueron colocados en un recipiente plástico con sílice gel

(ver Figura 9) para ser almacenados en la estufa Memmert SM 400 a 37ºC r 1ºC a fin de

iniciar el proceso de desecado, proceso que se lo realizó cada 24 horas por un periodo de

dos semanas hasta obtener una masa constante que posteriormente fue registrada como m1

(ver Anexo 5 Página 68).

34

Figura 9. Almacenamiento de cuerpos de prueba en sílice gel



Se midió el diámetro de cada espécimen con la ayuda de un paquímetro digital (Caliper)

realizando 2 medidas (horizontal y vertical) registrando una media el diámetro. Se tomó en

cuenta 5 medidas (centro, arriba, abajo, izquierda y derecha) de igual forma obteniendo la

media del espesor. Una vez obtenidos los datos de las medias del diámetro y del espesor se

procede a calcular el volumen (mm3) (ver Anexo 5 Página 68).

Después de haber realizado las medidas los cuerpos de prueba fueron sumergidos de forma

vertical en 10ml de suero fisiológico en tubos de ensayo individuales (ver Figura 10)

iniciando el proceso de absorción, para de nuevo ser almacenados en la estufa a 37ºC r 1ºC

por un período de 7 días y consecutivamente fueron pesados en la balanza de precisión

(Ohaus Scout Pro) registrando estos valores como m2 (ver Anexo 5 Página 68).

Figura 10. Almacenamiento de cuerpos de prueba en tubos de ensayo

35



Finalmente, los cuerpos de prueba fueron retirados del suero fisiológico para someterlos al

período de desecado, colocándolos de nuevo en la estufa 37ºC r 1ºC y fueron pesados por

la balanza de precisión (Ohaus Scout Pro) cada 24 horas hasta que se obtuvo un peso

constante, situación que se alcanzó en dos semanas, registrando estos valores como

m3 (ver Anexo 5 Página 68).

5.6.5. Recolección y codificación de datos

Los valores obtenidos durante la experimentación de cada cuerpo de prueba se registraron

en fichas ad-hoc elaboradas a partir de hojas de cálculo de Excel.

5.7. Análisis estadísticos

Se utilizó el paquete estadístico Minitab 18 para el análisis descriptivo e inferencial.

Para todos los ensayos los datos obtenidos fueron sometidos a pruebas de normalidad y

homogeneidad.

36

Para el análisis de resistencia a la flexión se utilizó la prueba de ANOVA de un factor con

un post hoc de Tukey.

Para el análisis de rugosidad se utilizó la prueba de Kruskal-Wallis con una macro de

comparaciones múltiples de Bonferroni.

Para el análisis de sorción y solubilidad se utilizó la prueba de ANOVA de un factor con

un post hoc de Tukey.

37

6. RESULTADOS

A continuación, se detallan los resultados según la secuencia de la experimentación.

6.1. Experimento de resistencia a la flexión

Tabla 3. Análisis de medias de resistencia a la flexión (MPa)

Resistencia a la flexión de acuerdo al material

Materiales N Media Desviación Estándar

Biodentine� 10 46,939 2,444 Fuji IX� 10 60,770 4,990 Riva SC 10 55,684 3,072



La Tabla 3 muestra los valores de medias y desviación estándar para cada grupo de

materiales en estudio, observando que Biodentine� presenta los valores más bajos de

resistencia a la flexión al compararlos con Fuji IX� y Riva SC.

Figura 11. Prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov para resistencia a la flexión



38

La

Figura 11 muestra el resultado de la prueba de normalidad, determinando un

valor p ! 0,150; indicando que la distribución de los datos son normales.

Figura 12. Prueba de homogeneidad de Bartlett para resistencia a la flexión



La Figura 12 muestra el resultado de la prueba de homogeneidad, determinando un

valor p = 0,096; indicando que los datos son homogéneos.

Tabla 4. Análisis de varianza del factor resistencia a la flexión vs. material (MPa)

Análisis de varianza Fuente GL MC ajustado Valor f Valor p

Materiales 2 489,32 36,43 0,000 Error 27 13,43 Total 29



La Tabla 4 muestra el análisis de varianza determinando el valor p = 0,000 (5% de error

permitido), indicando que existe diferencias estadísticas entre el material utilizado por tal

Riva

Fuji

Biodentine

111098765432

Valor p 0,096

Prueba de Bartlett

Materia

l

Intervalos de confianza de Bonferroni de 95% para Desv.Est.

Prueba de igualdad de varianzas: Resistencia a la flexión vs. Material

39

motivo fue necesario utilizar un análisis de comparaciones múltiples de Tukey

(ver Tabla 5).

Tabla 5. Información agrupada utilizando la prueba de Tukey

Información agrupada y una confianza del 95% Materiales Media Agrupación Fuji IX� 60,770 A Riva SC 55,684 B

Biodentine� 46,939 C Fuente: Investigación


La Tabla 5 muestra las comparaciones de los materiales siendo Fuji IX� (60,770 MPa) el

material que presentó mayores resultados de resistencia a la flexión seguido de Riva SC

(55,684 MPa) y siendo Biodentine� (46,939 MPa) el material que presentó los valores

más bajos.

6.2. Experimento de rugosidad

Tabla 6. Análisis descriptivo de rugosidad (Pm)

Estadística descriptiva

Material N Mínimo Máximo Mediana Desviación Estándar

Biodentine� 10 0,017 0,191 0,0860 0,062 Fuji IX� 10 0,027 0,123 0,0675 0,030 Riva SC 10 0,014 0,041 0,0250 0,010

Total 30 Fuente: Investigación


La Tabla 6 muestra las estimaciones de las medianas de los datos obtenidos para rugosidad

de acuerdo al material siendo el ionómero de vidrio Riva SC (0,0250 Pm) el que presenta

los valores más bajos comparado con el ionómero de vidrio Fuji IX� (0,0675 Pm) y el

silicato tricálcico Biodentine� (0,0860 Pm) fue el material más rugoso.

40

Figura 13. Prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov para rugosidad media



La Figura 13 muestra el resultado de la prueba de normalidad, determinando un

valor p � 0,010; indicando que los datos no presentaron una distribución normal.

Figura 14. Prueba de homogeneidad de Levene a la rugosidad media



La

Riva

Fuji

Biodentine

0,120,100,080,060,040,020,00

Valor p 0,000

Valor p 0,000

Comparaciones múltiples

Prueba de Levene

Materia

l

Prueba de igualdad de varianzas: Rugosidad Media vs. Material

Múltiples intervalos de comparación para la desviación estándar, α = 0,05

Si los intervalos no se sobreponen, las Desv.Est. correspondientes son significativamente diferentes.

41

Figura 14 muestra el resultado de la prueba de homogeneidad, determinando un

valor p = 0,000; indicando que los datos no son homogéneos.

Tabla 7. Estadística de Kruskal-Wallis de rugosidad media

Estadística de Kruskal-Wallis Grupo Clasificación de medias Valor Z Riva 8,2 -3,21 Fuji 19,2 1,63

Biodentine 19,1 1,58 Fuente: Investigación


Tabla 8. Prueba de Kruskal-Wallis de rugosidad media

Prueba de Kruskal-Wallis Método GL Valor H Valor p

No ajustado para empates 2 10,31 0,006 Ajustado para empates 2 10,32 0,006 Fuente: Investigación


La

Tabla 7 muestra los datos obtenidos de la prueba de Kruskal-Wallis, determinándose según

la Fuente: Investigación


Tabla 8 un valor p = 0,006 por lo que el estudio presentó significancia para la

comparación entre grupos.

Tabla 9. Comparaciones múltiples de Bonferroni a rugosidad media

Comparaciones múltiples de rugosidad media Grupos Valor Z vs. valor Z crítico Valor-p

Riva SC vs Fuji IX� 2,795 ! = 1,834 0,0052 Riva SC vs. Biodentine� 2,769 ! = 1,834 0,0056

42



La

Tabla 9 muestra las comparaciones de Bonferroni, indicando que existe diferencia entre

Riva SC (0,0250 Pm) al compararlo con Fuji IX� (0,0675 Pm) y Biodentine�

(0,0860 Pm) y al comparar Fuji IX� con Biodentine� los valores no fueron significativos

por lo que no se evidencia su comparación en la tabla.

6.3. Experimento de sorción

Tabla 10. Análisis descriptivo de sorción (µg/mm3)

Análisis descriptivo





La

Tabla 10 muestra los valores de medias y desviación estándar de acuerdo al material en

estudio, se observa que Biodentine� presenta los valores más altos de sorción al

compararlos con Fuji IX� y Riva SC.

Figura 15. Prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov para sorción

43



La


valor p = 0,091; indicando que la distribución de los datos son normales.

Figura 16. Prueba de homogeneidad de Bartlett para sorción



La

Riva

Fuji

Biodentine

252015105

Valor p 0,237

Prueba de Bartlett

Materia

les


Prueba de igualdad de varianzas: Sorción vs. Materiales

44

Figura 16 muestra el resultado de la prueba de homogeneidad, determinando un valor p =

0,237; indicando que los datos son homogéneos.

Tabla 11. Análisis de varianza del factor sorción vs. material (µg/mm3)





La

Tabla 11 muestra el análisis de varianza determinando que no existe diferencia entre los

grupos (valor p = 0,353), se obtuvo los siguientes valores para Biodentine�

(148,54 µg/mm3), Fuji IX� (143,54 µg/mm3) y Riva SC (143,04 µg/mm3).

6.4. Experimento de solubilidad

Tabla 12. Análisis descriptivo de solubilidad (µg/mm3)

Análisis descriptivo




Elaborador por: Investigadora La Tabla 12 muestra los valores de medias y desviación estándar para cada grupo de

materiales en estudio, observando que Biodentine� presenta los valores más altos de

solubilidad al compararlos con Fuji IX� y Riva SC.

Figura 17. Prueba de normalidad de Kolmogorov-Smirnov para solubilidad

45



La


valor p ! 0,150; indicando que la distribución de los datos son normales.

Figura 18. Prueba de homogeneidad de Bartlett para solubilidad



Riva

Fuji

Biodentine

3,53,02,52,01,51,00,5

Valor p 0,090

Prueba de Bartlett

Materia

les


Prueba de igualdad de varianzas: Solubilidad vs. Materiales

46

La Figura 18 muestra el resultado de la prueba de homogeneidad, determinando un

valor p = 0,090; indicando que los datos son homogéneos.

Tabla 13. Análisis de varianza del factor solubilidad vs. material (µg/mm3)





La Tabla 13 muestra el análisis de varianza determinando significancia entre los grupos

(valor p = 0,000), por este motivo se realizó un análisis de comparaciones de Tukey

(ver Tabla 14); la misma que muestra que Biodentine� fue el material con mayor

solubilidad (24,837 µg/mm3) frente a Riva SC (22,269 µg/mm3) y

Fuji IX� (22,219 µg/mm3).

Tabla 14. Información agrupada utilizando la prueba de Tukey

Información agrupada y una confianza del 95% Materiales Media Agrupación

Biodentine� 24,837 A Riva SC 22,269 B Fuji IX� 22,219 B



47

7. DISCUSIÓN

La labor odontológica se apoya de la utilización de materiales de restauración provisional

con el fin de restaurar piezas dentales de forma temporal hasta que se pueda realizar una

restauración permanente exitosa (66), en este sentido un desafío actual será siempre reducir

el tiempo de los procedimientos clínicos con la selección optima del material, garantizando

su aplicación y uso en base a sus propiedades mecánicas, físicas, químicas y biológicas , es

por esto que este estudio del tipo experimental-in vitro, realizó una serie de pruebas para

analizar la resistencia a la flexión, rugosidad, sorción y solubilidad de materiales dentales

restauradores del tipo provisional que están al alcance de cualquier clínico, los resultados

de esta experimentación acepta las hipótesis de investigación para todas las propiedades y

en este sentido la discusión de cada prueba realizada comenzará en el orden de los

resultados obtenidos.

7.1. Resistencia a la flexión

Las características mecánicas de los materiales dentales son muy importantes para el

clínico, puesto que a través de esta prueba se puede conocer la respuesta que un material

tiene frente a los cambios que ocurren en su entorno, y para hablar del éxito de las

restauraciones autores como O’Brien se remiten a la resistencia mecánica que presentan en

el entorno oral, ya que están expuestos a fuerzas de compresión, cizallamiento y tensión,

de modo que deben soportar el estrés masticatorio y parafuncional, así como los cambios

de temperatura en el entorno oral y a la vez ser químicamente estable (67), en esta línea

autores como Freedman establecen que la relevancia clínica de la resistencia a la flexión es

un factor primordial a considerar (5).

El presente estudio evaluó la resistencia a la flexión de los materiales dentales de tipo

restaurador provisional de larga duración; aplicando el test de resistencia a la flexión sobre

los cuerpos de prueba, en la que se observó que el silicato tricálcico obtuvo los menores

valores de resistencia a la flexión (Biodentine� =46,939 MPa) frente a los ionómeros de

vidrio de alta densidad (Fuji IX� = 60,770 MPa y Riva SC 55,684 MPa).

Datos publicados que confronten estos materiales son realmente escasos en la actualidad,

el referente para este estudio fue la propia información científica y técnica del fabricante

48

de Biodentine� en donde compara valores de resistencia a la flexión con el ionómero de

vidrio y la dentina, determinado valores para el silicato tricálcico

(Biodentine� = 22 MPa) (68) frente a esto los valores obtenidos en el presente estudio de

resistencia a la flexión fueron de 46,939 MPa para Biodentine� siendo mucho más altos

que los mencionados en la información del fabricante (68).

Estudios de Alhodiry et al. en el 2014 obtuvieron valores de resistencia a la flexión biaxial

para el silicato tricálcico (Biodentine� = 9,49 MPa), exploración que utilizó la prueba de

resistencia biaxial de los especímenes para determinar su resistencia a la flexión, sin

embargo los resultados observados son relativamente más bajos que los determinados en

esta investigación para el silicato tricálcico (Biodentine� = 46,939 MPa), en este sentido

Alhodiry et al. menciona que los resultados se deben a que los materiales basados en

silicato de calcio son frágiles por la cantidad de fluido agregado al polvo en su

preparación, de modo que por su naturaleza contienen fallas que anticipan que haya baja

resistencia a la carga, si bien en la prueba de resistencia a la flexión biaxial la carga se

aplica a la superficie, y la falla resultante no es solo de la composición del material si no

también de defectos internos de la muestra y por lo tanto no es un fenómeno

superficial (69).

Bonifacio et al. en el 2009 evaluaron las propiedades físico-mecánicas de los cementos de

ionómero de vidrio Riva Self Cure (RVA), Fuji IX (FIX), en base a la norma internacional

ISO 9917-2 utilizando especímenes en forma de barra de 25 milímetros de largo por 2

milímetros de ancho y 2 milímetros de espesor, los datos obtenidos para la prueba de

resistencia a la flexión en los ionómeros de vidrio (Fuji IX�=33,3 MPa y

Riva SC =23,9 MPa), mientras que en este estudio los datos de los ionómeros de vidrio

(Fuji IX� = 60,770 MPa y Riva SC 55,684 MPa) fueron más bajos que los del estudio

comparado; es pertinente indicar que estos resultados se determinaron sobre la base de la

norma internacional ISO 4049:2009 (23) realizado en matrices de forma circunferencial de

12 milímetros de diámetro por 1 milímetro de espesor; los autores Bonifacio et al.

atribuyen al tipo y calidad de material, relacionado a la composición de los ionómeros por

la presencia de aluminosilicato en el polvo y ácido polialquenoico en el líquido; si bien

ambos materiales en estudio son del tipo viscoso, el autor menciona que la comparación de

mezcla y las porciones para realizar los especímenes no fueron las mismas entre uno y otro

material (70), lo que podría ser un factor que influya en la resistencia a la flexión.

49

Es así que la literatura establece que la prueba de resistencia a la flexión produce la medida

más adecuada de la resistencia de un material (6,71), pero así mismo la evidencia científica

no compara entre si los materiales en estudio, será importante realizar estudios posteriores

que permitan mayor poder explicativo entre las fuerzas de flexión y el factor tiempo de

exposición en el entorno oral.

7.2. Rugosidad

En odontología restaurativa las superficies lisas del material son un factor que contribuye

al éxito de las restauraciones, ya que tienen la capacidad de resistir las fuerzas

masticatorias; también la facultad del biomaterial en mantener esta condición

determinando el éxito de las mismas, consideraciones importantes en el desempeño clínico

de las restauraciones tanto provisionales como definitivas (72).

El presente estudio escogió valorar la rugosidad con un microscopio de fuerza atómica

instrumento que permite ver imágenes finas y detalladas, a diferencia de un rugosímetro

que únicamente determina el perfil de la piezas de forma electrónica a través de un barrido

sobre la superficie con una punta fina; las observaciones nanométricas de este estudio

dieron como resultado imágenes de huecos y grietas en la superficie de todos los cuerpos

de prueba según el Anexo 4 (ver Página 65).

Arslanoglu et al. en el 2003 establecen que la prueba de rugosidad realizada es un test

apropiado para evaluar el comportamiento del material (73), en este sentido se puede

determinar la calidad y el comportamiento del material usado en restauraciones, (74), esta

propiedad de los materiales interviene fundamentalmente en la retención y proliferación de

microorganismos inductores de caries así como en su contribución a la inflamación

periodontal (75), siendo una cualidad a considerar el momento de seleccionarlo, con

respecto a esta propiedad en este estudio fue Riva SC = 0,0250 μm quien presentó los

valores más bajos frente a Fuji IX� = 0,0675 μm y Biodentine� = 0,0860 μm.

Si se analiza la composición del material, estudios realizados por Bala et al. en el 2012 y

Yuana et al. en el 2016 a los ionómeros de vidrio convencionales establecen que el

componente líquido como el ácido poliacrílico de estos materiales afecta la rugosidad de la

superficie, como se conoce se basan en una matriz de polvo y otra de líquido (Fuji IX� y

50

Riva SC), y se establece que produce un aumento de viscosidad del mismo, produciendo

así una difícil manipulación del cemento (76,77).

Al hablar de silicatos tricálcicos frente a los ionómeros de vidrio existen pocos estudios

comparativos, pero indagaciones realizadas por Raghavendra et al. en el 2017 a la

composición propia del silicato tricálcico (Biodentine�) en diferentes entornos, permiten

establecer una comparación con los anteriores estudios de ionómeros de vidrio, permite

comprender que las soluciones acuosas de los dos materiales son los causantes de la

rugosidad por el hecho de controlar el tiempo de fraguado como lo es el silicato tricálcico

(Biodentine�) y la de los ionómeros de vidrio de alta densidad (Fuji IX� y Riva SC)

permitiendo a la base sólida estar mayor o menor tiempo expuesto a la humedad (78).

Bala et al. en el 2012 mencionan al tamaño de la partícula del material como es el vidrio de

aluminosilicato (polvo) como un agente a considerar (76) presentando datos para los

ionómeros de vidrio (Riva SC = 24 μm, Fuji IX� = 10 μm) y el silicato tricálcico

(Biodentine� = 2,5 μm), que ante este estudio permiten contrastar que, aquellos materiales

que contienen partículas grandes de polvo mostraron una rugosidad superficial más baja

que los materiales que contienen partículas pequeñas, por esto se menciona que el tamaño

de las partículas aumentan o disminuyen el contacto con la superficie (79), bajo esta lógica

se afianzan los resultados obtenidos en esta investigación.

Considerando que la rugosidad constituye un factor biológico de escala molecular y que

afecta directamente en la forma en que las bacterias se adhieren a las superficies de las

restauraciones, se debe tender siempre a utilizar aquellos materiales que presenten el

mínimo de rugosidad (16), Yuana et al. en el 2016 en su investigación establecen que

superficies desde 0,20 μm incrementan la maduración de biopelícula dental, acidez y

adhesión bacteriana, por lo que aumentan así el riesgo a recidiva de caries (76), las

diferencias significativas de la Tabla 6 (ver Página 39) encontradas en este estudio

permitieron determinar que el material estudiado más idóneo en el análisis de rugosidad a

los ionómeros de vidrio es Riva SC con 0,0250 μm de rugosidad, frente a Fuji IX� con

0,0675 μm y el silicato tricálcico Biodentine� con 0,0860 μm.

51

7.3. Sorción y solubilidad

Los materiales utilizados para restauraciones en Odontología deben estar en la capacidad

de resistir los medios tanto neutros como ácidos presentes en la cavidad oral, así como

también mantener siempre su superficie y evitar la pérdida del mismo (80), de modo que a

lo largo del tiempo los materiales han sido sometidos a diferentes pruebas, que en su

mayoría permiten determinar el grado de resistencia que estos tienen, sin embargo, muy

pocas veces se llevan a cabo pruebas después de un almacenamiento en un medio líquido

similar al que se encuentra en la boca (81), estudios de Peez y Frank en el 2006 afirman

que los materiales que son expuesto a un medio oral van a sufrir un proceso sistemático de

sorción y solubilidad, ya sea en mayor o menor cantidad, lo que desencadena una

degradación del mismo afectando así la calidad y la longevidad de los tratamientos

ejecutados por el clínico, es así que estas propiedades de los materiales de restauración

tienen importancia considerable y no deben ser descuidadas (82).

Bajo esa perspectiva, en el presente estudio se evaluó la sorción y solubilidad de cada

material investigado, siguiendo la metodología de la norma ISO 4049:2009 (23), los

resultados medios obtenidos para sorción fueron en el siguiente orden Biodentine�

(148,54 µg/mm3), Fuji IX� (143,54 µg/mm3) y Riva SC (143,03 µg/mm3) y para

solubilidad fueron Biodentine� (24,837 µg/mm3), Fuji IX� (22,219 µg/mm3) y Riva SC

(22,269 µg/mm3) según la Tabla 12 (ver Página 44).

Estudios de Jalloul et al. en el 2018 realizaron pruebas del mismo tipo en periodos de 3

horas, 1 día, 7 días, 14 días, 28 días, 45 días y 60 días, de modo que en su evaluación al día

7 se observó que los datos del silicato tricálcico (Biodentine� sorción = 35,4 µg/mm3)

fueron mayores que los del ionómero de vidrio (GC-Fuji IX® sorción = 29,8 µg/mm3)

(83), en contra posición a estos valores la presente investigación no mostro una diferencia

entre la sorción de los materiales (Biodentine� = 148,54 µg/mm3, Fuji IX® =143,54

µg/mm3 y Riva SC = 143,03 µg/mm3).

Mustafa et al. en el 2018 evaluaron la solubilidad de los materiales considerados remplazo

de dentina, realizaron observaciones en periodos de 1 hora, 24 horas, 3 días, 7 días y 30

días, obteniendo resultados para silicato tricálcico (Biodentine� solubilidad =

154,83 µg/mm3) y para ionómero de vidrio (Fuji IX GP® FAST solubilidad = 88,82

µg/mm3), siendo el silicato tricálcico el que presentó mayor solubilidad (84), datos que

52

concuerdan con los de esta investigación en donde el silicato tricálcico (Biodentine�

solubilidad = 24,837 µg/mm3) es más soluble que el ionómero de vidrio (Fuji IX®

solubilidad = 22,219 µg/mm3 y Riva SC solubilidad = 22,269 µg/mm3); es pertinente

mencionar que algunas muestras de la presente investigación se trizaron al momento de la

desecación al día 3, por lo que para obtener el valor de solubilidad se procedió a realizar

nuevos cuerpos de prueba, se podría considerar que por esta razón los valores difieren con

el estudio en gran porcentaje ya que en el estudio de Mustafa et al., mencionan que sus

cuerpos de prueba se rompieron en el mismo periodo de tiempo y dieron por terminada la

prueba en ese momento.

Esta solubilidad se la puede atribuir a la reacción de hidratación que los vuelve más

solubles con reducida resistencia al lavado, Abu Zeid, et al., indica que la solubilidad del

silicato tricálcico puede ser causada por hidrólisis del hidróxido de calcio provocando una

desnaturalización del colágeno, generando cristalización dentro de los túbulos

dentales (85).

Singh et al. en el 2015 basaron su investigación en la solubilidad de GC Fuji IX GP® y

Biodentine�, en períodos de tiempo de 3 días, 10 días, 30 días y 60 días, y se observó que

a los 60 días los valores fueron estables, obteniendo como resultado que el silicato

tricálcico (Biodentine� = 68,6 µg/mm3) presentó mayor solubilidad al comparar con el

ionómero de vidrio (GC Fuji = IX GP® 39,6 µg/mm3) (86) corroborando con este estudio

la presente investigación observó que el silicato tricálcico (Biodentine� 24,837 µg/mm3)

presentó valores superiores a los del ionómero de vidrio (Fuji IX GP® 22,219 µg/mm3,

Riva SC = 22,269 µg/mm3,), varios autores mencionan que a pesar de ser estables los

materiales después del fraguado, se produce un efecto biológico provocando

desintegración del mismo (87).

Se pudo detectar que una limitación de este estudio in vitro es el uso del medio acuoso al

que deben someterse los cuerpos de prueba, (84,88,89), será importante realizar pruebas

simulando el medio oral lo que permitirá apegarse más a la realidad de una situación

clínica (84,90).

53

8. CONCLUSIONES

x El ionómero de vidrio de la casa comercial GC (Fuji IX�) fue el que presentó

mayor valor de resistencia a la flexión seguido del ionómero de vidrio de la casa

comercial SDI (Riva SC) siendo el silicato tricálcico de la casa comercial

Septodont (Biodentine�) el que presentó menores valores para esta prueba.

x El material que presentó menor rugosidad fue el ionómero de vidrio de alta

densidad de la marca comercial SDI al ser comparado con el otro ionómero y el

silicato tricálcico.

x En cuanto a la propiedad de sorción los tres materiales se comportaron de la misma

manera.

x El silicato tricálcico fue el material que presentó mayor solubilidad en comparación

con los ionómeros de vidrio de alta densidad.

x Los ionómeros de vidrio de alta densidad fueron los que obtuvieron mejores

resultados en las propiedades evaluadas, pudiendo ser recomendados en

restauraciones provisionales a largo plazo.

54

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62

10. ANEXOS

Anexo 1: Autorización para uso de laboratorio de química

63

Anexo 2: Autorización para uso de laboratorio EPN

64

Anexo 3: Datos y cálculos obtenidos en la prueba de resistencia a la flexión

Espesor de muestra

Resistencia a la flexión

v: coeficiente de poisson fuji 0,3 N X Y mm MPav: coeficiente de poisson riva 0,3 M19.114.01 29,364 -5,7745 1,312075 0,930 57,429

v: coeficiente de poisson biodentine 0,3 M19.114.02 36,143 -5,7745 1,312075 0,950 67,744A: radio de circulo 5 M19.114.03 32,694 -5,7745 1,312075 0,910 66,785B:radio de la punta 0,65 M19.114.04 29,063 -5,7745 1,312075 0,940 55,639C: Radio de muestra 6 M19.114.05 40,355 -5,7745 1,312075 1,100 56,416

M19.114.06 41,056 -5,7745 1,312075 1,100 57,396M19.114.07 40,099 -5,7745 1,312075 1,000 67,830M19.114.08 33,683 -5,7745 1,312075 1,000 56,977M19.114.09 34,793 -5,7745 1,312075 1,000 58,855M19.114.10 37,019 -5,7745 1,312075 1,000 62,621M19.114.11 28,884 -5,7745 1,312075 0,980 50,875M19.114.12 27,659 -5,7745 1,312075 0,960 50,767M19.114.13 31,122 -5,7745 1,312075 0,980 54,815M19.114.14 32,979 -5,7745 1,312075 0,980 58,087M19.114.15 30,770 -5,7745 1,312075 0,960 56,478M19.114.16 31,511 -5,7745 1,312075 0,940 60,324M19.114.17 30,633 -5,7745 1,312075 0,970 55,073M19.114.18 27,950 -5,7745 1,312075 0,900 58,369M19.114.19 31,381 -5,7745 1,312075 0,980 55,272M19.114.20 30,936 -5,7745 1,312075 0,960 56,783M19.114.21 34,813 -5,7745 1,312075 1,100 48,668M19.114.22 26,936 -5,7745 1,312075 0,980 47,443M19.114.23 32,828 -5,7745 1,312075 1,100 45,893M19.114.24 32,531 -5,7745 1,312075 1,150 41,609M19.114.25 28,379 -5,7745 1,312075 0,980 49,984M19.114.26 35,617 -5,7745 1,312075 1,120 48,029M19.114.27 34,616 -5,7745 1,312075 1,140 45,057M19.114.28 33,412 -5,7745 1,312075 1,110 45,872M19.114.29 28,116 -5,7745 1,312075 1,000 47,559M19.114.30 28,553 -5,7745 1,312075 0,990 49,280

Carga máxima

registradaId.

DATOS RESISTENCIA A LA FLEXIÓN

EQUIPOS: MÁQUINA DE ESFUERZOS SHIMADZU AGS-XLUGAR: LABORATORIO DE ANÁLISIS DE ESFUERZOS Y VIBRACIONES - EPN

65

Anexo 4: Datos e imágenes obtenidos en la prueba de rugosidad

DATOS RUGOSIDAD

EQUIPO : MICROSCOPIO DE FUERZA ATÓMICA PARK SYSTEMS NX10. LUGAR : FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS-UCE.

BIODENTINEÔ

ITEM RUGOSIDAD MEDIA IMAGEN AFM ITEM RUGOSIDAD

MEDIA IMAGEN AFM

1 0,110 µm

6 0,037 µm

2 0,105 µm

7 0,023 µm

3 0,191µm

8 0,017 µm

4 0,068 µm

9 0,177 µm

5 0,035 µm

10 0,104 µm

68

R= Radio (1/2 diámetro) H= Altura (espesor) V= Volumen

Anexo 5: Datos y cálculos obtenidos en la prueba de sorción y solubilidad

69

Anexo 6: Cartas de idoneidad ética y experticia del investigador y del tutor

71

Anexo 7: Cartas de confidencialidad del investigador y del tutor

73

Anexo 8: Declaración de conflicto de intereses del investigador y del tutor

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