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Materiales dentales
 

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    Materiales dentales Materiales dentales Document Transcript

    • EDIT ORIAL M EDICA-iflafireflcana
    • I I NDI CEPREFACIO VIISECCIÓNI FUNDAMENTOS I 1 Materia y materiales J 2 Propiedadesde los materiales l3 3 Sistemas,materialesy adhesión 35 4 Materiales metálicos 43 5 Materiales orgánicos 81 6 Materiales cerámicos 97 7 Materialescombinados 103SECCIÓN II RESTAURACIONES PLÁSTICAS 103 8 Operatoria dental y restauraciones 109 9 Selladoresde fosas y fisuras tt7 10 Materiales y protección dentino-pulpar t25 ll Cementos 129 12 Ionómeros vítreos 137 13 Composites 145 14 Unidadesparafotopolimeización 159 15 Adhesión a los teiidos dentarios r67 16 Compómeros t77 17 Amalgama 183SECCIÓN III IMPRESIONES Y MODELOS 201 18 Generalidades 203 19 Hidrocoloides para impresión 207 20 Yeso y modelos 219 2l Elastómerospara impresión 229 22 Impresiones no elásticas 239 23 Cubetasindividuales 24,7
    • X ÍndiceSECCIÓN TV INCRUSTACIONES, CORONAS PUENTES Y 25,7 24 Restauracionesindirectas 259 25 Composites indirectas pala restauraciones 265 de colada 26 Procedimientos 269 27 AleacionesParacoladas 277 28 Porcelana 287 29 Porcelanasobremetal 299 30 Soldadura 307 31 Agentescementantes 311SECCIÓNV OTRASAPLICACIONES 319 removible 32 Prótesis 321 33 Endodoncia 333 34 Ortodoncia 347 35 Implantología 357BIBLIOGRAFÍA 363ÍNotcsANALÍTICo 365
    • I SrccróNFundamentos
    • I I MnrrnrA Y MATERTALES TGeneraüdades y clasificación de los materiales El objetivo de este texto es el estudio de los denominados "materialesdentales". Por ello puede constituir un razonable punto de parfida describirqué cubre esa denominación. Si bien es posible que no resulte fácil encontrar definiciones muy sa-tisfactorias, puede comenzarse analizando el significado de las dos pa-labras: "materiales" y "dentales", recurriendo para ello a algún dicciona-rio. Es seguro que en é1 está el término "matertal" y en sus distintasacepciones una se refiere a su uso en plural. El significado es entonces"materia con que se hace una cosa" o bien "materias necesariaspararea-lizar una obra o ejercer una profesión". En cuanto a "dental" significa"relativo a los dientes". Si, con un poco de libertad, se unen ambos significados, puede acepta?se que "materiales dentales" es la materia o las materias empleadas para ejer-cer una profesión relativa a los dientes, es decir, para ejercer la odontología. También se emplea la expresión "biomateriales dentales" con la misma fi-nalidad Se parte para ello de la concepción de "biomaterial" como materialuttlizado en reiación con un medio biológico o en una profesión vinculadacon las ciencias de Ia salud. Surge de estas consideracionesque los materiales dentales son materiay,por consiguiente, para conocerlos, estudiarlos y utilizados correctamente sehace necesario partir del conocimiento y estudio de qué es "materia". En los textos de química y de física, materia es todo aquello que tiene ma-sa y, por 1o tanto, ocupa un lugar en el espacio. También en ellos se descri-be cómo Ia materia no es continua sino que está formada por partículas queguardan cierta reiación entre sí.
    • 4 Fundamentos Cuando esa relación es estable, en el sentido de que cadauna de esas par-tículas mantiene una posíción definida con respecto a las que la rodean, lamafe;ia se presenta en estado sólido. Cuando esa relación es menos estable yno hay ubicación definida con respecto a laS vecinas, se observa Ia materiaen estado líqui.do, y cuando entre esasparticulas no hay tendencia a relacio-narse, agruparse o unirse, sino a rechazarse, se está frente al estado gaseoso. Los textos antes mencionados indican también que una misma materia pue-de presentarse en cualquiera de esos estados segrln sean las condiciones am-bientales (temperatura y presión) en las que se encuentre. Por ejemplo, una trla-teria sólida a temperan-lra ambiente puede transformarse en líquido y/o gas sise la calienta. Es decir, que la energía de atracción entre esas partículas, que atemperatura ambiente es suficiente como para permitir que se ubiquen en po-sición definida con respecto a sus vecinas, es superada con el calentamiento porIa energia térmica, que las obhga a moverse y perder esa ubicación estable. No resultará difícil deducir que la temperatura necesaria para lograr elcambio, por ejemplo, de estado sólido a estado líquido, depende de cuángrande sea la fverza que mantiene unidas a las partículas que componen elsólido. Si esa fuerza, denominada cobesión, es grande, la materta sólida ten-drá una elevada temperatura de fusión y ésta será menor si es débil. De lamisma manera, será más difícil romper (separar las partículas unidas por co-hesión) o modificar la forma de un cuerpo constituido por partículas fuerte-mente unidas entre sí que la de otro en el que esa unión sea débil. Puede verse, entonces, que es posible sacar conclusiones relativas a lascaracteristicas de la materia, y por ende de los materiales, partiendo del co-nocimiento de su constitución intima o sea de lo que identifica como su es-tructura. Por lo tanto, no se puede conocer y entender el funcionamientode los materiales, y dentro de ellos los "dentales", sin amalizar,aunque seasuperficialmente, las caracteitsficas de las partículas elementales con que es-tán constituidos y de las fuerzas que las relacionan o unen. Hasta ahora se ha empleado el término "particula", pero seguramente yael lector lo asoció con el concepto de átomo, la más elemental de las particulas que constituyen la maferia. La división del átomo, por su pafie, da lu- gar ala aparición independiente de otras partículas, pero perdiéndose las ca-racterísticasde la materia original. En consecuencia, puede aceptarse que lamateria, y por extensión los materiales, está constituida por átomos. Es preciso recordar que existe casi un centenar de átomos distintos en lanaitraleza y, dado que algunos de ellos tienen caracteústicas comunes, esposible agruparlos. El análisis de la tabla periódica de Mendeleiev indica laexistencia de dos grandes grupos de elementos y, por lo tanto, de átomos:los metálicos y los no metálicos. Hay materia formada por átomos melálicos y, por consiguiente, hay mate-riales formados por ellos y son los denominados materiales meüilicos (plo-mo, hierro, oro, etc.). Como los átomos metálicos pueden combinarse con los no metálicos (p.ej., en las sales), hay matetia y materiales constituidos por esos dos tipos deátomos. Se denominan tnateriales ceráflricos (yeso, mármol, etc,).
    • Materict y m.tteriales 5 Por último, existe materta en la cual grupos de átomos se Llnen primera-mente entre sí para formar las moléculas y, en segunda instancia, la relaciónentre esas moléculas da lugar a a materia o material. Son éstos los denomi-nados materiales orgánicos ya que el átomo que con mayor frecuenciacontribuye a la formación de esas moléculáS es el carbono que constituye labase de la denominada química orgánica En resumen, los materiales pueden ser clasificados,en función de su tipode materia o átomos que los constituyen en: metálicos, cerámicos y orgáni-cos Eventualmente pueden existir materiales que combinen en su estructu-ra materia de dos de esos tipos, por ejemplo, materia cerámica y orgánica ocerámica y metálica. En estos casos se habla de materiales combinados ycon frecnencia se utiliza para identificarlos la palabra inglesa composite. Esta clasificación de los materiales no tiene tan sólo un fin didáctico.La presencia de átomos distintos en cada uno de ellos hace que sean di-ferentes las condiciones y las fuerzas que se relacionan para constituirmateriales en estado sólido y, por 1o tanto, sus características difieren to-talmente. Esto puede llevar, como consecuencia, a aplicaciones y usostambién diversos.Uniones químicas en los materiales Casi todos los materiales metálicos son sóliclos a temperatura y presiónnormales. O sea que los átomos que los componen están firmemente uni-dos entre sí. ¿Qué es lo que determina esa r,rnión? Los átomos metálicos tien-den a perder eiectrones (los denominados de valencia) para quedar así conuna órbita externa compieta Es decir que con facilidad se transforman encationes. En el metal sólido no hay en realidad átomos sino iones positivos,y los electrones que han qr"redadolibres circulan entre eilos y son compar-tidos por todos, permitiendo ello que se unan. Este tipo de forma de unión se conoce con el nombre de enlace metali-co, y e conjunto de electrones que se mlleven libremente dentro del sólido,con el de nube electrónica El sistema se representa esquemáticamentey enun solo plano en la figura 1-1 Electrones Fig. 1-1. Esqlrerra clel enlace metálico y la nube electrónrca
    • 6 Fundamentos Fig. l-2. Unión iónica o electrovalente. Sólo se muestra la caoa externa de electrones. En los cerámicos sólidos, la unión que determina el estado sólido debedarse no entre átomos iguales sino entre átomos distintos: entre átomos deelementos metálicos y no metálicos. De nuevo, Ios conocimientos de quími-ca pueden apdar a reconocer por qué un material como la sal común (clo-ruro de sodio) es sólido. El sodio como metal puede fácilmente perder un electrón para transfor-marse en catión El cloro, a su vez, necesita de un electrín para completarsu órbita externa. Le viene bien tomarlo del sodio y quedar convertido enanión. Las cargas opuestas con que han quedado ambos hace que se atrai-gan y se unan. Es la denominada unión o enlace iónico o electroua.lenciaque se representa en la figura L-2. Pero si el sodio y el cloro tienen ahora cargas positiva y negativa, respectiva-mente, no la tienen en relación con un átomo vecino sino que las cargasejercensu acción en toda dirección. Esto hace que alrededor del sodio se ubiquen otrosátomos (o iones) de cloro y alrededor de éstos otros átomos (o iones) de cloro. Se forma, entonces, una estructura como la de la figura l-3 en la que, adiferencia de lo que sucede en los materiales metálicos, existen dos tipos deátomos y con distinta carga y no electrones libres, es decir, no hay una nu-be electrónica. En otros casos de materiales cerámicos, las uniones que condicionan elestado sólido no son por electrovalencia.Por ejemplo, en la sílice (óxido desilicio) y otros materiales de ese tipo, los átomos principales son el silicio yel oxígeno. El primero tiene cuatro electrones en su órbita externa y, antesque cederlos o tomar cuatro para completarla, le es más fácil compartirlos. oooooo oooooo o o o@ oo o o @ ooo l-) /í I I I f-) fI) f-) fI) F i & r - 3 E s q u e m a d e l a e s t r u c r u r a e n _-/ l-l _-/ |l -,/ l-l materiasóljda con uniones iónicas
    • Materio y materiales 7Fig. l-4. Esquema de la unión covalente Sólo se qmuestra la capa externa de electrones ol -t /, t. 0 sí 0 ^d 0El oxígeno, por su parte, tiene una órbita externa con seis electrones y ne-cesita dos para completarse. En la figura 1-4 puede verse que la distribución electrónica hace fácil al si-licio compartir un electrón con cada uno de cuatro átomos de oxígeno. Perocomo cada uno de éstos puede a su vez compaftir otro con otro átomo de si-iicio, le permite, en definitiva, configurarse una estructura tridimensional, quese esquematiza en un plano en la figura 1-5. En ella también hay dos átomosdistintos y no hay electrones libres, ya que cada uno está siendo compartidopor dos átomos definidos y no por todos. Por supuesto, ya se habrá adverti-do que se trata de uniones coualentesentre cada silicio y cada oxígeno. Obsérvese que en los ejemplos citados, si bien están presentes dos áto-mos distintos, no puede hablarse de la existencia de moléculas. Cuando enquímica se escribe NaCl para representar al cloruro de sodio o SiO, para lasílice o dióxido de silicio, sólo se está indicando que existe un átomo de so-dio por cada uno de cloro y uno de silicio por cada dos de oxígeno, respec-tivamente. En los esquemas de las figuras 1-3 y 1-5 se ve que en la realidad ttl ttl ooo tll ttl -o -sí-o -sí-o -sí - o- ttl ooo - o - i i - o - 1 ,- " -1, -o - ooo llFig. 1-5 Esquema de la es- tl o -sí- o- sítructura de materia sólidacon uniones covalentes tl tl
    • I Fundamentos Fig. 1-6. Moléculas a partir de las cuales se pueden cH3- (cH)"- cH3 obtener sólidos orgánicos cH3- (cH)"-cooHno existe unión independiente entre dos o tres átomos sino que, en cambio,todos están vinculados entre sí. En estos ejemplos las uniones que condicionanla aparición del estado só-lido son, exclusivamente, o iónicas o covalentes. En materiales cerámicosmás complejos, como el yeso (CaSOn2 UrO) y otros, existen ambos tipos deuniones e incluso a veces otros tipos que las complementan, como el enla-ce coordinante. En los materiales orgánicos el átomo preponderante es habitualmen-te el carbono y, en algunos, el silicio. Ese elemento, con sus cuatroelectrones, puede unirse con otros átomos iguales y/o con los de otroselementos por medio de uniones covalentes y formar moléculas. Así,por ejemplo, un material orgánico puede estar constituido por molécu-las como las que se muestran en la figura 1-6 en las que un nú-mero entero variable. Estas moléculas se han formado en función de uniones covalentes entreátomos. Sin embargo, no necesariamente conducirán aIa formación de un só-lido. Para que esto suceda serán las distintas moléculas las que tendrán queunirse, a diferencia de lo que sucede en los materiales metálicos y cerámicos,en los que las uniones entre átomos son las responsables del estado sólido. Para explicar cómo se produce esa unión entre moléculas se puede par-tir del análisis de una sustancia de molécula sencilla aunque dificrl quizá deubicar dentro de la clasificación de los materiales: el agua, es decir HrO. Como toda molécula, ésta es neutra, pero debido a la dirección de las fuer-zas de valencia, en ella se ubican los dos átomos de hidrógeno sobre un ladodel oígeno, tal como se esquematiza en la figura l-7. Como este último tiene Ftg. 1-7. Esquema de las uniones entre moléculas de agua
    • M;ttena y materiLtles 9Ftg. 1-8. Reticulado espa-cial (esquemático) con cel-da unitaria resaltadamás electrones que los dos hidrógenos, el lado donde ellos se encuentran esmás negativo que ei otro. La rr,rolécula (neutra) constituye un dipolo y no es di-fícil imaginar que varias moléculas de agua tenderán a adosarse de manera quela pafte positiva del dipolo de una coincida con la negativa de otro y viceversa. Hay entonces fuerzas de atracción entre las moléculas de agua, y si laenergía térmica lo permite (temperatura inferior a }oC a presión normal),pueden manifestarse lo suficiente como para formar agua sólida (hielo). Nó-tese bien que este sólido se ha constituido sobre Ia base de uniones entremoléculas y no entre átomos. Este mismo mecanismo de formación de uniones denominadas secunda-rias (se forman en segundo término y luego de las primarias entre los áto-mos que forman las moléculas) o fuerzas de uam der Waals (dentro de lascuales se reconocen diferentes formas) permite que materiales orgánicos defórmulas corilo las de las figuras 1-6 puedan ser sólidos. Las zonas donde se ubican el cloro en (b) o el grupo -COOH (carboxilo)en (c) son más negativas,ya que el cloro y los oxígenos de los gmpos men-cionados contienen mayot cantidad de electrones que los demás elementosinvolucrados en las moléculas. Si la energía férmica 1o permite, puede ma-nifestarse suficiente atracción entre los dipolos así constituidos en varias mo-léculas para obtenerse un sólido. Algo distinto es el caso de moléculas como la de la (a) de la misma figu-ra. En ella no hay zonas que pr.redan considerarse con diferente densidad ocantidad de electiones. Es una molécula slmétricay apatentemente no cons-tituye un dipolo. Sin embargo, rpueden presentarse hidrocarburos de ese ti-po en estado sólido y ello se debe a que los electrones no están fijos sinoen continuo movimiento. Esto hace que aunque la molécula sea simétrica enun,momento dado haya mayor concentración de electrones en una zona yésta al ser relativamente más negativa convierte al conjunto en un dipolo.Pero en el momento siguiente los electrones cambian de posición y el dipo-1o sigue existiendo, aunqüe la ubicación de las cargas cambia. Los dipolos así generados se denominan fluctuantes o instantaneos a di-ferencia de los ya analizados, que se forman en moléculas asimétricas y pue-den ser denominados Wmanentes. Esos dipolos fluctuantes pueden dar lugara la formación de sólidos más fáciles de destruir (rompeq fundir) que aqueliosformados por dipolos permanentes.
    • l0 FundamentosEstructuras cristalinas v amorfas Los átomos o las moléculn, ¿" lo, materiales pueden clistribuirseen el es-pacio de manera tal que se encuentren ubicados a igual distancia con res-pecto a los vecinos y en posiciones relativas equivalentes. Así se forma cleuna estructura regular, ordenada o cristalina. Esto significa que si trazáramoslíneas imaginarias entre Ios átomos, los io-nes o las moléculas que forman la estructura, se obtendria vna figura geo-métrica regular o reticulado espacial (fig. 1-8). Si a un hombre le fuera po-sible reducir su tamaño a tal punto que pudiera realizar un viaje a través deun reticulado espacial, encontraría a esta experiencia como muy monótona.Sería testigo de un paisaje que se repite constantemente. O sea que bastariaver la primera p^rte para tener idea de cómo es el todo. Por ello, para conocer un reticulado espacial es suficiente conocer la uni-dad más pequeña, la cual repitiéndose da lugar a la formación del conjun-to. A esa unidad se la denomtna celda wnitaria o unidad repetitiua. El reti-culado del esquema de la figura 1-8 es el resultado de un agrupamiento deunidades que se ubican unas contra otras. La celda unitaria es la que se re-salta en ei esquema. Debe tenerse presente que en un bloque sólido de un tamaño que lo hagaperceptible a simple vista no es usual que sea posible reconocer un reticula-do que se continúe de un extremo a otro de su masa, es decir un solo cristal.Lo frecuente es que un bloque sólido presente una estrucfura multicristalinacon una determinada cantidad de cristales formando la masa total. Esta situación se encuentra fácilmente en la mayor parte de la estructura delos materiales metálicos y según las caractedsticas de los átomos o del metalvaiará la forma de la celda unitaria y el sistema cristalino correspondiente. En los materiales cerámicos puede darse una situación equivalente aun-que con presencia de más de un tipo de átomo en el reticulado espacial. Sinembargo, es también posiblE que en algunos de ellos los átomos no se en-cuentren ordenados en un reticulado sino ubicados casi aleatoriamente enel espacio formando una estructura amorfa. Las moléculas dentro de los sólidos orgánicos pueden ordenarse constitu-yendo algo similar a un reticulado espacial. No obstante, su tamaño por logeneral grande y las fuenas que las afraen (dipolos), más débiles que otrostipos de uniones, hacen que su ubicación en el espacio no siga un patrónconstante o definido. Rara vez presentan una estrLrctura cristalina, sino todo1o contrario, por lo habitual constituyen estructuras amorfas o, más exact^-mente, mesomorfas, ya que puede existir algún tipo de ordenamiento, aun-que reducidoResumen En este capítulo se anahzaron los materiales como materia que se presen-ta en estado sólido cuando la energía dada por las unic¡nes químícas entre
    • Materiaymateriales lllas partículas que la componen son lo suficientemente fuertes como para de-terminar relaciones constantes entre ellas. Esas uniones químicas pueden ser de tipo primario, como el enlace me-tálico, la electrovalencia y la covalencia o secundario (fuerzas de van derWaals), cuando están dadas por la formación de dipolos permanentes o fluc-tuantes en moléculas Las primeras (primarias) constituyen la base de los materiales metálicos ycerámicos y las segundas (secundarias), la de materiales orgánicos que es-tán constituidos por moléculas (que a sLlvez son el resultado de uniones pri-marias entre átomos). Los materiales pueden, a s) vez, presentarse con una estructura internaordenada (cristalina), como es común en los metálicos y poco común en losorgánicos, o desordenada (amorfa) como es poco común en los metálicos ycomún en los orgánicos En los cerámicos es dable encontrar estructuras cris-talinas y amorfas. Asimismo, no es común que un cuerpo cristalino esté com-puesto por un solo cristal, generalmente consiste en el agrupamiento de grancantidad de ellos (estructura policristalina). Como es de esperar, las caracteristicas de estos materiales serán diferen-tes, como se verá más adelante, y también función de las diferencias en susestructuras y de Ia forma que adquiera esa estructura. Es importante el tema de la estructura interna de los materiales que noguarda una regularidad como la que esquemáticamente se describió. Lousual es encontrar zonas con ausencia de algún átomo o de grupos de áto-mos. Estos defectos suelen denominarse dislocacionesv su Dresencia afectael comportamiento de los materiales.
    • PnopTEDADES DE LOS MATERIALES En el capítulo anterior se mencionó varias veces el hecho de que la es-tructura de los materiales (o sea la estructura de la materia que los compo-ne) condiciona sus características. Estas caracteristtcaso cualidades se deno-minan propiedades y su estudio representa el análisis de cómo reacciona ose comporta el material ante diversos agentes. Según se trate de un agente físico o químico puede hablarse del estudiode las propiedades físicas o químicas. El modo de reaccionar ante el ataquede un ácido es un ejemplo de lo segundo y la forma de hacedo ante unacorriente eléctrica lo es de Io primero. La forma de comportarse ante Ia acción de fuerzas constituye otro ejem-plo de las propiedades físicas. Pero para este caso la denominación que co-rresponde es de propiedades mecánicas. Se úata, en realidad, de un grupoparticular de propiedades físicas. Diferenciar las propiedades de los distintos materiales dentales es impres-cindible para seleccionar el más adecuado, el que mejor permita encarar Lrnadeterminada situación de tratamiento odontológico. Cuanto más preciso seael profesional en ese sentido, será capaz de hacer una mejor selección, y porende, obtendrá melores resultados en su trabajo. Por otra parte, establecer cuáles son las propiedades mínimas que debe te-ner un material para ser útil permite elaborar lo que se denominan nornxasy especificaciones,las cuales facllitan la distinción entre productos aceptablesy no aceptables.Las normas son formuladas por organismos nacionales e in-ternacionales par^ varios materiales dentales como listas de requisitos exigi-bles, los que a su vez son valores para determinadas propiedades físicas (ymecánicas) y químicas. Esas mismas normas establecen también las técnicasque deben emplearse para estudiar esas propiedades con el fin de obtenerresultados comparables en cualquier laboratorio.
    • 14 Fundamentos Obsérvese que así es posible, estudiando las propiedades de los materia-les, anticipar si un determinado producto va a ser útil o no y si puede espe-rarse que con él se obtengan resultados superiores a los que se logran conotros materiales ya conocidos o no. Se puede obviar así, el ensayo de mu-chos materiales directamente en la cavidad bucal, lo que representa una in-versión considerable de tiempo y recursos. Esto no quiere decir que no de-ba estudiarse en pacientes el comportamiento real de los materiales. Por locontrario, este tipo de investigación clínica representa el paso final para laevaluación de la utilidad de un material, pero, sin duda, sólo será convenien-te llegar a esta etapa con aquellos que en el laboratorio hayan demostradotener posibilidades de éxito. Las propiedades físicasy químicas se estudian en todos los materiales quese emplean en las distintas tamas de la ciencia y de la técnica. A los utiliza-dos en odontología se suma el estudio de cómo reaccionan los organismosvivos ante su presencia, y también la del material cuando está ubicado enun medio biológico. Este estudio representa el conocimiento necesario para discernir la mane-ra de lograr una determinada reacciín que puede favorecer al organismo opara evitar una reacción desfavorable. En el primer caso se trata de encon-trar un material que provoque una reacción que permita que el organismoIo integre, tal como sucede en el caso de algunos implantes o la búsquedade alguna reacción que estimule procesos de reparación. En el segundo caso, no es difícil explicar el porqué del análisis de las po-sibles reacciones desfavorables anfe la presencia de aquellos materiales quedeben ser ubicados en forma temporaria o permanente dentro de la boca odentro de los tejidos de un paciente. Pero aun en los casos de los mateia-les que no entran en contacto directo con el paciente, es impofante cono-cer su posible acción tóxica si se sospecha que pueden ser nocivos paru eIodontólogo o el técnico que trabaja con ellos. Hay dos tipos de reacciones de tipo biológico que se deben evitarcuando se usa un material: las reacciones inmunológicas y las reaccionestoxicológicas, Las primeras se refieren a Ia reacción que se produce en el organismo porla simple presencia del elemento desencadenante.Éstas pueden cubrir unagama que va desde manifestacionesen el telldo epitelial (la piel, las muco-sas) hasta otras más severas en el resto del organismo y hacen necesario queel profesional este atento a la posibilidad de su ocurrencia. Por eso es im-portante conocer, a través de una historia clinica adecuada, los anteceden-tes de cada paciente. Las reacciones de índole tóxica son diferentes. No se producen por lasola presencia del elemento, sino que éste debe ser vehiculizado pafa serincorporado al medio interno. Por este motivo, un material que en sí mis-mo contiene componentes tóxicos puede no producir una reacción de ti-po tóxica si esos componentes no son liberados por el material e incorpo-rados a un organismo.
    • Propiedades de los materiales l5 En consecuencia, la probabilidad de problemas biológicos por el em-pleo de materiales dentales así como el comportamiento ante el mediobioquímico bucal o interno está relacionado de manefa estrecha y funda-mental con sus propiedades químicas, como la posibilidad de disolverseen un medio o evaporarse, que deben ser analizadas en cada tipo de ma-terial en particular.Propiedades frsicas Las propiedades físicas de los materiales dependen de la materia con laque están formados. En física es habitual la diferencia entre propiedades ex-tensivas o intensivas que está relacionada con la cantidad de materia exis-tente o no. El peso y el volumen son ejemplos de las primeras.Densidad En el núcleo de los átomos está ubicada la masa (protones y neutrones).Por ello la cantidad de materia por unidad de volumen, es decir la densidadcle un material, está vinculada con é1,aunque también lo está con la distan-cia entre átomos o moléculas determinada por el tipo de unión química. Es-ta propiedad, mensurable, cuya unidad más común es el gramo por centimetro cúbico (g/cm3), es de interés en ocasiones, ya que a su vez determi-na el peso que tiene una estructura en función de su volumen.Propiedades óPticas Este tipo de propiedades está relacionado con la posibilidad de un mate-rial de absorber la energia de las radiaciones electromagnéticas. Dentro deéstas adquieren particular importancia las que tienen longitud de onda en-tre 400 y 700 nanómetros (milésimas de micrómetro o la milmillonésima par-te del metro) ya que son las que el ojo humano detecta y constituyen lo queSe conoce como luz o radiación luminosa. Por este motivo Se acostumbrahablar de propiedades ópticas (relativas a la visión). La posibilidad de que una radtación sea absorbida o no está dada por laestflrctufa de la materia sobre la que incide y la longitud de onda de esa ra-diación. Así, un material puede absorber una detefminada radiación y pre-sentarse opaco ante ella y no hacerlo con otra de diferente longitud de on-da. Por ejemplo los tejidos blandos de Ia cavidad bucal absorben una bue-na paffe de la luz y son opacos, mientras que no absorben, o lo hacen muypoco, la radiación Roentgen y casi no se detectan en una radiogtafia con-vencional (son radiolúcidos). De la misma manera los materiales metálicos, pof la presencia de electrones libres, tienen capacidad de absorber radiaciÓn tanto de luz como otras como la Roentgen (son radioopacos). El agua no absorbe la luz y es transparente ante ella pero, sin embargo, absorbe con eficacia radiaciones de mayor longitud de onda como las de
    • fó Funda.mentosfuentes generadoras de "láser" (radiación coherente obtenida por emisiónestimulada) de dióxido de carbono (longitud de onda 10,6 pm). Estos con-ceptos se aplican en el uso odontológico de las radiaciones para eI diagnós-tico, el tratamiento y e trabajo con materiales dentales. Cuando las radiaciones de luz que no son absorbidas pueden atravesarlamateria sin más alteración que la refracción (aiteración del rayo incidente)que se produce alpasarlaradiación de un medio a otro de diferente densi-dad, el material se presentará transparente Si al atravesarlo encuentra variaciones en la estructura que producen re-fracciones adicionales, la luz se modificará en el recorrido y el material septesentará lranslúcido o aun opaco. Estas situaciones pueden darse cuandoIa luz atraviesa una estructura multicristalina (como el esmalte dentario). Por otro lado, cuando la mafería absorbe sólo alguna parte de las radía-ciones que constituyen la luz y otra parte la transmite o refleja, el cuerpoque ella constituye adquiere ante la vista un determinado color. El color deun objeto está dado por la longitud de onda de luz que no es capaz de ab-sorber. Por ejemplo, si no absorbe las radiaciones de alrededor de 470 nmy sí las restantes se presentará de color aztl. En realidad es importante tener presente que el concepto de color inclu-ye tres dimensiones que lo determinan. Así, el color es el conjunto de unmatiz, una determinada intensidad y un determinado ualor. El matiz es lo que está determinado por la longitud de onda no absorbi-da. Así, por ejemplo, si a 100 mL de agua ubicada en un recipiente transpa-rente se agtega un gramo de una sustancia soluble en ella y qve sea capazde no absorber sólo la radiación correspondiente al amarillo, se generaráuna solución amarilla en su matiz. Si a la misma cantidad de agua se agregan dos gramos de esa misma sus-tancia, la solución resultante seguirá teniendo matiz amaúllo pero habrá avmentado su intensidad. Por último, si el recipiente que contiene la soluciónse ubica sobre un fondo blanco, el color observado dlferirá del que se ob-serva cuando está sobre un fondo negro. En el primer caso el color tendráun valor (luminosidad) mayor que en el segundo ya que se le agregarán lasradiaciones que se reflejan del fondo blanco y que absorbe el negro. Debe tenerse también presente que estas últimas consideraciones estánreferidas a una situación en la que la radiación incidente es luz con la to-talidad de sus longitudes de onda (luz "blanca"). Si parte de la radiaciónes filtrada, el "color" del objeto observado cambia concomitantemente. Entrabajos en los que el color sea un factor a tener en cuenta como es el ca-so en muchas situaciones del trabajo odontológico, se deben considerar to-dos estos aspectos. También existe materia en la que, por su constitución, las radiacionesson absorbidas y luego transmitidas o reflejadas con una longitud de on-da mayor que la incidente. Este fenómeno se llama luminiscencia y haceque un cuerpo con esa posibilidad pueda ser visto por el ojo humano aun-que incida sobre él una radiación no visible. Un ejemplo lo constituyen los
    • Propiedades de los materiales 17dientes humanos que se hacen visibles ante la "luz negra" que se utilizaen algunos espectáculos Dentro de la luminiscencia se diferencian, aunque dentro del mismo fe-nómeno, la fluorescencia y la fosforescencia. La primera se refiere a la de-r-olución casi inmediata de la rudiación absorbida y la segunda, a la que seproduce en función del tiempo aun después de que ha cesado la incidenciade radiación.Prop ie dade s elé ctric a s La posibilidad de absorber o dejar pasar energía eléctrica está relaciona-da con la estructura electrónica de la materia. Sólo en los materiales metáli-cos existen electrones relativamente libres (nube electrónica). Su comporta-miento es, entonces, totalmente diferente del de los materiales orgánicos ycerámicos y se pueden utllizar como aislantes eléctricos, lo que no sucedecon los metálicos. Dentro de cada uno de ellos pueden existir variantes yposibilidades y algunas de ellas se estudiarán en los próximos capítulos.Propie dad.e s t é rtnic as Al analizar el aspecto general del comportamiento de un material antela enetgia térmica no se debe tener en cuenta sólo si conduce esa ener-gía o no, sino también cuánta energía absorbe, es decir, su calor específi-co. Cuando se tienen en cuenta ambas propiedades se analiza la denomi- nada difusiuidad térmica. És¡a da una idea de a capacrdad aislante de unmaterial. Por ejemplo, los materiales cerámicos y los orgánicos no condu-cen la energia térmica con facilidad, pero los segundos la absorben más(las moléculas, debido a su tamaño, requieren más energía para adquirirmovilidad). La acción aislante obtenida con materia orgánica es superiora la lograda con la cerámica Otro aspecto de interés en lo relacionado con la energia térmica absor-bida por un material se refiere a los cambios dimensionales que ello de-termina. En el capítulo 1 ya se ha mencionado que es más fáctl ablandar o fundirlos materiales en los que el estado sólido está dado por uniones débiles osecundarias.La temperatura de fusión es entonces un ejemplo de este gru-po de propiedades físicas Pero si la ruptüra de las uniones por calentamiento lleva a la fusión, an-tes de que ésta se produzca es posible detectar otro cambio en el materialtambién relacionado con Ia separación entre partículas y, por lo tanto, conuniones químicas: un cambio dimensional. Si un cuerpo, por ejemplo una varilla, cambia su temperatura, es decir quese lo calienta o se lo enfría, experimenta un cambio en sus dimensiones. Enla varllla del ejemplo se producirá un aumento de longitud si se la calienta(y, por sLlpuesto,también en las otras dimensiones)
    • l8 Fund.amentos La magnitud de la variación dimensional depende de la canfidad de va-riaciín de temperatura, de las medidas del cuerpo de que se trate y del de-nominado coeficiente de uariación dimensional térmica del material que es-tará determinado por su composición y estruc[ura. Ese coeficiente representa Ia variación de longitud que experimenta unaunidad de longitud (o volumen) de un material por cada grado (habitual-mente Celsius) de variación de temperatura Los valores correspondientespara rn material deben tenerse en cuenta aI realizar trabalos en los que loscuerpos confeccionados con ellos deban ser sometidos a variaciones signifi-cativas de temperatura. En los materiales orgánicos, en los que las uniones que determinan el es-tado sólido son las secundarias entre moléculas, o sea uniones relativamen-te débiles, es característicoencontrar valores de coeficiente de variación di-mensional térmica significativamente más elevados que en los cerámicos ymetálicos. A su vez, un material cerámico con uniones covalentes tiene uncoeficiente de variación dimensional térmica menor que uno con unionesiónicas.Propte dad.e s magnéticas Las propiedades de una determinada materia o material que actúa comoillnán afrayendo o rechazando a otro de acuerdo con los polos que se en-frenten, está también determinada por la naturaleza de los átomos (específi-camente algunos de sus electrones) presentes en la estructura. En odontologia se utllizan metales con estas caracteristicas en algunos tra-bajos de rehabilitación.Propiedades mecánicas Así como la temperatura puede ací)ar sobre los átomos y las moléculasmodificando Ia distancia entre ellos sobre la base de Ia energia térmica y lle-gando a separarlas cuando se alcanza la temperatura de fusión, tambiénotras formas de energia pueden modificar esa distancia o romper la unión. Las fuerzas (energía mecánica) que actúan sobre un material puedenproducir este efecto y, como se mencionó antes, el estudio del comporta-miento de los materiales ánte la acción de fuerzas se denomina estudio desus propiedades mecánicas. Éste no se ocupa del anáIisis de las causaspor las cuales, ante la acción de una fuerza, un cuerpo se pone en movi-miento (cinemática y/o dinámica), sino del comportamiento de la estruc-tura interna de la materia ante la acción de fuerzas externas. Para que esamodificación interna se produzca deben actuar dos fuerzas opuestas y suacción debe producir una modificación en la posición y Ia distancia entrelos átomos y las moléculas que exteriormente se traduce en un cambio deforma del cuerpo. Se la denomina deformación rnecánica o simplementedeformación.
    • Propied.ades de los materic¿les 19 Ahora bien, esos átomos o moléculas tienden a mantener constante la ubi-cación relativa y la distancia entre ellos, ya que existen fuerzas de cohesión(uniones) que así lo condicionan. Por lo tanto, al producirse la deformaciónse generan entre ellos fuerzas que se oponen a la acción de Ia carga. Es co-mo si existieran resortes uniéndolos que se ponen en tensión con el cambiode posición. Se dice, entonces, que como resultado de la deformación en elmaterial se induce una tensión que se opone a las fuerzas externas. Ella noes nada más que la resultante de las fuerzas internas generadas o inducidasentre los átomos o moléculas. Si las fuerzas externas son suficientemente grandes, puede superarse latensión máxima posible de inducir, es decir pueden ser superadas medianteenergía mecánica las fuerzas dadas por las uniones químicas. Esto lleva a laruptura del cuerpo, que no es nada más que la separación en una determi-nada zona de los átomos o moléculas que Io componen. La tensión máximaque puede soportar un material se llama resistencia. Aunque parezca repetitivo, no debe dejarse de mencionar que el valor deresistencia esfatá dacionado con las uniones químicas, y cuanto mayores ymás firmes sean éstas mayor será la resistencia de un material.Tipos d.e tensiones y resistenci&s Las fuenas externas pueden actuar sobre un cuerpo (y, por Io tanto, so-bre el material que lo compone) en distinta dirección y eso permite clasifi-car las tensiones, deformaciones y resistencias.Los tres tipos principales seesquematizan en la figura 2-7. +Fig. 2-L. Pares de fuerzas que inducen tensiones compresivas (a), traccionales (b) y tangenciales o de cone (c)
    • 20 Fundamentos <-Fig.z-Z Esquema de la fractura y tensiones generadas en un cilindro baio cargas compreslvas. Cuando la siruación es de dos fuerzas de igual dirección (actuando sobreuna misma recta) y en sentido contrafio la tendencia eS a di$ninuir la lon-girud del cuerpo (aplastarlo, comprimirlo), se inducen dentro de él tensio-nes que se denominan conxpresiua.s. Simultáneamente se produce una defor-mación en compresión y, si se estudia la tensión máxima que se puede lle-gaf a inducif, se hablaf^ de resistencia, compresiua o a la compresión" Si, en cambio, las dos fuerzas de igual dirección y sentido contrefio tien-den a aumenfaf la longitud del cuerpo (estirarlo, traccionarlo), se inducentensiones y se producen deformaciones traccionales. La resistencia estudia-da en esas condiciones se denomina resistencia traccional o a Ia traccí6n Por supuesto que los mismos tip,os de tensiones Se ifiducen en un cuer-po apoyado sobre una supefficie o colgado de ella que es aplastado o esti-rado por un peso. Si bien aparentemenfe la fuetza actuante es una, no de-be olvidarse la presencia de la reacción de la superficie que lo sostiene porlo que la situación es la misma que la descrita al definir tensiones compfe-sivas y traccionales, respectivamente. EI tercer tipo de tensiones es inducido por la aplicación de fuerzas desentido contrario, pero no actuando en la misma dirección sino en di-recciones próximas y padelas. Lo que esta cafga tiende a producir esun desplazamiento de un sector del cuerpo con respecto al otro, es de-cir, un corte. Precisamente ésta es Ia forma de actuar de una tijera: susdos hojas actíran en sentido contrario (una sube cuando la ofra baia) ylas rectas de acción (dirección) no son las mismas (una hoja pasa próxi- mo ala otra) pero son paralelas, produciendo el corte buscado. Las ten- siones y deformaciones que acompañan el proceso se denominan de corte o tangenciales y la resistencia en esas condiciones es la resisten-cia al corte o tangencial. La clasificación hecha de las tensiones se basó en la forma de actuar delas fuerzas externas, pero debe tenerse presente que, en realidad, ellas noproducen un solo tipo de tensión. Cuando un cue{po es estirado (tracción)éste no sólo se alarga sino que simultáneamente se hace más delgado (si seestira una banda elástica puede visualizarse esto fácilmente) o sea que es co-mo si hubiera sido comprimido en otra dirección. Se habrán entonces indu-cido no sólo tensiones traccionales sino también compresivas. De la misma manera, fuerZas compresivas inducen tensiones traccionalesy también de corte, como se esquematizaen la figura 2-2, en la que se mues-tra cómo se fractura un cilindro en compresiÓn.
    • Propieclades d.e lc¡smateriales 2lFig.2-3 Carga que produce deflexión Se indica la presencia de tensiones compresivas cn laperte superior y traccionales en la inferior También cuando se estudia un material bajo tensiones flexurales (queprodLrcen una deflexión), como se ve en la figura 2-3, se producen, segúnIa zona dei cuerpo, tensiones compresivas, traccionales y de corte. La rup-fLlra,cuyo estudio en estas condiciones constituye la determinación de la re-sistencia flexural o módulo de ruptura, es también el estudio de tensionescomplejas, es decir, la combinación de todos los tipos de tensiones funda-mentales. Lo mismo sucede ante otros tipos de cargasMedición de tensióA dcforntación y resistenciq. En el estudio de los materiales es interesante conocer las tensiones y defor-maciones que en ellos producen las fuerzas externas, así como la tensión máxi-ma que pueden sopofiar (resistencia).Medir la resistenciade un material repre-senta medir cuál es la carga externa necesaria para romper un cllelpo constn¡i-do con ese material Para ello se confecciona Lln cuerpo denominado probeta yse lo somete a fueflas progresivamente en aumento, hasta su ruptura. Como esa fuerza puede medirse (en unidades como el Newton), es posi-ble saber cuánto soportó la probeta. Pero esa cantidad de fuerza estaráre-lacionada no sólo con el tipo de material utilizado sino también con el ta-maño de la probeta (cuanto más grande sea, más fuena soportará). Parapo-der obtener un valor que permita comparar resultados obtenidos con cual-quier tamaño de probeta, se expresa la tensión y, por lo tanto, la resistenciaen función de la superficie (medida, por ejemplo, en metros cuadrados) so-bre la cual actúa. O sea que esistencia: fuena / superficie Las correspondientes unidades y símbolos utilizados serán: Pascal (Pa) : Newton (N) / metro cuadrado (m) Como en realidad esta unidad resulta pequeña para las tensiones y resis-tencias que se encuentran en el estudio de materiales, por lo común se utili-za r.rnmúltiplo de ella, el megapascal(MPa), que es un millón de veces ma-yor, o sea que equivale a un millón de Newton (1 MN) por metro cuadrado.
    • 22 Fundamentos Analicemos un ejemplo práctico para aclarar el concepto. Si se quiere de-terminar la resistenciacompresiva de un material se puede confeccionar, porejemplo, una probeta cilíndrica de 12 mm de largo y 6 mm de diámetro (ge-neralmente y para una mejor distribución de tensiones la probeta se hace ci-líndrica con longitud igual al doble del diámetro) y luego, por medio de unamáquina apropiada, se Ie aplican fterzas compresivas progresivamente enaumento hasta su ruptura que, supongamos para el ejemplo, se produce an-te una fuerza de 1230 Newton (la máquina permite la medición de esa fuer-za) pero aplicada sobre toda la sección de la probeta cíIíndrica. Teniendo encuenta str diámetro, o la superficie sobre Ia que actuó la fuerza, será: superficie : T . 12: 3,74. 3 mm . 3 mm = 28,3 mm La tensión máxtma soDortada o resistencia es entonces: resistencia compresiva : 1230 N / 28,3 mm2 : 43,5 N/mm,o, lo que es lo mismo,43,5 MPa ya que un metro cuadrado equivale a unmillón de milímetros cuadrados. Mediante dispositivos especiales puede también medirse en la máquinapara ensayos de resistencia la modificación de longitud que produce cadafuerza (y, por 1o tanto, cada tensión) en la probeta. Es decir, se puede cal-cular la deformación producida. En este caso, también para obtener valorescomparables independientemente del tamaño de la probeta, se relaciona ladeformación total producida por la longitud inicial. Por ejemplo, si una ten-sión determinada produjo una modificación de longitud de 0,04 cm en unaprobeta de 2 cm de longitud la deformación será: deformación :0,04 cm / 2 cm = 0,02 Nótese que no hay unidad en este caso, ya que el valor indica cantidadde deformación por unidad de longitud. Por ejemplo, 0,02 indica 0,02 cm dedeformación por cada cm original o O,02mm por cada mm original, etc. Confines descriptivos a veces se indica la deformación porcenrual. En ese casouna deformación 0,02 equivale a 2o/o deformación. deRelación entre tensión y deJorntq.ción En el tipo de ensayo mecánico descrito es posible realizar, como se indicó, unaserie de mediciones de foerza y modificaciones de longitud progresivamente enaumento. A partir de ellas se pueden calcular los respectivos valores de tensiones(fuerzalsuperficie) y de deformación (variación de longitud/longitud inicial). En el cuadro 2-I hay una serie de valores como los que se pueden obte-ner en un ensayo bajo compresión o tracción. Transportando esos valores aun sistema de coordenadas cartesianas ortogonales (los de tensión en las
    • Propiedades de los materiales 23 e 500 :9 400 c ,o 300 0,01 0,o2 0,03 0,04 0,05 0,06 0,o7 Deformación Fig. 2-4. Gráfico tensión/deformaciónordenadas y los de deformación en la abscisa) se genera una serie de pun-tos (cada uno obtenido con una tensión inducida y la correspondiente de-formación producida) que uniéndolos forman una línea. En la figura 2-4 seencuentra la correspondiente a los valores del cuadro 2-I. ElIa es la repre-sentación gráfica del comportamiento del material ante ese tipo de esfuerzoy se la denomina grafico tensión/deformación. De su observación se hace evidente que comprende dos zonas o partesnetamente diferenciadas. La primera es recta y la segunda una línea de pocacurvatura. La recta (corresponde a la representación gráfica de una ecuaciónCuadro 2-1. Relación entre tensión y deformación Tensión (MPa) Deformación 100 0,005 200 0,010 300 0,015 400 0,020 500 0,o25
    • 24 Fundamentosde primer grado) indica proporcionalidad entre ambas magnitudes: tensión ydeformación. Señala que a cada aumento de tensión corresponde un aumen-to proporcional en la deformación. Si se duplica la tensión Io mismo sucedecon la deformación, como puede verse en los datos de el cuadro 2-1. Esta proporción se mantiene hasta que la tensión llega aI valor indicadopor P en el gráfico (500 MPa). Cuando esa tensión es superada, la propor-cionalidad se pierde; la deformación aumenta a un ritmo más veloz, hastaque se produce la ,ruptura ante Ia tensión de 800 MPa, 1o que queda indica-do por la terminación de la curva, y que representa el valor de resistenciadel material ante ese tipo de fuerzas Todo lo anterior puede resumirse diciendo que "las tensiones inducidasson proporcionales a las deformaciones producidas hasta una tensión máxi-ma, que se denomina límite proporcional". Esto constituye el enunciado dela llamada ley de Hooke y de ello se deduce que límite proporcional es Iatensión máxima que se puede inducir a un material sin que se pierda la pro-porcionalidad entre tensión y deformación. La proporcionalidad mencionada en el renunciado de esa ley y observadaen la curva tensión/deformación puede también verificarse aritméticamente.En efecto, si se establece la relación (cociente) entre cualquier tensión queno supere el límite proporcional y la correspondiente tensión se encontraráun valor constante. En el eiemplo del cuadro 2-1: = = 100MPa/0,005 200MPa/0,070 = = 500MPa/0,025 20.000 MPa Esa constante se llama módulo de elast:icidad o de Young que, repitiendo,es la relación numérica entre tensión y deformación cuando se cumple la leyde Hooke. En fórmula: E: T /Ddonde E, es el módulo de elasticidad; T, la tensión igual o inferior al límiteproporcional y D la deformación producida por T.Defurtnación eld.stica.y defortnación permanente Establecer la curva tensión/deformación de r.rnmaterial tiene interés no sÓ-lo académico o teórico. La división en dos partes -recta y curva o zonas conproporcionalidad o sin ella- indica un comportamiento netamente distinto. Si se induce una tensión dentro de la primera zona (inferior o igual al lími-te proporcional), el material experimenta una deformación. Si esa tensión seretira (se deja de aplicar a fuerza), puede obserwarseque la deformación tam-bién desaparece, es decir que el material se ha comportado elásticamente. Si la tensión inducida, en cambio, supera alvalor del límite proporcional pue-de observarse, al retirarla que, si bien el material se recupera elásticamente,
    • Propiedades de lbs materiales 25 c ,c) DeformaciónFig.2-5. Recuperación después de liberada una tensión con producción de deformación per-manente (línea co¡tada).no lo hace en forma total y queda con una deformación permanente. Se hadeformado plásticamente. En la figura 2-5 puede verse ese coüIporfafiiiento y cómo, Ila recuperación(línea cortada pwalea a la parte recta) se hace a expensas de una deforma-ción residual o permanente. A la luz de estas observaciones el gráfico tensión/deformación y el valordel límite proporcional adquieren otra importancia. Si se desea que una es-tructura permanezca dirnensionalmente estable después de aplicarle fiierzas,será necesario diseñarla de forma tal que ellas no induzcan tensiones supe-riores al límite proporcional. En realidad, es posible superar muy ligeramente el límite proporcional y ob-tener todavía cornportamiento elástico. Ia tensión máxirna que se puede inducirsin producir deformación perrnanente es ligeramente superior al límite propor-cional y se la denomina lírnite elástíÉo.Sin embargo, como los dos valores sonmuy próximos e imposibles en la mayoria de los casos de determinar de modoindependiente, pueden, en Ia práúic4 considerarse sinónimos o equivalentes. Incluso, es muy difícil obtener experirnentalmente gráficos en los que elcambio de recta a linea de poca curvatura sea neto, permitiendo establecercon precisión el valor del límite proporcional o del elástico. Por ello se re-curre a la determinación de qué tensión es necesario inducir para produciruna pequeña deformación permanente (p, ej., 0,7o/o sea deformación 0,00L; o0,2o/o sea deformación 0,002). o
    • 26 Fundamentos 700 600 RF 500 rd = c 400 :o P 300 Deformación (.10r) Eig.2-6. Resistencia a la fluencia con 0,2o/o deformación permanente preestablecida. de Para hacerlo se traza a partk del valor que indica esa deformación prefi-jada en la abscisa (véase fig. 2-6) una línea paralela a la parte recta del gr^-fico. El punto donde intercepta Ia cuwa permite conocer (leyendo en la or-denada) la tensión que es necesario inducir para producir esa deformación.A ella se la denomina resistencia a fluencia para esa deformación preesta-blecida. Para eI material de la figura 2-6 se dirá que el valor de la resisten- cia a Ia fluencia para una deformación permanente de 0,20/o de 545 MPa. esEste valor no es nada más que una indicación aproximada del correspon-diente al límite proporcional, o sea la tensión de la cual deberá esfar aleja-da la estructura si no se quieren deformaciones Dermanentes.Rigidez, flcxibilidad El análisis del gráfico tensión/deformación permite hacer deducciones so-bre las propiedades de un material y reahzar comparaciones entre varios deellos. En Ia figura 2-7 pueden encontrarse los gráficos tensión/deformaciónbajo la tracción de dos materiales, A y B. Puede verse que el valor máximode ordenadas que alcanzan ambos es igual. Es decir que ambos materialesson capaces de soportar las mismas tensiones sin romperse, tienen igual re-sistencia, en este caso traccional (800 MPa). El valor del límite proporcional es también igual en ambos (600 MPa), osea que en los dos puede inducirse la misma tensión sin producir deformaciónpermanente. Sin embargo, en el B esa tensión límite proporcional produce
    • Propiedades de los nzateriales 77 (d E ,o Deformación (.1Or) y Fig.2-7. Rigidez flexibilidad.una deformación 0,03 (3Vo) mientras que en el A produce una deformación0,01 (1%o). B se deforma elásticamente con más facllidad, o sea que es más EIJlexible que el A, que resulta más rígido. Esa mayor ig;dez del material A puede también cuantificarse calculando enambos los respectivos valores para eI módulo de elasticidad (tensión/deforma-ción). Como la deformación es el denominador en el cálculo, el módulo cons-tinrye una medida de la dificultad con que se deforma el matenal en estudio,es decir, una medida de su rigidez. Cuanto mayor sea el módulo de elasticidadmás tensión es necesario inducir para producir una deformación elásüca. Nótese que ello también se evidencia por la inclinación de la parte rectade la representación tensión/deformación. En los materiales más rígidos laparte recta se acerca más a la ordenada (es más vertical).Fragil:idad, ductikda{ malcabilidad Las curvas de los materiales C y D se muestran en la figura 2-8. Ambostienen iguales valores para eI Iímite proporcional (500 MPa) y de módulo deelasticidad (100.000 MPa). Podría Íambién decirse que D es más resistenteque C (soporta mayor tensión sin romperse), pero por sobre todo se obser-va una singular diferencia.
    • 28 Fundamentos (ü c .o E ,O 1 2 6 7 o.3torruán t.rl,r Fig. 2-8. Material dúctil o maleable (D) y material frágil (C) La representación gráfica en el material C termina a poco de haberse su-perado o casi coincidentemente con el límite proporcional. No fue capaz dedeformarse plásticamente, no se lo pudo deformar permanentemente. En elD, en cambio, fue necesario producir una gran deformación permanente(más allá de la que se produce al superar apenas el límite proporcional) an-tes de provocar su ruptura. Lo primero es característico de un material frágil. El concepto fragilidadindica escasez de deformación permanente. Con un material de este tipo nopuede obtenerse un cuerpo deformándolo, ya que al intentar deformado loúnico que se logra es romperlo. Los materiales como el D pueden deformarse mecánicamente sin romper-se. Se los puede aplastar en compresión o estirar bajo úacción, es decir, re-ducirlos a láminas o hilos, respectivamente. En el primer caso se habla demateriales maleables y en el segundo, de materiales dúctiles. Maleabilidad es la capacidad que tiene un material de deformarse perma-nentemente bajo cargas compresivas. Ductilidad es Ia capacidad que tieneun material de deformarse permanentemente bajo cargas traccionales. Estaúltima propiedad es frecuente evaluarla determinando el porcentaye de alar-gamienlo, es decir, hasta qué porcentaje de la longitud inicial se deformacuando se lo rompe baio tracción Puede verse en Ia figura 2-8 que el ma-terial D tiene un alargamienfo de 6,50/o(deformación permanente residual
    • Probiedades de los materiales 29 Deformación Fig.2-). Tenacidaddespués de la ruptura 0,065). En general, se consideran frágiles a aquellosmateriales en los que el porcentaje de alargar.rrientoes inferior al 5o/o dúc- ytiles a aquellos en los que se supera este valor.Tenacidad" re siliencia Romper o deformar una estructura representa gastar una cierta energía orealizar un cierto tabajo, desde el punto de vista fisico. Efectivamente, re-presenta aplicat una fuerza (para inducir una tensión) y desplazar su puntode aplicación, lo que se traduce en deformación (se produce un frabajocuando una fuena desplaza su punto de aplicación). En la figura 2-9 pueden verse los gráficos tensión/deformación de dos ma-teriales. El E es más rígido (parte recta más cerca de la ordenada) y más frá-gil (ruptura cercana al límite proporcional o sea escasa deformación perma-nente) que el F. Si bien los dos tienen casi la misma resistencia (tensión de ruptura indica-da por el punto más alto del gráfico), se necesita menos frabalo o consumirmenos energía para romper el E. En el F es necesario desplazar el punto deaplicación delafuerza a medida que el material se va deformando. El material F es más tenaz qLreel E. La tenacidad, caracteitsfica de los ma-teriales dúctiles y maleables, está represenfada por el área total debajo de lalínea de la rcIaciín entre tensión/deformación y a sr vez representa la energía
    • 30 Fundamentosc c,o Deformación Fig.2-1O. Resilienciaque es necesaria para romper el material. Puede verse en la figura 2-9 cómoesa es mayor en el material F que en el E. ^tea En la figura 2-1.0,en cambio, pueden verse los gráficos tensión,/defor-mación de dos materiales de similar resistencia y tenacidad (las áreas de-baio de las curvas no difieren sustancialmente). Sin embargo, existe unadiferencia entre ambos. Para rompedos es necesaria la misma energía, pe-ro si Ia acción se limita a deformarlos elásticamente (sin superar la defor-mación producida por el límite elástico) se habrá enftegado más energiaal H que alG,ya que aquél se deformó más (es más flexible), lo que obli-gó a desplazar más el punto de aplicación de la fuerza. Esa misma ener-gia queda representada por el área cubierta por la curva considerada só-lo hasta el límite proporcional (zona elástica) y representa la resiliencia,que es la capacidad de almacenar energia cuando el material se deformaelásticamente. Se debe tener presente que existe una diferencia fundamental entre tena-cidad y resiliencia. Los dos conceptos se refieren a absorción de energía porparte del mateial (o sea realizaci1n de un trabajo por parte de quien lo de-forma), pero en el primer caso la energia sólo puede ser devuelta parcial-mente por el mateial, ya que aI retirar la fuerza queda deformado perma-nentemente (se ha superado el límite proporcional), mientras que en el se-gundo la energia puede ser devuelta al retirarse la fuerza, porque la defor-mación había sido hecha denro del rango elástico.
    • Propiedades de los materiales 3| Deformación Fig.2-l. Materiales distintos pero con igual resiliencia Un material resiliente puede aprovecharse paru confeccionar un resortedestinado a impulsar algún obleto, ya que puede almacenar en él energíaque se libera en el momento de soltado. Un material de gran tenacidad pe-ro poca resiliencia no sería útiI para este fin. Nótese también que la resiliencia de un material está rclacionada directa-mente con el Iímite proporcional e inversamente con el módulo de elastici-dad. En lafiguta 2-11 pueden verse los gráficos de dos materiales distintospero de igual resiliencia (igual área debajo de a zona elástica). El I tiene esevalor de resiliencia en función de un límite proporcional alto y el J en fun-ción de un módulo de elasticidad bajo. La tenacidad y la resiliencia de un material representan también la capa-cidad de absorber la energia dada por un impacto o golpe (fuerza aplicadasúbitamente y que llega al cuerpo con velocidad). Piénsese,por ejemplo, entres objetos: uno de goma, uno de metal y otro de vidrio, que por Ias razo-nes que se analizarán en otros capítulos y que derivan de su estructura in-terna tienen propiedades diferentes.
    • 32 Fundamentos Si se caen al suelo (impacto), el de goma no sufrirá ninguna alteración vi-sible (resiliente, absorbió Ia energia en forma de deformación elástica); el demetal no se romperá pero podrá quedar abollado (tenaz, absorbió la ener-gía como deformación permanente), y el de vidrio se romperá (frágil, ni re-siliente ni tenaz, no tuvo capacidad para absorber la energra del impacto).Viscoelasticldad En todas las consideraciones hechas hasta ahora se partió del supuesto nomencionado de que Ia estructura del material analizado era cristalina (orde-nada) y perfecta. Sin embargo, muchos materiales no son cristalinos y en lapráctica ninguno es un cristal perfecto. Esto hace que puedan detectarseciertas desviaciones del comportamiento analizado. Si se induce una tensión inferior al límite proporcional de acuerdo conlo descrito, se produce una deformación elástica. Es decir que las dimen-siones de la estructura, una vez retirada la fuerza, deben coincidir con lasdimensiones originales independientemente del tiempo durante el cual ha-ya actuado Ia tensión. Sin embargo, en muchos materiales, y especialmente a temperaturas ele-vadas (más aún cuando son cercanas a la temperatura de fusión), si la ten-sión inferior al límite proporcional se mantiene durante un tiempo prolon-gado (minutos, horas, días según el material) aI refkarla se comprueba unadeformación residual, es decir permanente. Evidentemente esa deformaciónno coincide con un comportamiento elástico que se supone debería tener elmaterial, sino más bien con un comportamiento viscoso (los fluidos viscososfluyen progresivamente cada vez más en función del tiempo de aplicaciónde la fuerza y no en función del aumento de ésta). Por analogia, cuando en un material se verifica este comportamiento sedice que es uiscoelástico (parcialmente viscoso y parcialmente elástico). Eneste tipo de materiales las propiedades y la forma del gráfico tensión/defor-mación son notoriamente influidas por la forma en que se aplican Ias fuer-zas. Si se los carga lentamente se da lugar a que actúe el componente vis-coso y se verjfica mayor deformación y menor resistencia que si el régimende incremento de la c tga es mayor. rJna manera de evaluar este tipo de comportamiento es someter una pro-beta del material en estudio a una tensión inferior al límite proporcional ymantenerla durante un cierto tiempo. Al cabo de éste se mide la deforma-ción que ha experimentado. A esa deformación permanente producida poruna tensión inferior al límite proporcional mantenida por un tiempo se la de-nomina creep (en algunas traducciones, corrimiento) y se expresa en por-centaie de cambio con respecto a Ia longitud inicial. Muchos materiales amorfos experimentan este tipo de deformaciónpermanente ante fuerzas pequeñas y aun a temperatura ambiente o lige-ramente elevada. A la deformación permanente producida por esa ten-sión se Ia denomina escurrimiento o flou. En realidad no se frara nada
    • Propiedades de los materiales 33más que del creep pero es más evidente debido a las caracferísticas dela estructura del material.Dureza supedficiq.I y resistencia a ln abrasión Las propiedades analizadas hasta ahora se refieren a la totalidad de la ma-sa del material involucrado. En ciertas ocasiones interesa fundamentalmenteanalizar el comportamiento de la superficie del mateial; por ejemplo Ia ma-yor o menor dificultad con que puede ser dañada o desgastada. Una manera de evaluar ese comportamiento es determinar la dureza, quepuede definirse como la resistencia que ofrece el material a que se le hagauna indentación permanente. De la definición surge el método para medir-la: se frata de penetrar o rayar una probeta del material en estudio por me-dio de un penetrador o indentador definido aplicando sobre éste una cargaestablecida. Relacionando la carga aplicada con la magnitud de la penetra-ción o raya puede establecerseel valor de la dureza. Cuanto mayor sea elvalor de ese número (a veces expresado en kilogramo sobre milímetro cua-drado) mayor será la resistencia de ese material a la penetración. Hay diversos métodos para medir dtreza Todos se basan en el mismoprincipio ya descrito. La diferencia entre ellos radica en el tipo de penetra-dor utilizado. En el sistema Brinell se emplea como penetrador una pequeña esferade acero. Ésta se apoya sobre el material en estudio y se Ie aplica unacarga normalizada. Para obtener el número de dureza Brinell se relacio-na la carga aplicada con la superficie de la huella, que tiene una proyec-ción circular y cuyo diámetro se mide con un microscopio. El cálculo sehace aplicando fórmulas apropiadas o simplemente consultando tablas yaconfeccionadas. El sistema Brinell tiene dos inconvenientes: el primero es que no sirve pa-ra aplicarlo sobre materiales frágites, ya que para producir la huella hay quesuperar bastante el límite proporcional, lo que no es posible en ese tipo demateriales.El segundo es que no tiene en cuenta la recuperación que se pro-duce en el material al retirar la esfera, es decir que no se mide la magnitudreal de la penetración sino la penetración menos la recuperación que se pro-duce cuando la superficie tiende a volver a su forma original. El sistema Rockwell (en realidad una serie de sistemasen los que puedevariar el tipo de indentador y la carga utilizada) es similar al Brinell pero conél en lugar de medirse la superficie de la huella se mide la profundidad dela penetración. Ofrece menos garantiasde exactitud, pero el ensayo es másfácll y rápido de ilevar a efecto. Los métodos más exactos se basan en el empleo de indentadores de dia-mante tallado en formas especiales. El método Vickers o de la Pirámide de Diamante emplea un diamante quedeja, al aplicarle una carga variable, una huella en forma cuadrangular muypequeña, lo que permite realizar mediciones aun en áreas muy reducidas.
    • 34 Fundamentos En el sistema Knoop o de microdLtreza el indentador es un diamante ta-1ladotambién en forma piramidal, pero con las aristaslongitudinales forman-do un ángulo de 172, 5 grados y las transversales,de 130 grados. De esta manera la impronta dejada sobre el material.en estudio tiene una forma rom-boidal con una diagonal mayor y una diagonal menor Para el cálculo sólose mide la diagonal mayor debido a que en su nivel la recuperación elásti-ca que se produce no tiene tanta importancia (una pequeña recuperación enuna longitud grande no alÍera el resultado apreciablemente). Con estos dos últimos métodos, igual que con el Brinell, el número dedureza (¡HN y KHN, respectivamente) se calcula relacionando la carga, quepuede variar según el material ensayado entre algunos gramos y uno o doskilogramos, con la superficie de la huella. Con materiales con no tanta capacrdad de resistir la penetración, porejemplo algunos materiales orgánicos, puede ser empleado otro tipo de in-dentador y determinarse la dureza denominada Barcoll. Otro modo de evaluar la dureza consiste en un rayado hecho en la super-ficie con un indentador estandarizado. El ancho de la huella permite teneruna medida de la resistencia superficial del materiai. La selección del método de ensayo depende de diversos factores que in-teresan más al que estudia o labrica materiales que al que los utlliza. Este só-lo debe tener presente que los valores obtenidos con los distintos métodosno son equivalentes. Por lo tanto, no deben sacarseconclusiones sobre las catacteústicas de las superficies de materiaies distintos sobre la base de valo-res de dureza si no se especifica cómo se llegó a esos valores en cada caso. En muchas ocasiones, al usuario le interesa más la forma de reaccionardel material ante una fricción de su superficie contra otro cuerpo, de mate-rial similar o no, o ante la acción de agentes de abrasión o desgaste que elcomportamiento de éste ante un indentador. Los valores de dureza determi-nados con los métodos descritos no siempre guardan una relación directacon la capacidad de un material para resistir la abrasión. En esta última caracteirstica influyen también otras propiedades como lascaracteristicas elásticas y la tenacidad. Todo ello hace que no se pueda es-tandarizar tan fácilmente en el laboratorio el estudio de la resistencta a laabrasión como lo es el de otras propiedades mecánicas. Esta consideracíón sirve como corolario del análisis reahzado en este ca-pítulo respecto de las propiedades que son de interés en los materiales. Nopuede limitarse la selección de un producto determinado a una sola carac-terística por importante que sea sino que debe anahzárselo en distintos sen-tidos hasta encontrar la combinación de propiedades que haga más apto almriE¡al para cumplir con una determinada función.
    • SrsrrvrAs, MATERTALES Y ADHE S I O NSistemas homogéneos y heterogéneos. Fases En el empleo de materiales es muy común y frecuente combinar o mez-clar materia en distintos estados o materias distintas. ñ realizar esa mezclase obtiene una estrllctura distinta a la que tenia cada uno de los componen-tes empleados. Esa nueva estructura puede ser bomogérle*, o sea igual ycontinua en todas sus porciones. En cambio una estructura beterogéneatie-ne porciones con distintas características, posee diferentes porciones homo-géneas. Cada una de esas porciones se denomina fase. rJnos ejemplos pue- den aclarar estos conceptos. En un recipiente con agua hay una sola fase (agua); en un recipiente conIo/ode cloruro de sodio en agua a 25"C hay también una sola fase, ya que sibien hay dos sustancias químicas (HrO y NaCl) el coniunto es homogéneo ytiene las mismas característicasen todas sus porciones. Se trata de una soluciónen la que el componente que está en mayor proporción se denomina solven-te (agua, en este caso) y el otro, soluto (cloruro de sodio en el ejemplo). Si en el recipiente se pone, en cambio, agLLayarena,habrá dos fases (ca-da una de ellas homogénea en sí misma) porque es posible distinguir las ca-racterísticasde cada una de ellas. Hay que tener en cuenta que el concepto de fase se refiere a un ente fí-sico y no a la sustancia química presente. En los dos ejemplos mencionadoshasfa ahora había dos sustancias químicas en cada uno y sin embargo unotenía una fase y el otro dos. Similarmente, en un sistema con agua y hielohay químicamente una sola sustancia, pero, desde el punto de vista físico,dos fases (agua líquida y sólida) ^gua La cantidad de fases presentes en un sistema no está sólo vinculada conla canttdad o proporción en que intervienen los componentes mezclados
    • 3ó Fundamentos sino tarnbién con otros factores externos que actúan sobre é1, como la [em- peratura y la presión ambientes. Por ejemplo, :a presión ambiente y temperatura de 70C puede disolver- se en agua hasta un determinado porcentaie de cloruro de sodio. Se ten- drá en esas con,iliciones una solución saturada con una sola fase,(solución de la sal en agua). si la temperarüra disminuye, el sistema no puede contener tanto soluto.La solución se sobresatura y, eventualmente, el exceso de sal precipita. Elsistema, que hasta ese momento.aontenía una fase, ahora tiene dos: una, lasolución de cloruro de sodio €R agua, y la otra, el cloruro de sodio que seha precipitado a partir de la solución inicial. Esto significa que si se quiere especificar la cantidad de fases presenresen un sistema no basta con indicar la composición a que se hace referenciasino que también es necesario especificar la temperatura y presión en lasque se encuentra sometido el sistema. Es usual. resumir en forma gráfica la información sobre la cantidad y la ca-lidad de fases que se obtienen al mezclar materias en distinta proporción ya distintas temperaturas. Son los denominados diagramas defases o de equi-librio que adquieren particular importancia en los materiales metálicos talcomo se verá en el próximo capítulo. En Ios cuerpos sólidos también puede a veces djstinguirse más de una fa-se y la presencia de algunas de ellas está condicionada por la temperafirra ala que se encuentre y la composición del sistema.Sfutemas coloidales Un tipo particular de sistema heterogéneo es el que se conoce con elnombre de sistema coloidal. como se deduce, su estructura tiene dos fases.A la que interviene en proporción mayor se la conoce como fase dispersan-fe y a la otra, como fase dispersa. Algunos coloides en los que la fase dis-persante es el agua tienen especial importancia en materiales dentales y porello se denominan bidrocoloides. La particularidad de este tipo de sistema es que, a diferencia de lo queocuffe en otros sistemas heterogéneos como el de agua y arena, las partícu-las que constituyen la fase dispersa no tienen tendencia a caer por gravedadhacia el fondo del recipiente que contiene el todo. Debido a su pequeño tamaño (generalmente entre 0,1 y 0,001 llm) y aotras características,tienden a mantenerse suspendidas en la otra fase y elloda al sistema un aspecto que parece ser el de una solución líquida. Al siste-ma coloidal en estas condiciones se lo describe como sol coloidal y su es-tructura se esquematiza en la figura 3-1a;pueden verse las partículas disper-sas aisladasunas de otras. En algunos sistemas coloidales es posible lograr que esas partícülas seunan entre si paru formar una ttama de fibrillas. En estas condiciones, quese esquematizan en,la figura 3-Lb,,el aspecto deia de ser el de una solución
    • Sistemas, materiales y adbesión 37Fig. 3-1. Esquema de la estructura de unsol coloidal (a) y de un gel coloidal (b).semilíquida y toma el aspecto de un sólido o semisólido, es el gel coloidal.Sus características mecánicas se aproximan tanto más a las de un verdaderosólido cuanto mayor sea la densidad del enrejado formado por las fibrillas,es decir, cuanto mayor sea la concentración de la fase dispersa. A1 proceso de transformación del sistema del estado de sol al de gel se lodenomina gelación o gelificación. Este proceso puede ser reversible o irre-versible según haya sido el mecanismo utilizado para unir las distintas par-tículas entre sí para formar las fibrillas. Si ello se ha logrado incorporando,por ejemplo, un catión bivalente, que se una por electrovalencia a carboxi-los de dos partículas distintas, éstas quedan unidas y sin posibilidad de serseparadas por medios sencillos, ya que ello representa romper una uniónprimaria. El coloide será irreuersible En otros casos las partículas contienen grupos polares o sea que sondipolos que pueden tener suficiente atracción mutua como para unirseen fibrillas si la temperatura es lo suficientemente baja, pero que no pue-den manifestarse si su energía es superada por la energia férmtca. Un co-loide así constituido puede estar en estado de sol o de gel según la tem-peratura a que se lo someta. Por calentamiento se lo puede llevar al es-tado de sol (licuarlo) y un posterior enfriamiento lo gelifica. Es un coloi-de reuersible. Es común que Ia temperatura a la que es necesario llevar un gel reversi-ble para licuado sea mayor que aquella a la que posteriormente el sol al en-friarse gelifica. La temperatura de licuación no coincide con la de gelifica-ción, fenómeno al que se denomina bistéresis, y que posibilita algunas apli-caciones de ciertos hidrocoloides. En todos los casos, el único responsable del cambio de estado es la fasedispersa qué está en forma de partículas aisladas en el sol y de partículasagrupadasen fibrillas en el gel. Lafase dispersante (p.ej,, agua) no experi-menta ninguna transformación y se ubica entre las partículas o entre las fi-brillas, en cada caso. Esto es interesante porque la fase agua puede salir de un gel formandoun exudado sobre la superficie y posteriormente evaporarse. El fenómenode salida de líquido del gel se denomina sinéresis. A la inversa, un hidroco-loide en medio acuoso puede incorporar más agua a su estructura, lo quese denomina imbibición Estos procesos de sinéresis e imbibición se hacenevidentes por pérdida o aumento de volumen.
    • 38 FundamentosAdhesión Así como ya se mencionó que es común mezclar materia distinta en el em-pleo de materiales, muchas veces se hace necesario poner en contacto partesconstruidas con iguales o distintos materiales y Iograr que ese contacto semantenga durante el trabajo o durante el uso que se haga del conjunto. Se denomina adhesión a cualquier mecanismo que se emplea para man-tener partes en contacto. De acuerdo con esto puede clasificarse a la adhe-sión, según sea el mecanismo que se utilice para lograrla, en dos caÍego(ras:mecánica y química (o específica). En el primer caso las partes se mantienen en contacto sobre la base de lapenetración de una de ellas en las irregularidades que presenta la superficiede la otra. Así quedan ambas trabadas, impidiendo ello su desplazamiento oseparación. La forma de actuar de la cola que se emplea en carpintería esun ejemplo de este mecanismo. Cuando está líquida (por calentamiento) seintroduce en las irregtilaridades de ambas partes de madera que se quierenunir y luego al enfriarse y endurecerse las mantiene en esa posición. La ofra caÍegofia de adhesión, Ia química y que para algunos es la únicaa la que se puede considerar realmente adhesión, es aquella que se produ-ce cuando las partes se mantienen en contacto sobre la base de la fuerza lo- grada por la formación de uniones químicas entre ambas superficies involu-cradas,sean aquéllas primarias (iónicas, covalentes, etc.) o secundarias.Des-de un punto de vista ideal, lo que se busca es tener en la zona de unión elmismo mecanismo responsable de la cohesión dentro de cada una de laspartes involucradas para lograt una continuidad absoluta en el conjunto. De todas maneras, sea cual fuere el mecanismo utilizado para lograr ad-hesión, es imprescindlble paru alcanzar resultados, lograr previamente unacorrecta adaptaci1n entre las partes por unir. Esta adaptación es necesaria enel caso de adhesión mecánica para que cada una de las partes se introduz-ca y llene las retenciones o rugosidades dentro de las que se pretende quequede filja. Tanto o más importante es esa adaptación para lograr adhesiónquímica, ya que es necesario un íntimo contacto para que se puedan produ-cir las reacciones interatómicas o intermoleculares que permitan la forma-ción de uniones químicas. La necesidad de adaptaciín para llegar a la adhesión es lo que impide, engeneral, lograr adhesión entre dos partes sólidas. Es casi imposible conse-guir en condiciones normales el contacto íntimo imprescindible para que seproduzca interacción entre ellas. Una excepción, de interés odontológico, es la adhesión de un trozo de oropuro sólido a otro trozo de oro puro sólido. La facllidad con que se lo pue-de deformar bajo presión permite adaptar uno sobre otro y lograr que seunan químicamente. La oificaciín odontológica se basa en este mecanismo. Pero esto último no es lo usual. Sólo un líquido puede adaptarse relativamen-te bien sobre una parte sólida y por ello en técnicas adhesivas,odontológicas ono, se une una parte sólida a otra líquida que luego se hace endurecer o bien
    • Sistemas, materiótlesJ) adbesión 39Fig. 3-2. Energía superficial (esquema)se unen dos partes sólidas interponiendo entre ambas un líquido, denominadoadhesivo, qlle luego endurece mediante algona reacción fisica o química. Resumiendo, las técnicas adhesivas involucran adaptar un líquido sobreun sólido. Si el adhesivo se adapta bien al sólido, si lo "moja" bien, puedealcanzarse el efecto buscado. Si, por el contrario, la superficie involucradano es "mojada" por el adhesivo, o sea que éste no se adapta a la superficie,la adhesión no se logrará.Energía supefficial Los átomos y,/o moléculas se unen entre sí para constituir el estado sóli-do (e incluso el líquido, aunque en este caso la unión es menos estable ofila). Entre cada uno de esos átomos y moléculas se ejerce atracción pero sibien todos tienen vecinos a los cuales aftaer en el interior de la masa de uncuerpo, la situación difiere en la superficie. Los átomos o moléculas ubica-dos en esa zona tienen vecinos hacia el interior del cuerpo pero no tienena quién atraet en el otro sentido (fig. 3-2). Esto hace que en la superficieexistan fuerzas o energia libre que se denomina energía superficial. Cuandose trata de materia en estado líquido se acostumbrahablar de tensión super-ficial, concepto habitual en tratados de física. La energia superficial está, entonces, tanto en los sólidos como en los lí-quidos, dada por las fuerzas de cohesión o sea por las fuerzas de valenciao uniones químicas "sobrantes" en la superficie del cuerpo. Como es lógi-co, los materiales con mayor energia superficial son aquellos en los que lasuniones son más fuertes. No hay duda de que la menor energía superficialse encontrará en los materiales orgánicos, ya que en ellos el estado sólidoestá dado por uniones secundarias entre moléculas.Contacto entre líquid.o y sólido Para evaluar las condiciones de una superficie para adapfar algún líquido so-bre ella y para evaluar la posibilidad de utllizarla en técnicas de adhesión esnecesario estudiar la forma en que entran en contacto un líquido v un sólido.
    • 40 FundamentosFig. 3-3. Gota de líquido sobre la superficie de un sólido mojándolo ,.i mojándolo (b). "" Para que el primero se adapte, o "moje", al segundo es necesario que elsólido trate de atraerlo hacia si y que el segundo se deje atraer. La forma deevaluar si esto se produce o no es determinando el ángulo que forma la su-perficie de una gota de líquido sobre la correspondiente al sólido, o sea elllamado ángulo de contacto o de humectancia. En la figura 3-3 se muestran dos casos de líquido sobre un sólido. En elprimero (a) el líquido ha mojado el sólido y por ello el ángulo de contactotiene un valor reducido (0 sería el caso de humectancia total). En el segun-do, en cambio, el ángulo supera los 90", indicando que el sólido no ha sidoprácticamente mojado. Esas sifuaciones están condicionadas tanto por las caracteristicasdel líqui-do como las del sólido. En ambos existe una energia superficial dada por lasfuenas cohesivas no compensadas. Ellas tienden a atraer hacia sí 1o que se co-loca en contacto y a su vez, si son frrertes, no dejan que el material sea airai-do por otro. Si se quiere que un sólido sea mojado es necesario que tenga ele-vada energja superficial, ya que, en caso contrario, no atraeria al líquido. El caso de la figura 3-3a, podria ser el de una gota de agua sobre un me-tal. La elevada energia superficial de éste hace que el agua lo moje. El de lafigl:ra 3-3b podúa ser el de una gota de agua sobre un frozo de cera, que alser material orgánico y con fuerzas cohesivas débiles tiene poca energia yno atrae al líquido. Pero también es necesario considerar que el líquido debe dejarse afraer.Los mismos casos de la figura 3-3 podrian haber sido tomados de una si-tuación constituida por el mismo sólido (p. ej., una superficie cerámica deenergia superficial alta). El ángulo que se muestra en 3-3a se formaria alcolocar agua sobre esa superficie, ya que ella se deja atraer. El ángulo de3-3b lo formaria una gota de mercurio sobre la misma superficie cerámica,pues al tener ese metal líquido elevada energia (o tensión) superficial nose deia atraet.Condiciones necesarias parq. la adbesfuim Para que se produzca adhesión, como ya se mencionó es necesaria laadaptación de las dos partes que deben entrar en contacto. Conviene, paraello, que la superficie del sólido tenga elevada energia superficial, pero
    • Sistemas, materiales y adbesión 4lpara que ,éstase manifieste no debe estar contaminada. Basta una capa con-nminante de material orgánico o incluso de humedad para impedir que laenergía superficial se manifieste y pueda lograrse la adhesión, especialmen-te si se la busca por medios químicos. También la presencia o no de rugosidades modifica las condiciones parala búsqueda de adhesión. Una superficie lisa faclhta que un adhesivo corrasobre ella en forma continua y sin que su marcha se vea alterada por la di-ficultad de desplazar el aire presente en las rugosidades. No obstante, algu-nas rugosidades son deseablessi lo que se busca es adhesión mecánica. No siempre las superficies involucradas son satisfactorias es común, por ye1lo,preparadas mecánica o químicamente para que se eleve su energía su-perficial y/o para que se produzcan en ellas irregularidades que posibilitenla adhesión mecánica No debe olvidarse, sin embargo, que una adecuada superficie debe com-plementarse con el uso de un adhesivo sobre ella. Así como se han consi-derado diversos aspectos que debe reunir la superficie, no son menos im-portantes distintos aspectos que debe reunir el material. Si en la superficie es importante la energía superficial, también lo es en elmaterial que debe adaptarse sobre ella En este caso, si se prefiere, se pue-de hablar de tensión superficial del material en estado líquido. Esta debe serbaja para que el material sea atraido con facilidad hacia la superficie y debecomplementarse con una baja viscosidad, que le permita fluir libremente so-bre elia y lograr la necesaria adaptación. Pero esa adaptación debe conservarse durante y después de la trans-formación del adhesivo a estado sólido. De no ser así se malogrará cual-quier adhesión mecánica o química que se hubiera logrado. Para que es-to no suceda, el adhesivo debe endurecer con nula o escasacontraccióno sería incluso de desear una ligera expansión que asegura aun más laadaptación alcanzada Esta meta es difícil de alcanzar, ya que casi la to-taltdad de los adhesivos endurecen por mecanismos que se acompañande una contracción producida por el acercamiento de moléculas al reac-cionar entre sí. Es, además, importante que, si se desea mantener la adhesión lograda,el sistema no experimente elevados cambios dimensionales térmicos. Estopuede no ser importante para el adhesivo en sí mismo, si éste constituyeuna capa delgada, en la cual los cambios dimensionales serían reducidosen valor real. Pero sí lo es en el conjunto, ya que si una de las partes secontrae mucho al disminuir la temperatura puede generar suficientes ten-siones en la interfase con el adhesivo o entre éste y la otra parte como pa-ra romper la adhesión. Las propiedades mecánicas son también de importancia,ya que las defor-maciones bajo cargas en las partes pueden ser también motivo de pé4didade adhesión si no son acompañadas por el adhesivo y/o por la otra parteEn ocasiones, el uso de un adhesivo flexible sir-vepara compensar diferen-cias mecánicas entre las oartes aI acomoañar a estas deformaciones
    • 42 FundaTnentos A todo esto debe unirse wa adecvada resistencia a la acción de un me-dio acuoso como el presente en una situación odontológicay, en este caso,la compatibilidad biológica del adhesivo dado el medio donde debe acfuar. Semejante lista de consideraciones hace que no resulte extraño que ha-yan sido muchas las dificultades que Fue necesario superar para poder em-plear con eficacia las tecnologías adhesivas en el trabajo odontológico.
    • MnrrnrALES vrrÁlrcosMetalurgia Metalurgia es el arte y la ciencia que se ocupan de la preparación y apli-cación de los materiales metálicos. Se reconocen tres ramas distintas de lametalurgia, todas relacionadas entre sí: la metalurgia química, la metalurgiafisica y la metalurgia mecánica. La metalurgia química se ocupa de los procesos de obtención de meta-les a partir de productos encontrados en la naturaleza. La metalurgia fisica estudia la na|traeza, la estructura y las propiedadesde los materiales metálicos así como los mecanismos que se pueden utllizarpara variar esas propiedades. El tema de la metalurgia (tsica incluye la me-ralografia, el ensayo de propiedades y los tratamientos térmicos. La metalo-grafia es el estudio de la estructura de los metales con la aTuda del micros-copio, la difracción de rayos X y otras técnicas y permite correlacionar la es-tructura observada con las propiedades físicas y mecánicas. La metalurgia mecánica cubre el estudio de los métodos pan dar formaa los metales. Los principales son la coada (obtención de cuerpos metálicospor volcado del material líquido y posterior solidificación dentro de un mol-de), y el forjado (obtención de formas metálicas por deformación mecánica,golpes, dobleces, etc.), complementados con la soldadura (procedimientoque se utlliza para unir partes metálicas).Metales. Su estructura Los metales son elementos químicos que tienen ciertas características quelos identifican y los distinguen de los elementos no metálicos. En muchasoportunidades se utilizan propiedades como lustre, opacidad, conductividadtérmica v eléctrica v otras oara definir a los metales.
    • 44 Fundamentos cFig. 4-1. Celdas unitarias: cúbica a cuerpo centrado (a), cúbica a cara cent¡ada (b) y hexago-nal compacta (c). Sin embargo, hay elementos como el carbono, el silicio y el boro que, sibien tienen algunas caracteitsticas de los metales, no pueden ser considera-dos como tales. La definición de metal basada en la química es la menos su-jeta a controversias. Según eIIa, metal es todo elemento que en solución io-niz^ positivamente (da lugar a iones positivos o cationes). Más de las trescuartas paftes de los elementos conocidos son metales. Algunos elementosque no ionizan positivamente tienen algunas caracteristicas de metal. Se losconoce con el nombre de rnetaloides, y mezclados con algunos metales dancombinaciones de mucha utilidad. Como ya se.mencionó en el capítulo 1, los metales son elementos que enestado sólido forman con cierta facilidad una estructura cflstalina, es decircristales, con iones distribuidos de modo tal que llevan ala formaciín de unreticulado espacial. En é1, en este caso, se encuentra también la denomina-da nube electrónica, catacteirsfica del enlace metálico. De acuerdo con las diferentes ubicaciones de los iones en el reticuladoespacial se pueden dar distintos tipos de celdas unitarias. Los tres tipos quemás se suelen encontrar en los metales son las formas denominadas: cúbicaa cuerpo centrado, cúbica a cafa cenfrada y hexagonal compacta (fig. 4-7). El sodio metálico tiene un reticulado espacial cúbico a cuerpo centrado.Tal como se ve en la figura 4-1,a,la celda correspondiente tiene un ion en cada vértice del cubo y otro ion en el centro del cuerpo del cubo. El oro yel cobre tienen reticulados espaciales cúbicos a cara cenffada con una celda(fig. 4-1,b), con un ion en cada vértice y otro en el centro de cada cara delcubo. El cinc cristaliza en un reticulado hexagonal compacto. La celda co-rrespondiente (f,ig.4-1c) se caracterizapor Leneruna capa superior y una in-ferior de forma hexagonal con un ion en cada vértice y uno en el centro yademás una capa intermedia de tres iones entre la superior y la inferior. En realidad, no puede considerarse que en cadavérfice o cara de las cel-das haya un ion, ya que éste es compartido por las celdas vecinas. Sólo par-te de é1, por lo tanto, pertenece a una celda en particular. Las,propiedades fisicas v rnecánicas de los metales dependen, entre otras
    • M(tteriales metálicos 45Fig. 4-2. Cambio alotrópi-co en el hierro. 910 Ccosas, de su estructura cristalina. Así, por ejemplo, una estructura cítbica acara centrada es más dúctil que una cúbica a cuerpo centrado El conoci-miento de la estructura cristalina es también importante si se tiene en cuen-ta que Lln cristal puede tener propiedades distintas en diferentes direcciones.Por ejemplo, un cristal de cobre es más resistente cuando se lo tracciona enuna dirección que en otra; un cristal de cinc conduce el calor más rápida-mente en una dirección que en otra Esta propiedad de anisotropía es ca-racterísticade las estructuras cristalinas. Algunos metales cambian su estructura cristalina al cambiar su temperatu-ra Este fenómeno se denomina cambio alotrópico. El hierro, por ejemplo,tiene una estructura cúbica a cuerpo centrado a temperatura ambiente, peroal calentarlo a 910oC experimenta un cambio alotrópico y pasa a tener unaestructura cúbica a cara centrada (fig. 4-2)Granos cristalinos. Solidificación de metales La forma macroscópica de un cristal puede corresponder en algunos ca-sos a la forma de la celda unitaria. Así, por ejemplo, los cristales de clonrrode sodio (material cerámico) son generalmente cúbicos, tal como la celdaunitaria. Los cristalesde metales, por lo contrario y debido a la elevada ener-gía superficial que tienen, toman distintas formas. Si se pule la superficie de un metal y se la prepara adecuadamente es po-sible observar por medio del microscopio por reflexión una estructura comola que se muestra en la figura 4-3. Cada uno de los polígonos que se ven esun cristal, o sea que el metal de la figura es un material policristalino. Cadauno de los cristales (polígono en la figura) se conoce como gra.no cristalino.Es necesario tener presente que si bien la observación se realiza en una su-perficie, los granos cristalinos se extienden en las tres direcciones del espacio.Fig. 4-3. Esquema de los granos cristalinos en un metalcuando es <¡bservado microscóoicamente Dor reflexión
    • 46 Fundamentos aa o úr4 il# Fig. 4-4. Esquema del proceso de solidificación de un metal Los cristales individuales o granos cristalinos se forman cuando un metal solidifica. Al llegar a una temperarura desde el estado líquido (temperatura diferente para cada metal y denominada tenxperatura de solidificación o defusión) se forman las primeras porciones de metal sólido (podría decirse que se forman las primeras celdas unitarias). Sobre éstas se depositan las porcio- nes que solidifican posteriormente provocando el crecimiento de los centros originales. Las primeras porciones en solidificar actúan como núcleos de cris- talización. El depósito de nuevo metal solidificado sobre esos núcleos hace que éstos crezcan. Por la forma en que se hace (como las ramas de un ár- bol), ese crecimiento se denomina dendrítico. Cuando el crecimiento dendrítico hace que los núcleos se pongan en con- tacto, el crecimiento se detiene, el metal ha solidificado por completo y al- rededor de cada núcleo se ha formado un grano cristalino. Como los distin- tos núcleos de cristalización no tienen la misma orientación en el espacio (sólo por una casualidad remotísima esto podría ocurrir), al ponerse en con- tacto los núcleos en crecimiento, no puede haber continuidad que haga que el reticulado se prolongue ininterrumpidamente a fravés del metal. El reticu- lado, en las zonas de contacto entre los granos, pierde su regularidady, por espacio de un espesor de unos pocos átomos (o iones), existe un desorden. Ello hace que esta zona reaccione de manera distinta ante agentes quími- cos y posibilita su observación microscópica por reflexión, como se vio en la figura 4-3. El proceso de solidificación y formación de granos cristalinos se esquematiza en Ia figura 4-4. La linea (o, en realidad, el espacio) que separa un grano de otro se de-nomina espa.ciointergranular. Éste tiene gran importancia en el compor- tamiento de los metales ante la acción de cargas, tal como se analizar^más adelante.Cun¡as de enfriamiento Los cambios que experimenta el metal al solidificar se pueden estudiarobservando cómo se enfría desde el estado líquido. Si se registra el compor-tamiento térmico de un metal al enfriarse (es decir, si se toman lecturas desu temperatura en función de tiempo), y se llevan los datos a un sistema
    • Materialesmetálicos 47 v g (d o E P Tiempo(s) Fig.4-5- Curva de enfriamiento de un metal. de coordenadas cartesianas ortogonales, es posible obtener la curva de en-friamiento de ese metal (véase figura 4-5). Lo primero que llama la atención en una curva de este tipo es la pre- sencia de una porción horizontal, llamada meseta. La temperatura a la cual se produce esa meseta es la misma en la cual el metal solidifica (o sea que será también la temperatura de fusión de ese metal). Observan- do el material durante ese lapso puede comprobarse que en él existen partes líquidas y partes sólidas, es decir dos fases. A temperaturas supe- riores e inferiores, en cambio, existe tan sólo una sola fase líquida o só- lida, respectivamente. La temperatura se mantiene constante durante esa solidificación (y co- rrespondiente cristalización) debido a la Iiberación del llamado calor laten- te de fusión. Éste representa la diferencia que existe entre la energía que tiene la estructura en estado líquido y la que tiene en estado sólido, que es mucho menor. Es importante notar también que, al enfriarse desde el estado líquido (pun- to A de figura 4-5) el metal no comienza a llberar calor aI llegar a la tempe- ralxa de solidificación sino que continúa enfriándose hasta un poco por de- bajo de ella (punto B en la misma figura). Éste es el fenómeno de sobreen-frinmiento. Sólo después de ello se forman los primeros núcleos de cristali- zaciín produciéndose la exotermia que eleva la temperatura hasta la de so- lidificación (punto C en la figura) y la mantiene constante hasta terminada la cristalización (punto D en la figura). A partír de alli continúa perdiéndose ca- lor hasta alcanzar Ia temperatura ambiente (punto E en la figura).
    • 48 Fundamentos ab Eig,. 4-6. Estrucruras metálicas de grano c¡istalino grancle (a) y pequeño (b) EI sobreenfriamiento se produce porque los primeros átomos o iones que se unen para formar núcleos tienen que alcanzar un cierto valor de energía como para no ser absorbidos por la energía del ríquido que los rodea. sólo lo logran a temperatura inferior a ra real de soridificación. Tamaño del grano Al terminar el sobreenfriamiento (punto B en fig. 4_5) comien zan a for_ marse los núcleos de cristalización. De acuerdo con el número de núcleos que se formen en el metal que solidifica será posible obtener un sólido conpocos granos cristalinos por unidad de volumen (es decir con granos relati_vamente grandes) o un sólido con muchos granos cristarinos pár unidad devolumen (o sea con granos relativamente pequeños) según sea la cantidadde núcleos, pequeña o grande, respectivamente. El tamaño de los granos puede controlarse agregando al metal ,,impure-zas" que posibilitan la formación de núcleos y también regulanclo el régimende solidificación. Si el enfriamiento es lento, la cristalizaciln se hace a par-tir de unos pocos núcleos y el metar solidificado tendrá pocos granos y gran-des Lo inverso sucederá ar enfriar un metal rápidamenie (fig."4-6).Aleaciones Dos o más elementos pueden combinarse de distintas maneras. si esa combi-nación posee propiedades y característicasmerálicas, se llama aleación. l^aspro-piedades de las aleaciones difieren apreciablemente de las de los elemenros cuelas constituyen. Es posible obtener mejoras en la resistencia, durezay oo"r-."_racteísticas por medio de aleaciones resultantes de combinar varios elementos. En la mayoría de los casos los componentes de las aleaciones son comple-tamente solubles en estado líquido, permitiendo, de esa manera, su combi-nación física. Esto significa que cuando los componentes están mezclados enestado líquido constituyen un sistema homogéneo, o sea con una sola fase. Los metales solubles en estado líquido no necesariamente lo son en estadosólido. Al solidificar pueden separarse por compreto el uno del otro para
    • Materíales metálicos 49tormar una estructura heterogénea, o pueden continuar disueltos uno en elotro en estado sólido (una sola fase) formando las estructuras que se deno-minan una solución sólida o compuesto intermetálico.Sohtciones sólidas Los elementos que se combinan para las aleaciones pueden hacerlo de talmodo que se disuelvan del todo uno en el otro y los átomos de uno de ellospasena integrar el reticulado espacial del otro. Si en una aleación se da esta si-ruación y los metales constituyentes son enteramente solubles en estado sólidoal observarla al microscopio (después de haber sido convenientemente prepa-rada) sólo se podrán ver granos cristalinos iguales. Los componentes pierdensu indiüdualidad en una solución sólida y sólo se observa una fase. La posibilidad de que dos elementos formen este tipo de soluciones sóli-das está dada por la existencia de ciertas similitudes entre ambos (tamañoatómico casi igual y principalmente el mismo tipo de reticulado espacial). Enestos casos, átomos de uno de los elementos pueden sustituir a los átomos(o iones) del otro en el reticulado espacial. Este tipo de aleación se denomi-na solución sólida sustitucional. Si las condiciones de similirud existen pero los tamaños atómicos de amboselementos no son aproximadamente iguales, es posible que los átomos máspequeños no reemplacen a los más grandes sino que aquéllos se ubiquen en-tre éstos. Este tipo de aleactón se denomina solución sólida intersticial. El reticulado espacial de ambos tipos de soluciones só1idas se encuentraesquematizado en la figura 4-7. Un ejemplo de solución sólida sustitucionales el de las aleaciones de oro y cobre, y un ejemplo de solución sólida in-tersticial es una aleación de hierro y carbono, que se forma, en ciertas con-diciones entre el hierro v el carbono.Cornpu e sto s intennet dlico s En las soluciones sólidas los átomos de cada uno de los componentes sedistribuyen aleatoriamente en el reticulado y así diferentes celdas unitariaspueden contener diferente proporción de cada componente a pesar de queel conjunto constituye una única fase. Algunas combinaciones de elementosmetálicos permiten que, al combinarlos en determinadas y definidas propor-ciones se combinen en una sola fase pero de manera tal que en cada celdaunitaria existe una misma relación entre la cantidad de átomos de cada unode los constituyentes Los compuestos entre metales o entre metales y un metaloide formadosasí pueden por lo antedicho, ser identificados con una fórmula. Así, porejemplo, se pueden encontrar compuestos como AgrSn o FerC. En estas fór-mulas los índices señalan que, al ser mezclados en proporciones determina-das y fijas, se constituye una estructura cristalina con una fase en la queen cada celda unitaria existe esa relación entre los iones de cada metal.
    • 50 Funclamentosooo o o o o o O oo C Cooo o o o oa o o C oC Cooo o o o o C C c o oo oo o o o o c C C o oooo o o o o C o tc oo oooo a o o o C o o C C C bEig. 4-7. Esquema de la estructura de soluciones sólidas sustitucionales (a) e intersti-ciales (b) En esa forma de aleación se ve reforzado el enlace metálico por una si-tuación en la que algunos electrones quedan relativamente fijos en una si-tuación parecida del enlace de tipo covalente. Esto, como es de imaginar, re-percute en las propiedades de este tipo de aleaciones.Diagramas d.e equilibrio Ya se dijo que los elementos que forman aleaciones sólidas pueden sercombinaclos en distintas proporciones. Si se consideran todas las combi-naciones posibles (es decir todas las aleaciones) entre dos o más elemen-tos, el conjunto se denomina sistema de aleaciones de esos metales. Así,por ejemplo, "sistema oro-cobre" significa que todas las aleaciones de oroy cobre posibles (todos los porcentajes en que se puedan combinar) setienen en consideración. Un sistema de aleaciones puede ser binario, ter-nario, cuaternario, según interuengan en su formación, dos, tres o cuatroelementos metálicos. Para poder decidir qué aleación de un sistema en particular es convenien-te utlhzar para un determinado fin, es necesario conocer el comportamientode todo el sistema. Só1o cuando se conoce el sistema es posible discernirqué aleación dentro de él (qué combinación de elementos constituyentes delsistema) es la que tiene características más adecuadas Para ello es necesario analizar el comportamiento, que es consecuenciade la estructura, de todos o por lo menos de varias aleaciones posibles deformar entre los componentes. Un modo de hacerlo es estabieciendo las cur-vas de enfriamiento de las aleaciones del sistema Esto permite estudiar loscambios que ocurren durante la solidificación, lo que puede complementar-se con técnicas como ia obseruación microscópica, la drfrucción de rayos X
    • Materiales metctlicos 5|y otras, para establecer las transformaciones que pueden producirse en al-gunas aleaciones después de solidificadas. Por ejemplo, si se desea estudiar el sistema plata-oro, se comienza porpteparar una serie de aleaciones que contengan diferentes proporciones deambos metales De cada una de ellas se procede a determinar la curva deenfriamiento fundiéndola y registrando sLl temperatura durante el tiempoque lleva su enfriamiento (se entiende que el otro factor involucrado,Ia pre-sión ambiente, se mantiene constante). Considérese primero una muestra de plata pura que se enfríe lentamentedesde la temperatura a que está fundida. La curva de enfriamiento corres-pondiente se muestra en (a) de la figva 4-8. Una interrupción en el descen-so de la temperatura se produce entre "x" e "y", es decir, durante el tiempoen que se produce la solidificación y cristalización,debido a la liberación delcalor latente de fusión. Repitiendo el procedimiento con una aleación compuesta por un 750/o deplata y un 250/o oro se encontraría Ia curva (b) de la figura 4-8. El enfria- demiento se produce de manera uniforme hasta que la temperatura alcanza unvalor, llegado el cual el régimen de enfriamiento disminuye. Si se examinaIa aleactón en ese momento, se observa que está comenzando Ia solidifica-ción y que cuando ella termina se recupera nuevamente el régimen de en-friamiento inicial. La cuwa obtenida muestra que entre "x" e "y" se produjola solidificación y que ésta no se realizó a temperatura constante como enel caso del metal puro. Por encima de "x" hubo una solución homogéneade dos metales líquidos (una sola fase); entre "x" e "y" hubo una mezcla departes líquidas (plata y oro líquidos) y partes sólidas (solución sólida plata-oro) es decir que entre "x" e "y" hubo dos fases presentes; por debalo de"y" hubo solución sólida plata-oro y por 1o tanto una sola fase (al microsco-pio sería imposible reconocer la plata del oro y sólo se verían granos crista-linos iguales, tal como se esquematiza enla figura 4-8). Con las otras aleaciones del sistema se obtendrían curyas similares perocon distintos valores de temperatura para "x" e "y". Dos más de ellas semuestran en la figura 4-8. Por último, si se estableciera Ia curva de enfria-miento del oro puro se obtendría la curva característicade un metal con lacorrespond iente meseta. Resulta más práctico volcar esta información parcial en un plano único,como se hace con el plano del recorrido de las calles de una ciudad. Esteesquema único se denomina diagrama de equilibrio. Para ello, los datos ob-tenidos en la curva de enfriamiento se ilevan a un sistema de coordenadascartesianasortogonales donde se indica la temperatura sobre el eje verticaly las composiciones sobre el eje horizontal. (Se entiende que el otro factor,la presión, se ha mantenido constante.) Es usual, para simplificar la escritu-ra, colocar sobre este último eje tan sólo el porcentaje de uno de los com-ponentes del sistema, ya que se sobreentiencleque el resto es el porcentajedel otro componente. Así se lee, en el diagrama de la figura 4-9 (diagramade equilibrio del sistema plata-oro), "porcentaje de oro en peso" sobre el eje
    • 52 Fundamentos al 1OO% Ag bl75% As c) 5O7. Ag 25%Au 5O"/"Au dt)?Y;Al e) too%Au e)1oo% nuFig. 4-8. Curvas de enfriamiento y granos cristalinos en el sistema de soluciones sólidas plata-oro (esquemático)horizontal y se busca el número 20, que significa que la composición seráen ese caso 200/ode oro y 800/o de plata. (Se indica "en peso" puesto quepueden también confeccionarse diagramas según el porcentaje de átomos decada metal presente en las aleaciones.) Si se llevan los valores de temperatura obtenidos para "x" (iniciación dela solidificación) al diagrama y uniendo todos los puntos "x" y todos los pun-tos "y" se obtienen dos líneas. La lograda con los puntos "x" constituye ladenominada línea de liquidus y cualquiera que sea Ia aleación del sistemaque se considere estará en estado líquido (una sola fase) a una temperatu-ra superior a la que ella indique. La resultante de unir los puntos "y" sedenomina línea de solidus y cualquiera que sea la aleación del sistema que
    • Materiales metálicos 53 1 100 Líquido(1 fase) 1063 x 1050 1000 U Solución solida s 95O + líquido(2 fases) rd o I 90O tr ,o Solución (l sólida fase) Ag 10 20 30 AN 60 70 80 90 Au Porcentaje de oro en peso Fig. 4.9. Diagrama de equilibrio del sistema plata-orose considere estar.áen estado sólido (una sola fase en las soluciones sólidas)a temperatura inferior a la que ella indique. A temperaturas comprendidasentre la que indique la linea de liquidus y la de la linea de solidus, la alea-ción estará compuesta por partes sólidas y líquiüs (dos fases). Los diagramas de equiliLrrio, tal como el que se muestra enlafigva4-),sirven para conocer los intervalos de temperaturas de fusión (intervalo entreel comienzo y la terminación de la solidificación) de las aleaciones de un sis-tema. También indican las fases presentes en una dete¡minada aleación auna temperatura establecida y, mediante procedimientos que no se describi-rán aqui, permiten conocer Ia composición de cada una de las fases presen-tes así como su proporción relativa. Del dngrama de la figura 4-) se desprende que una aleación que conten-ga 60o/o oro y 40o/o plata estará líquida por encima de 1,040"C;solidifi- de decaÍá errtre 1040 y 1020 C y estará sólida por debajo de 1020C. Tendrá tam-bién en cada caso las fases (una o dos) que el diagrama indica, siempre ycuando se encuentre en equilibrio.Aleaciones d.e metalcs insolubles en estado sól:ido En los casos de combinación de metales solubles sólo en estado líquidopero que no lo son, o por lo menos no del todo en estado sólido, la alea-ción en este último estado presenta dos fases. Cada una de ellas puede es-tar constituida por granos de un metal puro, por granos de soluciones sóli-das distintas, por granos de compuestos intermetálicos en las diferentes com-binaciones posibles. Debido a caracteristicas que se analtzan más adelante,
    • 54 Funda.mentos al 1oo%Bi b) 80% Bi cl 60% Bi 20% cd 40% cd dl 25% Bi e) 100%cd 75% CdFig. 410. Curvasde enfriamientoy granos cristalinosen el sistema de aleaciones eutécticasbismuto-cadmio(esquemático).estas aleaciones con dos fases en estado sólido se denominan a.leacioneseutécticas. Un sistema en el cual los componentes son completamente solubles enestado líquido pero completamente insolubles en estado sólido, es el delas aleaciones de bismuto y cadmio. Tal como se hizo en las solucionessólidas de plata y oro, es posible obtener eI diagrama de equilibrio delsistema bismuto-cadmio a oartir de las curvas de enfriamiento de susaleaciones.
    • Materiales metálicos 55 350 Líquido(1 fase) 300 U ; 250 f d 8_ 2OO E líquido ,o (2 fases) 1 50 Bi sólido+ Cd sólido(2 fases) 1 00 B¡ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Cd Porcentaje de cadmio en peso Fig. 4-ll. Diagrama de equilibrio del sistema bismuto-cadmio La curva de enfriamiento del bismuto puro se muestra en (a) de la figura1-1,0.La solidificación se inicia a la temperatura correspondiente a "x" y secompleta a la misma temperatura en "y". La cuwa de enfriamiento de una aleación que contenga 400/o cadmio y 600/0 bismuto se muestra en (c) de dede la figura 4-10. Esta curva es única dentro del sistema, ya que sólo tieneuna meseta que ocupa todo el intervalo de solidificación. En este sentido secomporta igual que un metal puro. Esta aleación está constituida, en estadosólido (fig. 4-10), enteramente por la mezcla íntima de granos de cadmio ybismuto. Esta aleación es el eutéctico del sistema. Una aleación constituida por 200/o cadmio y 80o/o bismuto tiene de dela curva de enfriamiento (b) de la figura 4-70. La curva experimenta uncambio de dirección en "x" a una temperatura que es inferior a la queocurre en la solidificación del bismuto puro. La curva continúa a partirde "x" con un régimen de enfriamiento más lento hasta "y", donde seproduce Ia formación de una meseta. Ésta se extiende hasta "2", que esdonde se ha completado la solidificaciín. La estructura de esta aleación(que se muestra esquemáticamente en la figura) consiste en granos gran-des de bismuto formados durante el enfriamiento desde "x" hasta "y" yademás una mezcla íntima de granos de bismuto y cadmio que se for-mó a temper^tüt^ constante entre "y" y "2". Esta mezcla intima tiene lacomposición y el aspecto del eutéctico del sistema (40o/o de cadmio y600/o bismuto). de Una aleación de 750/o cadmio y 250/o bismuto tiene la curva de en- de defriamiento que se muestra en (d) de la figura 4-l0.La solidificación comien-za en "x" con una disminución en el régimen de enfriamiento. El eutécticose empieza aformar en "y" y completa su solidificación en "z".Laaleaciónsólida está constituida por granos grandes de cadmio y el eutéctico (mezclaíntima de granos de cadmio y bismuto).
    • 5ó Fundarnentos La curva que se muestra en (e) corresponde al cadmio y es la caracterís-tica de todo rnetal puro. Con los datos de las curvas de enfriamiento es po- sible obtener el diagrama de equilibrio que se muestra en la figura 4-I7. La línea ABC constituye la linea de liquidus del sistema y la DBE la de solidus. Si se hubieran tomado otras aleaciones en este sistema se habría visto quetodas ellas tienen culvas de enfriamiento con una meseta a la temperatura de solidificación del eutéctico. Esto es característicode todas las aleacionesformadas por elementos insolubles en estado sólido. Esa temperatura de solidificación del eutéctico es siempre inferior a lastemperaturas de solidificación de los elementos que lo constituyen (eutécti-co significa que "funde más bajo"). Las fases presentes en las diferentes zonas del diagrama del sistema bis-muto-cadmio son las siguientes: encima de ABC, solución líquida (una fase); zona ABD, bismuto sólido y solución líquida (dos fases); zona CBE, cadmiosólido y solución líquida (dos fases); debajo de DBE, bismuto sólido y cad-mio sólido (dos fases). Resumiendo, los elementos totalmente insolubles en estado sólido formanaleaciones de distintas característicassegún las proporciones en que entren suscomponentes. Un porcentaje determinado (400/o Cd y 600/o Bi en el sis- de detema bismuto-cadmio) determina la formación de una aleactón que tiene unatemperatura definida de solidificación (meseta en la curva de enfriamiento) yuna estruccura compuesta por una mezcla íntima de granos de cada uno delos elementos que la integran. Esta aleación es la eutéctica del sistema. Si la composición de la aleación es tal que uno de los componentes esá enexceso con respecto a la composición del eutéctico, ese exceso solidifica sepa-radamente y una temperatura superior a la del eutéctico, pero inferior a la delelemento puro. la estruchra de una aleación de este tipo está caracteizada porla presencia de granos grandes del metal en exceso que solidificó separadamen-te y la mezcla inftrna de granos de ambos elementos que constituye el eutéctico. Nótese que el diagrama de equilibrio de las aleaciones,eutécücasse ca-,racteriza,por una línea de sólidus parale)a a la abscisa (horizontal). Toda vezque en ,urndiagrama se vea una líneade solidus horizontal puede saberseque se está frente a una aleación con dos fases en estado sólido.Aleaciones de elementos perciahnente solubles en estado sólido En la sección anterior se describieron las caÍecietisticas de las aleacionesformadas por e,lementos completamente insolubles en estado sólido. Por elagregado de una pequeña cantidad de un elemento al otro (teóricamente unsolo átomo) se produce a aparición de una nueva fase Es más frecuente, sin embargo, encontrar elementos que son parcialmen-te solubles en estado sólido. Esto indica que son capaces de formar solucio-nes sólidas cuando existe una pequeña cantidad de un elemento agregadoal otro, pero si esa cantidad supera un límite ya no es posible una solucióntotal, sino que se formará una aleaci1n eutéctica.
    • Materiales metalicos 57 Para simplifica! se analizari primero un sisterna de aleaciones de dos me-tales hipotéticos: A y B. Las cun!/asde enfriarniento y la estructura esquemá-tica de los componentes puros y de una serie de aleaciones de A y B seúkr€stran en la figura 4-I2. Las curyas (b), (c), (g) y ft) son las característicasde las soluciones sólidas. Es de esperar entonces que en estas aleaciones, enparticular del sistema A-8, se formen soluci,ones sólidas con estructura homo-génea (una sotrafase). Las curvas (d) y (D son las de una aleación eutéctica a) 1OO%A b) eo%A c) 80% A 10%B 20% B d) 70% A e) 55% A f) 40% A 30% B 45% B 60% BFig. 4-12. Curvas de enfriamiento y granos cristalinos en un sistema hipotético de dos meta-les oarcialmente solubles en estado sólido (Cont )
    • 58 Fundamentos s) #Y;i h) 20 % A 80% B ¡) 1oo%B Fig.4-r2. (Cont)con un componente en exceso y sus estructuras tendrán granos grandes deese componente en exceso (en este caso, al analizarlo, puede comprobarseque no es un metal puro sino una solución sólida de los dos metales) y eleutéctico constituido por una mezcla íntima de granos de los componentes(cuyo análisis comprueba que son dos soluciones sólidas distintas y no doselementos puros). La curva (e) es característica del eutéctico y su estrLrcturatambién lo es (mezcla intima de granos de dos soluciones sólidas) Con las temperaturas a que la solidificación comienza (todos los puntos"x") y aquellas a la que ésta concluye (todos los puntos "y") se puede ob-tener el diagrama de equilibrio de la figura 4-13.8n este diagrama, como entodos los que aparecen varias fases (siendo cada una de ellas combinaciónde elementos) es costumbre designarlas con letras griegas. La primera faseque aparece a la izquierda de un dragrama con esta característica se deno-mtna alfa; la segunda, beta; la tercera, gamma, y así sucesivamente. Es importante notar que siempre a zona donde existe una fase está se-guida en eI diagrama (a su derecha) por vna zona donde coexisten dos. Así,en el dlagrama de A y B la primera fase individualizable ala izquierda es ladenominada alfa, que es una solución sólida de B en A (B es el soluto y Ael solvente). La segunda fase individualizable (siempre comenzando por laizquierda) es beta, una solución sólida de A en B (A es el soluto y B el sol-vente). Entre las zonas en que existen alfa y beta individualmente hay unaporción donde coexisten alfa y beta. En resumen, las fases presentes en las diferentes zonas del diagrama delsistema A-B son las siguientes: encima de DKG, solución líquida (una fase);zona DEK, solución sólida alfa y solución líquida (dos fases); zona GKF,solución sólida beta y solución líquida (dos fases); debajo de DE, solución
    • Materiales metálicos 59 (1 Líquido fase) 6 f (d o E ,o ür R P E (1 fase) (1 fase) A 10 20 30 40 50 60 70 80 90 B Porcentaje B en peso de Fig. 4-13.Diagrama equilibrio srstema de del hipotético A-Bsólida alfa (una fase); debajo de GF, solución sólida beta (una fase); debajode EKF, solución sóhda alfa y solución sólida beta (dos fases). Es interesante recordar que las dos fases de esta última zona (solucionessólidas alfa y beta) estarán en su totalidad íntimamente mezcladas para cons-tituir el eutéctico si la composición es 550/o A y 450/o B. Si una de ellas de deestá en exceso con respecto a la composición de este eutéctico (es decir, lasaleaciones entre E y K y entre K y F del diagrama), ese exceso formará gta-nos grandes separados. Los diagramas de este tipo no son tan simples como el ilustrado en la fi- gura 4-tJ. Siempre hay un cambio en la solubilidad en estado sólido, lo quequeda indicado en el diagrama de equilibrio. En la figura 4-1,4,se muestrael diagrama de equilibrio del sistema plata-cobre. En él la solubilidad del co-bre en la plata y de la plata en el cobre disminuye por debajo de la tempe-ratura del eutéctico. Por ejemplo, una aleación con 970/o cobre y 3o/o de deplata (linea de puntos en el diagrama de figva 4-I4) est^úa compuesta porsolución sólida beta a 800"C. Al llegar a la temperatr-rraindicada por el punto "a" en el diagrama, la solubi-lidad de Ia plata en el cobre alcanza su valor de saturación. Por debajo de esatemperatura la solubilidad es todavía i¡ferior y la solución sólida alfa comienzaa precipitat del interior de beta. Las fases presentes enla aleación final serán so-lución sólida alfa y solución sólida beta. Vale decir que esa misma aleación, unavez en estado sólido, cambió su estructura de homogénea a heterogénea a me-dida que se enfrió, así como una solución de sal en agua puede ser saturada yhomogénea a una temperatura y sobresaturarsey precipitar el excedente al en-triarla Esa precipitación, sin embargo, es más dificil que se produzca en estadosólido, por la menor movilidad de los átomos y, por ello, esto ocurre si el enfria-miento se produce en equilibrio, pero no en el caso contrario. Esto permite lo-grar cambios en las propiedades de la aleación, como se analiza más adelante.
    • ó0 Fundamentos U (d 6 (.) o- E ,o Ag 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Cu Porcentaje cobreen peso de FIg. 4-14. Diagramade equilibrio del sistemaplata-cobre.Reacciones peritécticos. El sistemq, plata-estaño Algunos compuestos intermetálicos se comportan como metales puros ysi se los calienta conservan su identidad hastala temperatura en que funden.Esa fusión lahacen a temperatura constante. Hay otros compuestos interme-tálicos que sólo existen a determinadas temperaturas. Si se los calienta ex-perimentan una transformación en estado sólido dejando de ser compuestosintermetálicos antes de pasar completamente al estado líquido. Un ejemplo de este último tipo de compuesto intermetálico es el que pue-de formarse entre la plata y el estaño, que reviste interés por ser una alea-ción frecuentemente wtllizada en odontología. EI diagrama de equilibrio del sistema plata-estaño se muestra en la figu-ra 4-J.5.Como puede apreciarse, según cambie el porcentaje de ambos ele-mentos que intervienen en la aleaci1n es posible obtener la formación dedistintas fases. Hacia la derecha puede verse una línea de sólidus horizonfal que in-dica un sistema eutéctico, y a Ia izquierda, en cambio, soluciones sóli-das. Pero además aparecen líneas verticales que indican modificacionesdentro de las soluciones sólidas, y así puede notarse que la primera fa-se presente en Ia zona izquierda del diagrama es Ia denominada (segúnla costumbre descrita) alfa. Esta fase es una solución sólida, como pue-de apreciarse con la observación de las líneas de liquidus y solidus enesa zona. La segunda fase es también una solución sólida, denominada beta.Entre las zonas donde sólo existen alfa y beta hay, como es de esperar,una donde coexisten ambas fases. La tercera fase es la denominada
    • Materiales metalicos ó| U e- S aoo E o o- E ,o 400 y (Ag,Sn) Y+ líquido 221oC )a232 Ag 10 20 30 40 50 60 70 80 90 5n Porcentaje estañoen peso de Fig.4-15. Diagrama equilibriodel sistema de plata-estañogamma, precedida en el diagrama por ]una zona donde coexisten betay gamma. Esta fase es un compuesto intermetálico, ya que su análisismuestra que tiene un reticulado espacial con una distribución fija de losdos elementos en cada celda unitaria. Su fórmula es Ag,Sn (tres ionesde plata por cada uno de estaño en cad^ celda) y se forma cuando elcontenido de estaño oscila entre 25 y 27o/o aproximadamente y el dePfa ta e nt r e ¡ 1 Y / J u/0 . Si hay más de 270/o estaño se forma, como ya se indicó, una serie de dealeaciones eutécticas.El eutéctico, que será una mezcla íntima de granos deAg.Sn y estaño, se constituye con el 96,50/o estaño y 3,50/o plata. Si exis- de dete más o menos estaño, el componente en exceso se encontrará formandogranos grandes por separado del eutéctico. Tal como se mencionó, LLnaaleación que se utihza en odontología con-tiene fundamentalmente el compuesto intermetálico AgrSn. Es importanteanalizar el comportamiento de una aleación que lo forme. Una de éstas esIa indicada por una línea de puntos en la figura 4-1,5. Si se la enfría desdeel estado líquido, esa aleación comienza su solidificación al llegar a la tem-petatura indicada por la Iinea de liquidus (punto "a" en el diagrama). A par-tir de esa temperatura, la estnrctura de la aleación es solución líquida y so-lución sólida beta. Al llegar a una temperatLtrade 480"C (punto "b" en el
    • 62 Fundamentos 1083"C 1000 u rd s P o E .o Cu 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Au Porcentaje oro en peso de Ffg. 4-16. Diagrarna de equilibrio del sistema oro-cobre. diagrama) Ia parte líquida reacciona con la solución beta y se transforma eltodo en el compuesto intermetálico AgrSn o fase gamma. Las reacciones de este tipo se llaman peritécticas y son esencialmente unainversión de la reacción que da lugar a la formación de un eutéctico. En es-ta .última hay una transformación de una sola fase líquida en dos fases sóli-das al enfriarse. En la reacción peritéctica, en cambio, hay una transforma-ción de dos fases (líquida y sólida) en una al enfriarse. Como en todos loscasos ya descritos, esa transformación se produce siempre y cuando el en-friamiento se realice en condiciones de equilibrio.El sisterna oro-cobre El oro y el cobre son componentes de aleaciones con que se puedenrealizar ciertos trabajos, por colada o forjado, en odontología. Si bien esdable que otros metales intervengan en la composición de esas aleacio-nes, el oro y el cobre son los que más influyen en sus propiedades asícomo los que permiten introducir modificaciones en ellas según sean lasnecesidades. El diagrama de equilibrio de las aleaciones del sistema oro-cobre se mues-tra en la figura 4-16. Entre ambos elementos se forma una serie continua desoluciones sólidas con intervalo de temperaturas de fusión muy corto, lo quehace que en el diagrama se observe que las líneas de liquidus y solidus
    • Materiales metálicos ó3 (J 1300 (! f (d o 1 100 E,o Porcentaje de carbono en peso Fig.4-17. Diagrama de equilibrio del sistema hie¡ro-carbono se encuentren próximas Incluso hay composiciones donde las dos líneas son prácticamente coincidentes. otro detalle de interés es que el intervalo de temperaturas de fusión de todas las aleaciones del sistema es inferior a las de fusión de ambos metales. si bien todas las combinaciones posibles de oro y cobre forman soluciones sólidas, no todas ellas se mantienen inalterables hasra rempe-ratvra ambiente. Tal como se puede apreciar en el diagrama, las aleacio-nes que tienen entre,39 y 880/o oro, aproximadamente, experimentan detransformaciones al enfriarse. como resultado de ellas, las soluciones só-lidas ordenan sus átomos de modo tal que cada uno ocupa una posicióndefinida y puede incluso indicarse una fórmula para describir cada cel-da unitaria. Estos ordenamientos se conocen con el nombre de superre- ticulados. Según la composición de la aleación es posible obtener superreticuladosdistintos. cada uno de ellos constituye una fase dentro del sistemay por ellose los puede denominar beta, gamma y delta, siendo arfa la solución sólida.como en todos los casos, al separar las zonas donde existen cadauna de es-tas fases hay zonas donde coexisten dos fases vecinas. Si el contenido de oro oscila entre aproximadamente 39 y 640/0, forma seel superreticulado beta con fórmula Aucu.. Éste tiene un reticulado espacial
    • 64 Fundamentosigual al de la solución sólida oro y cobre y, por ello, no trae modificacionesapreciables en las característicasy propiedades de la aleaciín. Si el contenido de oro oscila entre aproximadamente 64 y 880/0, forma seel superreticulado delta con fórmula AuCu. Éste tiene un reticulado espacialdistinto aI de Ia solución sólida (tetragonal en lugar de cúbico) y su apari-ción determina cambios en las propiedades de la aleación. El superreticulado gamma, de fórmula AuCu, se forma durante el enfria-miento de unas pocas aleaciones del sistema. Es sólo estable durante un bre-ve intervalo de temperaturas y se transforma, al continuar el enfriamiento,en las fases beta y/o delta. Por lo tanto, no tiene interés práctico desde elpunto de vista de las propiedades de las aleaciones a temperatura ambienteE I s i stema b ierro -c arb ono Entre el metal hierro y el metaloide carbono se forma una serie de alea-ciones que han tenido y tienen amplia aplicaciín. Su esrudio constituye larama de la metalurgia conocida como siderurgia. En la figura 4-17 puede verse el diagtama de equilibrio del correspondien-te sistema. Llama la atención que no se extienda la abscisa hasta 100% de C.Esto se debe a que en las condiciones habituales de formación de estas alea-ciones sólo se puede combinar carbono hasta lograr un compuesto interme-tálico de fórmula FerC (6,670/o peso de carbono) Ilamado cementita (las enfases que se forman entre el hierro y el carbono son conocidas niversalmen-te con nombres específicos). EI diagrama por analizar es en realidad el dehierro y cementita más que el de hierro y carbono. Ya se habrá notado que en ese diagrama hay dos zonas diferenciadas. Ha-cia la derecha y a partir de poco menos de 2o/o carbono Ia Ínea de solidus dees horizontal, lo que tndica la presencia en estado sólido de dos fases. Lasaleaciones son de tipo eutéctico (el eutéctico con 4,30/o carbono) y consti- detuyen el denominado hieno colado, que no tiene aplicación en odontología. Hacia la izquierda de aquel contenido de carbono las líneas de liquidus(AB) y de solidus (AC) indican la presencia de soluciones sólidas. Esas so-luciones sólidas de hierro y carbono, es decir, las aleaciones con menos del2o/ode carbono, se denominan aceros. Un acero es entonces una soluciónsólida de hierro y carbono. Se trata de una solución de tipo intersticial, yaque el reticulado del hierro, que a la temperatura de solidificación es cúbi-co a cara cenúada, permite que en sus espacios libres se ubique hasta un2o/o peso de carbono. en En la zona más a la izquierda y a temperaturas de alrededor de 1500Cpueden verse otras zonas delimltadas y que corresponden a transformacio-nes que experimenta el hierro a altas temperaturas. Los cambios que se producen en estado sólido y que muestra las líneasDEC y FEG son más importantes. Esto ocurre porque la solución sólida in-tersticial de carbono en hierro (fase gamma o también llamada a.ustenita) noes estable hasta la temperatura ambiente. Esto se debe a que el hierro no es
    • Materiales metálicos ó5cúbico a cata centrada a cualquier temperatura. Ya se mencionó el cambioalotrópico que experimenta a 9l0C y que hace que se transforme en cúbi-co a cuerpo centrado. En este tipo de reticulado no hay casi lugar disponible para que se ubi-que el carbono que estaba disuelto para constituir austenita. Sólo puedeaceptar 0,02o/o,loque queda indicado por la fase alfa o ferrita, que compren-de una pequeña zona a la izquierda. El resto de carbono debe salir de la so-lución y lo hace combinado con hierro para formar cementita (FerC). La temperatura que muestra la Iínea FEG indica la transformación de Iaaustenita en ferrita y cementita. Esta reacción tiene cierta similitud con la reac-ción eutéctica, ya que también en ella una fase se transforma en dos. La di-ferencia es que en el caso del hierro-carbono tanto la fase original como lasdos nuevas son sólidas, mientras que en la eutéctica la fase original es líqui-da. Por esa similitud con la reacción analizada se la denomina eutectoide. Al igual que en las eutécticas, esa reacción se hace a temperatura defini-da para una determinada composición (0,85%o carbono). Un acero con deesa composición se llama eutectoide o perlita y está constituido por unamezcla íntima de granos de ferrita y cementita. Si hay menos o más cantidad de carbono, a la presencia de perlita se su-ma la de granos grandes de ferrita o cementita, constituyéndose los denomi-nados aceros hipoeutectoides e hipereutectoides.Sistetnas d,e mds de d.os elementos La mayoúa de las aleaciones utilizadas en industria y en odontología es-tán compuestas por más de dos elementos. Sin embargo, es común estudiarlas caracteristicas y fases existentes en los distintos sistemas binarios y lue-go proyectar las conclusiones a sistemasmás complejos Es posible realizardiagtamas de sistemas ternarios (tres componentes), pero su construcción einterpretación resultan dificultosas y complejas.Propiedades de los materiales metálicos Si se conoce la estructura atómica de los metales resulta fácil deducir suscaracterísticas físicas, algunas de las cuales, por otra parte,ya fueron adelan-tadas en los capítulos L y 2. Por ejemplo la estructura compacta de su reti-culado espacial constituido por átomos (o mejor iones del mismo tipo) ha-ce que la densidad de los materiaies metálicos sea más elevada que la de losotros tipos de materiaies. La presencia de la nube electrónica los hace opacos y buenos conductorestérmicos y eléctricos. Esa posibilidad de conducción es más notoria en las fa-ses que son metales puros; en las aleaciones la siruación es algo diferente.Cuando se trata de una solución sólida, la presencia de iones de diferente ta-maño (el tamaño de los iones de Ios metales que coexisten en el reticula-do) dificulta algo el movimiento de los electrones. En las fases compuestos
    • 66 Funda.mentos o00 oo o 000 000 000 oo o
    • Materialesmetá.licos 67intermetálicos ya se mencionó que algunos electrones quedan relativamentefijos en su ubicación. Esta siruación hace que, dentro de los materiales metá-licos, los valores más elevados de conductividad térmicay elécttcase encuen-tren en los metales puros y los más bajos en los compuestos intermetálicoscon valores intermedios en las soluciones sólidas. En los eutécticos la situa-ción varia según sean de cada una de las fases que los constituyan.Propiedades tnecd.nicas en un grano cristalino de metal puro Las propiedades mecánicas de los metales o sea su comportamiento cuan-do se les inducen tensiones y se los deforma, merecen mayor motivo de aná-lisis. En condiciones normales de solidificación los metales y aleaciones sonpolicristalinos (constituidos por un número determinado de granos cristali-nos). Tan sólo en condiciones experimentales muy controladas es posibleobtener un cuerpo metálico constituido por un solo grano cristalino. En la figura 4-78a, se puede ver esquemáticamentela distribución de losátomos o iones en un grano cristalino. Si se aplica sobre ese grano cristali-no una carga de corte, las relaciones entre los distintos átomos se verán al-teradas como en la figura 4-1,8b.Si la tensión así inducida supera el límiteproporcional, la posición relativa de los átomos cambia en forma permanen-te y se produce una deformación permanente y si se supera la resistenciamáxima que es capaz de ofrecer ese metal, se producirá una pérdida de con-tinuidad en el reticulado espacial o sea una ruptura. Conociendo las caracfeústicas de los átomos de un metal, así como el ti-po de celda unltaria en que cristaliza, es posible calcular matemáticamentecuál sería la tensión máxima necesaria para producir la ruptura O sea quees posible calcular la resistencia del material en un grano cristalino sin ha-cer una determinación experimental. Cálculos de ese tipo muestran que ungrano cristalino de hierro debe tener una resistencia de aproximadamente10.000 MPa. Sin embargo, las determinaciones experimentales han demos-trado que la resistenciareal del hierro es de tan sólo 1000 MPa, es decir tansólo una décima parte de la resistencia te6rica. Esta discrepancia se debe a que un grano cristalino no tiene una configu-ración perfecta como la de la figura 4-L8a, sino que tiene defectos. Los quemás se encuentran en las estructuras cristalinas son las dislocaciones (yamencionadas en el cap. 1), y una forma de ellas puede estar constituida porla falta de una hilera de átomos en una zona, como se ve en Ia figura 4-19a. Los cristales obtenidos habitualmente no son perfectos sino que contie-nen muchas dislocaciones. Estas acltan como rajaduras que disminuyen laresistencia y otras propiedades mecánicas a valores muy inferiores a los cal-culados teóricamente. Al inducir una tensión a un metal o aleación metáIica, esas dislocacio-nes pueden propagarse a través del reticulado espacial. En la figura 4-79by c se esquematiza cómo ante la acción de una carga de corte la disloca-ción se traslada.
    • ó8 Fund.amentos ooo ooooo ooooo ooooo ooooo ooo .Ct r- tl ^ v _/ , _-/ _./ ooo oo r - r f -/ L/ V -, t, ooo oo. ooo ooo VJ ^n
    • Materi.alesmetalicos 69 Este mecanismo se asemeja al modo en que es posible movllizar una alfom-bra ubicada sobre eI suelo. Puede hacérselo desde uno de sus extremos, pe-ro ello obliga a ejercer cierta fuena. Si, en cambio, se fabrica wna artttga enlaalfombra, es posible ir corriendo con pequeño esfuerzo su ubicacién rclafivahasta que llegue al borde. De esa manera se habrá logrado coner la alfombracon menos fuerza que la que era necesaria con el otro mecanismo. Si bien esas dislocaciones pueden ser nocivas en térrninos de resistenciamáxtrna que puede tener un material metálico, por otra parte, su movilizaciónfavorece la deformación permanente, es decir que hace al metal dúctil y ma-leable. Ello permite deformarlo para obtener cuerpos mediante el forjado.Modifi.cación de la.s propiedades tnecd.nicas Existen distintas maneras de modificar las propiedades mecánicas de losmateriales metálicos. Por empezar, si los defectos, como las dislocaciones,son los responsables de que ellas no sean tan altas como teóricamente esposible, puede lograrse mejorar la estructura metálica eliminándolos. Esto sepuede realizar en condiciones muy controladas de solidificación y así se hanobtenido cristales perfectos de algunos metales denominados ahiskers. N-gunos de ellos se han empleado como refuerzo incluidos en otras estructu-ras metálicas y orgániaas. Como en el nivel práctrco no resulta fác1l evitar la presencia de defec-tos en la estructura es más sencillo traf.ar de evitar o dificultar su movili-zación. Volviendo al ejemplo de la movilización de la alfombra, si cuan-do se está trasladando la arruga aparece un mueble sobre la alfombra, elproceso se complica, puesto que se hace necesario que Ia arruga supereese obstáculo. La dislocación puede moverse gracias a Ia rcgularidad del reticulado es-pacial Si, durante su traslado, se encuentra con una discontinuidad en el re-ticulado, su movimiento se verá detenido o dificultado. Un material metáli-co en el que se logre interponer una traba al movimiento de las dislocacio-nes tendrá valores más elevados para ciertas propiedades mecánicas. En un material policristalino, el movimiento de las dislocaciones es dete-nido por el espacio intergranulat ya que la regularidad del reticulado sepierde. De esta maflera las dislocaciones se acumulan en este nivel y si secontinúa con la acción de la carga se produce una deformación total del gra-no cristalino y eventualmente la ruptura del material. Cuanto menor sea el tamaño del grano cristalino, menor será el espa-cio donde pueden moverse las dislocaciones sin que se encuentren cori:el espacio intergranular que las trabe. A igual composición de un metal oaleación, mayor resistencia tendrá cuanto menor sea el tamaño del granocristalino. El menor tamaño del grano resulta también ventajoso, porque de esta ma-nera siempre existi¡á parte de la estructura en dirección favorable al esfuerzo.Cuando el grano es grande puede existir mucho metal orientado en fonria
    • 70 Fundamentos F7g. 4-2O. Granos cristalinos en un metal labradodesfavorable y facllitar la ruptura o excesiva deformación. Como ya se dijo, es-to se debe a que las estructuras cristalinas no reaccionan de igual modo si seva(ra la orientación del agente físico que actúa sobre ellas. son anisótropas. El desorden existente en el espacio intergranular posibilita un comporta-miento no totalmente elástico (acorde con la ley de Hooke) en los metales.Esto significa que, en determinadas circunstaficias, es posible detectar uncomportamiento viscoelástico. Cuando los metales son sometidos a tensiones durante lapsos prolonga-dos puede detectarse deformación permanente aunque el valor de esa ten-sión sea inferior al límite proporcional, o sea que se produce creep. Éste estanto mayor cuanto menor es el tamaño de grano cristalino de la estructuramefálica ya que, a igual volumen, existirá rrrayor cantidad de zona desorde-nada (espacio intergranular). El creep en los metales es notorio a temperaturas elevadas (más de las trescuartas partes de su temperatura de fusión en grados absolutos), por ello sedebe considerar el comportamiento viscoelástico cuando se ffabaia con me-tales a esas temperaturas.Endurecimiento por deforttación en frío Como resultado de la deformación de grano cristalino producida por Iaacción de Ia carga, se produce una distorsión del reticulado espacial. Ello ha-ce necesario aplicar tensiones cada vez mayores para producir una deforma-ción permanente puesto que las dislocaciones encuentran cada vez más di-ficultad para moverse. Después de sometido a un tratzmiento de este tipo, un metal o aleación ad-quiere valores de dureza, resistencia y límite proporcional más elevados que losque poseía originalmente (el valor para el módulo de elasticidad no se altera,ya que éste se calcula con tensiones que no producen deformación permanen-te, es decir, que no Ilegan a movlizar las dislocaciones). Un tratamiento de es-te tipo se conoce con el nombre de endurecimiento por deformación en frío.Esta denominación hace referencia ala dureza como indicativa de las propieda-des mecánicas y a la temperatura a la que se lleva a cabo la deformación.
    • Materiales metálicos 7|Fig. 4-21. Gráficos tensión-"deformación en un materialmetálico obtenido por colada_vluego de labrado Deformación Si se continúa con estas deformaciones en frío la estructura terminafracturándose, porque las dislocaciones concentradas forman una rajadu-ra que se propaga a través del material. Este es el mecanismo que per-mite fracturar un metal (p. ej., alambre), doblándolo y desdoblándolo re-petidas veces. Después de producido todo el movimiento de dislocacio-nes posibles, se produce la rajadura que trae la solución de continuidadde la estructuraMetql labrado Se denomina labrado al metal o aleación metálica que ha sido sometidoa un intenso tratamiento de deformación en frío. Los alambres como los em-pleados para confeccionar resortes, son ejemplo de metal labrado. Se obtie-nen a partir de una aleación o metal fundido y volcado en un molde (cola-da) paru obtener un lingote, que luego es deformado por tracción. Esto produce una distorsión marcada de la estructura microscópica Laapariencia de los granos es como la que se muestra en la figura 4-20. tJnaestructura de este tipo hace que el alambre tenga mayor dureza, resistenciay límite proporcional que Ia aleaciín original (frg. 4-r. El más alto límiteproporcional determina una mayor posibilidad de acumular en él energía re-cuperable (resiliencia), lo que hace a los alambres, como ya se indicó, úti-Ies para la construcción de resortes.Recocid.o, recristq.Uzacióq crecimi.ento granular Al pretender doblar un alambre para construir ese resorte se tropieza conuna dificultad, puesto que al ser el límite proporcional más elevado, la por-ción de la cuwa tensión/deformación por encima de él es menor que en laaleación original (fig. 4-21). En otras palabras, el material es más frágll yel alargamiento que puede alcanzar sin fractura es menor. Para deformar
    • 72 Fund.amentos Metal labrado Y Recocido * Recristalización Temperatura parcial y/o tiempo V Recristalización completa * Crecimiento granularFlg. +22. Acción del tiempo y temperatura sobre una estructlrra metálica labrada (esquemático).el alambre sin fracturado es necesario producir un reordenamiento que per-mita nuevamente el movimiento de las dislocaciones sin fractura. AI calentar el metal o aleación se obtiene un movimiento de átomos quetrafan de lograr una ubicación más similar a la que tenian antes de ser so-metidos a la deformación en frío. Como resultado de ese procedimiento decalentamiento, que se conoce con el nombre de recocido o liberación de ten-siones, es posible deformar el alambre sin fracturarlo.
    • Materialesmeralicos 73 ü ñ*e !) .!! ss al A r rl il ill , Tempe ratu ra -----------* Tiempo -----------)Fig. 4-23. Efecto de Ia temperatura y/o el tiempo sobre las propiedades mecánicas de unaestfuctura metálica lat¡rada. Hay que tener presente que esa nueva deformación produce un nue-vo endurecimiento y vuelve a hacer frágll aI alambre. Es neresario, porello, repetir la operación de recocido y deformación hasta dar aI alambrela forma buscada. Por medio del recocido es posible reordenar en parte los átomos del me-tal Iabrado para permitir su ulterior deformación, pero sin que la estructuragranular se altere. Después del recocido, el metal sigue con la estructura deIa figura 4-20. Si la temperatuÍa a que se pretende hacer el recocido es muy elevada osi se la mantiene demasiado tiempo, el movimiento atómico es tal que se ob-tienen nuevamente granos similares a los del metal original (colado). Esta re-cristalizaciónhace que el metal o aleación (p..j., alambre) pierda su con-dición de labrado (estructura de la figura 4-20) y, por lo tanto, pierda suscualidades de mayor dureza, límite proporcional, resiliencia y resistencia. Pqr esta razón, nunca debe calentarse un alambre de manera tal quese produzca una recristaLízación,ya que su utilidad se perdería. Ello pue-de suceder si se es descuidado al hacer el recocido o al soldar un alam-bre sin control de la tempeÍatrra. La temperatura a la que se produce larecristalización depende fundamentalmente de la de fusión del metal oaleacrón. Cuanto más alta, mayor será aquella a la que se produce la re-cristalización. Por ello se busca que los alambres por soldar sean de altatemperatura de fusión. Los metales de baia fusión (estaño, plomo) tienen temperaturas de recris-talización inferiores a la temperatura ambiente y por eso no se endurecenpor deformación en frío. Recristalizan al mismo tiempo que se los defor-ma. Lo rnismo sucede si se trabaia un metal de alta fusión en caliente.
    • 74 FundamentosEl herrero no martilla sus herraduras en frío, sino que lo hace después dehaberles elevado la temperatura. Asi las deforma sin fracturarlas. Si Ia temperatura es aun mayor o se la mantiene más tiempo, no sólo seproduce recristalización sino que, debido a Ia factlidad con que se movilizanIos átomos, se produce una convergencia de granos para fotmar otros másgrandes. Las propiedades mecánicas disminuyen aun más por las razonesdescritas al analizar la relación entre ellas y el tamaño del grano. Es interesante notar que recocido, recrist?liTación y crecimiento granular no sonmás que etapas distintas de un mismo proceso, esquematZado en la figon 422A medida que se producen esas etapas, las propiedades mecánicas (p. ej., resis-tencia y dureza) disminuyen progresivamente, como se muestra enla fígora 423.Propieda.des mecánicqs y endurecimiento en las aleaciones Como ya se dijo, las propiedades mecánicas de un metal pueden ser me-joradas si se impide o dificulta el movimiento de los átomos y el de las dis-Iocaciones presentes en su reticulado espacial. Cuando se mezclan elemen-tos para constituir las aleaciones de una sola fase se obtienen reticulados es-paciales siempre algo deformados, ya que los átomos de dos elementos noson nunca absolutamente iguales en tamaño. Al igual que con la conductividad térmica y eléctrica ya analizadas, laspropiedades mecánicas varian en los granos cristalinos de los diferentes ti-pos de fases metálicas. La regularidad del reticulado de un metal puro haceque en éI sea fácil movtlizar los átomos (o iones) tanto dentro del rango elás-tico como dentro del plástico. Esto hace que en esa fase se encuentren losvalores menores de módulo de elasticidad (menor rigidez) y dureza y losmás elevados de ductilidad y maleabilidad. En el otro extremo, en las fases compuestos,intermetálicos,la posición fi-ia de los iones hace más difícil movilizarlos. En ellas se encuentran los valo-res más elevados de rígidez y dureza y la mayor fragilidad por lo que sonútiles en la confección de instrumentos cortantes, como las fresas utllizadasen tornería y en odontología. Como es de esperar, los valores para las soluciones sólidas tienden a ubi-carse en la zona intermedia entre las de las otras fases y, en los eutécticos,la situación esfará relacionada con las fases presentes aunque en generaltienden a ser bastante frágiles debido a la estructura de granos muy peque-ños de cada una de las fases constitutivas del eutéctico. En las aleaciones de una fase como las soluciones sólidas es posible difi-cultar aun más el movimiento de dislocaciones incorporando a su estructu-ra una fase de reticulado espacial distinto. Esto produce una traba del mo-vimiento de las dislocaciones en ese nivel, con lo que las propiedades me-cánicas se ven aumentadas. Hay aleaciones dentro de algunos sistemas que permiten producir la pre-sencia o no de esa fase "extraña" según el régimen de calentamiento o en-friamiento a que sean sometidas. En esto se basan Ios tratamientos térmicos.
    • Materiales metálicos 75 si en virtud de ese tratamiento se logra la formación de una estructura enla que Ias dislocaciones no puedan movilizarse, la aleación será dura y frá-gil. En el caso contrario seráblanda y dúctil. se podrá hacer entonces trata-mientos térmicos endurecedores o ablandadoreq respectivamente. Los pri-meros aumentan la dureza, límite proporcional y resistencia y disminuyen elalargamiento, y los segundos hacen lo contrario. El módulo de elasticidad enningún caso se modifica ya que sus valores no están determinados por laposibilidad de movimiento de dislocaciones (corresponden a deformacioneselásticasy no permanentes).Tratamiento tértnico por precipitación d.e unafase Este tipo de tratamiento puede hacerse en las aleaciones de elementos parcialmente solubles en estado sólido y en los cuales esa solubilidad dis- minuye en función de la tempetatura. Ya se analizó el caso de las aleacio- nes del sistema plata-cobre, donde ese fenómeno se produce. lJna alea- ción con 3o/o plata y 970/o cobre está compuesta por una solución só- de de lida beta a 800"C. El posterior enfriamiento produce la aparición de una fase adicional, la solución sólida alfa. Esto ocurre porque la plata es me- nos soluble en el cobre a medida que la temperatura disminuye y preci- pita como alfa. Sin embargo, la formación de esa nueva fase o precipitado no es tan fácil deproducir en una aleación en estado sólido. Tan sólo en condiciones de equili-brio ello es posible y esto se obtiene si el régimen de enfriamiento es lento. Si la aleación se enfría bruscamente (p. ej., por inmersión en agua) des-de una temperatura superior aIa de formación del precipitado (p. ej., 800oCen el ejemplo de la aleación con 970/o cobre y 3o/ode plata), éste no se deforma y la aleación conserya hasta el nivel de temperatura ambiente su es-tructura de una sola fase. En esas condiciones la aleación será blanda por-que hay poca dificultad para el movimiento de dislocaciones. Si luego se desean mejorar las propiedades, se podrá lograrlo elevando Iatemperatura de aleación para que el movimiento atómico aumentado permi-ta Ia aparición del precipitado Esto se consigue sin necesidad de fundir laaleación, ya que la precipitación se produce, como se dijo, por debajo delas temperaturas de solidus. Se cree que algunas aleaciones de uso en odon-tología se endurecen al ser tratadas térmicamente por un mecanismo de pre-cipitación como el descrito.Tratqmiento térvnico de las aleaciones de oro y cobre Ya se analizó el diagrama de equilibrio del sistema oro-cobre. Algunasaleaciones de este sistema son capaces de formar superreticulados al ser en-friadas. Uno de ellos, el que forma las aleaciones que contienen entre 64 y88% de oro, tiene un reticulado espacial distinto al de la solución sólida oro-cobre. La aparíción, dentro de esta solución sólida de una cantidad de este
    • 76 Fundamentossuperreticulado dificulta el movimiento de dislocaciones y mejora las propie-dades mecánicas de la aleación. Tan sólo las aleaciones de oro y cobre, que son capaces de formar esesuperreticulado, pueden ser endurecidas. Todas las demás no, por este me-canismo, sea porque no 1o forman (menos deI 3T/o o más del 88% de oro)o porque desarrollan el superreticulado AuCu eue tiene un reticulado es-pacial igual al de la solución sólida y no es cap^4 por io tanto, de dificultarel movimiento de dislocaciones. La aparición dei superreticulado AuCu (fase delta) sólo se produce encondiciones de equilibrio, es decir,si el enfriamiento se hace 1o suficiente-mente lento como para dar lugar a la transformación. Si una aleación capaz de formarlo se enfría bruscamente desde unatemperatura a Ia cual sea solución sólida (p. ej., 700C) se evitará la for-mación del superreticulado y se mantendrá la estructura de solución sóli-da a temperatura ambiente. En esas condiciones la aleación será relativa-mente blanda v dúctil. Si se desea luego endurecerla se la calentará de nuevo, pero sin fundirla, auna temperafura superior a la de apaición del superreticulado y se la delará en-friar lentamente. Como se desprende de la observación del dragrama de equili-brio del sistema (fig. 4-16),la máxilinatempemtura a que existe ei superreticula-do es 424"C para una composición 75,50/o oro y 24,50/o cobre. Es costum- de debre, entonces, calentar estas aleaciones a 700"C paru asegurarseque Ia aleaciónesté en LLn zona de solución sólida y a partr de alll delarla enfriar lentamente. Otra manera de lograr el endurecimiento por tratamiento térmico es ca-lentar la aleación a una temperatura elevada, pero dentro de la zona de for-mación del superreticulado delta (p. ej , 350"C) y manteneda a esa tempera-tura el tiempo suficiente (75 a 30 minutos) para lograr su aparición. Es importante recordar que tan sólo las aleaciones con un porcentaje deoro comprendido entre 64 y 88o/o con respecto a Ia cantidad total de oro ycobre son pasibles de tratamiento térmico por el mecanismo descrito, ya queson las únicas capaces de formar el superreticulado AuCu.Tratamiento tértnico d,e los a.ceros El endurecimiento de las aleaciones denominadas aceros se hace en vir-tud de un mecanismo distinto a los descritos.Recuérdenselas transformacio-nes que experimenta la solución sólida austenita aI enfriarse. Esa transfor-mación de una fase en dos (reacción eutectoide) sólo puede hacerse en con-diciones de equilibrio. Si éste no se produce en virtud de un enfriamientomuy veloz no se da tiempo a que el carbono salga de Ia solución en formade cementita. A temperatura ambiente habrá en ese caso una sola fase, llamada marten-sita, pero conteniendo más carbono del que puede ubicarse en el reticula-do espacial cúbico a cuerpo centradg del hierro. Ese exceso de carbono pa-ra ubicarse tiene forzosamente qué deformar por completo el reticulado.
    • Matetic¿lesmetítlicos 77En éste las dislocaciones no pueden moverse, por 1o que es muy difícil ladeformación y entonces el acero se hace duro y frágil. Para endurecer el acero, por lo tanto, debe enfriárselo bruscamente des-de una temperatura a la que exista austenita, de manera tal de transformar-la en maftensita. Nótese que el procedimiento técnico es inverso al descritopara los otros tipos de aleaciones Debido a que la mafiensita es exageradamentefrágil, es frecuente realizar conposterioridad a su formación un nuevo tratamiento térmico de calentamientoque permite que pafte de ella desaparezcadando así cierta tenacidad al acero.Este tratamiento térmico se conoce con el nombre de templado del acero Cuando se emplean aceros especialescon otros elementos aparte del hie-rro y el carbono incorporados en su composición, la forma del diagrama deequilibrio y, por ende, las condiciones en que se hace el tratamiento térmi-co cambian. Por ello no es aconsejabletratar térmicamente ese tipo de alea-ciones a menos que se disponga de instrucciones precisas provistas porquien preparó y estudió ese acero en particular.Corrosión en mqteriales metdlicos En el diseño de una estructura con materiales metálicos no se deben te-ner en cuenta sólo sus propiedades mecánicas para su selección. Se debeconsiderar también que una estructura metálica puede fallar por acción delambiente donde está ubicada. Este puede actuar química o electroquímica-mente, produciendo daños a esa estructura. Un tipo de daño químico que puede observarse en los metales es la for-mación de óxido en su superficie cuando están en un medio que contieneoxígeno. Lnahzado electroquímicamente, oxidación es pérdida de electronespor parte del átomo metálico. Las posibilidades de oxidación dependen dela faciiidad con que el átomo metálico pueda perder electrones. Metales al-calinos como el sodio, el potasio y el calcio pierden electrones con facilidady se oxidan. Los metales como el oro y los del grupo del platino (platino,paladio, iridio, rodio, osmio y rutenio), mantienen muy firmemente sus elec-trones y por ello es difícil que formen óxidos; son metales nobles. Más importante que la simple oxidación, si se considera la estabilidad yduración de una estmctura metálica, es el proceso de corrosión que implicapérdida de masa. Puede decirse que lo que lleva a un bloque de azicar asolubilizarse en agua es un proceso de corrosión, pero en los metales no seobserva solo así el fenómeno sino que se produce la llamada corrosión elec-troquímica o galvánica cuando están sumergidos en un medio líquido. Este tipo de corrosión representauna combinación de mecanismos de oxi-dación y de solubilizacrón. Cuando el metal está sumergido en agua, algunosde sus átomos pueden entrar en solución como iones y dejar en libertad elec-trones. Este proceso continúa hasta alcanzarse el equilibrio en el sistema. Pero los electrones que han quedado en libertad pueden combinarse concationes. En el caso de inmersión en agua lo pueden hacer con iones hidró-
    • 78 FundamentosCuadro 4-1. Algunos metales ordenados según su potencial de electrodo Lirio Anódico Potasio Calcio Sodio Magnesio Aluminio Cinc Cromo Hierro Níquel Estaño Plomo Hidrógeno Referencia Cobre Plata Plaüno Oro Catódicogeno (recuérdese que en el agua existe una cantidad de iones por la disocia-ción Hro = H* + oH-) formando gas que se libera y reanudándose a conti-nuación el proceso cuando los iones del metal reaccionan con los aniones. Es-te proceso será lento en agua debido a que hay pocos iones hidrógeno, peroen soluciones ácidas (pH bajo y gran concentración de iones hidrógeno) seacelera la corrosión. Recuérdese el ensayo de obtención de gas hidrógeno apartir del afAque del cinc con un ácido (aparato de Kipp). Se aprovecha en es-ta experiencia la corrosión del cinc por parte de la solución ácida. Al igual que en la simple oxidación, la velocidad de corrosión dependede la facilidad con que el metal pierde electrones (y del tipo de líquido enque esté sumergido, como ya se analiz6). Como la producción de iones yelectrones en una solución crea un potencial eléctrico, es posible compararla diferencia de potencial que se genera entre un determinado metal y unode referencia cuando están sumergidos en una solución y se los conecta for-mando un circuito. El que tiene mayor potencial de electrodo suministraelectrones al circuito, lo que equivale a decir que éste acfúa como ánodo,mientras el otro lo hace como cátodo. Como referencia, normalmente se usa el hidrógeno y sobre esa base sepueden ordenar los distintos metales según tengan mayor o menor poten-cial de electrodo. En el cuadro 4-1. hay una lista de metales ordenados deacuerdo con esas consideraciones. Los primeros en la lista son los que másfácilmente entran en solución y los últimos (nobles) los que menos poten-cial de electrodo tienen. Cuando dos metales distintos, en contacto o conectados externamente, es-tán sumergidos en una misma solución, el que tenga mayor potencial, o sea
    • Materiales metalicos 79el que esté ubicado más aniba en el cuadro 4-L, se comporta como ánodoy por ello entra en solución; se dice que este metal experimenta una corro-sión electrolítica o galvánica por formación de una celda galvánica. (Por su-puesto, este proceso es el utilizado en los acumuladores con el fin de obte-ner electricidad ) Así como el ánodo se corroe, el metal que actúa como cá-todo puede cubrirse con productos de reacción con aniones y pigmentarse. Celdas galvánicas se producen no sólo entre metales en solución y en con-tacto, directo o por medio de un circuito. Lo mismo sucede con las aleacio-nes, y a ellas también es posible ordenarlas según el potencial de electrodo. También dentro de una misma aleación puede formarse una celda queproduce corrosión si contiene más de una fase En las aleaciones eutécticasuna de las fases es siempre anódica con respecto a la otra, y éstas son lasdel tipo que más fácilmente se corroen. Incluso en una solución sólida en laqüe el enfriamiento no se produjo en equilibrio puede haber zonas con dis-tinta concentración de componentes que, en un medio líquido, generan laformación de celdas galvánicas y entran en corrosión. Se pueden formar también celdas cuando una parte metálica está en unaposición que hace que el líquido donde permanece sumergida tenga distin-ta concentración en diferentes zonas También las zonas con rajaduras o nopulidas pueden generar la formación de celdas galvánicas. Hay que tener en cuenta todo esto cuando se emplean materiales metáli-cos en medios agresivos,como lo es el bucal Los procesos de corrosión ad-quieren, en este caso, importancia no sólo por el deterioro que producen enia superficie del metal, sino también porque la liberación de iones metálicospuede conducir a reacciones patológicas al incorporarse al organismo. Poreso debe evitarse el empleo en esas circunstanciasde metales no nobles, osea con alto potencial de electrodo Hay que evitar también las aleaciones con más de una fase y la formaciónde celdas dentro de una aleación por falta de homogeneidad o por conta-minación. Es preciso tener cuidado además, de no dejar zonas metálicas sinpulir, ya que ellas pueden constituir celdas galvánicas. Algunas aleaciones de metales no nobles se pueden emplear en medioscomo el bucal si se las protege. En el acero el componente principal es nonoble (hierro), pero la incorporación en su composición de cierta cantidadde cromo hace que en su superficie se forme una capa de óxido que aíslaal resto e impide su corrosión. Este efecto de pasivación es el que se uttlizapara obtener el acero inoxidable. No sólo el cromo es capaz de formar una capa de óxido pasivadora. Tam-bién lo hacen el aluminio y el titanio. Con ellos también pueden obtenersealeaciones que, sobre la base del fenómeno de pasiuación, pueden utllizar-se en medios químicamente activos sin que se deterioren. Estos y otros me-canismos como el de incorporar al sistema un metal que actúa como ánodoy que es periódicamente reemplazado o el recubrimiento de la superficiemetálica con capas cerámicas u orgánicas que, por no tener electrones dis-ponibles, no se corroen electroquímicamente, se emplean también como
    • 80 Fundamentos medios para evitar daños en las partes metálicas. Esto sucede no sólo en odontología sino también en otros campos de aplicación de los metales. En resumen, cuando se utilizan materiales metálicos deben aplicarse los conocimientos relacionados con su estructura para obtener el máximo en 1o que se refiere a sus propiedades físicas y mecánicas, y también los conoci- rnientos relacionados con la maneÍa de reaccionar en el medio en el que van a aclrr t, paru que el resultado buscado no se vea comprometido ni a corto ni a largo pIazo.II
    • oncÁNtcos MnrrnrALES En el capítulo 1 se mencionó que los materiales orgánicos están constitui-dos por moléculas y éstas,a snvez, formadas especialmentepor átomos deltipo de los estudiados por la química orgánica. Es decir en los materiales or-gánicos que predominan el carbono y el hidrógeno acompañados por el oxí-geno, nitrógeno y otros átomos en menor proporciÓn aunque en algunos elcomponente es el silicio Esos átomos son los que, combinados pata formarmoléculas, dan lugar en definitiva a la constitución del material orgánico. Éste podrá presentafse en estado sólido si la afracción entre las molécu-las es suficiente como para asegurar una posición estable de cada una conrespecto a las vecinas. Ya se analiZaron las fuetzas de atracción capaces deproducirse entre moléculas y se recordará que se deben a la formación enellas de los dipolos, que pueden ser de tipo fluctuante o pefmanente. o sea Síaalsque las fuerzas de van der en sus distintas configuraciones son las quepueden hacer sólido vn mateÍial orgánico. ^ Como, en comparación con las denominadas primarias presentes en otrostipos de materiales son fuerzas débiles, puede inferirse, por lo pronto, quelos materiales orgánicos son en general más fáciles de fundir o ablandar ytienen propiedades mecánicas tales como resistencia y rigidez con valoresinferiores a los encontrados en los metálicos y los cerámicos. Sin embargo, dentro de esas cafactefistcasmecánicas generales es posible en- contrar grupos diferenciados. Cuando se consideran las características generales en condiciones ambientales,fundamentalmente de temperatura, es usual recono- cer tres grupos de materiales orgánicos: los plasticcx,las resinrts ylos elastómeros. Un material orgánico es considerado un plástico cuando en esas condi- ciones es fácilmente deformable e incluso moldeable. Las resinas, en cambio, son más rígidas y con tendencia a un comportamiento frágii. Los elastómeros, por último, permiten una deformaciÓn relafívamente grande sin perder un comportamiento significativamente elástico (sin deformación permanente).
    • 82 Fundamentos cH3- (cH),u- cH3 cH3- (cH)30-cH3 a b c,5 H3 ,- co o - croH ", Fig; 5-1. Fórmulas químicas de moléculas encontradas en materiales orgánicos nafurales Debe tenerse en cuenta que esta clasificación está realizada sobre labase de un comportamiento general y que los límites entre uno y otro noson definidos o netos. Además hay que recordar que se considera en ellael comportamiento a temperatura ambiente y sus cambios 1o modificansignificativamente. Así, por ejemplo, una goma (como la que constituyela base de un neumático para automotor u otro vehículo) es un elastó-mero Sin embargo, si se la sumerge en nitrógeno líquido puede obser-varse, al retharla, que se ha convertido en un material rígido y frágil. Sise lo deja caer, se fractura como lo hace un vidrio pero los trozos vuel-ven a su comportamiento elástico una vez que recuperan la tempetailtranor m al del a mb i e n teMateriales orgánicos naturales Los materiales orgánicos cle más antiguo uso son aquellos que se en-cuentran directamente en la naturaleza. La madera,las resinas, las ceras,son ejemplos de materiales obtenidos a partir de vegetales o de anima-les existentes en la naturaleza y que sólo necesitan del proceso indus-trial para lograr productos más perfeccionados y adecuados a diferentesnecesidades. Los distintos materiales orgánicos naturales pueden presentar variadaspropiedades según sea su constitución. Así, por ejemplo, hay ceras de diver-sos tipos, seÍaún su obtención (de plantas, insectos, minerales, etc.), y ellohace que su composición química sea distinta. Las fórmulas de la figura 5-1,corresponden a molécuias encontradas con frecuencia en materiales consti-tuyentes de ceras de uso en odontología De lo mencionado al hablar de generalidaclesde los materiales, es fácil de-ducir qué diferencias de propiedades existirán entre los materiales que esastresmoléculas determinan. El de fórmuia (c) es el más difícil de ablandar o fundir(ambas operaciones requerirán más temperatura) y el que a una determinadatemperatura exhibe valores rnás elevados de propiedades mecánicas. Esto sedebe a que la molécula (c) coresponde a un éster y en ella la presencia deoxígeno (dos átomos en el grupo carboxilo) con su mayor cantidad de electro-nes Ia hace asimétrica, con lo qLre constitllye un dipolo permanente. Las moléculas (a) y (b), en cambio, son similares en toda su extensión: sonsimétricas. Sólo pueden formar dipolos de tipo fluctuante, que desarrollan unaenergía de atracción entre sí inferior a la del dipoio permanente de la molécula
    • Materialesorgánicos 83(c) Los materiales con (a) y (b) son, por esra razón, m^s fáciles de fundir y ablandar y más débiles mecánicamente que el de molécula (c). Si bien tanto el material de fórmula (a) como el de fórmula (b) puedenestar en estado sólido por la atracción producida por dipolos fluctuantes, estambién fácil deducir que en el de rnolécula (b) los dipolos flucruanres pro-ducen mayor atracción que en la (a). En efecto, la energia de esos dipolos está dada por la cantidad de átomos que contribuyen a formados y en la mo-lécula (a) hay 17 carbonos mientras que en la (b) hay 32. El material con(b), entonces, si bien más débil y fácil de ablandar que el (c), es más resis-tente y de mayor temperatura de ablandamiento que el (a). Como puede verse, es posible disponer de materiales orgánicos, como lasceras, de distintos tipos seleccionando aquellos que rengan el tipo de molé-culas que brinden Ias caracteristicas y propiedades deseadas. Además es posible modificar aun más esas propiedades y característicasactuando de otra maneta sobre las uniones químicas secundariasque atraena molécula con molécula en una cera. Si se incorpora al material una sus-tancia que impida o dificulte la atracción entre dipolos se logra disminuir laspropiedades mecánicas y la temperatura de ablandamiento. Esas sustanciasque se interponen entre las moléculas para dificultar su atracción y lograr elefecto descrito se denominan plastificantes. Sobre la base del empleo de ceras constituidas por distintos tipos demoléculas y el uso de plastificantes o no es que se fabrican ceras "duras",casi indeformables a temperatura ambiente y frágiles (se fracturan al pre-tender deformarlas), otras más fáciles de doblar a temperatura ambiente yotras que a esa misma temperatura son absolutamente moldeables conpresión manual.Materiales orgánicos sintéticos - Polímeros Los materiales orgánicos como las ceras, es decir los nafurales, han sidoy son de gran utilidad, incluso en la odontologia actual. Sin embargo, lo queha ampliado el campo de acción de los materiales orgánicos en magnitud in-sospechada hasta no hace muchos años es el desarrollo de productos artifi-ciales de este tipo. Se denomina materialesorgánicos artificiales o sintéticos a los que, tenien-do las caracteristicas básicas de los materiales orgánicos, se obtienen a par-tir de moléculas sintetizadas o conformadas en un laboratorio o industria yno mediante el procesado de productos naturales. Por lo habitual, estos materiales orgánicos provienen de moléculas orgá-nicas de pequeño tamaño, es decir de bajo peso molecular. Debido a estaúltima característica,la posibilidad de atracción entre ellas es limitada. Lafuerza de los dipolos formados no es suficiente para dar lugar a un sólido yconstituyen, por lo tanto, un gas o un líquido. Es posible, sin embargo, Iograr que varias de esas moléculas se liguenpor medio de uniones primarias covalentes. De esta manera, la materia t
    • 84 Fundamentos MMMM M_M_M_M MMMM M-M_M-M MMMM M-M_M_M a b Fig. 5-2. Esquema de moléculas en estado de monómero (a) y de polímero (b)deja de estar constituida por moléculas pequeñas y pasa a estar constituidapor moléculas grandes o macromoléculas, resultado de la unión de variasmoléculas pequeñas. En este segundo estado, la energia de atracción de losdipolos resultantes será mayor y por eilo es posibie, entonces, que el gas oel líquido se transforme en un sólido o material orgánico sintético. Recapitulando, un material orgánico sintético se puede obtener a parlir demoléculas pequeñas que se denominan comúnmente monÓTneros(significaque tienen una parte). De algún modo se logra unir varias de esas molécu-las para formar otras más grandes, denominadas polímeros (significa que tie-nen muchas partes). El proceso, que se conoce con el nombre de polimeri-zación, se esquematiza en la figura 5-2 y como resultado de é1 Ia materia lí-quida o gaseosa se transforma en material sólido. lJn polímero es una molécula de gran tamaño (o macromolécula) y mu-chas de ellas forman un material orgánico Sin embargo, es frecuente deno-minar polímero al material orgánico final. Por este motivo muchas veces seutlliza la palabra polímero como sinónimo de material orgánico, especial-mente en el caso de los sintéticos. El sólido orgánico resultante será tanto más "sólido", es decir, tendrátanto más elevadas propiedades, por ejernpl<¡, mecánicas, cuanto mayorsea el número de moléculas que se hayan unido para fbrmar cada molé-cula de polímero, ya que así se logrará mayor affacción por fuerza de di-polo entre ellas. Si se desea, entonces, un material de elevadas propiedades mecánicas, esnecesario lograr un alto graclo de polimerización Se denomina así a un núme-ro que indica la cantidad de rnoléculas de monómero que se han unido paraformar las del polímero. Así, por ejemplo, en el esquema de 1afigura 5-2 el gra-do de polimerizacrón del polímero es cuatro, ya que son cuatro las moléculasde monómero que se han unido para formar cada molécula de polímero. En realidad, el ejempio vale sólo para un esquema, pues en Ia práctica,para obtener materiales aceptables,es necesario lograr moléculas con gradode polimerización de varios miles o decenas de miies de unidades. También es teórico pensar que todas las moléculas o macromoléculasdel polímero o material orgánico final tendrán exactamente el mismogrado de polimerización. Cuando se dice que un polímero tiene un gra-do de polimerización de, por ejemplo, 12.000, no se está afirmando quetodas sus moléculas son el resultado de unir 12.000 monómeros, sinoque habrá algunas formadas por 12.000 y otras por más o por menos deesa cifra. Lo que se indica es que el promedio del número de monómeros
    • Materictles orpítnicos 85 R_R_R_R L-L-L_L_L I R R I t-L-L-L-L R R I L-L-L-L-L R- R _ R - R - R a b c -c-c-c-c- c-c-c-c a c tl -c-c-c-c-c-c-c-c-c-c- -c-c-c-c- I L I c I - c-c-c-c c -c -c -c -c -c cFig. 5-3. Esquemas de materiales poliméricos con estructura espacial lineal (a), ramificada(t ) y de cadenas cmzadas (c)que constituyen las moléculas del polímero es 12.000 y a éste se lo con-sidera el grado de polirnerización del material para dar una idea de suconstitución.Estructura espacial de los poÍimeros El proceso de polimerización puede describirse como el de formación ocrecimiento de cadenas a partir de la unión de eslabones. Estos últimos sonlos monómeros y la c dena, la molécula de polímero. Si ese crecimiento seproduceen una sola di,rección se tendrá, como resultado, un polímero de-nominado de estructura espacial lineal. En la figura 5-3a se esquematiza esa disposición espacial. Debe enten-derse que ella es sólo un esquenu y que es muy difícil que todas las ca-denas o moléculas se orienten paralelas una a otras. Si bien en condicio-nes muy controladas es posible conseguirlo y obtener polímeros o mate-riales orgánicos con cierto grado de crtstahzación, es más frecuente quela estruct,uralineal final que logra tenga un aspecto más desordenado. Seentiende por tal al que presentan macromoléculas o cadenas que no seorientan paralelas entfe sí sino enmarañadas y "enroscadas" una sobreotra. Esa estructura es parecida a la de los tallarines cuando están situa-d,os en un plato. Resulta muy difícil que cada uno de ellos se ubique pa-ralelo al otro, por lo que su distribución no sigue ningún patrón fijo,y si se piensa que cada uno de los tallarines en el plato representa unamacromolécula, puede tenerse una idea de la estructura de un polímerolineal. Qrtizá sea más correcto comparar la estructura con el aspecto qltepresentaría un conjunto de lombrices en un recipiente ya que las molécu-las tienen cierta capacídad para moverse, aunque en forma restringida se-gún la temperatura a que esán sometidas.
    • 8ó Fundamentos Mediante el empleo de moléculas adecuadases posible consegr.rir que, al for-marse el polímero, se produzca en algunas zonas un crecimiento lateral de lamisma manera en que crecen ramas a partr de un tronco principal. En la figu-ra 5-3b se esquematiza esa estructuru espacial, que se denomina ramfi.cada. Es también posible lograr que las cadenas de polímero puedan unirsetransversalmente por medio de uniones primarias en algunas zonas. Al con-seguir esto se forma una especie de enrejado en la estructura, que se llamade cadenas ctuzadas y está esquematizada enla figura 5-3c. En una sirua-ción ideal, difícilmente alcanzable, sería posible enfrelazar todas las macro-moléculas que constituyen una porción de material y asi el cuerpo con élconfeccionado estaira constituido por una sola molécula gigante. Tal como seguramente se estará intuyendo, esas diferencias en la estructu-ra espacial de un polímero se traducen en diferencias de propiedades. En laestrucrura lineal cada macromolécula actia independientemente de Ia otra, ano ser por la aúacción por dipolo, es decir, por la unión secundaria, que semanifiesta entre ellas. Las cadenas son, por lo tanto, fácilmente movilizablesuna sobre Ia otra y el material será relativamente débil en cuanto a propieda-des mecánicas. Al calentarlo es fácil vencer con energía térmica la energia dela unión secundaria y el material se ablanda con facilidad. Con esta estructura el material es un polímero o material orgárico terrno-plnstico, o sea que se ablanda antela acción de la temperatura. Por eso se losconoce, vulgarmente, con el nombre de plásticos, y seguramente alguna vezse habrá observado cómo, al dejar por descuido un objeto de "plástico" cer-ca del fuego o simplemente al sol, se produce su ablandamiento o termoplas-tificación. Esta caracteitstica se aprovecha en la industria y a veces en odon-tologia para moldear el material. Cuando se quiere fabricar algo en "materialplástico", o sea con un material orgánico sintético basado en un polímero deestructura lineal, se ablanda el producto por calor y se Io inyecta en un mol-de o matriz. Luego se lo deja enfriar y se tiene el objeto buscado. Cuando un material de estructura lineal es crtstalizado (orientadas sus mo-léculas), la temperatura necesaria para lograr ese ablandamiento se eleva yaque con esa configuración la atracción entre las macromoléculas es mayor. Los polímeros de estructura ramificada tienen estas mismas propiedadespero las "ramas" laterales dificultan el movimiento de cadena sobre cadenaademás de proveer a la formación de mayor número de dipolos y, por con-siguiente, brindan más elevadas propiedades mecánicas y mayor dificultadpara ablandarlos. En la estructura de cadenas cruzadas el movimiento de cadena sobre ca-dena se ve muy dificultado ya que entre muchas de ellas se ve trabado poruniones primarias. El polímero así constituido tiende a ser más rigido y aImismo tiempo más fuágil y no se ablanda por acción de la temperatura. Sise lo calienta mucho se quema pero no se ablanda. No son polímerostermoplásticos sino termofiljos. Cuando se necesita resistencia a la temperatura, tal como en el mangode una cacerola o de una plancha, se usa un material como la baquelita,
    • Materialesorganicos 87 CH3-(CHr).-COOH + NH,-(CH,)-CH, ---------> H , O + CH,- ( CHr ) o - CO- NH- ( CHr ) u - CH3 Fig. 5-4 Reacción de condensación entre el ácido hexanoico y la hexanoamina.que es un polímero de cadenas cruzadas y por ello termofijo. Ese mango dela cacerola no se ablanda al cocinar pero se quema si entra en contacto di-recto con una llama de gas.Mecanismos de polimeúzaciÓn La reacción de transformación de monómeros en polímeros puede hacer-se de varias maneras Los mecanismos más utilizados enla fabrtcación y usode materiales dentales son los de polimerización por condensación, polime-rización por apertura de anillos y polimertzación por adición.Polimerización por condens ación La polimerización por condensación se produce haciendo reaccionar mo-léculas, generalmente distintas, para logr^r su unión. Como resultado de esareacción se logra no sólo la unión sino también la formación de subproduc-tos de bajo peso molecular (agua, amoníaco, etc.) que quedan al margen dela molécula de polímero. En la figura 5-4 se muestra cómo dos moléculas pueden reaccionar 1o-grándose su unión por condensacióny la formación de un subproducto. Eneste caso el ácido hexanoico se une a Ia hexanoamina y, colateralmente, seha formado agua. Claro que así la posibilidad de reacción se ha agotado ysólo se ha formado un polímero muy pequeño, más exactamente un díme-ro (de dos partes). Si se quiere algo ttilizable como material se hace necesario formar unpolímero más grande, de mayor grado de polimerizaciín. Para ello lasmoléculas deben tener por lo menos dos grupos reactivos. Así, por ejem-plo, y tal como se muestra en la figura 5-5, si se utiliza el ácido hexano-dioico (dos grupos ácidos) y la hexanodiamina (dos grupos reactivosamina) se pueden unir formando un dímero. Pero el ácido queda con ungrupo carboxilo libre para unirse a otra molécula de hexanodiamina yésta queda con otro grupo amina libre para reaccionar con otra molécu-la de hexanodioico. Estas nuevas moléculas unidas a las dos originalesquedan, a sv vez, con grupos reactivos libres para unirse a otras molé-culas y así el proceso continúa hasta obtenerse el polímero de "n" gra-do de polimetización que se muestra en la misma figura. Se habrá obte-nido simultáneamente unarnolécula de agua cada vez que se produjouna unión. El polímero representado, que se conoce comercialmente con el nombrede Nylon 66 (los dos seis representan el número de átomos de carbono
    • 88 Fundamentos n COOH-(CH,).-COOHn NH,-(CH,).-NH, -----> + - ¡gg-(cH,).-co-NH-(cH,)6- -co-(cH)o-co-NH - NH -(C H ,)" -H H -l n l + n H ,O de por entre y Ftg. 5-5.Formación un polímero condensación el ácidohexanodioico la hexanodiamina. de cada molécula que interviene en la reacción), es de cadenas lineales. Si en lugar de utilizar una molécula con dos grupos reactivos se usa una con tres o más se pueden obtener uniones en varias direcciones del espacio y lo- grar polírneros de cadenas cruzadas. En la figura 5-6 se muestra una molécu- la con tres grupos SH (sulfhidrilo) que al reaccionar con un oxidante (repre- sentado esquemáticamente por XO) forman agra y un polímero de ese tipo. Pol:imcrización por apertura de anlllas Otro mecanismo que permite obtener polímeros y materiales orgánicos es Ia apertura de anillos. Dentro de esta última es común la que se produce en las moléculas de tipo epóxica. La formación del polímero se hace en este caso a partir de una molécula con dos radicales epóxicos (los terminales de la fórmula de la figura 5-7a) que se hacen reaccionar con una diamina (fig. 5-7b). La reacción permite Iograr un polímero puesto que ambas moléculas tienen dos grupos reactivos, de manera n ( HS SH ) +3 n X O , - - aaa. I - SH séR€s ,l l I S I + 3n HrO s I II I - s- R* r - t- - s- I I I s I Ftg. 5-6. Esquema de la formación por condensación de un polímero de cadenas cruzadas.
    • Materiales orgánicos 89 ,zo ,zo CH,-CH- R - CH- CH, + NH, CH, - CH, NH, R- --------> - ( c H, - c H o H R -C H OH H ,-N H C H ,-R - C H ,N H )" - -C c Fig. 5-7. Forrnaci(rn cle un polímero epóxico por apertura de anillossimilar a como se logra Ia polimerización por condensación, pero no se for-ma ningún subproducto. Ei polímero se muestra en la figura 5-7c y es el quedetermina la formación de la habitualmente denominada resina epóxica confrecuencia utilizada como adhesivo en aolicaciones caseras e industriales.Polimerización por adición Este tipo de polimerización se diferencia de la polimerización por con-densación por el hecho de que, como resultado de ella, se obtiene el polí-mero y ningún tipo de subproducto y de la polimerización por apertura deanillos en que no se parte de moléculas con dos Éarupos reactivos distintosque interactúan. La polimerización por adición se da en las sustanciascon moléculas nosaturadas,entendiéndose por tales aquellas con dobles ligaduras entre áto-mos de carbono o sea las que derivan de la química de los alquenos. La más sencilla de las moléculas no saturadases la de eteno o etilenorepresentada en la figura 5-8a. En un determinado volumen o cantidadde etileno existe una determinada cantidad de esas moléculas pequeñasy como sólo pueden atraerseentre sí por débiles dipolos fluctuantes (ob-sérvesela configuración simétrica de la molécula), la sustanciaes un ÉJas.Sólo puede transformársela en líquido a muy bajas temperaturas y/o muyalta presión. Pero esa doble ligadura representa un estado de excesiva energiay la ma-teria tiende a ordenarse en la forma más cómoda posible, para decir en tér-minos comllnes 1o que en termodinámica seú.ael ordenamiento qLle menorcantidad de energía requiera. O sea que si se le da la posibilidad, esas do-bles ligaduras se abren con relativa facilidad quedando las moléculas "acti-vadas" con una valencia libre para cada átomo de carbono (fig. 5-8b) Como esa valencia libre no puede existir, se satura combinándose con lavalencia libre que puede quedarle a otra molécula de etileno que ha expe-rimentado el mismo proceso. Como resultado de la aperfura de las doblesligaduras se han unido moléculas de etileno entre sí por uniones primariascovalentes sin que se haya formado ningún subproducto. Se ha constituidoun polímero por adición y éste es el del etileno o polietileno, ya que se acos-tumbra denominar a los polímeros obtenidos por adición anteponiendo elprefijo "poli" al nombre de la molécula del monómero (fig 5-8c).
    • 90 Fundamentos HH HH tl ll -c- c- tl HH HHFig. 5-8 Molécula de etileno(a); la misma molécula activada (b) y molécula de poli(etileno) (c) El etileno polimerizado, deja de ser gas y se transforma en sólido, puesentre moléculas más grandes la fuena de los dipolos es mayor. Pero esos di-polos siguen siendo fluctuantes y 1asuniones entre cadenas, débiles. EI po-lietileno es entonces un sólido, aunque fácilmente deformable. Seguramenteel lector tuvo alguna vez en sus manos una hoja o bolsa depolietileno y le habrá resultado sumamente fácil estirarla o romperla. La fa-cilidad paralograr esto dependerá del grado de polimerizaciín alcanzado enel polietileno (tamaño de las macromoléculas) y de su grado de cristaliza-ción (ordenamiento de las cadenas de macromoléculas) Si se desea obtener polímeros de mejores propiedades mecánicas será nece-sario lograr que entre las cadenas se generen fuerzas mayores, o sea, crear, porlo menos, dipolos permanentes. Esto se consigue empleando monómeros quepueden considerarse derivados del etileno, vale decir moléculas en las que unoo más hidrógenos del etileno se han sustituido por otros átomos o radicales. En la figura 5-9 se muestran tres moléculas de ese tipo. Corresponden alas denominadas vinílicas (vinilo es el radical que queda aI sacar un hidró-geno al etileno) aunque la tercera es más conocida como acrílica. Como to-das tienen dobles ligaduras pueden polimerizar por adición, como lo haceel etileno, es decir por apertura de la doble ligadura y saturación de las va-lencias libres de los átomos de carbono entre sí. Por tener distintos grupos laterales pueden dar lugar a la formacíón de di-polos permanentes además de dificultar la movtlización de una cadena so-bre otra y así confieren propiedades mecánicas de rigidez y resistenciaaI material polimerizado más elevadas. Compárese por simple observación y tacto las propiedades ya descritasde una bolsa de polietileno común con las de un envase vinílico como losde cremas o productos para la higiene capllar y con las de un objeto deacrílico como son algunas piezas usadas en decoración, sillas, óptrcas paraautomotores en reemplazo del vidrio. Las diferencias entre las propiedadesde esos objetos no son más que la consecuencia de Ias diferencias de losvalores de atracción entre las macromoléculas y éstos, a su vez, son conse-cuencia de la estructura química del monómero empleado. Si lo que se busca obtener son propiedades intermedias, es posible ha-cer polimerizar juntos distintos tipos de monómeros con dobles ligaduras,
    • Materiales orpá.nicos 9| HHHHH CH, rrl tl a- a a- a a I - C rtrtl HCI HC6 H5 H I coocH3 ab cFig. 5-9 Monómero de cloruro de vinilo (a), vinil benceno o estireno (b) y 2-metilpropenoato de metilo o metacrilato de metilo (c)por ejemplo, uno vinílico con uno acrílico. No hay ningún inconvenientepara logtat su unión al desdoblarse la doble ligadura, ya que el mecanis-mo de la polimerización es exactamente igual. Lo obtenido en este casono es un bomopolímero (como se denomina al polímero formado por mo-nómeros todos iguales) sino un copolímero, es decir un polímero forma-do por cadenas en las que existen distintos monómeros El proceso de ob-tención de estos últimos se suele denominar copolimerización. Nótese que el químico que desarrolla este tipo de materiales puede dise-ñarlos y fabricarlos con las propiedades que desea, desarrollando primerolas moléculas del monómero y luego uniéndolas de distintas formas hastaencontrar lo buscado. Este hecho ha permitido el gran avance experimenta-do en todos los campos de la industria y de los materiales dentales por losmateriales orgánicos sintéticos. En todos los casos descritos hasta aquí de polímeros obtenidos por adi-ción se hal>rá logrado un polímero de estructura espacial lineal, ya que elcrecimiento de la macromolécula sólo pudo darse en la dirección de la úni-ca doble ligadura desdoblada. Si se emplean total o parcialmente monóme-ros con dos dobles ligaduras en sus moléculas es posible obtener polímerosde cadenas cruzadas, puesto que cada doble ligadura forma una cadena yambas quedan Iigadas por uniones primarias a través de la parte de la mo-lécula comprendida entre las dos dobles ligaduras originales. Este procesose esquematíza en la figura 5-10. Nuevamente se ve cómo se pueden obtener el producto y las propieda-des buscadas seleccionando el o los monómeros a Dartir de los cuales se for-ma el material orgánico sintético.Etapas dela polfunerización por adición Cuando el proceso de polimerización se produce por condensación o poraperÍrr^ de anillos, se trabaja mezclando o poniendo en contacto las dossustanciasque deben reaccionar entre sí, una de las cuales recibe común-mente el nombre de base y a otra el de reactor. La reacción así se produceentre las moléculas más cercanas hasta que ya no existe posibilidad quími-ca o fisica de que continúe. En el caso de que la polimerización sea por adición, el proceso se reali-za en etapas más individualizables En primer lugar, al estar todas las molé-culas en estado de monómero o sea con dobles ligaduras, se hace necesario
    • 92 Fundamentos -c-c-c-c- ll RR ll -c-c-c-c-c-c- I I ll R RR II I R I -c-c-c-c-c- R -¿-Fig. 5-10. Formación por adición de un polímero de cadenas cruzadas (No se muestran loshidrógenos u otros grupos unidos al carbonoactuar de alguna m nera sobre ellas para niciar la polimerización. Esa ini-ciación o primera etapa del proceso de polimerización por adición se pro-duce en el momento en que alguna o algunas moléculas del monómero des-doblan su doble ligadura. l{ay vartas formas de hacer liegar energía al sistema para qLLeesto se pro-duzca. Puede hacérselo por medios físicos o químicos. En el primer caso,factores como la luz, el calor y/o la presión son capaces de romper algunadoble ligadura e iniciar la polimerización de moléculas no saturadas. Con es-te método es difícil, si no imposible, obtener en breve tiempo un polímerode adecuado grado de polimerización. Por ello, en el empleo de este tipo de materiales se recurre con frecuen-cia, sobre todo en el trabalo odontológico, a la iniciación química de Ia po-limerización Ésta se logra poniendo en contacto las moléculas de monóme-ro con radicales libres, siendo éstos moléculas con valencias libres. La ener-gia extra que esta valencia libre representa es capaz de desdoblar las do-bles ligaduras de las moléculas de monómero. Los agentes utllizados, ini-ciadores, por lo general son peróxidos, pero como su acción es lenta, seaceleran o activan por medio de agentes físicos como el calor o la luz ul-travioleta o por medio de otras sustancias químicas llamadas, precisamen-te, aceleradores o actiuadores. Por esto último es frecuente hablar en el empleo de materiales orgáni-cos sintéticos en odontologia de productos temopolimerizables, fotopoli-merizables o autopolimerizables según se haya utilizado el calor una luzo una sustancia química como agentes activadores de la iniciación. Tam-bién se usan los términos termocurables, fotocurables o autocurables para R-COO-OOC-R-------->2 CO, + 2 R - g Fig. 5-11. Obtención de radicales libres por calor a partir de un peróxido
    • Mateñales orgánicos 93 a R-C-C - C=C C=C C=C C=C -{-C-R b R-C-C-{-C- C=C C=C -C-C-C-C-R c R-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-R d R-c-c-c-c-c-C-H* C=c{-c-c-c-RFig. 5-12. Etapas de la polimerización por adición: iniciación (a), propagación (b), terminaciónpor acoplamiento directo dc cadenas (c) y te¡minación por transfcrencia de hidrógeno (d) (Nose muestran bs hidrógenos u otros grupos unidos al carbono )iclentificarlos ya que, en la tecnolo¡lía de los materiales orgánicos sintéti-cos, es común denominar cllrado al proceso mediante el cual se produceLrna polimertzación En la figura 5-11 se muestra cómo un peróxido esquemático puede ser ac-tivado al descomponerse rápidamente cllando se lo activa, por ejemplo porla acción del caior, y producir radicales libres En la figura 5-2 es posiblever cómo, en una cantidad de monómeros, al formarse los radicales libresse desdobla la h.gadura de varias moléculas de monómero (de dos en elejemplo). La et^pa de iniciación de la polimertzactín por adición es quizás la más im-pofiante de conocer al trabajar con materiales dentales, ya que esa etapa co-mienza cuando el qLle trabaja el material decide activarlo por calor, una radia-ción o con el uso de un activaclorquímico No por ello dejan de ser impor-tantes los pasos siÉluientes, por lo menos para el químico interesado en desa-rrollar un producto determinado lJlnavez que cornenzó, el proceso debe propagarse.Sin embargo, esto norequiere mucho cuidado plles, como se ve en la figura 5-12, las dos molécu-las "activadas" han quedado con vaiencias libres, o sea con energía para des-cloblar a otras dobles ligaduras y éstas,a su vez, a otras. Esto significa que lapolimerización debe ser rniciada pero la propagación se hace sola. En algún momento el proceso debe concluir. La tercera etapa o de termi-nación se puede producir de varias maneras y las dos más comunes se es-quematizan en la figura 5-L2c y d El primer caso se denomina terminación por acoplamiento directo de ca-denas o aniquilación. Dos moléculas próximas intercambian sus valencias li-bres y quedan así saturadasy sin posibilidad de seguir creciendo. En el segundo caso, de transferencia eie hidrógeno, se produce el pa-sale de un átomo de hidrógeno de una molécula a otra como se muestraen la figura 5-72d. Una de las cadenas queda así saturada e imposibilita-da de continuar polimerrzando. La otra permanece con una doble ligadu-ra y puede en algún momento reanudar el proceso si se le brinda la ener-gía necesaria. Por medios adecnados es factible detectar en un materialpolimerizado la presencia de dobles ligaduras, lo que indica que este ti-po de terminación se produce en cierta cantidad de las moléculas quepolimerizan.
    • 94 FunclamentosFenómenos anexos a la polirnerizaciÓn Cuando se logra transformar un monómero en polímero se obtiene nnmaterial orgánico sintético o poiímero, pero, simultáneamente, es posibledetectar dos fenómenos colaterales que es preciso tener en cuenta. El primero de ellos se debe a qLle, tal como ya se clestací, la polimeriza-ción representa un cambio de un ordenamiento de mayor energía a uno demenor energía. La sustancia monómero tiene mayor energía que la sustan-cia polímero. Al producirse la polimeización, esa energía no puede perder-se sino que se transforma y libera en forma de energía térmica. En otras pa-labras, Ia reacción de polimerización es exotérmica y hay que tenerlo encuenta, ya que puede traer dificultades en ciertos trabajos en los que se usala polimerización en materiales dentales. El otro fenómeno se debe a la distancia qLle separa a las moléculas de mo-nómero cuando está en ese estado que es diferente a la que las separa cuan-do integran la cadena de polímero. En el primercaso ia ligazón entre ellas espor uniones secundariasy, por 1o tanto, la distancia entre monómero y mo-nómero es relativamente grande (algunas decenas de nanómetros) Al formar una cadena de polímero reaccionan para unirse por covalenciay se acercan a una distancia mucho menor (centésimas de nanómetro). Esto hace que la masa de polímero ocupe un volumen menor que el dela misma masa de monómero y que, por lo tanto, sLl densidad sea mayor.Para expresarlo de manera más sencilla, cuando un material polimeriza, secontrae y tanto más cuanto mayor sea el número de moléculas por unidadde volumen que se unen para formar el polímero. Esta contracción es tanto mayor cuanto menor es el peso molecular dela molécula original ya que para un mismo volumen será necesario unirmayor cantidad de ellas. A la inversa, si se parte de moléculas de mayortamaño (mayor peso molecular),a contracción que se produce al polime-rizar es menor. Es importante recordar este hecho, por ejemplo, cuando sediseñan adhesivos orgánicos que endurecen por polimerización. Deberá entonces tenerse presente que, salvo al utilizar algunas molécu-las de configuración muy particLrlar,allograr un sólido por polimertzaciónse obtendrá un volumen menor al del monómero del cual se oafiió.Propiedades de los rnateriales orgánicos sintéticosy su modificación En repetidas ocasiones a lo largo de este capítulo se ha relacionado la es-tructura y química de las molécr¡las o macromoléculas constituyentes de unmaterial orgánico con sus propiedades. Respecto de ias propiedades físicas se puede agregar que son materia-les de poca densidad en comparación con los metálicos y malos conduc-tores térmicos y eléctricos, pues en su estructura no existen electrones li-bres capaces de transmitir esa forma de energía. Ante los cambios térmicos
    • Materiales orgánicos 95 experimentan una variación dimensional elevada (alto coeficiente de varia- ción dimensional térmica), porque sus moléculas ligadas por uniones se- cundarias pueden alejarceo separarse por acción de la temperatura con re- lativa facllidad. Además, como no poseen electrones libres no absorben la energía lumi- nosa y pueden ser transparentes si la estructura no contiene porciones ca- paces de refructar internamente la luz haciéndolo translúcido u opaco. por supuesto este efecto puede modificarse agregándoIe pigmentos que los co- lorean de acuerdo con el color deseado. En condiciones normales sus valores de propiedades mecánicas como los de su módulo elástico, resistencia, límite proporcional, son inferiores a los de los otros tipos de materiales. No tienen mucha rigidez y no son frágiles, por lo que resultan bastante resistentes al impacto, aunque algunas resinas, especialmen- te las de estructura de cadenas cruzadas,pueden constituir una excepción. De todas maneras, esas propiedades mecánicas cubren una gama relativa- mente amplia de posibilidades, ya que se las puede modificar según se em- pleen homopol-rmeros o copolímeros, cadenas lineales o cruzadas,según se los obtenga con alto o bajo grado de polimerización o con alto o bajo grado de cristalización. Es posible, utilizando el monómero adecuado y generando un polímero parcialmente cruzado, obtener polímeros elásticos,elastómeros.Una tensión produce separación y estiramiento de las moléculas pero el entrecruzamien- to permite que al retirar la tensión vuelvan a su posición original. Este com- portamiento en realidad no responde exactamente a la Ley de Hooke y ten- siones inferiores al límite proporcional pueden producir deformación perma- nente en función del tiempo que dure su acción, o sea que en realidad el comportamiento debe ser descrito como viscoelástico. Estos aspectos se de- ben tener en cuenta en algunas aplicaciones de elastómeros. En resumen, puede inferirse que las propiedades mecánicas de un polí- mero son determinadas por: a) las características de la estructura química de sus moléculas, b) el tamaño de las macromoléculas y c)la configuración es- pacial de la estructura. También es posible, al igual que en los materiales orgánicos naturales, va- riar o disminuir las propiedades mecánicas y obtener mayor flexibilidad agregando plastificantes, que se interponen entre las macromoléculas impi- diendo que se manifieste la atracción por dipolo entre ellas. El inconvenien- te de este método radica en que los plastificantes son solubles en mayor o menor grado y, por lo tanto, cuando polímero entra en contacto con el agua o la salla, para el caso odontológico, esa sustancia sale de Ia masa deI material y éste pierde flexibilidad. El uso de plastificantes es frecuente en las telas plásticas impermeables. Pero si éstas no son de calidad es fácil ver que después de algunos lavados o lluvias se vuelven quebradizas y úgidas. Esto se produjo por la solubiliza- ción del plastificante, que provocó la perdida de su efecto "lubricante" en- tre las macromoléculas.
    • 96 Fund¿tmentos Las consideraciones realizadas en estos últimos pánafos Ileva a analizaralgunos aspectos del comportamiento de los polímeros en distintos medioslíquidos. La capacidad de esos medios de introducirse en la estructura (fe-nómeno descrito habitualmente como de sorciónpuesto que incluye algo deadsorción y algo de absorción) y eventualmente solubilizar (separar las mo-léculas e incorporadas al medio) está relacionada con la polaridad del líqui-do y la polaidad de las moléculas del polímero. Los polímeros obtenidos a partir de moléculas no manifiestamente pola-res o sea básicamente sin grupos como los oxhidrilo (OH) o carboxilo(COOH) sin esterificar, no tienen, o tienen muy poca capacidad, para incor-porar agua y/o disolverse en ella son hidrofóbicos. Sólo pueden ser disuel-tos con solventes no polares como, por ejemplo, el cloroformo. En cambio, si la molécula contiene ese tipo de grupos el resultado es unpolímero con afinidad con el agua, es decir hidrofílico. Estas diferencias pueden visualizarse al diferenciar el comportamiento enagm del polímero de metacrilato de metilo del que tiene el de ácido poliacríli-co. El primero es prácticamente insoluble en agua y el segundo sí lo es dadoque en el primero el grupo carboxilo está esterificado y en el segundo no.Obtención de partes en materiales orgánicos Es posible obtener cuerpos, por ejemplo al realizar un trabajo odontoló-gico, que tengan como base materiales orgánicos fundamentalmente por me-dio de dos procedimientos o técnicas que, en realidad, ya se mencionaronal hacer referencia a las propiedades de los polímeros y los mecanismos depolimerización. Una posibilidad consiste en partir de un material orgánico que pueda serablandado por calor con cierta facilidad. En este estado fácilmente deforma-ble se 1o ubica en un molde o mafriz en el que se lo deja enfriar para quetome la forma correspondiente. En la otra se parte del uso de una cierla masa de moléculas en estado demonómero para obtener un líquido o una pasta. IJna vez que se le ha dadola forma que se desea obtener se procede a generar una reacción de poli-merizaciín que conduzca a la formación del sólido final. Todos los conceptos que se han descrito aquí sobre la estructura y carac-terísticas de los materiales orgánicos se han utilizado en el desarrollo de ma-teriales de este tipo para distintas finalidades, entre ellas las odontológicas ypor ello es necesario tenerlos presentes en el momento de su empleo concualquiera de estos procedimienios para un mejor aprovechamiento de suspropiedades y un mejor resultado en su empleo.
    • crnÁvtcos MnrrnrALES Los materiales cerámicos contienen elementos metálicos y no metálicos,tal como se describió en el capítulo 1. El término cerámico se refiere no só-1o a los materiales utilizados en objetos de arte o decoración; también inclu-ye sustanciasque se usan en distintos campos. Estas son el yeso, los ladri-llos, los abrasivos, los refractarios, la porcelana, etcétera. Por otro lado, sedenomina "cerámica" a las técnicas de trabajo con algunos materiales cerá-mlcos. Hay muchos materiales cerámicos ya que existen innumerables combina-ciones posibles entre los dos tipos de elementos y porque, a su vez, cadauna de ellas puede tener distintas formas de ordenamiento estructural. Dentro de esas diferentes formas debe reconocerse que los átomos metá-licos y no metálicos pueden unirse por uniones iónicas o por covalencia. Es-to da lugar a la existencia de materiales cerámicos con diferencias en algu-nas de sus propiedades como se describirá.Estructuras cristalinÍrs y amorfas Los materiales cerámicos, tiene en muchos casos,una estructura cristalinacomo los metales, pero, a diferencia de éstos, el reticulado está compuestopor aniones y cationes y no tiene electrones libres. Éstos son compartidospor covalencia o cedidos o tomados parc formar uniones iónicas. Las estructuras cristalinas de los materiales cerámicos son considerable-mente más complejas que las de los metálicos. En cuanto a las estructurascerámicas que se forman a partir de un metaloide, el silicio y el oxígeno, so-los, como en la sílice (dióxido de silicio, SiO/, o combinados con cationesmetálicos para formar silicatos, resultan muy interesantes. En el primer caso, en la sílice, las uniones que condicionan la estructura
    • 98 Fundamentosson todas covalentes, tal como se las describió en el capítulo 1 como ejem-plo de material cerámico. Debido a la elevada energia que esas uniones re-presentan, la sílice es muy difícil de fundir o deformar. Con la misma base de SiO, o sea dos átomos de oxígeno por cada unode silicio, existen en realidad varias formas cristalinas.Las más comunes soncvarzo, tridimita y cristobalita. En el caso de los silicatos, los iones metálicos hacen que en algunas zo-nas de la estructura haya uniones iónicas. Al ser algo más débiles que las co-valentes, se favorece la fusión y se crea la posibilidad de separar trozos dematerial a lo largo de los planos constituidos por esas uniones. Esto es evi-dente sobre todo en las láminas que puede formar la mica y en las fibras delamianto. Algunas de estas últimas estructurasde silicato son similares a las cadenasde algunos polímeros orgánicos que también contienen silicio. Ya se men-cionó que en esos casos se borran en parte las diferencias entre los distin-tos tipos de materiales. Cuando una estructura como la de la sílice es fundida elevando la tempe-ratura a la que se la somete, no llega a constituir un líquido en la acepciónusual de la palabra; su aspecto es más bien el de una masa semifluida o vis-cosa, que fluye con dificultad. Por supuesto, esto se debe a las fuertes unio-nes químicas existentes en esa estructura que impiden la fáctl movilidad delos átomos. Esto hace que al enfriarse en condiciones normales les sea casiimposible ordenarse para volver a una estructura cristalina. En esas condi-ciones, la sílice constituye una estructura amorfa, que se llama vidrio. Si se incorporan cationes en la masa fundida, por ejemplo en forma deóxidos metálicos, es posible agregarlosen la estructura amorfa final y así ob-tener vidrios con distintas características según el tipo y la cantidad de catio-nes que se incorporen al silicato. A continuación figuran algunas modifica-ciones en las propiedades que es posible lograr mediante este mecanismo.Propiedades químicas La posibilidad de disolver materiales cerámicos en un solvente como elagua es significativamente diferente según se trate de estructuras iónicas ocovalentes. En este último caso, la posibilidad de que las moléculas de aguase introduzcan entre átomos unidos por covalencia es nula. Por ello, una ma-teria como la sílice en cualquiera de sus formas (p .j., constituyende, are-na) es totalmente insoluble en agua (es imposible obtener una sola fase en-tre arena y agua). En las estructurasiónicas, por el contrario, las moléculas de agua que sondefinidamente polares, pueden introducirse entre los iones positivos y losnegativos separándolos y disolviendo (corroyendo) material. La facihdad con que esta última acción se produce depende de la fa-cilidad con que esas moléculas de agua pueden introducirse entre los io-nes. Esa facilidad, a sD vez, está determinada por Ia diferencia existente
    • Materi¿tlescerámicos 99entre la electronegatiuidad de los átomos que forman esos iones. La elec-tronegatividad es la capacidad de un átomo para retener electrones y au-menta a medida que se avanza de derecha a izqtierda en la tabla perió-dica de los elementos Los átomos metálicos, que se ubican a la izquier-da, son los menos electronegativos (no tienen tendencia a retener sino aperder electrones). Así, en una materia como la que forma el cloruro de sodio, la posibilidadde disolución en agua es muy grande; es relativamente fácil obtener una fa-se al incorporar proporciones relativamente grandes de esa sal en agua. Sien lugar de esa sal de sodio se pretende disolver cloruro de calcio, la posi-bilidad de disolución es menor ya que la diferencia de electronegatividadentre cloro y el calcio es menor (el calcio se ubica a la derecha del sodio enlatabla periódica). La capacidad de disolución de sales de hierro o aluminioes mucho menor por la misma razón. En resumen, la posibilidad de disolución de un material cerámico ióni-co en agua disminuye a medida que disminuye la diferencta de electrone-gatividad existente entre los átomos que constituyen el anión y el catiónde su estructura. Estos mismos principios valen para la posibilidad de generar reaccionesentre un compuesto cerámico y un ácido ya que, en este caso, es el ion hi-drógeno (en realidad un protón) el que puede separar a los átomos de laesructura o no. Al incorporar cationes monovalentes como el sodio o el potasio en unaestrucfura cerámica covalente como la de la sílice, tal como se mencionó an-tes que puede hacerse, se logra modificar las propiedades químicas (insolu-bilidad completa en el agua) originales. Por ejemplo ,la formación de vidrios por la fusión conjunta de sílice y alú-mina (trióxido de aluminio, AlrOr) permite obtener estructuras amorfas quesi tienen iglual cantidad de silicio y aluminio quedan con una descompensa-ción electrónica por la cual pueden ser fácilmente atacados por ácidos, ge-nerando reacciones que se utilizan en la formulación de materiales de usoen odontología.Propiedades frsicas Como consecuencia de la elevada energra de atracción que representanlas uniones entre átomos, en los materiales cerámicos se encuentran en elloslos valores más bajos de coeficiente de vaiación dimensional térmica. Estoes especialmente notorio en las estructuras covalentes y un poco menos enlas iónicas. Precisamente, la incorporación de cationes en aquéllas (a partirde óxidos metálicos), permite aumentar el coeficiente de variación dimen-sional térmica de la estructura final y, al mismo tiempo, disminuir la tempe-ratura de fusión o ablandamiento y mayor fluidez en ese estado. Ello facili-ta el moldeo (p. .j., por soplado) del material, así como obtener los esmal-tes que se utilizan para recubrir partes metálicas.
    • 100 Fundamentos En relación con los cambios dimensionales térmicos es de particular inte-rés un fenómeno que se produce en las formas cristalinas de sílice conoci-das como tridimita, cristobalita y cuarzo. En éstas, el silicio y el oigeno sepresentan en una configuración espacial a temperatura ambiente. Durante yel calentamiento y al alcanzarse determinadas temperaturas, se produce uncambio en esa configuración que produce una marcada expansión que pue-de ser aprovechada en algunos materiales de interés odontológico. La incorporación de boro permite obtener vidrios termorresistentes y lade cationes de bario puede hacer al vidrio impermeable a los rayos X, lo quefacilita su detección en radiagnafías. La ausencia de electrones libres en las estructuras cerámicas condicionasu forma de reaccionar ante ciertos agentes físicos. No absorben la energialuminosa y pueden set por ende, transparentes. Sin embargo, la anisotropíade la estructura cristalina puede hacer que los rayos luminosos sean refrac-tados sin llegar a atravesar el cuerpo, que así aparece opaco o sólo traslúci-do en las estrucfuras multicristalinas. Por ejemplo, el óxido de cinc es un só-lido cerámico cristalino. Sin embargo, este óxido se provee generalmente enforma de un polvo blanco. Esto se debe a que cada partícula está, en reali-dad, compuesta por vna gran cantidad de pequeños ,cristales. Cada uno deellos es capaz de refractar la luz, que asi no atraviesa las partículas, que apa-recen opacas. Cuando se necesita transparencia o gran traslucidez, cualquiera que sea laforma en que incide el rayo luminoso, se necesita una estructura isótropa(igual forma de reaccionar en cualquier sentido que actúe el estímulo) y poresto debe ser amorfa. Los vidrios, precisamente, que ya se dijo, tienen una es-trucfura de ese tipo, se utilizan en esos casos. Se pueden incorporar a ellosóxidos metálicos con diversos colores para que dentro de la estructura absor-ban ciertas longitudes de onda y refracten otras, brindando así al vidrio unadeterminada tonalidad. La incorporación de cristales en una estructura vítreaque se hace para modificar algunas propiedades mecánicas, como se descri-birá más adelante, también modifica la posibilidad de transmisión de luz. Por supuesto, son aislantes térmicos y eléctricos por carecer de electroneslibres y con ese fin se los emplea en múltiples aplicaciones. Se puede, sinembargo, modificar algunas estructuras cerámicas para logtar cierta conduc-tividad o efecto eléctrico que la haga útll en el campo de la electrónica co-mo semiconductores. Es importante destacar que en algunas estructuras cerámicas los cationesestán ubicados hacia un lado y los aniones enfrentados a ellos. De esta ma-nera, la acción de un campo eléctrico puede producir deformaciones e, in-versamente, una deformación puede generar un campo eléctrico. Se puedegenerar asi cierta electricidad actuando mecánicamente, comprimiendo la es-tructura pan qrrc los iones de carga apuesta se acerquen. Este efecto, deno-minado piezoéléctrico (electricidad relacionada"con presión),se ernplea,,porejemplo, en la constrircción de dispositivos para él encendido.de,artefactosde gas de uso dornéstico.
    • Materiales ceremicos l0 | También la incorporación controlada de iones puede permitir el logro decierta capacidad de copducción eléctrica en algunas estrucnrras. Sobre la ba-se de estos principios se desarrollaron los llamados semiconductores y tran-sistoresque revolucionaron el campo de la electrónica.Propiedades mecánicas La principal caracteítstica mecánica de losmateriales cerámicos es su granrigidez, o sea, elevado módulo de elasticidad. Esta rigidez, mayor que la delos materiales metálicos, se explica cuando existen uniones covalentes porsu gran energia, y en el caso de las iónicas porque no es posible desplazara los átomos, ya que ello implicaría llevar iones de igual carga a una proxi-midad inmediata. En los metales esto no sucede, ya que todos los iones sonde Ia misma carga y unidos por la nube electrónica. Estas consideraciones también explican por qué en los materiales cerámi-cos las dislocaciones presentes en la estructura no pueden trasladarse pormovilización de átomos como en los materiales metálicos. Ello hace que sila carga aplicada es suficiente, la dislocación no se traslada sino qug se pro-paga en forma de rqadura produciendo la ruptura casi súbita del materialsin ninguna deformación permanente previa. Los materiales cerámicos son, entonces, rígidos y frágiles, lo que hace queno sean ni resilientes ni tenaces (el área debajo del gráfico tensión/deforma-ción es reducida cualquiera que sea la porción que se considere), lo que in-dica que no tienen capacidad de absorber un impacto sin romperse. La resistencia de estos materiales es alta ante cargas compresivas y tam-bién debería serlo bajo tracción si no tuvieran defectos en su estructura. Co-mo esto en la práctica es imposible de evitar y como las tensiones traccio-nales no pueden ser disipadas por medio del traslado de dislocaciones, elmaterial se fractura ante ese tipo de esfuerzos. Esto se explica ya que la compresión tiende a acercar átomos o iones quenaturalmente por su carga tienden a rechazarse mientras que la tracción tien-de a separat esos átomos que naturalmente tienden a hacedo. La situación puede visualizarse recordando que si una plancha de vidriose apoya sobre una superficie rígida (por ejemplo, sobre el piso cerámico)es posible pararse sobre ella sin dañarla. Si, en cambio, se la apoya sollre elcolchón de una cama, no puede soportar ese esfuerzo sin romperse. I-laf:¡lita de soporte produce una deflexión (curvamiento) que hace que la zona:in-ferior esté traccionada y que se inicie y luego propague la fracrura, Estas características pueden ser aprovechadas en parte en algünosVi.drios cerámicos si se los somete airafamientos térmicos que hace-rtrqüésüsuperficie esté permanentemente bajo tensiones compresivas. Primeto esnecesario anular en ellos la compresión antes de llegar a induci¡ láthab-ción capaz de producir la ruptura. Una estructura cerámicaviúea asíthatal-da resiste mejor el impacto y permite construir cuerpos como.váso¡ro)va.jllla prácticamente irrompibles.
    • f 02 Fundamentos De todas maneras, al diseñar la construcción de cuerpos cerámicos debentenerse en cuenta sus propiedades físicas y mecánicas y también tratar deevitar que su estructura esté sometida a los esfuerzos que son más nocivospara su integridad.Obtención de partes err materiales cerámicos Para confeccionar cuerpos en materiales cerámicos se pueden usar diver-sos procedimientos. Si sus propiedades lo permiten, como en algunos vi-drios de silicato (estructura de covalente de sílice modificada con la incor-poración de cationes), pueden ser fundidos o ablandados para darle formapor moldeado o colada en un molde. Es también frecuente realizar el trabajo partiendo de partículas cerámicas(un polvo de determinada composición) con las que se prepara una pasta(por mezcla con agua o algún otro medio líquido) que se moldea con la for-ma deseada. Luego esa masa conformada es sometida a temperatur¿s eleva-das como paru lograr que la superficie de las partículas se ablande y permi-ta que se unan a otras. El resultado final es una masa sólida obtenida porsinterización de esas partículas. Este procedimiento se utiliza desde las pri-meras épocas de la historia de la humanidad para confeccionar objetos a tra-vés de la "artesanía cerámica". Otro procedimiento de procesado posible consiste en desgastar, tallar otornear un bloque cerámico hasta obtener Ia forma deseada. Es lo que haceun escultor cuando esculpe su obra de arte. En el trabajo odontológico o in-dustrial ese desgaste se realiza en la actualidad por medio de un torneadoconducido por programas elaborudos a partir del uso de ordenadores ocomputadoras. Por último, también es posible obtener partes de materiales cerámicos apartir de mezclas entre un polvo cerámico y un líquido que sea capaz dereaccionar con é1. El llamado cemento Portland constituye un ejemplo, asícomo los diversos materiales que se usan en odontología y que se analiza-rán en las siguientes secciones. I I I l
    • MnrrnALES coMBrNADos Los distintos tipos de materiales que se han descrito de manera indepen-diente pueden tener una estructura heterogénea, es decir, con más de unafase, por transformaciones desde el estado líquido o en estado sólido. Estose analiz6, sobre todo, en el caso de las aleaciones metálicas. Ese tipo deheterogeneidad puede considerarse como microestructural. Cuando se desarrollan materiales para una finalidad determinada no esnecesario ceñirse sólo a esos tipos de variaciones; pueden combinarse inten-cionalmente dos o más materiales de distinto tipo para constituir estructurasheterogéneas en un nivel que podria denominarse macroestructural. Por lo pronto, esta clasificación de la heterogeneidad de un sistemaen función del tamaño de las fases sólo tiene valor como simplificacióny en ciertos casos no es tan claro poder decidir de qué tipo se trafa. Detodos modos, cuando es evidente que una fase netamente diferenciadase ha incorporado a un sistema, y aparte de las que podrían haberse for-mado por transformaciones dentro del sistema original, se habla de laexistencia de un material combinado (es común emplear el término in-gIés composite).Materiales refouados La incorporación de una nueva fase a una estructura se hace por lo gene-ral con el objeto de lograr algunas propiedades de las que el material origi-nal carece. En este sentido, el ejemplo más caracteiístico de matenal combi-nado es el de los materiales orgánicos rcforzados con el agregado de estruc-turas cerámicas. Los materiales orgánicos sintéticos (o resinas sintéticas cuando tienen cier-ta rigidez), por las tazones descritas en el capítulo 5, no tienen propiedades
    • 104 Fund,amentos C= C Agentede enlace (vinil-silano) R I o-s¡-o Vidriode SiO, I o R- C- C- ( C- C) "- C- C- R Resina (matriz) sintética I R Agentede enlace o I o-si-o Vidrio o Ftg. 7-1. Uniones químicas entre los distintos componentes de una resina teforzadarnecánicas muy elevadas y son dimensionalmente inestables ante los cam-bios térmicos (elevado coeficiente de variactón dimensional térmica). Por otro lado, tienen Ia ventaia de que se pueden trabaiar fácilmente aldarles forma termoplásticamente o trabajándolos en estado de monómeros yhaciéndolos luego polimerizar. Además son resistentes al impacto, traslúci-dos y se colorean con facilidad. La incorporación de una fase cef^mica en fofma de fibras o partículas fo-deadas pof la masa ofgáíjca (a la que en el matefial combinado se la deno- mina maffiz) permite obtener un conjunto mejorado mecánica y dimensio-nalmente y sin haberse perdido las ventajas mencionadas. También se po- dria hacer el refuerzo con partículas metálicas, aunque en ese caso se pier-den las propiedades ópticas deseables en algunos casos. Las particulas cerámicas que más se utilizan como agente de refuerzo sonlas partículas de alguna forma de sílice (SiOr), silicato u otro mafefial cefá-mico similar. Para que el material combinado funcione de modo adecuado es necesa-rio que lás fases que 10 componen (matrizy agente de refuerzo) se unan pa-ra funcionar coordinadamente. ESto no Sucede entre una resina y un mate- rial cerámico. Para ello, a este último se lo trata, antes de utilizarlo, con unprocedimiento que permite depositar sobre él algo que lleve a esa unión. La sustancia que cumple tal ftnalidad se denomina (tgente de enlace yusualmente se fr^ta de un vinil-silano. Por tener silicio (de ahí el nombre desilano) se une durante el tratamiento al silicio de la particula cerámica tefor- zadora. Queda, entonces, sobre ésta, adosado el grupo vinílico (C : C) delagente de enlace. Cuando se produce Ia polimerización por adición de la fa- se org^nica o rnatriz se abren también las dobles ligaduras de ese grupo vi- nílico y se unen a Ias cadenas de polímero, quedando así las dos fases del j material combinado.
    • Materiales combinados 105 Fig.7-2. Esquema de la estructura de una resina reforzada En la figura 7-I se muestra un esquema de esta serie de uniones quími-cas entre las fases,y en Ia figura 7-2, un esquema de lo que sería un plásti-co reforzado de esta naturaleza En algunas aplicaciones, el refuerzo cerámico también puede ser incorpo-rado en forma de fibras de vidrio. El fiberglass, muy utilizado en la industrianaval, es un ejemplo de esta configuración estructural El hombre y la tecnologíahan ido evolucionando desde el empleo de losmateriales que ofrece a nattraleza hasta la creación de sus propios materia-les, combinando los existentes, formando nuevas moléculas y modificandolas conocidas. Ello ha hecho cambiar radicalmente los conceptos relaciona-dos con el desarrollo y la aplícación de materiales. Hasta no hace mucho tiempo se trataba de estudiar los materiales dispo-nibles y luego se analizaba en qué se podían aplicar. Hoy se estudia el pro-blema, para qué se necesita un material y cómo debe ser para resultar útil.A partir de esto y de los conocimientos de ciencia de materiales, se trata dedesarrollar entonces el material que cubra las necesidades que el problemarequlera. En las próximas seccionesde este texto se encontrarán repetidos ejemplosde esta tendencia, que puede apreciarse aún más cuando se realiza un aná-lisis histórico del desarrollo de los materiales dentales esoecialmente a lo lar-go del siglo veinte.
    • SrccróN llRestauraciones plásticas
    • OprnnronrnDENTAL Y RESTAURACIONES El trabajo clínico odontológico se planifica y organiza a partir del diagnós-tico del estado que presenta el paciente. Este diagnóstico permite establecersu estado de salud, el posible riesgo de que contraiga una enfermedad o suestado de enfermedad. En el diagnóstico se estudia también cómo están los tejidos mineraliza-dos (esmalte, dentina, cemento) de cada una de las piezas dentarias delpaciente. En ellos, la falta de salud puede estar causada por una faka desustancia (falta de formación por problemas generalmente de origen em-briológico), una pérdida de sustancia por procesos infecciosos (caries) ono infecciosos (traumatismos, erosiones, abrasiones) o por la presencia detejidos deficientes (calcificación deficiente o pigmentación irreversible). IJna vez que se arrlba al diagnóstico se impone la preparación de unplan de tratamiento odontológico pata el paciente y su ejecución. Si eldiagnóstico está relacionado con un estado de salud, el tratamientoconsiste en realizar tareas de prevención para evitar que ese estado sepierda. Estas tareas incluyen a realización de lo necesario para redu-cir el riesgo de enfermedad. En cambio, cuando el diagnóstico es deenfermedad, el tratamiento es otro. En este caso consiste en eliminarla causa que la produjo y realizar procedimientos que permitan repa-rar el daño causado por ella devolviendo al diente (y con ello al siste-ma al que pertenece y al paciente) a un estado lo más parecido posi-ble al de salud. El desarrollo de los temas de esta sección se relaciona con algunosprocedimientos que se llevan a cabo en piezas dentarias en las que sehan diagnosticado problemas derivados de la falta, pérdida o deteriorode parte de sus tejidos mineralizados. La solución consiste en estos ca-sos en agregar la sustancia faltante, reponer la perdida o cambiar la dete-riorada efectuando así una restauración en el diente. Como hasta hoyno es posible generar nuevos tejidos dentarios naturales (quizás algin
    • If0 Restauracionesplásticasdía la ingeniería genética lo haga posible), el agregado, la reposición oel cambio se realiza utilizando materta artificial Esa materia es un mate-rial tal como ha sido definido en la sección anterior. (Material : materiaque se emplea para realizar una obra o ejercer una profesión.) Para efec-tuar esa restauración en el diente utilizando un material hay que practi-car una serie de operaciones, es decir, ejecutar una técnica. En definitiva, el trabajo de reahzar una restauración de un diente a partvde un diagnóstico, utiiizando un material y ejecutando una técnica, cons-tituye trabaiar en odontología en la operatoda dental. La operatoria dental representa entonces: a) el conocimiento de los procedimientos diagnósticos para evaluar el problema que presenta un paciente y los tejidos mineralizados de sus dientes en particular; b) el conocimiento de las propiedades y el funcionamiento de los mate- riales para seleccionar el más apropiado pata Ia situación diagnostica- da y, sobre la base de todo ello; c) el conocimiento y Ia capacitación en ia ejecución de las técnicas reque- ridas por el diente a restaurat y el material a emplear. Existen dos maneras de efectuar restauracionesque tienen que ver con laforma de reahzar el trabalo, o sea que dependen de la técnica que se em-plea para esto. En ambas se comienza por úabajar sobre el diente eliminan-do la causa que produjo el daño (p. ej. si existe un proceso de caries hayque eliminar la infección) y preparándoio para recibir el material con que seconfeccionará la restauración. En una de ellas, se trabaja ese material preparando una masa plástica, unapasta (resultado de la mezcla de un polvo con un líquido realizada por el pro-fesional o su personal auxiliar o preparada industrialmente), que se lleva a laboca del paciente y coloca enla zona a restaurar A1lí se procede a darle forma,modelarla o fallarla, y luego se hace que, o se espera que, se produzca algúncambio en la estrucrura del material (alguna reacción) que transforme a la pas-ta en un sólido Cuando la técnica empleada es ésta se dice que se ha efectua-do una restauración direct4 de inserción plástica o restaur.ación plástica. En otras ocasiones se da forma definitiva al material restaurador fuerade la boca del paciente . IJna vez que se ha completado esta tatea y el blo-que restaurador ha adquirido su condición final (ha endurecido o solidifi-cado) se lo lleva a la boca y se 1o fija (pega o adhiere) al diente que co-rresponde (como ya se dijo previamente preparado). En este caso, se ha-bla de la reahzaci1n de una restauración indirecta, de inserción rígi-da o restauración úgida En esta sección se analizarán los diferentes aspectos necesarios para po-der indicar y utilizar un determinado material para la realización de restau-raciones plásticas. En una sección posterior se hatá lo mismo con los mate-riales que se usan pan las restauracionesrígidas.
    • ODeratorid dental v restauraciones ||IRestauraciones plásticas Las restauraciones se hacen con un material que busca imitar al tejidodentario para agregarlo cuando falta, reponerlo cuando se ha perdido poralguna causa infecciosa o de otro tipo (traumática, por ejemplo) o reempla-zarlo cuando no está en condiciones adecuadas(p. ei., cuando está pigmen-tado y no se puede eliminar esa pigmentación). En el caso de las restauracionesplásticasse emplea un material preparado enforma de una masa plástica (mezclando un polvo con un líquido) y llevado a lazona a restaurar de un diente directamente en la boca de un paciente. La meta terapéutica es que el resultado de la restauración plástica o ú.gidasea exitoso, esto es que solucione el problema presente, denrelva al diente y,por ende al sistema al que peftenece, a un estado de salud o lo más cercanoposible a é1,y que brinde protección de la aparicrón de nuevas lesiones. Unarestauración tiene éxito cuando, en primer lugar, queda bien y, cuando, en se-gundo término, se mantiene bien a lo largo del tiempo. Este segundo aspecto (mantenerse bien a 1o iargo del tiempo) puede ad-quirir connotaciones distintas en diferentes situaciones clínicas. En ocasio-nes, las más frecuentes, se trata de que esas restauracionesfuncionen biendurante lapsos prolongados (en realidad, y de manen ideal, durante el res-to de la vida del diente o del paciente). En este caso se habla de restaura-ciones definitiua.s. Con la realización de éstas se concluye el tratamiento porlo menos en lo que a un problema específico se refiere. Pero en algunas situaciones no es posible completar una restauración deesas características durabilidad en una sesión clínica: a veces por falta de detiempo, otras porque los elementos necesarios no están a disposición, otraspofque es necesarlo esperar pafa ver cómo reacciona el diente en pafiicularo la boca en general para después llegar a un diagnóstico e indicación detratamiento definitivos, otras porque el tratamiento definitivo se realiza conun tipo de técnica que no se puede completar en una sesión. En estos casos puede resultar conveniente hacer una restauración que seprevé reemplazar por otra una vez que se supere la causa de la imposibili-dad. Éstas son restauracionesprouisorias ya que no constituyen la solucióndefinitiva del problema. Cuando se efectúan restauracionesprovisorias puede ser previsto reem-plazarlas en un tiempo más o menos breve. Se suelen denominar tempor;t-rias cuando se las va a reemplazar en lapsos breves (días o unas semanas).En otras ocasiones puede resultar necesario demorar más la rcalización deItratamiento definitivo (p. el., para dar ltgar a que se modifique el estado ge-neral de Ia cavidad bucal). En los casos en que piensa dejarse la restaura-crón quizá varios meses puede hablarse de restauraciones intermeclias. Es obvio que las propiedades que debe reunir el material para cada unade las situaciones descritas son diferentes ya que debe asegurar durante di-ferentes lapsos las caracteristicas que hacen que una restauración sea consi-derada satisfactoria.
    • r I 12 Restauracír¡nes Dlásticas Características deseables en urra restaufación Puede considerarseque una restauración quedó o está bien cuando se ob- serua que su presencia equivale al aspecto y a Ias condiciones que tendría el diente con su sustancia original. A su vez, esto se traduce en algo que puede ser diferenciado en dos condiciones: armonía óptica y forma anató- mica apropiadas Arrnonía óptica La armonia óptica implica que la restauración (en realidad el material que la constituye) tiene posibilidad de reaccionar frente a la luz (propiedades óp- ticas) similares a la del tejido que reemplaza. Parc poder lograr esta caracte- rística, el profesional debe disponer de, y ser capaz de seleccionar, un ma- terial que tenga las propiedades ópticas adecuadas. Dentro de esas propiedades está el color y éste a su vez involucra la combinación de tres atributos: eI matiz (longitud de onda no absorbida), la intensidad (magnitud o cantidad de esa onda no absorbida) y el valor (agregado de blanco o negro a las condiciones previas). Además deberá tener ia capacidad de transmisión de luz adecuada, o sea adecuada tras- lucidez. Un material opaco no equivale a ias condiciones del esmalte que recubre a las piezas dentarias; con un material demasiado trasiúcido (o transparente) se vería afectada la restauración al visualizarse a través de ella 1o que tiene detrás. Por último, las característicasópticas de la restauración también se ven afectadas por el brillo que le permite reflejar la luz de manera similar a co- mo lo hace el esmalte sano. Esto significa que el material debe poder ser pu- lido adecuadamente y el prof-esional debe ejecutar una técnica apropiada a cada material para alcanzar ese pulido necesario Si hace falta todo esto para que la restauración quede bien, también se hace necesario que las propiedades se conserven inalterables en el tiempo y en el medio bucal si se desea que además se mantenga bien. El material no deberá cambiar de color (o sea que no deberá cambiar de matiz, ni de intensidad, ni de valor), o de opacidad y que su superficie deberá mantener el brillo (el pulido) alcanzado inicialmente. Todas estascondiciones descritaspueden tener importancia relativa segirn las diferentes situaciones clínicas. La relevancia es mayor en aquellas restau- raciones ubicadas en zonas de la boca fácilmente visibles como, por ejem- plo, la cara vestibular de los incisivos centrales superiores. En otras ubica- ciones como, por ejemplo, la zona palartna de un segundo molar superior su importancia puede ser escasao nula A su vez, las condiciones de cada paciente en particular pueden obligar a cuidados más específicos. Por ejernplo, un paciente que se ve enfrentado a situaciones de fotografía o filmación puede enfrentarse con más frecuen- cia a radiactones de longitud de onda por debayo de las que corresponden
    • ()beratoria. dental y restauraciones I 13alaluz visible. En estos casos puede ser importante tener en cuenta las ca-racterísticasde luminiscencia (fluorescencia) del material restaurador. Dentro de la forma de reaccionar de un material frente a las radiacioneses de interés considerar su posibilidad de absorber las radiaciones del tipode los rayos Róentgen o no (rayos X). En realidad esto no se relaciona con lIa armonia óptica de una restauración pero sí es importante que la radioo-pacidad sea suficiente como paru detectar la presencia dela restauración enuna radiografia y asi poder evaluar otra característica necesaria en una res-tauración: la forma anatómica.Fortna anatótnica Esta característica, junto con la armonia óptica, determina el aspecto quepresenta la restauración al observarla. Una restauración con armonía ópticay forma anatómica correctas es, como se acostumbru dectr, estética. Sin embargo Ia forma anafímica va más allá de una considerución sólo deapariencia. La expresión puede ser completada diciendo que lo que se requie-re es una forma anatómica funcionalmente correcta. Esto significa que la for-ma o morfología debe ser tal que permita que la pieza dentaría resfauradacumpla sus funciones como corresponde dentro del sistema estomatognáticoen condiciones de salud. Por ello no debe tener excesos que impidan una co-rrecta oclusión con los dientes antagonistas; si incluye caras proximales debereproducir adecuadamente las relaciones de contacto con los dientes vecinospara que no se produzca vfl empaquetamiento alimentario y sea posible la hi-giene (paso del hilo dental); los surcos, las cúspides, los rebordes marginales,etc., deben permitir el adecuado fluir de los alimentos. Para poder alcanzar esa forma funcionalmente correcta el material debepermitir durante un lapso ¡azonablemente prolongado (denominado tiempode trabajo) su tallado o modelado con técnicas que ofrezcan la menor difi-cultad posible. Este tiempo prolongado debe, idealmente, ser acompañadopor un rápido endurecimiento (logro de las propiedades finales y termina-ción de la tarea clínica). Es decir, que lo más conveniente es disponer de unmaterial que ofrezca prolongado tiempo detrabajo y reducido tiempo de en-durecimiento. Entonces, la restauración debe quedar bien pero para ser exitosa debemantenerse bien. En este sentido, la forma anatómica debe mantenerse sincambios o, más exactamente, sin más cambios que los que normalmente ex-perimenta una pieza dentaria sana. Para que esta última situación se dé, el material que constituye la restau-ración debe reunir ciertas propiedades químicas y mecánicas mínimas. Así,no debe solubilizarse (corroerse) en el medio bucal que incluye agua y unpH que puede variar en función del momento en que se lo considere. Deno ser así la restauración perdería masa y su forma anatímica cambiaría. Es-te punto es de interés ya que en ciertos materiales se busca la liberaciónde fluoruro y/u otros iones que proveen ciertas cualidades estimulantes
    • ll4 Restauraciones plásticas de la dentino-génesis,antimicrobianas, antiadherentes(evitan la adhesión de la placa bacteriana), mineralizantes y/o desensibilizantes. En algunos casos esa liberación se produce por la solubilización de ciertos componentes que no afectan la integridad ni las propiedades mecánicas del material; en otros, por intercambio iónico o por ambos mecanismos. Por otro lado, la restauración debe soportar las tensiones que se generan al actuar las fuerzas de oclusión (en oclusión actúan fuerzas promedio de al- rededor de 700 N que, al concentrarse en superficies reducidas como la de una cúspide, generan elevadas tensiones). . Ante esas tensiones no debe romperse, por lo que se hace necesario que el material tenga adecuada resistencia compresiva, traccional, al corte, etc., ya que esas tensiones generadas son complejas. La forma no sólo se pierde por fractura; una deformación permanente también tendría efecto no deseable El límite elástico del material (o, lo que es prácticamente equivalente, su límite proporcional o su resistencia a Ia fluencia) tampoco debe ser superado por las citadas tensiones si se quiere que no se produzcan deformaciones permanentes. De la misma maneta, el eventual comportamiento viscoelástico del mate- rial no debe permitir que, en condiciones bucales normales, se produzca el denominado creepya que éste representa una deformación permanente aun- que producida por tensiones inferiores al límite elástico. Las situaciones recién analizadas se refieren a deformaciones permanen- tes pero para que la restauración actúe como un diente sano no debe tam- poco deformarse elásticamente.El diente es rígido, o sea que se deforma po- co ante tensiones elevadas (módulo elástico del esmalte alrededor de 90.000MPa y de la dentina 15.000 MPa). El módulo elástico del material restaura- dor debe ser acorde con la situación de la restauración de que se trate. Estasconsideraciones,por supuesto, tienen diferente valor en diversas si-tuaciones clínicas, No son las mismas condiciones mecánicas a que se en-frenta un material en una restauración en la zona gingival de un canino su-perior a las presentes en una próximo-oclusal en un primer molar inferior.El profesional deberá identificar estas situaciones y seleccionar el materialmás conveniente para cada una de ellas. Debe ponerse especial énfasis en lo antedicho, esto es el poder inferir deacuerdo con la pieza dentaria que se intenta restaurar y en función de Ia lo- carización de la lesión, las tensiones que se generan durante la función (mo-vimientos céntricos y excéntricos), de modo de seleccionar el material que,en función de sus características mecánicas pueda garanttzar un aceptablegrado de longevidad (vida útil) de la resrauración. EI hecho, por ejemplo, de poder estimar la inducción de tensiones fle-xurales (a veces exacerbadas por hábitos parafuncionales) tiene impli-cancias directas en la selección del material restaurador. Éste deberá re-sistir el efecto de esas tensiones tendientes a movllizarlo o desalojarlode la preparación dentaria con la consecuente aheración o pérdida de lafestauraciÓn.
    • Opera.toria dental y restaurarciones I l5 La restauración, al funcionar en el medio bucal no sólo está sometidamecánicamente a tensiones producidas por la oclusión; también actúan so-bre ellas el roce de los dientes antagonistas y vecinos y el roce de los ali-mentos y elementos de Iimpieza (dentífricos). Por ello las propiedades me-cánicas ya mencionadas deben ir acompañadas por adecuada resistencia aldesgaste por roce para que la restauración mantenga la forma anatÓmica inicial. Debe tenerse presente que el desgaste normal de un diente en la zo-na de las cúspides de premolares y molares se estima en un promedio de30 pm por año y enla restauración debe ser equivalente. Además de contar con un material restaurador que sea tan resistente aldesgaste como las piezas dentarias en condiciones fisiológicas (y no pafol6-gicas, como en la parafunción), éste no debe provocar desgastea las estmc-turas antagonistas. En síntesis, el material restaurador no debe experimentardesgaste ni abrasionar el esmalte de piezas dentarias antagonistas.Sel.lad.o marginal La armonia óptica y la forma anatómica correctas son atributos que per-miten decir si una restauración quedó bien cuando es finalizada o no. Sinembargo, no alcanzan paru generar una restauracián exitosa. Para ello otrasdos condiciones deben lograrse y éstas se vinculan no con el material res-taurador en forma independiente sino con la relación que se establezcaen-tre él y la estructura dentaria remanente. Entre ambas superficies (el material y el diente) debe establecerse una re-lación y condiciones que no permitan que los componentes del medio bucal(líquidos, iones y, fundamentalmente, microorganismos) se introduzcan entreambas. Por lo habirual esta situación se denomina filtración marginal y paraque no se produzca debe lograrse en la restauración el sellado marginal. Lograr el sellado marginal implica que se establezca una situación entre elmaterial y la superficie dentaria que no deje ningún espacio o brecha impidien-do así la filtración marginal descrita. Es posible también lograr el sellado aunen presencia de un espacio o brecha si, por algún mecanismo, se logra que laspropiedades de las paredes de ese espacio sean tales (baja energrasuperficial)que la penetración caplar de un líquido (medio bucal) se vea impedida. El sellado debe mantenerse, incluso, frente a los cambios químicos y físi-cos que se producen en el medio bucal. La estabilidad térmica del material(coeficiente de variación dimensional térmica no muy diferente al del teiidodentario) puede ser de importancia. Pero hay que tener en cuenta que cuando no se logra el sellado margi-nal, no necesariamentela restauración queda mal. No se puede detectar suinexistencia en la situación clínica (una brecha de unos pocos pm no pue-de ser vista o notada a simple vista o con instrumental clínico) pero deter-mina el fracaso a mediano o largo plazo. Esto es porque la filtración haceque microorganismos colonicen entre el material restaurador y el diente pro-duciendo una infección (caries) y un eventual daño a nivel pulpar.
    • I fó RestauracionesplásticasProtección biomecónica del remanente dentarío El sellado marginal es necesario para proteger al remanente dentarioque rodea a la restauración de infección pero la restauración debe asegu-rar algo más. Por empezar debe asegurarseque el material empleado no tenga compo-nentes que puedan resultar nocivos paru el componente vital del diente, lapulpa (protección biológica). De hecho, y como comentario colateral, tam-poco debe contener componentes que puedan producir inconvenientes enel ámbito de la salud general del paciente o del profesional o su personalauxiliar por su toxicidad o capacidad para producir reacciones alérgicas. En otro sentido, también es conveniente que la restauración aísle al teji-do pulpar de los cambios térmicos que se producen al ingerir alimentos fríoso calientes. Hay que tener en cuenta en este sentido la difusividad térmicadel material. Por último, la restauración debe también proteger al remanente dentariode posibles fallas mecánicas posteriores (fracturas). Para ello debe permitirque las fuerzas que actúan sobre la pieza dentaÍia no se concentren en eseremanente sino que se distribuyan entre él y el material restaurador De esamanera, la tensión generada (fuerzalsuperficie) es menor, con lo que tam-bién es menor la deformación y, por ende, la posibilidad de fractura inme-diata o mediata Esa situación de protección mecánica del remanente dentario se logracuando el material se integra al te¡ido dentario a través de mecanismos deadhesión a nivel estructural (adhesión mecánica rnicroscópica y,/o adhesiónespecífica). Resumiendo, para que una restauración pueda ser considerada satisfacto-ria y exitosa, el tratamiento realizado sobre esta base debe alcanzar cuatrocaracterisficas o atributos armonia Óptica, forma anatÓmica (funcionalmentecorrecta), sellado marginal y capacidad de proteger al remanente dentario. A lo largo de los distintos capítulos se volverá a estos conceptos para po-der lograr, con distintos materiales,restauracionesdentales satisfactorias.Es-to es, que reúnan los citados atributos y que así se logre el objetivo terapéu-tico buscado.
    • SruooRESDEFosAS Y FISURAS lJna tarea que desarrolla el odontólogo con el empleo de materiales es eltratamiento de prezas dentarias, que si bien no están enfermas, en términosde infección (caries), tienen un alto riesgo de estarlo Son las piezas denta-rias que poseen surcos, fosas o fisuras de cierta profundidad. Pero cuando esas piezas no están afectadas pof procesos de caries, pue-de ocurrir que su morfología impida la higiene coffecta y la eliminación demicroorganismos a través del cepillado dental. De esta m nera se genera unasituación casi irremediable de desarrollo bacteriano e iniciación del procesode caries en esos nichos ecológicos fepresentados por los sufcos profundos. El tratamiento (puede considerárselo preventivo) consiste básicamente enIlenar o rellenar (lo usual es sellar) el espacio con un material. Así se impi-de el acceso y la colonización de bacterias y la enfermedad. El material a vtllizaf debe ser capaz de fluir penetrando en el surco, Ia fisura o la fosa. Para ello es obviamente necesario un líquido con con- diciones tales que le permitan penetrar en un espacio semejante a un tu- bo capilar. En el capítulo 3 se han detallado esas condiciones: baja tensiÓn super- ficial y suficiente fluidez (acompañadas, por supuesto, por otras exigencias necesarias en el sólido que constituye las paredes del capilar, en este caso las paredes de la fisura o sea, el esmalte dentario). Los líquidos que reú- nen esa condición son los orgánicos, es decir los que están constituidos por moléculas. fJna vez que ese líquido ha llenado el espacio es fundamental que se transforme en un sólido ya que debe quedar (lo ideal sería en forma perma- nente) en él y en contacto con el medio bucal. De esto último se puede de- ducir que las moléculas que constituyen este líquido deben ser capaces de feaccionaf entre sí uniéndose através de un proceso de polimerización ya que éste determina la transformación en un sólido (si el grado de polimerización es suficiente).
    • I l8 Restauraciones blá.sticas Entonces, como conclusión se puede decir que el material a utiliz r, porlo general denominado sellador defosas yfisuras, debe estar constituido porun líquido de moléculas capaz de polimerizar (monómeros). Para lograr es-to sin necesidad de recurrir a la combinación de moléculas con grupos fun-cionales diferentes con capacidad de reaccionar entre sí (reacciones por con-densación o por apertura de anillos), esas moléculas deben ser de tipo viní-Iico (con dobles ligaduras) para que se pueda producir, con la acción de uniniciador apropiado, una reacción de polimerización por adición (por aper-tura de esas dobles ligaduras) y la consiguiente transformación, una vez ubi-cado en el espacio que debe llenar. Además, como es conveniente que el sólido final sea estable en la boca(no atacable por el medio, no soluble o degradable), es usual que la molé- cula utilizada en Ia formulación del sellador tenga no una sino dos dobles li-gaduras. Así, la polimerización se hace a cadenas cruzadas y se obtiene un mateial orgánico termofijo (y relativamente rígido en condiciones "normales"de temperatura, lo que permite categorizarlo como una "resina" dentro de losmateriales orgánicos) que garantiza mejor esa caracte(tsticabuscada. También es deseable que cuando se produce la transformación, el líqui-do no cambie dimensionalmente en forma negativa, que no disminuya suvolumen, o sea que no se contraiga o que lo haga poco. Para esto, las mo-Iéculas que lo constituyen deben tener un tamaio relativamente grande (unpeso molecular relativamente elevado). En estas condiciones la cantidad demoléculas necesarias para Ilenat la fisura será menor y, en consecuencia se-rá menor Ia contracción total que se produce en su interior. No obstante, esealto peso molecular tiene un límite determinado por la necesidad de mante-ner adecuada flutdez en el líquido para que pueda correr sobre la superfi-cie de las paredes de la fisura y llenarla eficazmente. De este modo ya se ha establecido qué es básicamente un sellador de fo-sas y fisuras. Es un líquido constituido por moléculas de peso molecular re-lativamente elevado y con dos grupos vinílicos (puede hablarse de un oligó-mero en lugar de un monómero). Las más empleadas se denominan genéri-camente diacrilatos (por tener dos grupos acrtlato que incluyen las dobles Ii-gaduras). Con bastante frecuencia, se emplean diacrilatos aromáticos (contie-nen grupos bencénicos) como el BIS-GMA (o "molécula de Bowen" por elnombre de quien la desarrolló para el uso en materiales dentales) pero que,por dar lugar a un líquido muy viscoso, son mezclados con diacrilatos alifá-ticos de menor peso molecular para obtener la fluidez necesaria. Por este mo-tivo, ese diacrilato alfático es considei-aáo .,.r diluyente en la composición.Como ambos tipos de moléculas polimerizarán en forma conjunta puede no-tarse que el resultado final será un copolímero (en lugar de un homopolíme-ro que se obtendría si sólo se emplearan moléculas todas iguales). En el proceso de fabricación de un sellador se incorporan los menciona-dos diluyentes en una concenúación que puede llegar hasta eI 500/o pe- enso para lograr una adecuada fluidez, aceptable para poder penetrar en el es-pacio caprlar constituido por un surco profundo. Claro está que al ser
    • Sellaclores d.efosas y fisuras | |9 monómeros alifáticos y de menor peso molecular, si se incorporasen en ma- yor cantidad, aumentaría proporcionalmente la contracción de polimeriza- ción del material. Para poder generar Ia reacción de polimerización es necesario que el li quido de composición ya descrita incluya una sustancia capaz de inictarla (un iniciador). Ésta, a suvez, necesita de un activadot para que la reacción se produzca de manera rápida y eficaz. Por estos motivos, Ia utthzación de un sellador de fosas y fisuras requie- re un iniciador y de un activador. Existen selladores en los que ambos (el iniciador y el activador) son sustanciasquímicas incorporadas ala composi- ción del líquido. La sustancia iniciadora es habitualmente un peróxido (p. ej., el peróxido de benzoílo) que puede desdoblarse generando radica-les químicos que desdoblan las dobles ligaduras del monómero y la actla-dora una amina terciaria (p. ej., la dimetil-p-toluidina). Como la reacción de activación del iniciador y posterior polimerizacióndel monómero sólo debe producirse una vez que el líquido está en el inte-rior de la fisura, el material a emplear debe llegar al odontólogo con las dossustancias(el iniciador y el activador) separadas.En el momento de su uti-Iización deberán ser mezcladas para que actúen como se desea. En definitiva, en este caso lo habitual es que el material sea suministrado co-mercialmente en forma de dos líquidos: ambos contienen las moléculas o com-binación de moléculas apropiadas, uno de ellos el iniciador y otro el actvador. Para utilizarlos hay que mezclar ambos líquidos, por lo general, en canüda-des iguales (p ej., una gota decada uno). Al realizar esta operación, el activa-dor hace que el iniciador genere rápidamente los radicales libres que, al des-doblar las dobles ligaduras de algunas moléculas de monómero, desencadena(inicia) la polimeización que luego se propaga hasta su terminación. Para que esto se produzca con el tiempo suficiente para que el profesio-nal (o su asistente) efectúe la mezcla de los líquidos y lleve el resultado (conun pincel o algún dispositivo) a la fisura a llenar, la composición incluye al-gún elemento químico que frena la acctón del iniciador. Se incluye en lacomposición un reductor (también denominado retardador o inhibidor) co-mo, por ejemplo, la hidroquinona o alguna molécula similar a ella. Esta sus-tancia, impide a su vez que se produzcan reacciones en el líquido que con-tiene el iniciador durante su almacenamiento (desde su fabricación hasta quese lo utiliza clínicamente). Existe otra manera de formulación del sellador y, sobre esta base, de tra-bajar para obviar la necesidad de realizar mezclas y permitir que el tiempode trabajo no esté condicionado a la velocidad de una reacción química. És-ta consiste en incluir en la composición de un solo líquido (con moléculascomo las ya descritas) sustanciasquímicas (p. .j., combinaciones de cetonasy aminas) que generen radicales que inicien la polimerización sólo cuandoson sometidas a la acción de una radiación de luz . En este caso, el producto es suministrado en un solo envase que con-tiene un líquido que se lleva sin mezcla previa a la fisura. Una vez que
    • 120 RestauracionesDlásticas está ubicado alli, se hace actuar sobre él una luz (activador fisico) que es absorbida por la sustancia iniciadora (una dicetona-amina, como, por ejemplo, la canforquinona) que hace que se desencadene la polimeriza- ción. La luz utiljzada es de color azú (alrededor de 470 nm de longitud de onda) y es generada por un dispositivo (lámpara) que.tiene ,potencia suficiente. En capítulos posteriores se analizarán en detalle las caracteris- ticas de esos dispositivos y los cuidados que hay que tener en cuenta en su utilización. En definitiva, existen dos formas de presentación o tipos de selladores de fosas y fisuras. Unos que pueden ser polimerizados sólo con los componen- tes que se incluyen en sucomposición: son los autopolimerizables, autocu- rables (ctrar significa en esta jerga "hacer polimerizar") o de actiuación quí- mica. Ottos necesitan de un dispositivo generador de luz para poder ser po-limerizados; son los fotopolimerizables, fotocurables o de actiuación lumíni- ca (conluz). En ambos casos la composición puede incluir, además de los cotnponen- tes ya analizados, algunas otras sustancias. El polímero o copolímero resul-tante de la reacción es transparente o translúcido. Si bien en puede ser útilpara vísualizar los tejidos dentarios vecinos al sellador, torna difícil al profe-sional (y al paciente) la detección de la presencia del sellador y su eventual pérdida o deterioro. Por eso es frecuente .encontrar selladores que incluyenen la composición pigmentos (en general óxidos que refractanlaluz o pal..te de ella) que otorgan almaterial un color (p.ej., blanco o amarillo oscu-ro). En algunos casos la sustancia incorporada busca además producir uncierto mejoramiento mecánico (refu erzo). Además, algunos productos comercializados incluyen compuestos deflúor. Ésbs, en contacto con el medio bucal, liberan ion fluoruro con loque se trata de complementar Ia acctón de sellado con la que produce eseion sobre los procesos microbianos desrnineralizanfes involucrados en elproceso de caries. Esta composicién básica asegura el funcionamiento (transformación de lí-quido en sólido) de los selladores de fosas y fisuras, pero para que su utili-zación sea exitosa no es suficiente: el líquido debe penetrar en la fisura yquedar en ella vna vez que llega a estado sólido. Para que la penetración se produzca, Ia fisura (el espacio capilar) debetambién reunir una serie de condiciones. Debe generarse además algún me-canismo que posibilite la adhesión entre el sellador y el diente (el esmalteen este caso). Ello no sólo para que el material no se desprenda sino tam-bién para que no quede ninguna solución de continuidad (brecha) entre ély el diente que posibilite el ingreso de microorganismos (filtración marginal).Se deben tomar, entonces, los recaudos necesarios para lograr este olrjetivoy permitir asír que el sellado de la fisura sea exitoso. El líquido orgánico que entra en la formulación de un sellador está constitui-do por moléculas. Las uniones entre éstas son de tipo secundario y relativa-mente débiles. For esto Ia tensión superficial se reduce y el líquido puede
    • Selladores defosas yfisuras l2lser atraído por una superficie, puede "mojarlra" al alcanzar ángulos de contac-to (o,de humectancia) cercanos a cero grado Puede, por ello, esperarseque en-tre en contacto íntimo con el esmalte de la fisura y así lograr adhesión. La técnica debe apuntar a la preparación de las superficies de la fisura (su-perficie de esmalte) para favorecer y posibilitar el contacto al que se puedeaspirar, lograr llenarla con el material y obtener adhesión. El conocimiento de la estructura del esmalte dentario brinda los indiciosnecesarios para el análisis de la forma de lograr estos írltimos objetivos.Adhesión del sellador al esmalte La histología y la histoquímica enseñan que en este tejido existe, funda- mentahnente, y representando casi la totalidad de la masa, una estructura de cristales de hidroxiapatita orientada de tal modo que a gran aumento ofrece una imagen de prismas o varillas con forma de "ojo de cerradura", por lo menos en el caso de los dientes permanentes. Esos cristales son de naturaleza iónica, ya que la mencionada hidroxiapa- tita es un compuesto de iones fosfato y calcio junto con grupos hidroxilo, lo que permite considerada como un fosfato de calcio hidratado. Las uniones iónicas denotan un sólido con elevada energía superficial. Por 1o tanto, debe atraer hacia si un líquido como el de los selladores, situación considerablemente favorable desde el punto de vista del objetivo de la téc- nica operatoria. Sin embargo, esa superficie, tal como la ofrece un paciente, no se presen- ta exactamente en esas condiciones. Está contaminada con iones incorpora- dos del medio bucal (carbonato, fluoruro, etc.) y, además, recubierta con una película orgánica que rápidamente se deposita sobre el esmalte expues- to. Todo ello enmascara o interfiere con la manifestación de la energía su- perficial del esmalte. En conclusión, no es posible colocar el sellador (líqui- do orgánico) sobre esa superficie dentaria y lograr un correcto contacto en- tre ambos. Debe recurrirse a algo que permita limpiar el esmalte y prepanrlo paru recibir al sellador cuando éste quiera ser utilizado. Esa limpieza debe ser pri- meramente mecánica para remover la película orgánica (uso de abrasivos enpolvo u otra técnrca equivalente), y luego química para eliminar la capa deesmalte contaminada. La limpieza química, ya que el esmalte es básicamente un cristal iónicode fosfato de calcio, se puede hacer con una solución ácida. Los iones hi-drógenos contenidos en un ácido son capaces de disolver la hidroxiapatitade la superficie adamantina y dejar expuesto un esmalte limpio y con laenetgia superficial alta como para atraer al sellador en estado líquido. La solución ácida a utllizar debe tener suficiente actividad para ejercer suacción en un lapso lo suficientemente breve para que sea compatible con eltabajo clínico. AI mismo tiempo su acción debe poder ser controlada parano dañar de manera exagetada Ia estructura dentaria.
    • 122 Restauraciones Dlásticz¿s De entre las distintas posibilidades, una solución acuosa de ácido fosfórico ha demostrado ser muy conveniente para er trabajo sobre esmalte no trabaja- do mecánicamente (no cortado con instrumental rotatorio o de mano) como el que se presenta en el caso del sellado de fosas y fisuras. Este ácido es relativamente activo y ar accionar sobre la hidroxiap atita, ro hace extrayendo calcio que pasa a formar parte de la solución. cuando se acumula cierta cantidad, se crean fosfatos rnsolubres que al precipitar sobre la superficie del esmalte limitan Ia acción del ácido. Este hecho se conoce como "efecto autolimitante" de la acción del ácido fosfórico sobre er esmal_ te dentario y se logra, como se di.io, al precipitar sales de fosfato de calcio insolubles que neutralizanla accjón del 7cido. La concentración más adecuacradel ácido en el agua para rograr una co- rrecta acción en el esmalte, está en el orden de 32 g"a +O grl", es decir, utili zando soluciones acuosasde ácido fosfórico entre el 32 y el40%. Estassolu_ ciones pueden presentarse como ríquidos, jareas o geles. Las dos últimas, al ser más viscosas, dan Ia ventaja de que se puede controlar el sitio exacto de colocación, sin involucrar zonas que no requieren la solución ácida. Las concentraciones mayores o forman sales de calcio con ma_ yor rapidez y, por lo tanto, su efecto sobre -".ro.", el esmarte puede sef menos sa_ tisfactorio. Al tratar er esmalte ya trabajado mecánicamente se pueden utili_ zaÍ otfas concentraciones de ácido fosfórico o bien soluciones ie otros áci_ dos (maleico, nítrico, cítrico, oxálico, etc.) lo que es aprorre.haáo en técni- cas de preparación simultánea der esmalte y otros tejidos dentari<_rs como se analizará en los próximos capítulos Las soluciones ácidas permiten lograr el resultado buscado en escasos se_ gundos (75 a 30 segundos es un rapso considerado clínicamente apropiado). Debe tenerse presente la formaiión de los mencionados fosfatos (o sales equivalentes en el caso de haber utrlizado soluciones de otros ácidos) sobre la superficie del esmalte. rJnavez que la solución ácidahaactuado durante el lapso adecuado, debe ravarseel ásmarteprofusamente con agua apresión para "barrerlos" eficientemente de ra superficie. En ."ro .o.,r.irio, se fraca_ satá en el l0gro de contacto y adhesión entre la resina y er esmalte. El tiempo mínimo de ravado puede ser estimado en 20 segundos aun- que lo importante es que sea abundante ya que no es posible ,]avar de más" pero sí "de menos". si bien el objetivo fundamental del lavado es eliminar las sales insolubles que precipiia.on sob.e la superficie, éste co-bra particular importancia cuando ,. ,rrugeles o jareas.Elros contienenespesantes(que le dan adecuada viscosidad a la solución) que puedenpermanecer sobre el esmalte, por lo que el lavado se transfárma en unpaso doblemente importante. De la misma manera, hay. que secar después por completo la superficie,ya que un mínimo espesor de humedad, aunque sea molecular, impedirá elcontacto real buscado obviamente, ese secado debe hacerse con técnicas que no contami-nen la superficie, lo que interferiría con er obletivo a alcanzar.Esto es,
    • defosasyfisuras Selladores 123debe secarse con aire absolutamente libre de humedad, aceite, etc.. El usode líquidos azeótropos deI agua (p. ej., alcohol) no está contraindicado pe-ro no parece ser indispensable. La superficie así obtenida no sólo está limpia; además, y de importanciafundamental para la técnica operatoria, se habrá logrado crear en ella irre-gularidades dentro de las cuales será posible adherir mecánicamente, a ni-vel microscópico, la resina restaurudota. Este resultado se produce porque, en la superficie del esmalte, están ex-puestos a la acción ácida las bases o los extremos de los cristales de hidro-xiapatita, así como también, en algunas zonas de los prismas o varillas, sus carus Iaterales. La acción del ácido se hace, en igual lapso, con mayor pro-fundidad en la base que en las caras laterales de los cristales y, por ello, laacción de limpieza y remoción no es pareja Es interesante señalar que puede imaginarse que cada una de las irregu-laridades corresponde a la imagen de un prisma o vartlla adamantina. Si setiene presente que en el esmalte del diente pemanente existen varias dece-nas de miles de prismas por milímetro cuadrado de superficie, puede dedu-cirse que, con la técnica de limpieza con ácido, se habrá logrado obteneruna enorme cantidad de lugares retentivos a nivel microscópico, aumentan-do el área de contacto y, por ende, su energía superficial. Clínicamente, se puede comprobar el efecto logrado observando el cam-bio producido en la superficie adamantina. Ésta pierde su característico bri-llo y toma un aspecto blanco mate. Por lo obtenido, que tiene alguna simi-litud con técnicas de uso de ácidos para cre^r figuras en bajorrelieve sobredistintas superficies (técnica artesanal o artística del "grabado") se acostum-bra Ilamar a la técnica de uso odontológico correspondiente como técnicade grabado ácido del esmalte. Como la superficie de esas microrretenciones tiene elevada energia super-ficial por Ia limpieza y el carácfer iónico de la estructura, el sellador líquidopuede penetrar en ellas y, al endurecer, quedar adherido mecánicamente anivel microscópico. La adhesión micromecánica alcanzada es suficientemen-te eficaz en términos de resistencia adhesiva (tensión necesaria para produ-cir desprendimiento) como para asegurar de modo eficiente el sellado realde la fisura. La aplicación de estos principios y de las técnicas de ellos derivadaspermite obtener resultados clínicos altamente satisfactorios en el uso delos selladores.
    • Y PRorECcróN MnrrnrALES DENTINO-PULPAR La protección de la biología pulpar comprende una amplia gama de fac-tores relacionados con un diagnóstico correcto, el empleo de las técnicasoperatorias que corresponden y son aplicadas adecuadamente, y la tlliza-ción racional de los diversos materiales disponibles Só1o se analizarán aquilos aspectos vinculados con los materiales y su relación con el órgano den-tino-pulpar. Una restauración realizada de modo correcto protege el órgano dentino-pulpar si consigue evitar la filtración marginal, es decir si logra un selladomarginal adecuado, sea por mecanismos adhesivos o de algún otro tipo. Otra de las condiciones que deben exigirse a las restauraciones es la ca-pacidad de brindar protección biomecánica al remanente dentario. Esto sig-nifica que ante una pieza vital las maniobras restauradoras deben apuntar aconservar esa vitalidad y evitar Ia fracttra de1 diente. Una restauración dental (entendiendo como restauración dental, los ma-teriales y/o Ias sustancias que se utilicen paru rcaIizarla) que cubra la den-tina expuesta puede proteger a la pulpa dentaria ya que actúa como unabarrera aislante respecto del medio bucal. Esta protección involucra dos as-pectos interesantes: 1) la capacidad de generar una protección físico-quí-mica aI aislar al órgano pulpar del diente de estímulos térmicos y eléctri-cos, además de evitar que sustancias químicas o bien toxinas microbianaspuedan difundir hacia la pulpa y 2) presewar la integridad mecánica delremanente dentario. Cuando una preparación o cavidad dentaria se ha terminado, no es po-sible asegurar que se han eliminado todos los microorganismos presentesy la posibilidad de lesión pulpar que ellos implican. Al remover los te¡idosafectados siempre quedan gérmenes viables y, por ello, se deben realizaralgunas maniobras específicas de protección tendientes a controlar esecontenido microbiano.
    • 176 Restaura.cionesDlá.stica.s Las maniobras de protección toman mayor trascendencia ante preparacio-nes o cavidades profundas o situaciones de gran permeabilidad dentinaria,donde quizá sean ciertos componentes de algunos materiales los que pue-dan ocasionar problemas pulpares por lesión química. Desde el punto de vista de la protección dentino-pulpar, las restauracio-nes deben lograr sellar los márgenes impidiendo la flltracián; eliminar losmicroorganismos remanentes e impermeabilizar Ia dentina (sellar a entradade los conductillos dentinarios para evitar la difusión de cualquier elementonocivo para la salud pulpar). Para ello es posible contar con los recursos que pueden utilizarse indivi-dualmente o combinados entre sí, como los que se analizan en las seccio-nes siguientes.Impregnación antisé ptica y/o mine ralizantte Pueden emplearse soluciones limpiadoras cavitarias (Tubulicid, Consepsisy otros son ejemplos de productos comerciales). Están compuestas por de-tergentes, quelantes y un antiséptico, lo que resulta en una eliminación par-cial del barro dentinario y una eficaz acción microbicida. Algunos produc-tos, al tener incorporados fluoruros en su composición, tienen también ac-ción minerahzante. Ciertos sistemas adhesivos para composites (que serán analizados másadelante) poseen acción antiséptica y algunos también acci1n mi¡enhzante.De todos modos, los adhesivos contienen moléculas orgánicas que puedenno polimerizar del todo y, como consecuencia de su difusión a fravés de losconductillos dentinarios, pueden generar problemas a nivel pulpar en pre-paraciones de gran profundidad (muy cercanas a la pulpa).Recubrimiento o lining A este grupo pertenece una serie de materiales que, colocados en un es-pesor que no supera los 0,5 mm, buscan ejercer una acción antiséptica y es-timulante de la dentinogénesis o bien mineralizante. Asimismo, se compor-tan como aislantes (fundamentalmente químicos), sellando la entrada de losconductillos dentinarios. En esta cafegoria se encuentran las suspensiones, soluciones y ciertos ce-mentos dentales. Por lo general, se busca que un liner contenga alguna sus-tancia química con posibilidad de ser liberada para poder generar una ac-ción antiséptica y/o estimulante (p. ei., iones calcio, fluoruro, etc.). Son materiales que se presentan, en algunos casos, en estado líquido (p.ej., ciertos barnices cavitarios), o bien en pastas de cierta fluidez (no expe-rimentan reacción de fraguado; no endurecen). En otros, como los cemen-tos dentales (que serán analizados en un próximo capítulo), se dispone deun polvo y un líquido que, luego de mezclados, generan una reacción de fra-guado. Dentro de estos últimos, los de hidróxido de calcio y los ionómeros
    • Materiales y protección dentino-pulpar 127vítreos, pueden ser utilizados como liners o recubrimientos. Esto es porqueel material preparado, gracias a su consistencia fluida (gota) puede ser apli-cado de modo puntLlal en una zona de interés (cercanía pulpar) y alli al-canzar su endurecimiento por medio de una reacción química El espesor mínimo de dentina remanente, necesario para evitar efectos ci-totóxicos de los componentes de ciertos materiales, se estima que oscila al-rededor de los 0,5 mm a 1 mm Se considera espesores dentinarios inferio-res a ese valor que hacen necesariala aplicación de un linerconstituido, porejemplo, por un cemento de hidróxido de calcio o de ionómero vítreo paralining (véanse caps. ll y 72).Base o relleno A este grupo pertenecen los cementos dentales que además de podercontar, aunque en menor magnitud, con las caracte(rsticas citadas para losrecubrimientos o liners (acción antiséptica y mtneralizante), tienen propie-dades mecánicas adecuadas como para rellenar socavados o realizar lo quese acostumbra denominar "dentina artificial". En estos casos, el material para base o relleno será aplicado en capa grue-sa, superando los 0,5 mm de espesor. La preparactón de estos cementos serealiza hasta conseguir una masa con viscosidadsuficiente.Dentro de este gru-po se encuentran también algunas formas de cementos de ionómero vítreo.Otros métodos En este ítem se detallan ciertos recursos físicos relacionados con tecnolo-gías emergentes, como el empleo del láser Hay distintos tipos de láser de uso dental (dióxido de carbono; neodimio-YAG; excímero o excimer láser y el erbio-YAG). El principio básico de la ac-ción del láser es la generación de una radiación electromagnética (luz) co-herente, puntual y colimadaque pueda ser absorbida por los tejidos durosdentarios. IJna vez que se procluce la absorción de la energía radiante, enesas estructurasse generan altas temperaturas. Este efecto en dentina da co-mo resultado el sellado total de los conductillos por fusión y una eficaz ac-ción antimicrobiana por vaporización. Obsérvese que se están cumpliendodos objetivos de la protección dentino-pulpar (impermeabtlizar la dentina yeliminar los microorganismos). Só1ose pueden aplicar algunas radiaciones láser sobre los tejidos minera-lizados del diente ya que debe asegurarse el citado efecto de eliminación demicroorganismos y sellado de conductillos con garanfias de no generaciónde temperaturas en profundidad que podrían afectar la vitalidad pulpar.
    • CrvrENTos Los cementos constituyen un grupo de materiales que se utilizan en ope-ratoria dental. La palabra cemento, en una de sus acepciones, denota unasustancia que sirve para unir, pegar, adherir dos cosas. De hecho, en odon-tología los cementos se utilizan con esa finalidad en algunas oportunidades.Sin embargo, estos mismos materiales también se usan con otros fines. Desde el punto de vista de su composición y estructura los cementos son ma-teriales que se preparan a partir de la combinación de un polvo con un líquido.En función dela cantidad de polvo que se emplea en relación con una cantidadde líquido (1o que se denomina relación polvo,4íquido) puede ser obtenida unaconsistencia diferente (viscosidad) en la pasta resultante. A partir de esta diferen-cia puede ser empleado con distintas finalidades que incluyen Ia realización derestauraciones.Por supuesto que las propiedades tinales vatianen función de larelación polvo,4íquido empleada, como más adelante se analizará El mencionado polvo está constituido por una base desde el punto de vis-ta químico; concretamente se trata de un óxido básico o un hidróxido o seaun compuesto cerámico (contiene átomos metálicos y no metálicos). El líqui-do, por otro lado, es de reacción ácida o una solución de un ácido en agua. Una vez reahzada Ia mezcla y obtenida la consistencia buscada, el mate-rial está en forma de una masa plástica constituida por una fase sólida (elpolvo) y una fase líquida (el ácido o solución ácida). Si el óxido o hidróxi-do es capaz de solubilizarse, la composición de la fase líquida cambiará alcabo de algún tiempo al incluir al componente solubilizado Como es de esperar, el óxido o hidróxido disuelto al encontrarse con unácido reaccionará formando una sal y ésta, en los primeros momentos, al es-tar en escasa cantidad, quedará en solución en el líquido. Al aumentar lacantidad de sal formada en función de la cantidad de polvo disuelta aumen-fará su concentración en la fase líquida que, eventualmente, comenzaráa sobresaturarseproduciéndose la precipitación de compuestos sólidos.
    • r-I 130 Restauraciones plá.sticas En el ámbito de la mezcla podría observarse un aumento de la consistencia (viscosidad) y una pérdida paulatina de la posibilidad de ser trabajada. Cuando la cantidad de sal precipitada es suficientemente elevada, la pas- ta tiene aspecto de sólido; se dice, entonces, que el cemento ha endurecido o fraguado. En esa estructura fraguada pueden ser distinguidas microscópi- camente dos partes o fases bien diferenciadas: los restos de polvo que no han llegado a ser disueltos del todo rodeados por una matriz salina resultan- te de la reacción entre lo disuelto y el líquido. Una estructura de este tipo se denomina estructura nucleada (núcleos y matrtz). Resumiendo puede decirse que el fraguado de un cemento se produce por medio de un mecanismo que incluye tres etapas sucesivas: 1) disolución del polvo básico en un líquido ácido, 2) reacciln entre 1o disuelto y el ácido con formación de sal, 3) precipitación de la sal. Como la composición final incluye una matriz consdtuida por un com- puesto cerámico iónico (la sal formada) puede esperarse que un cemento siempre tiene alguna posibilidad de disolución (corrosión) en un medio acuoso como es el medio bucal. También puede deducirse que cuanto menor sea la cantidad de esa ma- triz presente, menor seráIa posibilidad de disolución. Como esa cantidad es- tá determinada por las cantidades relativas de los componentes empleados en la mezcla, puede concluirse que a mayor relación polvo/líquido (mayor cantidad de polvo para Lrnadeterminada cantidad de líquido) menor será la posibilidad de disolución (mayor la estabilidad química en el medio bucal). Por otro lado,si a mayor relación polvo/líquido corresponde menor can- tidad de maúrz, y a la inversa, mayor cantidad de núcleos (polvo sin disol- ver), pueden esperarse propiedades mecánicas más elevadas ya que son fun- damentalmente estos núcleos los que las determinan. Como corolario de estasúltimas observacionespuede establecerseque en el empleo de los cementos en el trabajo odontológico se deben utllizar mez- clas con Ia mayor relación polvo/líquido compatible con una adecuada mez- cla (todo el polvo debe ser mojado convenientemente por el líquido) y con una consistencia (viscosidad) adecuada al trabaio en particular que se pien- sa realizar. De esta manera se podrá conseguir una masa final con las mejo- res condiciones de estabilidad química y propiedades mecánicas. Estasconsideraciones son válidas para todos los materiales que entran en la categoria de cementos, es decir para todos los que se basan en un óxido o hidróxido que es mezclado con un ácido para producir el fraguado por formación de una sal. Sin embargo las propiedades finales, tanto químicas como mecánicas, son obviamente diferentes en función de cuáles son el óxi- do y el ácido que se utilizan. Es fácil asociar la estabilidad química con la capacidad de disolución de la sal iónica formada. A su vez ésta es consecuencia de la diferencia de electronegatividad entre su catión y su anión: cuanto mayor es esa diferen-
    • Cementos l3 |cia, mayor es la facilidad de disolución. Dicho de otro modo, a mayorelectronegatividad del catión que se encuentra en el polvo, mayer será suestabilidad química, es decir que su solubilidad es menor. Para el uso odontológico existen cementos basados en la formación desales con tres cationes diferentes: calcio, cinc y aluminio. Como es de espe-rar, dado que la electronegatividad aumenta desde el primero hasta el terce-ro, los cementos en los que se forman sales de calcio son menos establesque aquellos en los que se forman sales de cinc y éstos, a su vez, son me-nos estables que los que tienen en su matriz sales de aluminio. Los usos clí-nicos de cada uno de ellos son, por supuestos, diferentesCementos con sales de calcio EI hidróxido de calcio es una sustanciaque al mezclarse con agua crea unmedio elevadamente alcalino (pH superior a 10). Precisamente por esta ra-zón esa mezcla ha sido y es utilizada con frecuencia en situaciones de pe-queñas exposiciones de tejido pulpar vital para promover su cicatrización(formación de dentina que cierre la exposición). Se interpreta que el medioalcalino que su presencia crea, impide el desarrollo microbiano y permite ladiferenciación de odontoblastos y la formación de esa nueva dentina. La citada mezcla de hidróxido de calcio con agua no constituye un cementoya que no es posible formar una sal a pafiir de ella. La pasta así obtenida no escapaz de fragtar (endurecer) y ello trae alguna dificultad en su empleo clínico. Para simplificar el trabalo se ha desarrollado un material de tipo cementoen el cual se mezcla la base hidróxido de calcio con una sustancia con ca-pacidad para actLlar como ácido. Esta última es, en los productos comercia-les existentes, un derivado del ácido salicílico. En este caso se puede obte-ner una sal (un salicilato) y la posibilidad de fraguado. El material puede serconsiderado Dn cemento de bidróxido de calcio aunque con frecuencia se lodenomina hidróxido de calcio fraguable. El profesional cuenta con dos pastas preparadas industrialmente y son fá-ciles de manipular. Una de ellas contiene el hidróxido de calcio junto consustanciaslíquidas (glicoles por ejemplo) para formar la pasta. La otra con-tiene el derivado de ácido salicílico también junto a los componentes nece-sarios para lograr la pasta deseada. Al mezclar sobre una superficie (p. ej., la superficie de un bloque de pa-pel impermeable) porciones aproximadamente iguales de ambas partes seobtiene una pasta final que se lleva con cierta rapidez (el tiempo de trabajoes breve) a la zona deseada. En presencia de humedad (existente sobre eltejido dentario vital) el endurecimiento es sumamente rápido. Para mejorar las condiciones de trabajo o las propiedades finales se pue-den incorporar a las pastas otros componentes. Los más frecuentes sonlos compuestos de bario para Iograr radioopacidad y algunas resinas opolímeros como el "teflón" para hacedos más resistentesa la acción quími-ca especialmente en medios ácidos.
    • | 32 Restauraciones blásticas Pero, incluso con estos últimos agregados,el producto final (cemento fra-guado) resulta poco estable químicamente. Su elevada solubilidad en el me-dio bucal hace que no se lo emplee expuesto a é1.Es decir que no se lo uti-liza para restauracionessino debajo de otros materiales en forma de un re-cubrimiento (liner) en las zonas más profundas de una lesión. De esta ma-neta, al solubilizarse se crea un medio alcalino que inhibe el desarrollo mi-crobiano y permite la recuperación pulpar. Los valores de las propiedades mecánicas finales son reducidos. El módu-lo elástico es de apenas unos centenares de megapascal (300 MPa). Por es-te motivo se 1o utiliza en espesoresreducidos (liner) y con vistas a Iograr laacción terapéutica descrita y no un relleno que mejore mecánicamente la si-tuación del diente con la lesión. Hay que destacarque existen materialesdestinadosa alcanzar Ia misma ac-ción (crear ambientes alcalinos por liberación de hidróxido de calcio) perocon un rnecanisrno de funcionamiento diferente. Son las suspensiones de hi-dróxido de calcio en un líquido constituidos por moléculas con capacidad depohmerizar por adición. Se presentan en un único envase (oscuro) ya que só-lo es necesario llevar la pasta suministrada y, una vez ubtcada en posición,activar Ia pohmerización con una luz apropiada (como la utilizada en los se-lladores de fisuras fotocurables). A nivel experimental se han desarrollado cementos en los cuales se for-man, como resultado de la reacción, compuestos de calcio relativamente es-tables como para posibilitar su empleo en finalidades que requieren de es-ta propiedad química No existen, por el momento, para uso en operatoriadental en el ámbito comercial.Cementos con sales de cinc Otro grupo de cementos tiene como componente fundamental el óxido decinc. Puede obtenerse a partir de éste un polvo que, si está libre de pigmen-tos, se presenta de color blanco Esto último se debe a su naturaleza multicris-talirta. Cada part.íiculade polvo está constituida por una cantidad de cristales.La luz, al refractarsecuando atravresacada uno de ellos, no puede ser transmi-tida a través del conjunto con lo que aparece el aspecto opaco y blanco. Esta característicahace que no sea posible obtener armonia óptica en res-tauraciones confeccionadas con los cementos que tengan este óxido comobase de su composición Por otro lado la solubilidad relativamente alta delas sales del catión cinc hace que se los utilice o aislados del medio bucalpor otros materiales o como restauracionesde tipo provisorio.Cemento de óxid.o de cinc<ugenol El polvo, que puede ser simplemente óxido,de cinc en forma pura, esmezclado con un líquido que puede ser eugenol también en forma pura. Es-te eugenol (que esel ,principio.activo de la denominada esencia de clavos,
    • Cementos | 33 sustancia que se prepara a partir de los botones florales de una planta) es químicamente un fenol (2-metoxi-4-propenil-fenol). Al mezclar ambos componentes (la relación polvo/líquido y, en conse- cuencia, la consistencia resultante, puede ser variada enfunción del uso que se le pretenda dat) y con una mínima presencia de humedad (agua), se pro- duce la reacción de formación.de una sal y el endurecimiento de la pasta por el mecanismo descrito para los cementos en general. En función de la sal formada también se denomina a este material cemento de eugenolato de cinc. Como esta reacción es muy lenta, frecuentemente sela acelera agre- gando a la composición sales como el acetato o propionato de cinc en el polvo o los correspondientes ácidos (acético o propiónico) al líquido con lo que se puede obtener un material que fragua en pocos minutos. La presen- cia de humedad y/o temperatura elevadas aceleran estas reacciones. La presencia de eugenol provee una cierta acción bacteriostática y tam- bién antiinflamatoria. Esta última, si bien puede significar un beneficio por producir algún alivio del dolor, puede enmascarar cuadros clínicos e inter- ferir con los mecanismos de defensa delavltalidad pulpar que requieren del proceso inflamatorio. De todas maneras, y por estas características, todavia se utiliza cuando se quiere modificar un cuadro clínico de presencia de una cierta cantidad de cavidades de caies aciivas en una boca (inactivación de la boca). A través de la obturación provisoria y fác1I de todas ellas con un material de estas caracteristicas, se logra controlar la infección de la boca dando tiempo luego a la resolución definitiva de sus secuelas, es decir a la restauración de las lesiones cavitadas. Como las propiedades mecánicas obtenidas (p. ej., módulo elástico de no más de 500 MPa) conspiran contra la durabilidad de esas restauraciones pro- visorias, en la composición pueden incorporarse sustanciaspara mejorar el resultado final. En este último sentido eI agregado al polvo de partículas de polímeros (p. ej., polimetacrilato de metilo) permite elevar el módulo elástico a algunos miles de MPa al mismo tiempo que mejorar la estabilidad química en el me- dio bucal. Con un cemento de óxido de cinc-eugenol así modificado se pue- den realizar restauraciones intermedias por su mayor durabilidad. Merece destacarseque el eugenol presente en estos cementos es unarsus, tancia que interfiere en el mecanismo de polimerización de las resirlas: Por ello se debe evaluar cuidadosamente su empleo cuando se prevea l¿tpOSté- rior utilización de un material que endurezca por polimerización.I Cemento defosfato de ci.nct, Como se puede deducir a parlir del nombre de este cemento, enél.elpoll vo de óxido de cinc es mezclado con una solución de ácido fosfóttco: En realidad el polvo es preparado industrialmente para regular su reactividad )¡ con ello el tiempo de trabajo y fraguádo Lapreparación consisté eniprodü- cir un sinterizado de las partículas or,iginales de óx,ido de cinc. Este proéeso,
    • 134 Restauraciones plásticótsrepresenta someterlas a temperaturas elevadas (mayores que 1000 C) y bajouna cierta presión. Las partículas se unen entre sí (se pegan) sin fundirse ycon ello su capacidad de reacción disminuye. Para facllitar este proceso se mezcla el óxido de cinc con otras sustanciascomo el óxido de magnesio y por eso se describe al polvo como constitlri-do mayoritariamente por óxido de cinc (alrededor del 90o/o masa) y otros enóxidos (10%) representados principalmente por el de magnesio. Pueden serincorporados pigmentos para lograr un cierto color aunque sin translucidezpor las razones ya citadas. El líquido es una solución acuosa de ácido fosfórico con algunos fosfatosagregados para rcgular la acidez (bulferi¡ y así la velocidad de reacción(tiempo de trabajo y de fraguado). Es importante cr-ridar este líquido mante-niéndolo en envases bien cerrados. La pérdida de agLtapor evaporación osu incorporación si se lo expone a un medio de elevada humedad relativa,modifica la concentración de los componentes y con ello la velocidad dereacción y propiedades finales El producto final tiene propiedades mecánicas que pueden, en cuanto almódulo elástico, Ilegar a equiparar a la dentina (13.000 a 15.000 MPa). Sinembargo, el cemento no se puede unir estructuralmente al diente ya que lasal se forma independientemente de los componentes de éste. Por este mo-tivo el comportamiento mecánico de la preza dentaria no se ve modificadopor la presencia del cemento de fosfato de cinc (las fuerzas no se puedentransmitir de una estructura a otra para reducir la tensión resultante). Precisamentepara lograr esa integración es que hace poco más de trein-ta años fue desarrollado otro cemento manteniendo en el polvo la mismacomposición básica, el cemento de policarboxilato de cinc.Cemento de policarboxilato de cinc Este material está constituido por un polvo con la misma composición ypreparación industrial descrita para el.cemento de fosfato de cinc El líquido difiere sustancialmenteen lo que respecta aI ácido que es di-suelto en agua para generar la reacción típica de los cementos y fraguadopor formación de sal. Se lo obtiene a partir de un ácido orgánico (o sea congrupos carboxilo) con dobles ligaduras en su molécula (es decir un ácido al-quenoico) como pueden ser los ácidos acrílico, maleico u otros. Industrial-mente se lo hace polimeizar (por adición) obteniéndose un ácido polialque-noico (o policarboxílico) como el poliacrílico, polimaleico o copolímeros deéstos con otro ácido (p. ej., el itacónico). El grado de polimerización obte-nido es por lo general de varias decenas de miles El ácido mezclado industrialmente con agua (Ia cantidad de ésta es im-portante como en los ya analizados cementos de fosfato de cinc) se ioniza(se obtiene el ion de un polímero) y con ello se logra la posibilidad de unareacción como para generar un cemento con la capacidad de fraguar, Lo interesante de esta situación es cue una misma molécula tiene muchos
    • Cementos 135 grupos ácidos (grupos carboxilo) pues es el resultado de la unión (polime- rización) de muchas. Una misma molécula tiene por esto Ia posibilidad de formar una sal con el catión presente en el polvo (en este caso fundamen- talmente el catión cinc), pero a fravés de otros de sus grupos carboxilo pue- de hacerlo con otro como el calcio presente en la estructura dentaria. Así, por medio de este último mecanismo, el material final queda unido (adherido) químicamente al diente pudiendo, en teoría, llegarse a formar una única estructura desde el punto de vista mecánico y permitiendo, ade- más, alcanzar el sellado marginal en la restauractón al no existir una brecha entre ella y el diente. La idea es, obviamente, de interés clínico, pero el problema es que está basada en un material con solubilidad relativamente elevada por el tipo de catión presente en la sal (matriz) y con propiedades mecánicas no muy con- venientes (módulo elástico de unos pocos miles de MPa) No obstante, cons- tituyó la base para el desarrollo de otros materiales con formación de sales de aluminio, más establesy de propiedades más satisfactorias,que se anali- zará en el próximo capítulo. Otros materiales para festaufaciones pfovisorizls Si bien están fuera del tema de ios cementos, merece la pena mencionar en este momento otros materiales que a veces se emplean en el trabajo clínico. Se trata de algunos productos que se adquieren en forma de pastas ya preparadas y envasadasen pote o pomos que permiten muy fácilmente confeccionar una restauración provisoria. Sólo es necesario tomar la pasta y utilizarla. Muchos de ellos están constituidos por un polvo de yeso (véase cap.20), óxido de cinc y algún vehículo líquido (p. ej., una cola vinílica). En presen- cia de la humedad del medio bucal el yeso contenido permite alcanzar un fraguado razonable. Otros productos son suspensiones de un polvo en mo- léculas capaces de polimerizar cuando son convenientemente activadas por acción de una luz Las propiedades químicas, físicas y mecánicas de estos productos sólo permiten su utilización con finalidades temporarias pero se los emplea en al- gunas ocasiones por la factbdad y rapidez de manejo.I
    • vnnros loNóvERos En la actualidad, dentro del grupo de los cementos, los que se utilizan conmayor frecuencia en la operatoria dental son los cementos de ionómero vitreo o simplemente ionómeros vítreos. En el capítulo anterior se han anahzado las características generales de loscementos y su modo de funcionamiento así como algunos aspectos de aque-Ilos que logran su fraguado en función de la formación de sales de calcio yde cinc. Al encarar el estudio de estos últimos se describió un cemento con po-sibilidades de adhesión a la estructura dentaria en función de Ia utilizaciónde un ácido polialquenoico (policarboxílico) en solución acuosa. El pro-ducto final resultante, que se debe a la combinación de ese ácido con unpolvo basado en óxido de cinc, es relativamente muy soluble en el mediobucal El cemento de ionómero vítreo cuyo estudio se encara en este capítulo,tiene algo en común con el de policarboxilato de cinc. También en é1,el lí-quido es una solución acuosa de un ácido polalquenoico. Como en esa so-lución el ácido está ionizado, puede considerarse que contiene el ion de unpolímero o, juntando ambos términos, un ionómero que es una de las pala-bras utllizadas para denominar a este material. La segunda palabra, vítreo, proviene de la estructura del polvo con el cualel líquido se combina para formar la mezcla y utilizarlo. Se trata de una es-tructura cerámica amorfa, conocida como vidrio. Desde ya esto indica unadiferencia sustancial con los cementos basados en óxido de cinc. Este últi-mo fue descrito como una estructura multicristalina y por ello opaca. UnaestrLrctura vitrea, por.el contrario, puede ser transparente o translúcida y, enfunción de ello, puede ser la base de un matenialcon posibilidades de otor-gar atmanTa.óplica;a la restauración conéI realizada. Para obtener industrialmente esepolvo, se funde óxido de silicio (sílice)jurttocoh óxidode aluminio (álúrmina) y después se muele Ia,masa sólida
    • | 38 Restauraciones Dlásticasobtenida luego del enfriamiento. Como el aluminio tiene una valencia di-ferente a la del silicio (tres en lugar de cuatro) se crea en la estructura delvidrio una situación inestable que permite que ese aluminio se desplace. Es-to sucede con facilidad cuando se lo mezcla con soluciones ácidas ya quelos iones hidrógeno (protones) presentes en ellas pueden ser tomados porel vidrio con desplazamiento o liberación de iones aluminio Esos iones aluminio liberados pueden combinarse con ei anión del ácidopara formar una sal que al aumentar en concentración precipita alcanzándo-se el endurecimiento o fraguado de la mezcla. Esta reacción de liberación de iones por parte de un vidrio de alúmina ysílice atacado por un ácido fue utllizada hace años para formular el primermaterial de uso odontológico que permitió lograr restauracionescon armo-nia óptica: el cemento de silicato. En é1, ese polvo vítreo era mezclado con una solución acuosa de ácidofosfórico para obtener una masa plástica que endurecia l¡ásicamente por for-mación de fosfato de aluminio. Una reacción similar se produce en el hoy utilizado ionómero vítreo Ladiferencia fundamental está en que, al usar un ácido polialquenoico para lasolución en agua, se puede lograr no sólo la relativamente baja solubilidaden el medio bucal de las sales de aluminio sino también la oosibilidad deadhesión a las estructuras dentarias.Composición En el cemento de ionómero vítreo, que también se denomina a veces cemento de polialquenoato de uidrio, el polvo es un vidrio molido basa-do en sílice y alúmina. La proporción en la que se mezclan esos óxidosdetermina, junto con otros factores, la facilidad con que puede ser ataca-do por un ácido y con ello la velocidad de la reacción que determina elendurecimiento del cemento El fabricante lo regula en función de la in-dicación del uso al que destinará el producto (por ejemplo, restauracio-nes, recubrimiento o liner, base o relleno, restauración intermedia, sella-do de fosas y fisuras, fijación de restauraciones de inserción rigida, re-construcción de muñones). Es interesante notar que para lograr Ia fusión de la sílice y la alúmina pa-ra formar el vidrio resulta conveniente incorporar otras sustancias que faci-liten el proceso. Estassustancias,conocidas como fundentes, pueden ser di-versas pero resultan adecuados algunos fluoruros. Si bien la finalidad de suincorporación es inicialmente industrial, como se verá, su presencia adquie-re importancia en la clínica odontológica. Hay otros óxidos que se usan también pafa balancear en parte el dese-quilibrio energético que produce la presencia de dos elementos de valenciadiferente como el silicio y el aluminio y algunos otros como los de estron-cio, bario o cinc para lograr radioopacidad (posibilidad de detección del ma-terial en radiografias). Se agregan ademáspigmentos pararnitar el color de los
    • Ionómeros uítreos | 39teiidos dentarios. De hecho, un mismo producto comercial es suministradomuchas veces en varios envases con polvos que corresponden a distintosmatices según alguna guia, también provista, para que se pueda seleccionarel más adecuado en cada situación clínica en particular. El líquido, como ya se indicó, es una solución en agua de polímeros omás habitualmente copolímeros de ácidos alquenoicos (acrílico, maleico, ita-cónico, etc.). Con mucha frecuencia es incorporada a la solución una ciertacantidad de ácido tartárico. Éste toma iones con facilidad y evita la forma-ción demasiado úpida de las sales de ácidos polialquenoicos (polialquenoa-tos). De esta manera se puede prolongar el tiempo de trabajo sin afectar elfraguado final y asi facllita¡ la labor del profesional. Algunos fabricantes utilizan un procedimiento de desecación del líquidopor congelación y vacio para obtener el ácido polialquenoico en forma desólido. Éste es incorporado al polvo que, de esta manera, es lo único que sevende al profesional. Para urilizar estos ionómeros, denominados anbidros,ese polvo es mezclado con agua, lo que regenera la solución de ácido y Iaformación de los iones necesarios para la reacción. Otras veces esto se hace parcialmente y se provee un Iíquido que es ca-si totalmente agua con una pequeña cantidad de componentes como e áci- dotarfárico, ya que el resto de los componentes se encuentran en el polvo.Se los denomina, en este caso, ionómeros vítreos semianbidros. La ventaja de estas dos últimas formas de presentación radica en evitar eluso de líquidos bastante viscosos y algo difíciles de manipular como son lassoluciones de ácidos polialquenoicos.Reacción de fraguado lJna vez realizada la mezcla de los componentes (polvo y líquido o pol-vo y agna según sea el caso), el polvo comienza a incorporar protones (io-nes hidrógeno resultantes de la ionización del ácido) en su estructura vitrea(con lo que se constituye un gel de sílice alrededor de las partículas) y des-plazar hacia fuera de ella cationes, especialmente, aluminio. Éstos eventual-mente forman las sales determinantes del fraguado y constituyentes de Iamatriz de la estructura nucleada final (los núcleos son las partículas no reac-cionadas como en todo cemento). El proceso tarda en completarse aunque la masa adquiere aspecto de en-durecida en unos minutos. Por ello debe protegerse al material de Ia accióndel medio bucal durante un tiempo. En caso contrario no se completa demanera adecuada la reacción de formación de la sal de aluminio y al pocotiempo el material se deteriora. Es interesante destacar que junto con la salida de cationes de la estruc-tura del vidrio también se produce la salida de los fluoruros que habíansido utilizados en la preparación del vidrio. Estos fluoruros no intervienenen la reacción de fraguado sino que quedan relativamente libres en la es-tructura y pueden salir de ella cuando son expuestos al medio bucal.
    • f40 Restauracionesplasticas Esta última situación resulta beneficiosa porque la presencia de compues- tos de flúor alrededor de la restauración ayuda a los procesos de minera- Lízación y protección contra la aparición de caries en su cercanía. Uoa vez que una cierta cantidad de esos iones fluoruro ha sido liberada, la estructura puede reincorporarlos, por ejemplo a partir de una topicación que se realice como acción preventiva odontológica. Adhesión a las estructuras dentarias Como ya se analizó, los cementos a base de ácidos polialquenoicos tie- nen la posibilidad de adherirse químicamente a las estructuras dentarias al reaccionar parte de los grupos carboxilo de sus moléculas especialmente con el calcio de Ia hidroxiapatita. Para que esto se produzca es necesario poner el material en contacto con el telido dentario cuando todavia existen grupos carboxilo sin reaccionar. si se demora el trabajo clínico y se deja avanzat la reacción, lo que se puede notar por Ia pérdida de brillo de a mezcla que indica que ya no hay en su superficie líquido (ácido) disponible, no se logra la adhesión deseada. Cuando se quiere mejorar esa adhesión se puede pteparar la superficie dentaria tratándola con soluciones de ácidos polialquenoicos (p. ej., polia- crílico aI 70vo)durante algunos segundos y luego lavando. Estas soluciones se fabrican con el nombre de soluciones acondicionadoras Propiedades Ya se ha mencionado la solubilidad relativamente baja de los ionómeros que se produce por el hecho de la formación de sal de r_rncatión con elec- tronegatividacl relativamente alta como el aluminio Es posible realizar conI este material restauracionesque pueden ser consideradas definitivas.I Debe aclararse que esta indicación de restauración definitiva está limi- tada a aquellas no expuestas en forma directa a los esfuerzos oclusales. Las propiedades mecánicas del material (resistencia y tenacidad) no son suficientes para asegurar el mantenimiento de la forma anatómica en otras situaciones. Las propiedades ópticas pueden aproximarse razonablemente aunque no del todo a las de las prezas dentarias en los productos destinados a restau- raciones. Otros, indicados para usos en los que no quedan visibles, son opa- cos en función de privilegiar o[ras propiedades como, por ejemplo, la velo- cidad de endurecimiento. Ionómeros vítreos modificados cotl metal Existen comercialmente ionómeros en los que, con la intención de mejo- rar algunas propiedades mecánicas, se ha incorporado en la composición materiales metálicos. Los más cornunes se basan en la sinterizaci1n (unión
    • Ionómeros uítreos l4l Ia altas temperaturas) de las partículas de vidrio con partículas de plata metáli-ca. El Iíquido mantiene la composición de los ionómeros ya descritos. Algunas propiedades mecánicas pueden verse algo mejoradas en estosproductos conocidos como "cermets" (combin ación cerámica-mefálica) aun-que el resultado final no es sustancialmente distinto. Por supuesto que laspropiedades ópticas cambian y el ionómero pierde la posibilidad de imitarel te¡ido dentario en este sentido.Ionómeros vítfeos modificados con resinas La cinética de la reacción ácido/base limita las posibilidades de disponerde cementos con muy largo tiempo de trabajo y corto tiempo de fraguado.Si el diseño industrial apunta a un rápido endurecimiento para facilitar el lo-gro de las propiedades finales, el tiempo que tiene el profesional para su tra-bajo se reduce. A la inversa, si se desea aumentar el tiempo disponible pa-ra elttabajo se necesita mucho tiempo para alcanzar propiedades finales conlo que las posibilidades de deterioro por exposición prematura al medio bu-cal se ven aumentadas. Como ya se mencionó, el ácido tartárico aqda acompensar en parte ese problema, pero no lo suficiente para todas las situa-ciones clínicas Una alternativa interesante surge de partir de una lenta reacción ácido/ba-se para tener un adecuado tiempo de trabajo y complementarla, cuando eltrabajo concluyó, con otra reacción que produzca un rápido endurecimien-to. Este último tipo de situación es fácil de obtener a través de un mecanis-mo de polimerización. En definitiva, esta alternativa consiste en la preparación de un cementode ionómero con una disolución relativamente lenta del polvo en líquido yIenta reacción de formación de sal y unión de las moléculas de ácido polial-quenoico a través del aluminio, pero también con la posibilidad de comple-tar la unión entre esas moléculas a través de una polimerización. Para poder obtener esto, el líquido contiene una solución acuosa demoléculas de un ácido polialquenoico que, además de tener grupos car-boxilo, tiene grupos laterales vinílicos. Esto significa grupos adicionalescon dobles ligaduras y por ende con capacidad de polimerizar por adi-ción. Además, el líquido por lo general también incluye otras moléculassolubles en agua (hidrofílicas) con capacidad de polimerizar (por tenerdobles ligaduras) como es el hidroxietilmetacrilato (designado usualmen-te con la sigla HEMA). De esta maneÍa, cuando se lo mezcla con un polvo con la composicióndescrita para los ionómeros (vidrio de sílice y alúmina con fluoruros o vidriode fluoraluminosilicato) se inicia la reacción habitual en este cemento. Co-mo el polvo contiene además sustanciascapaces de iniciar la polimerización(iniciadores) esa reacción se complementa con la unión de las moléculas po-lialquenoicas y las otras como las de HEMA a parfir de la apertura de sus do-bles ligaduras.
    • r 142 Restauraciones Dlasticas Como en toda reacción de polimerizaciín,la etapa de iniciación necesita ser para que se produzca con eficacia. Según el iniciador que haya sido ^ctivada incorporado en la composición de un producto en particular esa activación puede ser hecha con luz como en los selladores (iniciadores del tipo dicetona- amina) o sobre la base de una reacción química (iniciador de tipo peróxido ac- tivado con aminas). Algunos ionómeros de este üpo incluyen ambas posibili- dades y Ia pohnerización se da ante la acción de la citada radiación de luz o por activación qu-mica en aquellas zonas donde la luz no llega. Los iónomeros que reúnen estas posibilidades son denominados ionóme- ros uítreos modificados con resinas (la resina como resultante de la polime- rización), ionómeros vítreos polimerizables (fotocurables, autocurables o "duales"), ionómeros vítreos híbridos o vitrioionómeros resina. Estos materiales mantienen las principales ventajas de los ionómeros ví- treos que sólo endurecen en función de una reacción ácido base (denomi- nados a veces "convencionales") en lo que respecta a liberación de fluoru- ro y adhesión a las estructuras dentarias, con el agregado de la posibilidad de disponer, con ellos, de un mayor tiempo de trabajo. Las propiedades finales pueden verse algo mejoradas en cuanto a una ma- yor estabilidad química en el medio bucal y una mayor tenacidad. De todas maneras, las propiedades mecánicas tampoco permiten su indicación como restauración definitiva en zonas de esfuerzos oclusales, por lo menos en dientes permanentes. En algunos de estos ionómeros vítreos modificados con resina se indica la preparación de Ia superficie dentaria antes de su colocación. Esto se puede rea- lizar con sustanciasespecíficas(líquidos denominados habitualmente "imprima- dores" o primerc) para mejorat la adhesión lograda a esos sustratos. En todos los casos deben seguirse las indicaciones, en tal sentido, del fabricante. Resumen Se ha podido ver que, dentro de la denominación de cementos de ionóme- ro vítreo, se encuentran materiales con algo en común y con ciertas diferencias. Lo que todos üenen en común es la presencia de iones de ácidos polialquenoi- cos en agua y un vidrio capaz de captar protones (iones hidrógeno) y liberar fluoruro y iones, principalmente aluminio, para formar sales. Si esta formación de sal (reacción ácido base) es el único determinante del fraguado, se habla de ionómeros vítreos conuencionales. Dentro de ellos están los anbidros y semianbidros si los ácidos están incorporados total o parcialmente al polvo y la mezcla se hace con agua o con agua con algún agregado. Si el polvo vítreo es modi-ficado con la sinterización con plata se habla de los cerrnets. Si Ia reacción ácido base se complementa con una polimerización se ha- bla de ionómeros vítreos modificados con resina y ellos pueden serfotocu- rables, autocurables o con ambos sistemas de activación.
    • Ionómerosuítreos | 43 También es posible clasificar a los ionómeros vítreos en función del usoparael que están indicados. Así se puede hablar de ionómeros vítreos pararestauraciones, para bases o rellenos, para "linings", para sellado de fisurasdentro de lo que son las restauraciones plásticas. En otras técnicas terapéu-ticas que serán analizadas más adelante, se hará mención a la existencia deionómeros vítreos para otros usos como reconstntcción de muñones y fiia-ción de restauraciones rígidas. En una determinada situación clínica deberá seleccionarse el más apropia-do y aplicarse con él la técnica que permita alcanzar el resultado buscadocon mayores posibilidades de éxito.
    • t I Cot-rPosrrES I En un capítulo anterior se analizaron que caracferisticas debe reunir elmaterial que se utiliza como sellador de fosas y fisuras. Este tratamiento preventivo se realiza con un material constituido básica-mente por un líquido orgánico (moléculas) que se logra transformar en só-lido mediante la polimeización por adición. Es necesario tener presentes algunos aspectos de la composición y formade funcionamiento de ese material. Las moléculas son diacrilatos, es decirmoléculas con dos dobles ligaduras para que puedan polimerizar por adi-ción generando un polímero de cadenas cruzadas (termofijo). Su peso mo-lecular (tamaño) es relativamente elevado para que la contracción que seproduce como consecuencia de su polimerización no sea muy alta. Sin em-bargo, es común que también contengan alguna cantidad de moléculas conun peso molecular algo más reducido (diluyentes) para conseguir la fluidezsuficiente en el líquido como para poder trabalarlo. Para lograr la transformación (polimerizactón) en una situación clíni-ca existen dos opciones: l.) utilizar un sistema de activación constituidopor dos sustancias químicas que al reaccionar producen radicales librescapaces de iniciar el proceso (peróxido y amina) o 2) emplear sustan-cias capaces de generar esa misma situación frente a la acctón de unaradiación de luz (dicetona y amina). En definitiva, se dispone de sella-dores autocurables y fotocurables que, a s) vez, pueden contener algu-na otra sustancia modificadora como pigmentos o sustanciascapaces deliberar iones fluoruro. En el caso de que hubiera que reponer teiido perdido o reemplazarlo(por caries, fracttra, abrasión o alteración cromáftca) con ese mismo mate-rial surgiría el inconveniente de las propiedades (sobre todo mecánicas) di-ferentes por completo del bloque restaurador con respecto al tejido denta-rio. Seríanbásicamente las diferencias que es esperable encontrar entre unaestructura cerámica (esmalte que es casi en su totalidad hidroxiapatita)
    • 146 Restc¿uracionesblc¿sticqtso cerámica y orgánrca (dentina con hidroxiapatita y colágeno) con una es-tructura orgánica como la del sellador Además, aunque de importancia menos significativa, la composición or-gánrca de un sellador determina un coeficiente de variación dimensional tér-mico más elevado que el de la estructura dentaria con su contenido total oparcialmente cerámico. Por esta razón para las restauraciones,al sellador o a un líquido de com-posición bastante similar se le incorpora algo que lo refuerza (que lo hacefundamentalmente más rígido, con mayor módulo elástico) y Ie disminuyesu coeficiente de variación dimensional térmica. Se le agrega una fase (otromaterial) de alta rigidez. Ese otro material es cerámico ya que de ser metá-lico las propiedades ópticas de éste impedirían lograr armonía óptica en lafestaufaciÓn. El resultado es una resina teforzada que es un tipo de material combi-nado o composite (nombre muy común en odontología como referencia aeste material). El composite, tiene entonces, los componentes de un sellador(por lo generai el líquido contiene una proporción de diluyente menor quela de un sellador) y partículas cerámicas que permiten lograr rigidez eleva-da (puede llegarse, con suficiente cantidad, a valores de módulo elásticoequivalentes a los de la dentina). Además el contenido cerámico permite dis-minuir el coeficiente de variación dimensional térmico. Como resul[ado final, esas dos fases constituyen una estrl¿cturanucleada:núcleos cerámicos englobados (aglutinados) por una matriz orgánica (resul-tante de la polimerización de las moléculas de los diacrilatos). Es fundamental, para obtener el refuerzo buscado, que las dos fases (or-gánica y cerámica) estén adheridas, unidas. Sólo de esta manera las tensio-nes son transferidas de una a otra y el compoftamiento mecánico resultantees intermedio entre la de ambas (p. el., el módulo elástico resulta interme-dio entre el de una estructura orgánica y el de una cerámica). Si no es así,la fase incorporada no sólo no refuerza sino que debilita al conjunto Para generar esa unión entre ambas fases, las partículas cerámicas sonpreparadas industrialmente tratándolas con un agente de enlace (molé-cula bifuncional capaz de reaccionar con dos sustancias diferentes). Es-te agente de enlace es, en este caso, un vinilsilano (generalmente elgamma-metacriloxietiltrimetoxisilano) sustancia que tiene en su molécu-la grupos silano y grupos viníiicos. Los grupos silano contienen átomosde silicio con lo que se puede lograr, al hacer el tratamiento industrial,una unión química a Ia parte cerámica que incluye esos mismos átomos.Los grupos vinílicos, es clecir con dobles ligaduras, permiten una reac-ción y unión con Ia fase orgánica cuando las moléculas de ésta polime-úzan por adición. Para que un composite sea "bueno" es necesario que el fabricante prepa-re bien Ia parte cerámica con el vinilsilano. De lo contrario, las partículas es-tán separadas de la maúiz orgánica, se desprenden y la restauración se rom-pe o pierde forma anatómica.
    • -I Composites 147 A los componentes ya mencionados (monómero de diacrilato como elBIS-GMA o similar, diluyentes, inhibidores, sistema de activación e iniciaciónde la polimeizactón comunes a los selladores, y el refuerzo cerámico) seagregan pigmentos pan dar color (matiz, intensidad y valor) y opacidad co-mo paÍa poder obtener armonia óptica en las restauraciones (el odontólogo ielige la combinación apropiada para eI diente o zoÍa del diente a restaurar)y establlízadores de color para que la armonia óptica se pierda lo menos po-sible con el tiempo. Algunos productos comerciales incorporan compuestos de fluoruro quepueden ser liberados buscando obtener las ventajas clínicas que ya se cita-ron para el caso de los cementos de ionómero vitreo (cap. 1,2).Presentación del material El material que usa el odontólogo contiene, como hemos analizado, unli-quido (futura rrratriz orgánica) y un polvo (partículas cerámicas, fururos nú-cleos de la estrucrLrrafinal). Por lo general, los composites (si bien se partede un polvo y un líquido para su desarrollo) se presentan comercialmentecon una consistencia de pasta. Pod¡ía proveerse la fase orgánica (líquido) separada de la cerámicatratadacon vinilsilano (polvo) pero es más común que sea presentado con los com-ponentes ya mezclados en pastas. De esta ma era el contenido cerámico finalse independiza de Ia labor clínica. Si en la situación clínica se mezclara el pol-vo con el líquido, las propiedades finales variartan muy significativamente enfunción de cuánto polvo fue incorporado al líquido (relación polvo/líquido)en el momento de la mezcla. Cuando la mezcla se prepara industrialmente,esta variable se puede controlar con más eficacia y el resultado final será másconstante en sus propiedades. Si el sistema de activación es qurmico, las pastas son dos: una con el inicia-dor (peróxido) y otra con el activador (amina). Si el sistema de activación esfísico (luz azt:Jde alrededor de 470 nm de longitud de onda) Ia pasta es una. Lo más frecuente es que estas pastas vengan envasadas en jeringas a par-tir de las cuales se toma justo lo que se necesita. Pero también puede veniren envases con porciones individuales ("unidosis"). Estos envases individua-les son colocados en dispositivos (tipo pistola dispensadora) que permitenllevar la pasta directamente a la zona donde debe ser colocada simplifican-do así la tarea clínica.Maneio del composite En el primer caso (activación química) es necesario mezclar las pastas (conun instrumento que no se gaste y altere el color y sin contaminar una con laotra) antes de llevarla al diente a restaurar. En el segundo (fotoactivación) no,y basta con ir llevándola en pequeñas porciones (2-3 mm de espesor) y ha-ciéndolas polimerizar por exposiciónala luz (aproximadamente 40 segundos
    • 148 Restauracionesplásticas o más) Las porciones se unen por la capa sr"rperficialno polimerizada por Ia inhibición que produce el oxígeno del aire (capa inhibida). Tipos de composites A partir de la composición básica de un composite es posible introdr,rcirvariaciones que derivan en productos comerciales que, si bien pueden sertodos ellos incluidos en la denominación de composite o resina reforzacja,tienen propiedades diferentes- Hay que evaluar en cada situación clínica losrequerimientos del material que se va a vtilizar en la restauración para asíseleccionar el más convenlente.Sistema de actiaación de la politnerización se ha analizado que en un composite la reacción de polimerización, ini- ciacla por una sustancia química (iniciador), puede ser activada por un me- dio (activador) químico o físico. Esto da lugar a una primera posibili<lad de selección: composites autocurables o fotocr-rrables. hoy se prefieren em- si plear los composites de fotocurado es por al¡¡unas clesventajas inherentes a la fbrma de presentación autocurable. En primer lugar, el fotocurado permite alcanzar la situación favorable de disponer de prolongado tiempo de trabajo y corto riempo de endurecimien- to o fraguado. Efectivamente, la pasta pllede ser trabajada (no se modifica su consistencia o viscosidad) mientras no actúe sobre ella ia luz que activa la acción iniciadora de la polimerización, esto es durante un lapso teórica- mente indefinido. se dice "teóricamente" porque no se trabaja en la oscuri- dad y la luz que se utiliza para iluminar el campo operatorio puede ser su- ficiente para producir cambios en algunos minutos. Por otro lado, cuando el trabajo de dar forma ala pasta fue completado,la transformación (polimerizacjóo) se hace de manera ráptcla al actuar la luz activadora conveniente, permitiendo continuar con los pasos de terminacióny puli d o s i n d e mo ra . En los productos de activación química, en cambio, el tiempo d,e trabaloestá limitado por la cinética de la reacción química que se inicia ai comen-zar 1a mezcla de las dos pastas. si el trabajo cle ubicación y conformado delmaterial en la zona a restaurar no se hace con rapiclez se corre el riesgo demanipularlo cuando la polimerizaciónyaha avanzado lo suficiente como pa-ra qlle se vean afectadas en forma negativa las propiedades finales. Además si, por algún apresuramiento en el trabajo que a veces puede dar-se en una situación clínica, la mezcla no logra una pareia distribución deliniciador y el activador pueden queclar partes sin completar su polimeriza-ción. Éstasson deterioradas por la acción química y mecánica def medio bu-cal con lo que la restauración píerde sus características deseables (armoníaóptica y posibilidad de conservación de su forma anatómica). otra desventajade los productos de activación química surge de Ia necesidad
    • Composites 149de mezcla. Para efectuada de modo adecuado se hace necesario, inevitable-mente, una manipulación y un tiempo que hace que se incluya aire en ella(la única solución sería la realización de la mezcla en vacío lo que es casiimposible en Llna situación clínica). La porosidad que ese aire incorporadodetermina en la estructura final afecfa las propiedades mecánicas y la mane-ra de transmitir la luz o sea que, en definitiva se comprometen la armoniaóptica y la posibilidad de mantenimiento de la forma anatómica en la res-tauración resultante. En los productos fotocurables, la mezcla de todos los cornponentes esrealizada industrialmente. En esa situación puede hacerse al vacio y conprocedimientos que aseguran la ausencia casi total de aire en el resultadofinal. Si en la aplicación clínica sólo se toma el material y se lo manipulasin mezclarlo, 1a situación de ausencia de porosidad se transmite a la res-tauración terminada. Otros inconvenientes que se presentan al emplear composites de autocu-rado deriva de su cambio de color (matiz) en función del tiempo. En efec-to, en ellos la acfivación de la polimerizaci1n se obtiene por una reacciónde óxido-reducción que se produce entre una amina y un peróxido. Ella de-fa subproductos que se modifican con el tiempo, especialmente con la ex-posición a radiaciones ultravioletas, tomando por lo general un color conmatiz amarlllo. Al incorporar establlizadores de color esta situación puedemejorarse pero no se elimina del todo. Además, el tiempo útil de almacenamiento se ve reducido por la necesi-dad de presencia de un peróxido en contacto con monómero. Éste va reac-cionando lentamente y después de algún tiempo (variable según la tempe-taf.rra a que sea almacenado el producto) no queda disponible para actuar.El material no polimeriza o 1o hace con mucha lentitud. Todos estos inconvenientes no están presentes en los composites fotocu-rabrles.Los iniciadores que son activados físicamente no generan cambios decolor significativos y su estabilidad durante el almacenamiento es mayor.Además, la posibilidad de decidir cuándo y cómo se va a activar la reacciónpermite desarrollar técnicas de restauración que aseguran mayores posibili-dades de éxito en lo que al logro de integración diente/material se refiere. Pero además de la forma de activación de polimerización, pueden existirotras diferencias entre composites, que también se analizarán.Tipos de partículas ceráflricas El refuerzo cerámico (partículas) que se utiliza para fabricar un composi-te puede ser obtenido de maneras diversas. Una de ellas consiste en triturarmecánicamente un bloque cerámico natural (p. ej., cuarzo) o sintético (p. ej.,vidrios de diversa composición, por lo general con cationes para obtener ra-dioopacidad). Otra es por tratamientos químicos diversos como el procesadode compuestos de silicio (p. ej., calentamiento a altas temperaturas) o proce-sos conocidos como de tecnología sol-gel.
    • | 50 Restauraciones blásticas Las parficulas obtenidas con estos procedimientos industriales puedentener no sólo composición sino también tamaños (diámetro) diversos. Éstospueden oscilar entre menos de décimas de micrómetro (las obtenidas portratamientos químicos) hasta más de una decena de micrómetros (las obte-nidas mecánicamente). Es decir que los distintos composites podrán tenerpartículas sub-micrométricas (décimas de micrómetro o menos) y/o micro-métricas (unidades de micrómetro o más). Con alguna frecuencia se clasifica a los composites en función del tamañode sus partículas cerámicas. Se acostumbra hablar de composites con macro-pa.rtículas (partículas grandes de alrededor de 10pm y en los primeros co-mercializados, que hoy no se utilizan, hasta 30-4O ¡tm), minipartículas (par-tículas medianas o intermedias de 1 a 5 p-) o micropartículas (particulas pe-queñas, menores que 0,1 ¡rm y hasta 0,04 pm). En este último caso el tama-ño citado está en el rango de las fases dispersas de los coloides por Io quetécnicamente se puede hablar de composites reforzados con sílice coloidal(en algunos productos comerciales también se habla de sílice pirolítica, piro- génica o fumed silica). En los productos hoy más comunes no se emplean las parúculas de ma-yor tamaño y, en la mayoria de ellos, se combinan partículas intermedias conalgo de las del tipo de sílice coloidal. En estos casos a veces se utiliza el t&-mino bíbridos. En el caso de algunos composites que sólo incluyen partículas de ta-maño coloidal éstas son englobadas en una resina (polímero) de diacrila-to (precomposite). Luego de molido industrialmente el sólido así obteni-do, se Ias mezcla con el líquido (monómero y diluyentes). Como se en-tenderá, en este caso los núcleos de la estructura nucleada final (estruc-tura del material ya polimerizado) no son cerámicos como en otros com-posites sino combinados.Tipo de composite y óptica ^rrlnolnia Para que una restauración sea considerada satisfactoria, debe reunir ymantener a Io largo del tiempo ciertas catacteristicas; una de ellas es Ia ar-motúa óptica. Si para un profesional, el logro de esta caracteÁstica ocupa unlugar preponderante en la demanda que recibe en su tarea clínica, será ne-cesario que elija, de entre los distintos composites que se le ofrecen, aquelque le ofrece la mayor vaiedad de posibilidades de seleccionar propiedadesópticas distintas (coloq translucidez). Así podrá optar entre una amplia ga-ma de colores para poder imitar las caracteirsticas cromáticas de distintas si-tuaciones clínicas que se puedan presentar. Además puede considerar también cuál es el que le facilita en mayor me- dida Ia selección del color y translucidez adecuados para cada caso clínicoen particular. Para el caso de Ia realización de restauraciones plásticas la po-sibilidad de disponer de guías que permitan estimar el color final en diferen-tes espesores puede ser de interés.
    • Composites l5 | Es importante tener en cuenta también la seguridad de contar con un pro-ducto que se puede reponer (que existan envases de un determinado colorvna vez que se ha agotado uno de ellos) y seguridades de reproducibilidaden las variedades de color provistas. Pero la armonia óptica que se logró a través de la selección del compo-site, de color y translucidez adecuadas a la situación clínica y la obtenciónde una superficie que garantice el brillo apropiado, debe mantenerse. Para ello, ninguna de las propiedades ópticas del composite deben modi-ficarse en el tiempo. Ya se han citado los inconvenientes de los productosde autocurado en tal sentido por el cambio que se produce en su color. Pero el brillo también afecta la armonía óptica y, por esto, es importanteque el profesional pueda tener información que le permita estimar en qué grado Ia superficie obtenida a úavés de sus procedimientos de terminacióny pulido se mantendrá inalterable en el tiempo. Durante el uso de la restauración (por la acción de abrasivos de limpiezay el roce de los alimentos) se puede gasfar Ia parle orgánica (no la cerámi-ca debido a su dureza muy superior a Ia de los abrasivos que pueden estarpresentes en los alimentos o los elementos de limpieza). Cuando esto suce-de aparecen en la superficie del composite las partículas cerámicas generán-dose irregularidades. Como puede imaginarse, esas irregularidades son tanto más marcadas(grandes) cuanto mayor es el tamaño de las partículas cerámicas y tanto másse verá afectada la forma de reflejar Ia luz y la armonia óptica de la restau-rución. Si el tamaño de las partículas es inferior a 0,4 ¡tm, no se verá afecta-da en absoluto ya que la luz es una radiación electromagnética de entre 0,4y 0,7 pm (400 a 700 nm). Conclusión: para poder estimar las posibilidades de mantenimiento de ar-monía óptica en una restauración debe conocerse el tamaño de Ias partícu-las del composite uttlizado. Si se necesita un mantenimiento máximo de ar-monía óptica debe utilizarse preferentemente un composite reforzado con sí-lice coloidal (micropartículas) ya que ésta tiene tamaño menor a los 0,4 pm.Asimismo, debe resaltarse que con los composites de micropartículas (particulas sub-micrométricas o pequeñas) se obtienen restauraciones de muybuen pulido en superficie por las razones ya citadas. En el caso de todos los composites, debe prestarse atención al tamañopromedio de las partículas reforzadoras. Este dato de interés debe ser infor-mado por los fabricantes y conocido por el odontólogo ya que permite es-timar la posibilidad de mantenimiento de armonia óptica que brinda el ma-terial En gran parte de los composites denominados uniuercales (por la po-sibilidad de utilizados en dientes de los distintos sectores de la cavidad bu-cal), los valores promedio de tamaños de las partículas reforuadoras oscilanen alrededor de poco menos de 1 ¡rm (entre 0,6 a 0,9 pm). Por ello, se pue-de deducir que, al superar ese valor de 0,4 pm no se podrán lograr las mis-mas caracferisticasque con los composites reforzados con sílice coloidal (mi-cropartículas). No obstante, el logro y el mantenimiento de la armonia óptica
    • | 52 pl^ticó¿s Restauracioneses aceptable como para resolver gtan parte de las situaciones que deman-dan estética en el sector anterior. Por estas razones, al seleccionar un composite (que convendrá que sea defotocurado) debe ,recabarsela información relativa al.tasnño del componen-te cerámico del producto. A menor tamaño, mayor posibilidad de manteni-miento de superficie lisa, mayor posibilidad de mantenimiento de brillo y,en consecuencia, mayor posibilidad de mantenimiento de armonia óptica enla restauración.Aspectos relacionados con la forma anatÓmica(contenido cerámico) Las últimas consideraciones parecerían orientar haciala selección de com-posites con tamaño reducido en sus partículas cerámicas. Sin embargo, de-be tenerse en cuenta que una reducción extrema de ese tamaño, como laque se da alutllizar exclusivamente sílice coloidal (micropartículas) como re-fuerzo, puede Ilevar a la imposibilidad de i,ncorporación de grandes cantida-des de esas partículas a la masa totai. Esta última situación se produce porque vna gtan cantidad de partículasmuy pequeñas representa una gtan superficie expuesta por todas ellas. Pa-ra obtenerse una pasta conveniente para eI trabajo odontológico se hace ne-cesario utlhzat gtan cant dad de líquido (monómero) pan mojar todas esasuperficie y el contenido cerárnico final disminuye (y con él los valores depropiedades como rigidez y resistencia mecánica). Se concluye entonces que, junto con la información sobre tamaño departicr)l^s, es necesario disponer de información sobre el volumen que conrespecto al volumen total representa esa fase cerámica en el sistema. De esevolumen dependen las caructe(tsticas mecánicas y fundamentalmente la ri-gidez que se expresa en los valores del módulo de elasticidad. El análisis del valor de rigidez de un composite debe ser realizado panestablecer sus ventaias e inconvenientes en determinadas situaciones clíni-cas. En principio, una elevada igidez (elevado módulo) se hace impres-cind{h,le cuando la restauración estará sometida a esfuerzos oclusales, porejemplo, en bordes incisales y, especialmente, en zonas oclusales de pre-molares y molares. En tal sentido ha sido considerado , a través de la información obtenida de (ydiversas investigaciones, que es recornendable que rrÉs del 500/o conve-niente hasta 750/oo más) del volumen de un composite sea cerámico parapoder emplearlo en zonas de oclusión. Esto representa, por 1o general, por-centajes de refuerzo cerámico en masa (o en peso) superiores al 60o/o has- yta aI 85o/oo más de la masa totaI. Los composites con menor contenido cerámico, como, por ejemplo, losque utilizan sólo sílice coloidal, no conviene que sean colocados en zo-nas de contacto con antagonistas en la oclusión. La deformación rclativa-mente elevada y la posterior recuperación que experimenta el material
    • Composites ¡ 53en cada uno de esos contactos hace que se astille y se produzca pérdidade la forma anat1mica en la restauractín. Esa condición de rigidez debe ser acompañada de la unión suficientemen-te buena entre las fases orgánica y cerámica (otorgada por un adecuado tra-tamiento industrial de las partículas con vinilsilano) para aseglurarque el des-prendimiento de partículas, como consecuencia de la acción de los alimen-tos y elementos de higiene bucal sobre la fase orgánica, no se traduzca enuna pérdida de masa en la restauraciÓn que no acompañe el desgaste nor-mal de las piezas dentarias. Por esto último, la información sobre valores de contenido cerámico y rigi-dez debe ir acompañada de información sobre evidencias, fundamentalmenteclínicas, que muestren la posibilidad que ofrece el sistema de no experimen-tar un desgaste mayor de lo permisible para no comprometer la estabilidad deIa oclusión del paciente. Se volverá a analizat estos aspectos al encarar el aná-lisis del uso de composites en restauraciones oclusales en premolares y mola-res (composites en el sector posterior de Ia cavidad bucal). Si bien algunos aspectos de estas consideraciones parecerían orientar ha-cia la selección de un sisterna con elevado módulo y contenido cerámico,debe tenerse presente que una elevada tígidez impide que el material seacomode ante las tensiones que se generan como consecuencia de Ia con-tracción de polimerización. A1 evaluar la adhesión de composites a estructu-ras dentarias se analizará cómo, con un material de rigidez extremadamenteelevada, puede ser más dificultoso Iograr una correcta adhesión y ausenciade filtración marginal en una restauración. Esta situación hace que, si se enfrentan situaciones donde el logro de ad-hesión es fundamental, como en las zonas gingivales, pueda ser rnás conve-niente uttlizar un material de menor rigidez. Esto es, seleccionar un materialmás flexible que sea capaz de disipar las tensiones que se generan cuandoun composite polimeriza, así como también, experimentar deformación elás-tica y flexionarse como lo hace vna pieza dentaria en el tercio cervical anterequerimientos mecánicos. Por otro lado, cuando la adhesión se hace necesaria no sólo para el logrodel sellado marginal sino para permitir integrar el material a la estructura dentaria y así proteger al remanente dentario, puede evaluarse Ia convenien- cia de disponer de alguna capa intermedia de menor módulo como interme-diaria entre el material de rigidez elevada, necesario para soportar el esfuer- zo oclusal y la estructuru dentaria. Existen en la actualidad, dentro de distintas alternativas comerciales, Ios denominado s compositesfluidos (" compositesfloti o "flowable compositel) . Ellos poseen la misrna composición que cualquier otro composite en térmi- nos generales. La diferencia con los composites antes analizados ndica en que tienen una significativa menor viscosidad y un menor porcentaje de re- lleno cerámico. Como el nombre lo indica, son materiales de considerable fluidez lo que obliga a trabajarlos clínicamente en capas de poco grosor y se adaptan con
    • f 54 Rest.turaciones blásticctssuma facilidad a las paredes cavitarias (se "autoadaptan" merced a su con-sistencia). El hecho de trabajarlos en pequeñas capas y su bajo módulo deelasticidad (aproximadamente de 8000 MPa) hace que disipen la tensiónproducida por la contracción de endurecimiento, facilitándose así la obten-ción de adecuada adaptación marginal. En síntesis, de lo hasta aquí expuesto se puede reconocer en la actuali-dadla posibilidad de uso de tres alternativas dentro de los composltes: flowo fluidos, de micropartículas e híbridos.Otros aspectos en la selección Además de los aspectos que se han tenido en cuenta al seleccionar uncomposite, hay que tener presente que, a igoaldad de condiciones, resultaconveniente elegir el producto más fácil de trabajar. Esto favorece la mani-pulación, que se puede evaluar de modo directo al probar empíricamenteaspectos tales como la consistencia y la pegajosidad de la pasta, la posibili-dad de condensación y otros, y, por ende, facilita el trabajo clínico. Se redu-ce, asi, la posibilidad de errores con las consiguientes deficiencias que afec-tan la durabilidad de la restauración. Por último, debe tenerse en cuenta que las características del compositeconstituyen sólo uno de los factores que condicionan el éxito de un trabajorestaurador. El instrumental a utilizar también puede contribuir a facllitar eIlogro de los objetivos buscados o no. Fundamentalmente, partiendo de labase de que se seleccionaron composites de fotocurado, se tendrán en cuen-ta las condiciones que debe reunir el dispositivo del que depende una poli-merizaciín adecuada y sobre esta base las propiedades finales adecuadas enel material. Este aspecto se analizará en un próximo capítulo.Composites en el sector posteriof Cuando se efectúan restauraciones en los dientes anteriores (incisivos ycaninos) es importante el mantenimiento de la forma anatómica, pero estacondición puede ser subordinada, relativamente, a una buena armonía ópti-ca. De hecho, y durante años, la odontología tuvo que sacrificar la posibili-dad de mantenimiento de la forma anat1mica por el logro de Ia armonia óp-tica, debido a la inexistencia de materiales capaces de brindar ambas condi-ciones de manera satisfactoria. En cambio, cuando se hacen restauraciones en premolares y molares enlos que la restauración debe mantener algún contacto con el diente afitago-nista, el mantenimiento de la forma anat1mica es fundamental para el co-rrecto funcionamiento del sistema estomatognático. No es posible sacrificaresta necesidad en función del logro de la armonia 6puca. La restauración, en esos casos, no debe perder la forma anatómica másde lo que la pierde normalmente el diente. Se ha hecho una evaluación deesta pérdida y se ha encontrado que, en las cúspides de los premolares
    • Composites | 55 y molares está en el orden de 30 pm por año (ligeramente mayor en los mo- lares que en los premolares). Cualquier mateial con el que se pretenda restaurar en esa zona, por con- siguiente, no debe experimentar una pérdida de la forma anatómica (un des- gaste) significativamente mayor que esos 30 ¡rm anuales. En estos casos só- lo puede ser utilizado un composite si sus propiedades aseguran que, ante los esfuerzos a que estará sometido, es capaz de mantener y no superar ese ritmo de pérdida de forma anatómica. Para ello, y en las situaciones en que existe contacto con el antagonis- ta, el composite debe tener un módulo de elasticidad (rigidez) que asegu- re que la deformación que se produce ante cada esfuerzo oclusal sea re- ducida. De no ser así, la continua deformación y posterior recuperación produce microfracturas (astillamiento o chipping) que hacen perder forma a la restauración. Para lograr la citada condición se considera, como ya se ha menciona- do al analizar los distintos tipos de composites, que el producto que se em- plee en esas condiciones debe tener un contenido cerámico superior al 500/o volumen. en Pero ese elevado módulo elástico (que a su vez no debe hacer al mate-rial perder excesivamente su tenacidad para resistir las fracturas) no es sufi-ciente. Debe tenerse presente que, por el roce de los alimentos y el de loselementos de limpieza (dentífricos), la matriz orgánica puede ir desgastán-dose. No sucede así con los núcleos cerámicos ya que ni los alimentos ni losdentífricos tienen Ia dureza suficiente para abrasionados (si así fuera se des- gastaria también el esmalte de las piezas dentarias). Como consecuencia de ese desgaste de la matriz orgánica, quedan ex-puestas las parliculas cerámicas (núcleos). La acción mecánica posterior yIa acción química del medio bucal (hidrólisis de la unión del núcleo al vi-nilsilano) terminan provocando el desprendimiento de las particulas cerá-micas. Puede fácilmente notarse que, si las particulas se desprenden confacilidad y son relativamente grandes, la pérdida de la forma anatómicaserá muy rápida. La tecnología existente cuando aparecieron los primeros composites quese usaron en odontologia no permitía fratar adecuadamente las partículas ce-rámicas en el proceso industrial. Por eso se desprendían con relativa facili-dady, como su diámetro estaba en el orden de 30 pm o más (el equivalen-fe a Ia pérdida del esmalte en un año en condiciones normales), experimen-taban pérdidas de la forma anafímica de más de 100 o 150 pm anuales. Du-rante años, y por ese motivo, se contraindicó el uso de composites en zo-nas de contacto oclusal aunque su módulo elástico fuera elevado. Con el tiempo, la investigación y su aplicación tecnológica posibilitó ob-tener partículas más pequeñas (como ya se analizó) y más aptas para reci-bir un adecuado tratamiento con el agente de enlace (vinilsilano). Así se ob-tuvieron composites que mostraron poder acompañar el desgaste normal delesmalte en los dientes posteriores.
    • l5ó Resta.uraciones blásticds En los primeros intentos exitosos, esto se logró a través de partículas que refractaban la luz de manera muy distinta a como lo hace la maúiz orgáni-ca habitual en los composites. Esto se traducia en falta de translucidez y, porende, de posibilidad de lograr armonía óptica en las restauraciones.La situa-ción determinó, por ello, la comercialización de compositespara posterioresjunto con los ópticamente adecuados composites anteriores. Con el tiempo se ha logrado combinar el tamaño y las condiciones reque-ridas en las partículas cerámicas,con propiedades ópticas convenientes. Así,hoy se dispone de composites que pueden ser empleados tanto en la res-tauración de los dientes anteriores como los posteriores por permitir el lo-gro y el mantenimiento de armonia óptica y forma anafómica adecuadas. In-cluso en algunos de ellos pueden detectarsesituaciones en los que la eleva-da dureza del componente cerámico llega a producir desgaste excesivo enel esmalte del diente antagonista. Sin embargo, hay que recordar que los composites que sólo incluyen ensu composición partículas extremadamente pequeñas como son las de sílicecoloidal (micropartículas), que resultan los más satisfactoriosdesde el pun-to de vista de mantenimiento de la a¡mon1a óptica, pueden no ser conve-nientes en zonas de fuertes contactos oclusales debido a su menor móduloelástico determinado por su menor contenido cerámico.Composites condensables Los composites híbridos aptos para su empleo en el sector posterior, noposeen la "condensabtlidad" apropiada como para adaptarlos en zonas dedifícil acceso ni para restablecer relaciones de contacto proximales. Esto, su-mado a los problemas relacionados con el escurrimiento, la contracción y laadecuada polimerización de los composites (necesidad de trabajarlos en pe-queños espesores) hace que en preparaciones de clase 2 se requiera una téc-nica muy minuciosa para realizar con ellos restauraciones. Para tratar de superar estas dificultades han sido desarrollados recientemen-te los denominados composites condensables.Esta denominación genérica só-lo diferencia a este grupo de materiales de otros composites en cuanto a sufacilidad de empleo para los casos antes mencionados, es decir, la posibilidadde trabajarlos de un modo similar a como se trabaja a la amalgama dental.Puede afirmarse que estos composites condensables implican un grado másde evolución para mejorar su empleo clínico en el sector posterior. A modo de descripción somera y genérica, los composites condensables(por llamarlos de algún modo que los diferencien de sus predecesores) sonmateriales compuestos que poseen una estructuru btfásica similar a la decualquier composite. Esto es, una fase orgánica responsable del endureci-miento del material por polimerrzactóln y un refuerzo o relleno cerámico res-ponsable de brindar las propiedades necesarias. Respecto de Ia parte orgánica puede decirse que si bien estos materiales uti-lizanlas resinas clásicas existentes en cualquier composite (BIS-GMA o UDM).
    • Composites | 57muchos de ellos incorporan resinas mejoradas por procedimientos químicose industriales que derivan de aquéllas donde se busca la reducción de lacontracción de polimerización y una más conveniente regulación de la ve-locidad de transformación en polímero. La porción inorgánica de refuerzo se halla representada por porcentajesmás elevados de refuerzo (superan a veces el 80% en peso) y con un rangode distribución del tamaño de pafiicula que oscila entre las centésimas demicrómetro hasta un micrómetro o poco más. Esta parfe inorgánica es trata-da en la industria con un agente de enlace (vinil-silano) como se hace conel resto de los composites, de manera que ambas fases (orgánica y cetámi-ca) actúen como unidad estructural. Estos refuerzos firmemente unidos a la maúiz orgánica pueden adoptardistintas formas. En algunos casos poseen formas irregulares en las superfi-cies de cada particttla, lo que determina un efecto de traba mecánica entrecada una de ellas y otorga al mateial una viscosidad que permite Ia busca-da posibilidad de condensación o empaquetado en una cavidad. En definitiva, se busca que las partículas cerámicas se "traben" unas con-tra otras durante el trabajo de colocación de conformado del material y asise facilite el trabajo clínico. En síntesis,puede decirse que la diferencia entre un composite "híbrido"y otro condensable es que en el primero las partículas de refuerzo se hallandesconectadasunas de otras, y que cuando se lo somete a presión con uninstrumento es muy poco el efecto de traba que se puede generar entre par-tícula y parfícr)la como para evitar el excesivo escurrimiento. Por el contra-rio, en los condensables el efecto de traba mencionado, más el elevado por-centaje de relleno y las resinas mejoradas, hacen que el material necesite demayor presión para su adapfacrón (condensación). Estos materiales por lo general se indican sólo para su empleo en el sec-tor posterior por sus cualidades ópticas no óptimas. Se los puede manejarcon los mismos instrumentos que se utllizan para rcalizar una restauración con amalgama kap. 17). Además, en preparaciones de clase 2 pueden utili-zarse sin problemas matrices metálicas. Son, asimismo, materiales que pue-den colocarse en capas que oscilan entre los 4 a 6 mm de espesor (lo queequivale a inserción en bloque). Algunos de ellos, y del mismo modo queciertos otros composites, incorporan fluoruro en su composición. Si bien, como ya se dijo, estos materiales constituyen una interesante al-ternatrva para el sector posterior son los estudios clínicos serios los que orientarán en la mejor dirección. De nuevo el profesional debe reconocercuál es el composite apto para emplear en cada situación particular que sele presente en la clínica odontológica.
    • UNIDADES PARAFOTOPO MERIZACIO LI N Las resinas, los selladores y los composites, inauguraron la era deI fotocu-rado. Los ionómeros vítreos adoptaron posteriormente esa tecnología que hoyes parte de la rutina en el ejercicio de la odontología. El éxito del empleo deestos materiales depende de un requisito necesario, aunque no suficiente: ladisponibilidad de un equipo que provea Ia radiaciín con la calidad y la can-údad apropiadas para asegorar óptimas propiedades finales en el material. En este capítulo se tratarán diversos temas relacionados con aspectos a te-ner en cuenta en el uso de las lámparas halógenas para el curado inrabucal.Usos de las unidades de polimedzación por luz visible Ciertos materiales logran su reacción de endurecimiento (fraguado) poruna reacción de polimerización. Cuando esta polimerización se realiza poradiciín requiere energra para activat Ia etapa de iniciación y así se podrácompletar convenientemente la reacción en un lapso no muy prolongado. En la fotoactivación, esa energía se obtiene por medio de la absorción deuna radiación por una sustancia apropiada. Ésta, así activada, produce eldesdoblamiento de dobles ligaduras de moléculas (monómeros) presentesen un material. La tecnología del fotocurado se basa en la fotoquímica, vale decir, en laproducción de trabajo a úavés de la energía radiante para desencadenar unareacción química. Para que se produzca el fotocurado es necesario que laradiaciín lumínica sea absorbida por el material. La absorción se produce enfunción de la longitud de onda de la radiación incidente y de las caracteris-ticas de la estructura sobre la que incide. En los selladores, composites, ionómeros y en algunos otros materiales deuso citados en odontología es posible incorporar sustancias que, al absorberuna radiaciín de una determinada longitud de onda, pueden desencadenarel trabajo de polimerización.
    • I7- | ó0 Restauraciones Dlásticas Espectro de las radiaciones electromagnéticas (la hnvisible) Las radiaciones electromagnéticaspueden ser identificadas por su longi- tud de onda. Su espectro comienza en valores inferiores al nanómetro (mi- lésima de micrómetro) con los rayos cósmicos y se extiende hasta valores superiores al metro o sus múltiplos como las ondas de radio o televisión. Entre ambos extremos se encuentra el espectro de la llamada luz visible constituido por las radiaciones que el ser humano es capaz de reconocer con su sentido de la visión. Su rango está entre los 400 y 700 nm aproxi- madamente (0,4 y 0,7 pm) con las radiaciones que se perciben como vio- letas en el límite inferior y las rojas en el superior. Los restantes colores se ubican entre ellas. En el caso de materiales en los que la reacción de polimerización debe ser activada en la cavidad bucal de un paciente, la radiación a emplear de- be reunir ciertas característicasbásicas. No debe tener una longitud de on- da reducida ya que éstas son incompatibles con la seguridad biológica que eI trabajo requiere. Por ejemplo, los rayos cósmicos, las radiaciones gam- ma, los rayos Roentgen y aun algunas radiaciones ultravioletas coftas (me- nos de 300 nm) son absorbidas por los tejidos y células a los que dañan de diversa forma En el otro extremo, las radiaciones de muy larga longitud de onda co- mo las ondas de radio o televisión, si bien no producen daño significati- vo, no resuitan apfas ya que, por estar en abundancia en el ambiente ac- tuarían continuamente sobre un material y no en el momento en que el profesional lo considere oportLlno. Además, aquellas cercanas al rojo (in- frarrojo), y aun las rojas, son absorbidas significativamente por el aguay las sr-rstancias qr-rela contienen como los tejidos vitales. Esta absorción se traduce en una elevación de temperatura que puede no ser compatible con la salud de esos tejidos. Puecle recordarse que en el capítulo 10 se mencionó la absorción de ru- diaciones en forrna de láser como una manera de generar calor para elimi- nar microorganismos y realizar una cierta protección dentino puipar o inclu- so la remoción de telido dentario cuando se utiliza la longitud de onda apro- piada para ello (láser cle erbio: YAG). Todas estas consideracioneshacen que, para las condiciones a que se es- tá haciendo referencia (activación directa en el rnedio bucal), la sustancia qlre sea incorporacla a un material para ser activada debe hacerlo absorbiendo radiaciones con longinrdes de onda de aproximadamente entre 450 y 500 nm que corresponden fundamentalmente al color azul La combinación cliceto- na-amina. que se mencionó en la formulación de los materiales fotocurables que ha sicló analiz:ados,cumple con estas condiciones Los dispositivos a utilizar con esos materiales deben ser capaces, por en- c1e,de generar trna radiación de esas característicasy evitar sr¡ combina- ción con otras más cortas o más largasque producirían los efectosindeseables mencionados. Las unidades Dara la activación intrabucal de la oolimerización
    • Unidades para fotopolimerización ló | funcionan proveyendo.una radiación que oscila en un valor medio de al- rededor de 470 nm. Por ello, también puede denominárselo dispositivos de luz azul. Resumiendo, para set eficaz, la rudiación debe ser absorbida por la sus- tancia responsable de desencadenar Ia reacción pero no debe ocasionar da- ños ni a los tejidos ni al material (que la radiación no destruya las uniones C-C). Todo esto se refiere a Ia calidad de la tad¡nción pero también es im- portante su cantidad para que el trabajo de polimerización sea completado de manera conveniente. Potencia (intensidad) de la luz emergente Si se reconoce que el fotocurado es la producción de trabajo (fuerza que desplaza su punto de aplicación, en este caso de desplazamiento de electro- nes en una reacción química) por medio de la energía radiante, se pueden deducir ciertos aspectos de importancra. Si: T (trabajo) : F (fuerza) x d (distancia), y su unidad el joule (| : New- ton x metro), puede sostenerse que para lograr la correcta polimerización de un material se hace necesaria una cierta cantidad de joules. Pero a su vez, ese trabajo debe ser realizado en un tiempo compatible con la situación clí- nica.Para ello hay que utilizar un dispositivo de suficiente potencia (poten- cia = trabajo/unidad de tiempo y su unidad watt = J/s) y esta porencia debe estar disponible en la superficie del material a polimerizar. En definitiva, se necesita una unidad de polimerización (unidad de luz o lámpara) que per- mita obtener suficiente potencia por unidad de superficie para generar la cantidad de trabajo de polimerización suficiente para que el material alc n- ce sus propiedades finales convenientemente en un lapso razonable en una situación clínica. Se considera que la potencia mínima requerida para desencadenar el fotocurado de modo adecuado oscila alrededor de los 350 mW/cm2. La capacidad de una unidad de polimerización determinada para alcanzar esta condición puede ser evaluada con dispositivos medidores denomi- nados radióntetros. Éstos permiten hacer llegar la luz que emana de la unidad a una "ventana" y leer en un indicador Ia potencia que se gene- ra por unidad de superficie (Watt/cm2). Es interesante disponer de dispo- sitivos en los que esos valores sean alcanzados con un extremo de sali- dadela luz con un diámetro de más de 10 mm; en caso confrario,Ialuz debe ser aplicada en momentos sucesivos en distintas zonas de la super-N ficie de una restauración.I Por otro lado, se ha comprobado, en el caso de los composites, que una potencia demasiado elevada (p. ej., más de 800 m7cm2) de luz aplicada di- rectamente sobre el material puede provocar una brusca contracción de en- durecimiento que tiende a desprenderlo de la superficie sobre la que se ha ubicado (superficie dentaria) y, además, ocasionar una polimerización sólo de Ia capa superficial del material en cuestión.
    • try 162 Restauracionesplasticas Sobre la base de estas consideraciones se han desarrollado unidades pa- ra fotocurado en las que la potencia de Ia ndiación es relativamente baja cuando se lo pone en funcionamiento y va aumentando con el transcurso del tiempo. Esto parece permitir que el mater1alvaya polimerizando progre- sivamente, disipando las tensiones que se generan en é1 y logrando un en- durecimiento completo de toda su masa y menor posibilidad de pérdida de adhesión a la estructuru dentaia. Es también importante que la potencia de trabajo sea alcanzada conla ra- diación de longitud de onda apropiada (alrededor de 470 nm). Si la poten- cia es elevada, pero en función de la ausencia de filtros que impidan que lleguen a la zona de trabajo radiaciones de mayor longitud de onda (cerca- nas al rojo), el material podria completar adecuadamente su polimerización aunque a expensas de generación de calor en tejidos vitales como el órga- no pulpar de un diente. Este requisito puede ser evaluado midiendo la potencia generada por eventuales radiaciones superiores a akededor de 500 nm que lleguen aIa zo- na de trabajo. Los radiómetros que registran la potencia generada en esas condiciones se conocen en el mercado odontológico como radiómetro térmi- co para diferenciarlo del radiómetro de curado que registra la potencia obte- nida con radiaciones en el orden de los 470 nm. Los registros inferiores a 50 mV/cm2 en el radiómetro térmico son aceptables pues indican la ausencia de resplandor y calor. Por el contrario, los registros superiores indican la produc- ción de energra no deseada (generación de resplandor y calor). Otros factores en la calidaid de la polimerización La calidad de la fotopolimerización no depende sólo del material y de la unidad de luz empleados sino también de otros factores como: a) Tiempo defotoactiuación: el tiempo de exposiciónaIaIuz surge de la fórmula de potencia (trabajo / tiempo). Si el tiempo es reducido no se genera suficiente trabajo (adecuada polimerización) aun cuando la po- tencia sea elevada. Esto se traduce en que unidades con alta potencia en la salida de luz pueden producir más trabajo por unidad de tiempo y facrlitar asi eI trabajo clínico. Contrariamente, unidades de baja po- tencia requerirán mayor tiempo de emisión. Es imprescindible informarse del tiempo de exposición aIaIuz que in- dica el fabricanfe para cada material. Hay que tener en cuenta las va- riaciones en cuanto a color, tipo y estructura del material. b) Espesordel material: por lo general se estima que ne debe sobrepasar un espesor de alrededor de 2 mm por capa de material a polimerizar. A medida que la luz penetra en la masa de material es absorbida y pier- de capacidad de hacer pohnetizar a las zonas profundas. c) Distancia luz-materia.l: debe Ser rñínima, evitando el contacto mate- rial-punta. La luz emergente del dispositivo debe ser aplicada lo más
    • Unidad.espara fotopolímerización ló3 cerca del material como sea posible ya que al alejarse la fuente se in- crementa la superficie irradiada. Como la potencia de salida es la mis- ma, disminuye asi la potencia por unidad de superficie y, por consi- guiente, Ia calidad de polimerización obtenida o la profundidad a la que se la logra en el material. Es posible que con unidades de polime- rización con radiación láser (láser de argón que provee radiación de longifud de onda adectada), este factor tenga una incidencia menor o nula. Sin embargo, este tipo de unidad tiene un costo significativamen- te más elevado y quizás genere una reacción inicial demasiado inten- sa que, como ya se indicó, puede no ser conveniente. Elementos constitutivos de las unidades de polirnerizaciÓn por luz visible Los elementos que constituyen los equipos para fotopolímerización intra- bucal son varios. Es importante que se los conozca pues esto aseguraun co- rrecto mantenimiento de la unidad. Cornp one nt e e le ct r óni.c o Un temporizador o regulador de tiempo brinda la posibilidad de contro- lar el tiempo de exposición para adecuarlo a lo requerido para cada situa- ci6ny/o material. En general se prefieren aquellos equipos que emiten una señal audible para cada peúodo seleccionado. Algunas unidades tienen tiempos programados de 10, 20, 30,40 segundos y encendido con emisión continua. Es deseable una intensidad de salida del haz de luz alta y constan- te con encendido continuo. Sistema de aentila.ción Un ventilador, preferentemente ubicado cercano al bulbo generador de luz, es un componente necesario paru evitar el sobrecalentamiento.Esto per- mite utilizar un bulbo de alta potencia que permite obtener la cantidad de radiación conven i ente. Bulbo o lámpara propla.rnente dicba Consta de un bulbo halógeno y un reflector. Hay de distinta potencia de acuerdo con las cancteristtcas de los diferentes equipos (50,75, 100, L50 watt). Fikros Todos los equipos deben tener filtros para eI rango del color azul (absor-! ción de todas las longitudes de onda del espectro, excepto Ia correspondien- te a Ia del azul) y que absorban toda otra longitud de onda no deseada.
    • ,64 RestauracionesplásticasSústetna de conducción de la luz La luz es conducida a través de un sistema óptico que puede ser flexible(manguera con fibra óptica) o rigida (varilla). Algunas fibras conducroras delsistema flexible pueden fracturarse durante el uso, especialmente si no se lohace con cuidado, perdiéndose la posibilidad de conducir luz y así de dis-poner de potencia pata ra polimerización. En general se prefiere el sistemade varllla pues mantiene mejor a ro largo del tiempo la integridad de loscomponentes ópticos. son convenientes las varillas intercambiables y de disünto diámetro en supunta paru poder acceder a preparaciones con diferente tamaño de superfi-cie expuesta. Las guías de luz de mayor diámetro en su punta (p. ej., j.2 mm)pueden utilizarse solamente en equipos con rámparas de arta potencia paraque la polimerización esté garantizada tanto en el ancho como en la profun-didad del material irradiado.Radiómetro incoryorado al equipo Es un elemento útil ya que de manera rápida y sencilla permite una eva-luación continua de la potencia de salida delhaz lumínico. pueden ser: a) Cuantitativos, marcan el valor numérico de la potencta alcanzada. b) cualitativos, indican la normalidad de la porencia delhaz emitido por medio de una pequeña luz (tED) que se ilumina, o bien aI alcanzar cierto color de una escala cromáttca.Pantalla de protección ocular Puede venir adosada en la fibra íptica de algunos equipos (véase másadelante).Monitoreo y control periódico de los dispositivos Para que las unidades para fotopolimerizaci1n actúen correctamente y elfotocurado sea el adecuado es necesario que mantenganla longirud de on-da y la potencia requeridas. Es responsabilidad del profesional y de sus au-xiliares asegurar la utilización de un aparuto adecuado y la realizacLónde uncontrol y mantenimiento apropiados. Para ello es conveniente tomar algu-nos recaudos. La potencia de la energía lumínica puede verse disminuida por: a) Alteraciones de la unidad generadota de Ia radiación que pueden de- berse a ennegrecimiento o emblanquecimiento del bulbo y/o degrada- ción del reflector o bien suciedad sobre é1. Lo ideal es reponer la lám- para cada 3 o 6 meses como promedio. Se sugiere lalimpieza periódica
    • Unidades parafotopolimerización ló5 del reflector y también del ventilador (con aire presurizado y aspira- ción) para eliminar el polvillo que se deposita sobre é1. b) Alteraciones de los filtros, sea por contaminación o fractura. Debe te- nerse muy en cuenta que son los responsables de transmitir el color azul con mínima generación de calor. Sus alteraciones pueden produ- cir una disminución de la potencia o la emisión de radiaciones no de- seables. c) Alteraciones del sistema de transmisión óptica. La integridad del siste- ma óptico de conducción es indispensable para el logro de una ade- cuada intensidad lumínica. El monitoreo de la ftbra óptica puede rea- Iizarse apoyando su parte posterior sobre un negatoscopio p^ra obser- var Ia integridad de las celdillas en la punta. Otro método consiste en tratar de leer con claridad un texto desde la punta de la ftbra, habien- do apoyado su parte posterior en é1. Merece destacarseque la,punta de la fibra debe estar libre de cualquier contaminante (p. ei., restos de material adherido). Por ello se recomienda, antes de usarlo cada vez, cubrir el extremo de la punta por donde emerge la luz con una delga- da película de polietileno sujetado por una pequeña banda elásttca. La luz emergente de la punta debe ser uniforme en toda su superficie. De este modo se manifestará una adecuada densidad lumínica. La esterilización de la fibra óptica puede hacerse en autoclave con aguadestilada a 273"F (I34"C) / 30 psi (2.7 Bar) durante 20 minutos. Para la es-terilización en frío se deben observar las indicaciones del fabricante (con-centración del producto y tiempo de inmersión). Por ejemplo, las solucionesde glutaraldehído requieren de largos tiempos de inmersión: 10 horas. Nodeben utilizarse derivados fenólicos, iodóforos o compleios iodados.Protección personal La radiación generada por estos dispositivos, así como su reflejo sobre lassuperficies irradiadas, provoca alteraciones oculares (en la retina) que pue-den ser irreversibles. Por tanto, el odontólogo, el personal auxiliar y el mis-mo paciente deben ser protegidos con barreras efectivas qr-repermitan im-pedir el paso de la luz azul. Existen para esto pantallas que pueden venir adosadas en las varillasde conducción. Otras se presentan como pantallas de mano Son prefe-ribles los anteojos de protección pues dan mucha mayor libertad de tra-bajo y comodidad Para saber si Ia barrera de protección seleccionada es verdaderamenteefectiva, se puede inierponer entre la punta y el material o el radiómetro decr-rrado,la pantalla o el anteojo de protección Si la intensidad leida en el radiómetro es 0 (cero) mü7cm2, el método escorrecto. Si el composite que fue interpuesto entre el anteojo o a pantalla yla punta no polimerizó, el método de protección es correcto.
    • 166 Restauracionespl^ticas Por último, y habiéndose analizado los aspectos más relevantes en re-lación con las unidades para fotopohmerización endobucal, es dablemencionar que también existen dispositivos que generan radiación elec-tromagnética de un modo similar pero se utilizan fuera de la boca, con1o que ra generación de calor no es tenida en cuenta ya que puede con-tribuir al logro de un mayor grado de polimerizaci6n. Asimismo, en algu-nos de estos equipos la energía lumínica puede ser complementada porotras fuentes de energía (p. ej., calor). Estos aspectos serán desarrolladosen otros capítulos.
    • Ao¡rsróN Los A rEJrDos DENTARIOSAdhesión del composite a las estructuras dentarias El composite como matetial permite obtener una restauración con deter-minada armonia óptica y forma anatómica. Para que la restauración sea sa-tisfactoria debe asegurarse, además, el logro del sellado margínal y la pro-tección biomecánica del remanente dentario. Para obtener estas dos últimascondiciones debe generarse alguna interrelación, léase adhesión, entre elcomposite y el sustrato dentario sobre el que es ubicado. El composite incluye, en su composición, un líquido de iguales catacte-rísticas que el de un sellador. Por 1o tanto es lógico esperar que el mismomecanismo de adhesión micromecánica que ha sido analizado para el em-pleo del sellador de fosas y fisuras pueda ser usado en Ia rcalización de res-tauraciones con composite. La denominada técnica de grabado ácido es vá-lida paru lograr adherir un composite a esmalte en la restauración de lesio-nes que incluyan este tejido dentario. El líquido presente en la pasta del composite puede ser atraído por la ele-vada energía superficial del esmalte grabado y penetrar en las irregularida-des microscópicas generadas por el ácido. Al polimerizar dentro de éstasquedan formadas prolongaciones (a veces se hace referencia a ellas con lapalabra inglesa tags) sólidas que generan la adhesión por traba mecánica. En realidad, y para mayor seguridad clinica, se acostumbra colocar so-bre el esmalte "grabado" una capa delgada de monómero líquido puro ocasi puro para Iuego completar la restauración con la mezcla del líquidoy el polvo (pasta). A ese líquido (que en definitiva no es más que el 1í-quido del composite pero sin el refuerzo cerámico) se lo conoce con elnombre de adhesivo , bond o resina fluida. Una vez polimerizado (con Iaacción de una luz o bien esperando si el producto es fotocurable o auto-curable) se coloca sobre é1 Ia pasta del composite. Esta pasta, al polime-rlzar, queda unida químicamente a esa primera capa a travCs de uniones
    • ló8 Restauracionesplástica.squímicas generadas con la superficie no polimerizada por inhibición pro-ducida por el oxígeno del aire (capa inhibida). Todas las consideraciones que se realizaron al analizar la técnica de gra-bado ácido en el caso de los selladores son válidas para su empleo con loscomposites. La situación no es la misma cuando se neces,itaadherir la resina a una su-perficie no adamantina como Ia de Ia dentina o el cemento dentario. En esostejidos dentarios, menos calcificados, existen cristales de hidroxiapatita peroen menor cantidad, no orientados en forma de varillas e incluidos en unaftama de fibras colágenas y con presencia de humedad (a partir del líquidopresente en los conductillos dentinarios). Para poder generar adhesión micromecánica de un composite a estetejido es imprescindible contar con un líquido capaz de introducirse ypoImerizar entrelazado en esa estructura. El líquido de los composites(y el de los adhesivos o resinas fluidas) no es capaz de hacerlo por sunaÍuraleza hidrofóbica (necesaria para Ia estabilidad química en el me-dio bucal). La adhesión de las resinas a la dentina se alcanza colocando sobre ella unlíquido con moléculas hidrofílicas (compatibles con el agua) con capacidadde copolimerizar con las de un "adhesivo" que contenga grupos hidrofílicos(para que se una a esas moléculas) e hidrofóbicos (para que se una al com-posite que luego se colocará sobre él). Para que esas moléculas penetren en la estructura dentir:e;tia debe "abrír-seles camino". Se hace actuar, para esto sobre la superficie, una sustanciaácida, junto con esa molécula hidrofílica o antes de su empleo. En resumen, para lograr la adhesión de un composite a la dentina es fun-damental ejecutar tres acciones: desmineralizar (o acondicionar con ácido)la superficie, impregnarla con un monómero hidrofílico y colocar un "adhe-sivo" hidrofílico e hidrofóbico. Se crea, con esto, una capa de dentina que tiene en su estructura in-corporado y con ello adherido un polímero. A esta capa, denominadausualmente capa bíbrida, se adhiere luego el composite con el cual sereahza la restauración. Estos conceptos introductorios indican, de modo somero, cómo es posi-ble adherir un composite a las estructuras dentarias. El logro de la adhesión no es sólo necesario para evitar el desprendimien:to del bloque restaurador. Una integración y continuidad entre la estructuradel material restaurador y la estructura dentaria evitala presencia de brechasentre ambos en las cuales, por fenómenos similares a la capilaidad, puedanintroducirse los componentes del medio bucal. La adhesión es imprescindi-ble, entonces, para alcanzar el denominado "sellado marginal" y su ausenciapermite que se produzca "filtración marginal" que hace que los iones, lassustancias y los microorganismos presentes en la saliva lleven al fracaso dela acción terapéutica al generar procesos, defectos e infecciones (caries) consus secuelasposteriores.
    • Adbesión a los tejidos dentarios tó9 Por otro lado, una integración estructural del material con la sustanciadentaria permite al conjunto funcionar mecánicamente como una unidad.Así, las fr¿erzasque reciben ambas estructuras son absorbidas de maneraconjunta. El diente restaurado en estas condiciones mantiene un comporta-miento mecánico más cercano al del diente sano y sus posibilidades de frac-tufa son menofes La adhesión entre composite y estructuras dentarias es absolutamente ne-cesaria para poder alcanzar Ias caracteú.sticasde sellado marginal y protec-ción biomecánica deI remanente dentario que, junto con una satisfactoria ar-monía lptica y forma anatómica funcionalmente correcta, determinan el éxi-to de una restallraciÓn. Es importante mencionar además que la adhesión a la estructura dentariadebe ser tal que no se pierda en el momento de realizar la técnica restaura-dora. El composite endurece por medio de una reacción de polimerizacióny cualquier reacción de este tipo determina una contracción volumétrica. Elespacio que ocupan las moléculas en estado líquido (y por ello el espacioque ocupa la pasta del composite) es mayor que el que ocupan esas mismasmoléculas vn vez que se han unido para formar las moléculas de políme-ro. Al endurecerse y contraerse el composite se genera una fuerza que tien-de a separarlo de la superficie sobre la que fue aplicado. Si se tiene en cuenta el tipo de moléculas que se utllizan en Ia formula-ción de los composites (diacrilatos de peso molecular relativamente eleva-do) se puede estimar que su contracción de polimerización produce unafuerza que, al distribuirse sobre la superficie de contacto con el diente, ge-nera una tensión (fuerza/superficie). Esa tensión se puede calcular que tie-ne un valor de alrededor de 15 MPa (puede ser un poco más o menos se-gún la situación clínica de que se trate). Esto significa que, antes de colocar Ia masa principal de pasta de compo-site, una primera capa debe estar adherida a la superficie dentaria con unvalor de resistencia adhesiva (tensión necesaria para producir el desprendimiento) mayor que el citado (15MPa). De no ser así la contracción produceuna separación y una brecha que impiden el logro de los objetivos restau-radores. El mecanismo en el que se basa el ftabaio técnico para adherir los com-posites a las estructuras dentarias tiene por fundamento la capacidad de loslíquidos orgánicos para introducirse en irregularidades, incluso de nivel mi-croscópico. Ese líquido polimerizado se transforma en un sólido que quedaadherido mecánicamente al sustrato. Por ello las técnicas de restauración de un diente con composite incluyenpasos que permiten preparat la superficie de la estructura dentaria involu- crada para que las moléculas de un líquido orgánico (que podríamos llamar "adhesivo") penetren en algunas de sus zonas y al polimerizar generen ad- hesión mecánica microscópica. Al colocar sobre ese "adhesivo" Ia pasta deun composite, las moléculas que constituyen su líquido se unen a la capa adherida y se alcanza el obietivo buscado.
    • | 70 Restauraciones plásticasAdhesión de resinas al esmalte Ya se ha analizado ta técnica que, sobre la base de esos principios ge-nerales, permite adherir un composite al esmalte de la estructura denta-ria: Es la "técnica de grabado ácido". Para uttlizarla es necesario tenerpresente lo siguiente: el aislamiento correcto, la no contaminación de Iasuperficie, el cuidado de la forma y el tiempo de aplicación del ácido yel posterior lavado. También se recordará que el "adhesivo", en este caso, no necesita te-ner ninguna cornposición diferente a Ia del líquido de la pasta del com-posite. La naturaleza del esmalte, y la casi total ausencia de agua en sucomposición, le permiten introducirse en las irregularidades generadaspor la acción del ácido sobre la estructura prismática del esmalte y gene-rar la adhesión buscada. Si se tienen en cuenta los cuidados indicados y se realizan adecuadamen-te los pasos técnicos, es posible generar una adhesión al esmalte que alcan-za valores bastante superiores a 15 MPa. De esta manera se asegura el sella-do marginal y la integración mecánica de ambas estructuras.Adhesión de las resinas ala dentina En este tejido dentario, menos calcificado que el esmalte al igual que elcemento radicular, existen cristales de hidroxiapafifa pero en menor canti-dad, no orientados en forma de varillas sino incluidos en una trama de fi-bras colágenas. Si se trata esa superficie con un ácido, sólo se logra eliminar parte dela hidroxiapatita dejando maúiz coIágena expuesta. Ésta no constituyeuna superficie tan apropiada como el esmalte para atraer el material res-taurador. Además la estructura dentinaria contiene humedad, especial-mente en un diente vital, Io que la hace incompatible con una sustanciahidrofóbica como son los monómeros constituyentes de las resinas refor-zadas (composites) para restauraciones. En consecuencia, de no existiresmalte en Ia zona de trabajo, no puede buscarse fácilmente adhesión anivel mecánico microscópico. Durante bastante tiempo se pensó que la única solución efectiva radica-ba enla búsqueda del otro mecanismo de adhesión posible: la adhesión es-pecifica (química) o sea, lograr interacción entre los componentes químicosde la resina (su parte líquida) y del diente. En este último, y en la dentina yel cemento, existen por lo menos dos componentes químicos: hidroxiapati-ta y colágeno. La solución fue buscada por medio del desarrollo de líquidos con molé-culas de doble capacidad de reacción: por un lado, con componentes de laestructura dentaria (p. .j., a través de grupos ácidos) y, por el otro, con elmonómero líquido de la resina pafa restauraciones al disponer de gruposvinílicos (carbonos unidos por dobles ligaduras) capaces de copolimerizar
    • Adbesión a los teiidos dentarios t7lcon las moléculas del material restaurador. Era la intención que estos líqui-dos actuaran como un verdadero agente de enlace entre la estructura denta- ria y la resina, del mismo modo que lo hace un vinilsilano entre las fases or-gánica y cerámica de una resina reforzada. Los resultados alcanzados con ellos no fueron todo lo satisfactorios queera deseable. La dificultad principal del esquema propuesto estriba en la im-posibilidad de lograr un adecuado contacto e interacción entre una superfi-cie con humedad y un Iíquido hidrofóbico como el constituido por las mo-léculas empleadas. También debe considerarse que el trabajo operatorio sobre la dentina coninstrumentos cortantes determina la aparición sobre ella de una capa quepuede describirse como de dentina aplastada, dentina estirada o lodo o ba-ro dentinario (smear layer, para los autores de habla inglesa). A esa denti-na alterada se le aplicaba el supuesto adhesivo y se producía así otro efec-to negativo. El importante avance en el área y las posibilidades disponibles en Ia ac-tualidad para lograr sobre Ia dentina el mismo grado de éxito que se obtie-ne al trabalar sobre el esmalte, surgieron al reconocer que una adhesión efi-caz a Ia dentina en una situación clínica necesitaba de mecanismos micro-mécanicos. Esto significa que hay que disponer de moléculas polimerizablesque puedan introducirse en la estrucrura de la dentina y allí quedar trabadasal polimerizar. Una parte de la estructura dentinaria que permite generar esa traba micro-mecánica es, fundamentalmente, la úama colágena de la dentina intertubu-lar. La eventual penetración de las moléculas en la luz de los conductillosdentinarios no resulta tan significativa en este sentido. Entonces, la adhesión de las resinas a la dentina hoy se alcanza, como yahemos descrito, colocando sobre su superficie moléculas hidrofilicas (com-patibles con el agua) que se introducen en el interior de la úama colágenade la dentina intertubular. Al polimerizar, queda formada una estructura o capa eÍ la que coexisten Ios componentes de Ia dentina y el material poli-merizado habitualmente denominado "capa híbrida". A esa capa puede unir-se el composite de la misma maneÍa y con la misma eficacia que 1o hace ala capa ubicada sobre el esmalte grabado. Para Lograr que esas moléculas penetren en la estructura dentinaria debe"abrírseles camino", es decir debe exponerse la frama colágena. Para ello de-ben disolverse los cristales de hidroxiapatita que junto con el colágeno cons-tituyen la dentina intertubular y el "barro dentinario" si es que existe. Por esta última razón, en los denominados adbesiuos dentinarios se haceacítar sobre la superficie, junto con esas moléculas hidrofílicas o previamen-te a su empleo, una sustancia ácida. Ésta disuelve la hidroxiapatita y expo-ne Ia trama coIágena. En pocas palabras, la superficie es tratada impregnándola con un im-prímadoro "primer", como por 1o general se reconoce la sustancia quees aplicada en la superficie sobre la que se quiere generar adhesión.
    • 172 Resta.uracionesplá.sticasEste imprimador contiene el monómero hidrofílico (soluble en agua) jun-to con algún vehículo que puede ser agua o algún solvente orgánico co-mo la acetona o etanol. En varios sistemas adhesivos previamente al primer la dentina es trata-da con ácidos y en estos casos puede ser simultáneamente grabado el es-malte (se utthzan ácidos como fosfórico, maleico, oxálico, cítrico, nítricoen diferentes concentraciones y con otros agregados). Aplicado el ácido(alrededor de quince segundos y, no más, para evifar una descalcificaciónexcesiva) se procede a lavar, secar y colocar el prirner. Éste se deja secary/o se lo polimeriza según el sistema en particular que se esté emplean-do. Hoy día se acepta la posibilidad de tratar la dentina simultáneamentecon el grabado ácido del esmalte, utilizando ácido fosfórico entre el 32 yeI 40o/o. importante cuando se lo usa sobre la dentina es limitar a 15 se- Logundos, indefectiblemente, su contacto con ese tejido y utilizar consisten-cias de gel o jalea. En otros casos el prirner contiene el ácido y el monómero hidrofílico jun-tos. En este caso, sobre la dentina (en realidad sobre el barro dentinario) secoloca el primer que se deja actuar durante unos segundos y luego se secay,/o polimeriza seg6n el sistema en particular. Sobre la dentina asi preparada con algunos de estos sistemas se coloca eladhesivo que es un monómero con grupos tanto hidrofílicos como hidrofó-bicos (generalmente comercializado como "adhesivo") que se une a lo queestá impregnado en la superficie y a lo que luego puede adherirse el com-posite (pasta) que se coloca sobre é1. Según el sistema en particular que haya sido seleccionado deben seguir-se los pasos indicados por el que lo desarrolló (fabricante). Los sistemasactualmente disponibles han demostrado su utilidad clinica pero debe ca-da uno de ellos ser usado con la técnica específica que su composición de-manda. A nivel experimental también se ha trabajado con la eliminaciónde la trama colágena antes de la colocación del sistema adhesivo y luegode la acciln de ácidos, Algunos resultados indican que es posible logtaren estas condiciones una adhesión satisfactoria sobre esa superficie librede colágeno. Se describirán a continuación algunas variaciones posibles en esas técni-cas en función de la presentación comercial de algunos adhesivos dentina-rios pero dejando aclarado que en todas las situaciones deben consultarselas instrucciones específicas del laboratorio que crea el producto.Adbesiuos con tres pasos lndependientes En estos productos se realiza primero la aplicación de la solución áci-da, que es provista de manera independiente de los otros componentesen forma de un líquido o un gel (solución ácida con agente "espesante"),sobre Ia superficie. Como esto se realiza simultáneamente sobre el esmal-te, esta técnica se conoce como técnica de grabado total. El ácido puede ser
    • Adbesión a los tejidos dentarios t73el fosfórico al 35-370/0 aunque en algunas marcas comerciales se inclu-yen otros que sobre el esmalte previamente trabajado con fresas pro-ducen un efecto equivalente (por ejemplo, fosfórico al 7Oo/o, maleico,nítrico combinado con otras sustancias, etc.). Luego de unos segundos (por lo habitual 15) de acción desmineralizantedel ácido se procede a lavar (con los mismos cuidados indicados para el tra-bajo en esmalte, esto es eliminar las sales formadas y, eventualmente, lassustancias espesantes que se agregan aI ácido para constituir los geles áci-dos a veces provistos). Como resultado de este paso técnico queda elimina-do el "barro dentinario", expuesta la trama colágena y abiertos los conduc-tillos dentinarios y grabado el esmalte. Se procede luego a secar la superficie. Esto debe hacerse cuidando de noeliminar por completo el agua. Incluso a veces se sugiere no utrlizar aire apresión sino alguna pequeña gasa o elemento similar (sin frotar la superfi-cie para no dañarla). La excesiva eliminación de la humedad de la dentinahace que las fibras colágenas se colapsen (se peguen unas a otras) con loque las moléculas luego no pueden introducirse en la estructura y se pierdela adhesión buscada. Esto es fundamentalmente importante en aquellos productos en losque el "imprimador" o primer tiene acetona y no agua como vehículo.En los que contienen agua no es tan crítico ya que ella se ocupa de re-hidratar la dentina si se la ha secado en exceso Por eso es importanteconocer qué tipo de producto se está empleando y proceder técnicamen-te como se indica. En algunas marcas comerciales los componentes del primer pueden veniren envases separados y requerirse una mezcla de ellos antes de colocadosobre la dentina preparada. El paso siguiente es eliminar el vehículo del primer (agua u otros solven-tes) secando con aire para luego colocar sobre la superficie el "adhesivo"que, al copolimerizar con las moléculas del primer, forma la "capa híbrida"y genera la adhesión. Se hace polemizar el "adhesivo" activado con luz si elproducto es fotocurable y, sobre é1,se procede a colocar el material restau-rador (pasta del composite).Adbesiaos dentinarios con " ptitttters auto&cond.icionqntes" En estos productos el primer incluye en su composición un ácido quepermite "abrir camino" a las moléculas hidrofílicas. Resulta necesario, o porlo menos conveniente, realizar antes el gtabado ácido del esmalte para po-sibilitar una mejor adhesión a éste. Sobre la dentina, la técnica consiste en colocar el primer y dejarlo actuarel tiempo necesario para que actúe el ácido (a diferencia de aquellos en losque se actúa previamente con el ácido sobre la dentina). Luego se procedea secar (en algunos productos también a polimerizar) y colocar el "adhesi-vo" y, posteriormente a su polimerización, el composite.
    • 174 Restauraciones plasticasAdbesiaos dentinarios "tnonocornponente" Un único envase con un líquido incluye los componentes del primery del"adhesivo" (y a veces también el ácido capaz de actuar sobre Ia dentina).Con estos productos se trabaja sobre la dentina con un solo líquido aunquepuede utilizarse previamente un ácido en forma independiente para tratar eIesmalte y, si se lo considera apropiado, la dentina. En la mayoría de los que hoy se comercializan, el paso de colocación deese líquido se hace por duplicado. Una primera aplicación es para permitirla impregnación de Ia lrama coIágena (y la acción del ácido si no se Io hizoantes) y una segunda (con la consiguiente activación de la polimerización)pan generar la capa adhesiva antes de colocar el composite.Valares de adbesión en cornposites y lonómeros Tanto los ionómeros vítreos como los composites permiten generar me-canismos para su adhesión a las superficies dentarias con la finalidad de evi-tar la existencia de espacios (brechas) entre ambas estructuras logrando asísu integración biomecánica y el sellado marginal de la restauración. En los composites esto se obtiene con la adhesión fundamentalmente mi-cromecánica (formación de la denominada "capa híbrida"). Puede generar-se, accesoriamente quizás, alguna adhesión química si las moléculas que in-tervienen en la formulación de primers y/o adhesivos tienen grupos con ca- pacidad de reacción con grupos de Ia hidroxiapatita o del colágeno. En los ionómeros vítreos "convencionales" ese objetivo se alc nza a tra-vés de las reacciones químicas entre grupos carboxilo de moléculas de áci-dos polialquenoicos en solución acuosa con el calcio de la hidroxiapatita y quizás con algunos grupos del colágeno. En los ionómeros modificados con resinas ("híbridos"), la situación es si-mllar a la de los convencionales aunque puede suponerse que al utilizar pri- mers en algunos de ellos también puede existir algo de adhesión microme-cánica como en los composites. Una pregunta que surge en el uso de estos mecanismos de adhesión esqué cantidad de adhesión hace falta, es decir, cuál es el valor de la resisten-cia adhesiva (tensión máxima necesaria para producir desprendimiento) quese necesita para alcanzar el éxito clínico. Conceptualmente puede decirse que el valor necesario es uno que sea su-perior a la tensión máxima que puede llegar a ser generada sobre la inferfa-se. Esastensiones se generan en primera instancia cuando se produce la trans-formación del material de estado de pasta (líquido más polvo) en un sólido.Las reacciones químicas involucradas, especialmente las de polimerización,generan contracción y, enla mayoúa de las situaciones clínicas, tendencia ala separación del material de la superficie sobre la que fue colocado. Que esa separación se produzca o no (y con ello se alcance el resultadoclínico buscado o no) depende del valor de adhesión logrado y de la
    • Adbesión a los teiidos dentarios t75posibilidad de que la zona de adhesión se "acomode" disipando las tensio-nes que tienden a producir separación. En los ionómeros vítreos, los valores de adhesión que se logran a las es-tructuras dentarias son relativamente bajos (rara vez superan los 5 MPa en elcaso de los convencionales) y, sin embargo, con ellos se logra éxito clínicoen relación con el no desprendimiento de la restauración y la ausencia defiltración marginal Buena parte de esta situación se debe a que la reacción de endureci-miento de los ionómeros no es "instantánea", tarda en completarse la for-mación de las sales de aluminio. Por ello las propiedades mecánicas fina-les (especialmente la rigidez) tardan en alcanzarse y así da tiempo a quela zona de adhesión se "acomode" a las tensiones que se generan duranteel endurecimiento. En los composites, la adhesión final es mayor (valores de más de L5 a20 MPa son comunes sobre el esmalte y sobre la dentina con los adhesi-vos dentinarios actuales). No obstante, debe tenerse presente que la con-tracción de polimerización es significativa con el tipo de moléculas quehoy se usan. Además la transformación (polimerización) es casi "instantá-nea" sobre todo cuando se emplea la activación física (fotocurado) y elmódulo elástico final es alcanzado prácticamente desde el mismo momen-to en que termina Ia activaciín. Se genera, por esto último, una siruación en la cual la zona de adhesiónno tiene esa posibilidad de "acomodarse" ante las tensiones inducidas y lasposibilidades de que se produzcan brechas es mayor que en los ionómeros.Conociendo y teniendo presente esta situación pueden diseñarse situacionesde trabajo clínico que traten de evitar los posibles problemas que podríanapatecef. Así, en el diseño de las preparaciones dentarias a restauÍar con composi-te se deben tener en cuenta aspectos como el mínimo volumen posible, lamáxima superficie posible para Ia adhesión, Ia máxima superficie libre paraque la contracción pueda producirse a partir de ella y no de la zona de con-tacto con el diente. Junto con esto ayuda el disminuir el volumen de com-posite a emplear usando ionómero vítreo como relleno de Ia zona internade la preparación. También pueden lograrse situaciones más favorables empleando resinasreforzadas con menor módulo elástico (menor rigidez) para que puedan"acomodarse" mejor ante las fiierzas que tienden a separarlas de la estructu-ra dentaria. En algunas situaciones clínicas esto se puede tener en cuenta yutllizar en la selección del material de restauración. Otra posibilidad es utilizar una "capa adhesiva" con cierta flexibilidad (re-ducido módulo elástico) para Iograr la citada "acomodación" sin necesidadde disminuir el módulo elástico del composite que, en determinadas situa-ciones clínicas, necesita ser elevada. Esto se puede lograr utilizando adhesi-vos que, además del líquido (moléculas), contenga en su composición al-guna pequeña cantidad de refuerzo cerámico. La capa con ellos lograda
    • 176 Restauracionespl^ticasaytda a alcanzar el objetivo y evitar la apaticíón de brechas entre composi-te y estructura dentaria. Estos adhesivos a veces son denominados "adhesi-vos estrucfurales". Del mismo modo pueden utilizarse los antes analizadoscomposites fluidos, interponiéndolos entre el composite de restauración ylos tejidos dentarios tratados con un adhesivo. Por último, también se pueden lograr los objetivos de la adhesión delcomposite al diente disminuyendo la velocidad con que se lo transforma ensólido. Así se da tiempo a que se acomode en el momento de Ia contraccióny se favorece la no formación de brechas. Con los productos fotocurables esta última situación puede alcanzarceempleando baja potencia en las unidades (lámparas) de polimerización, oalejando la fuente de luz de la superficie del composite o interponiendo al-go entre la fuente de luz y el composite (p. ej., la estrucfura dentaria) en losmomentos iniciales del trabajo para qLLe material no alcance su rigidez fi- elnal tan rápidamente. En algunos composites de reciente desarrollo esta mis-ma situación se alcanza mediante el uso de monómeros y sistemas de inicia-ción de la polimerización balanceados para lograr el efecto buscado. Es preciso considerar todo esto al proceder a la restauración de las pre-paraciones con composites con el fin de lograr el éxito de los objetivos te-rapéuticos propuestos con el trabajo clínico.
    • CotrpóvrERos Los compómeros fueron introducidos en el año 1993 como un grupo demateriales desarrollados teniendo en cuenta las mejores propiedades de loscomposites y de los ionómeros vítreos. El término compómero deriva de la asociación de dos palabras: COMPO-site y ionóMERO, y sugiere la combinación de las tecnologías de ambos. Ca-tacteriza a una resina compuesta que posee, una vez polimerizada (y encontacto con la humedad), las característicastípicas de un ionómero vítreo,en el sentido de que puede producir una reacción ácido-base similar al io-nómero convencional Resumiendo, un compómero es una resina reforuada con algunas propie-dades similares a un ionómero. Luego de polimerizado y en función deltiempo de exposición a la humedad de la cavidad bucal, el compómero ex-perimenta una serie de reacciones químicas que le permiten una transforma-ción en estado sólido mediante la cual es c paz de, como un ionómero ví-treo, liberar fluoruro.Presentación Los compómeros se presentan del mismo modo que las resinas reforza-das o composites fotopolimerizables, esto es, en forma de jeringas o dispen-sadores unitarios (unidosis) que contienen al material en consistencia plásti-ca. Asimismo, y al ser materiales muy sensibles a la humedad, esas jeringaso dispensadores son envasados al vacio en blisters de aluminio hermética-mente cerrados. Debe tenerse presente que, una vez retirada la jeringa o el dispensadorindividual del.blister respectivo, el material tendrá que utilizarse en un pe-ríodo variable paru cada producto en particular (en algunos casos, no
    • 178 Restauracionesplásticasmayor a los 60 días), pues, de lo contrario, la humedad que absorbe el com-pómero altera sus propiedades físico-químicas. Además del material propiamente dicho, los avíos se presentan con unadhesivo de cancteristicas similares a los conocidos para los composites.Composición Los compómeros son materiales combinados, constituidos por una fa-se orgánica y un refuerzo cetámico. El componente orgánico de la pastainicial está constituido por monómeros vinílicos (con enlaces C:C) de al-to peso molecular (p. .j., BIS-GMVUDMA, etc.) a los que se les agreganmonómeros hidrofílicos (p. ej., TCB: resina derivada del ácido fetracarbo-xil butano) derivados de ácidos polialquenoicos (contienen gruposCOOH y C=C). En resumen,la fase orgánica de un compómero se obtiene a parrk de mo-nómeros básicamente similares a los existentes en los composites y monó-meros derivados de ácidos polialquenoicos (similitud con ionómeros) quecopolimerizan determinando el endurecimiento del material. El refuerzo cerámico está representado por vidrios liberadores de iones si-milares a los que constituyen el polvo de los cementos de ionómero vítreo(vidrios de flúor-alúmino-silicato u otros parecidos, como el de flúor-estron-cio-silicato). No obstante, algunas marcas comerciales incorporan, además delvidrio descrito, otros refuerzos adicionales basados en partículas cerámicas si-milares a las que intervienen en el relleno de los composites. El tamaño deIas particulas de vidrio de refuerzo oscila entre los 0,8 a2,5 ¡tm según las dis-tintas marcas comerciales. El contenido cerámico ronda entre el 65 y el 72o/o peso para los pro- e¡ductos existentes. A diferencia de los composites, cuyas partículas de re-fuerzo son tratadas industrialmente con un agente de enlace (vinilsilano)para que, cuando el material polimerice, formen una unidad estructuralcon la matriz, en los compómeros que poseen sólo vidrios liberadores deiones en su composición ese agente no se incorpora, ya que, como con-secuencia de Ia reacción ácido-base, las partículas de vidrio quedarán uni-das a la matriz polimérica. Sin embargo, cuando se incluyen, además delos vidrios mencionados, partículas de relleno (refuerzo cerámico similaral de los composites), éstas son tratadas con un agente de enlace para launión matriz-relleno. El sistema adhesivo a emplear para unión al esmalte y la dentina contie-ne monómeros ácidos y a veces un ácido polialquenoico adicional, monó-meros hidrofílicos (p. ej., HEMA), un vehículo que podrá ser agua o un sol-vente orgánico como la acetona, monómeros hidrofóbicos, fotoiniciadores(dicetona-amina) y estabilizadores. Como puede apreciarse, Ios adhesivos delos compómeros son idénticos a los de los composites, tal es así que ciertasmarcas comerciales recomiendan la utilización del mismo adhesivo tanto pa-ra los composites como para los compómeros.
    • Compómeros a79Reacciones qrrímicasReacción de endurecfunlento r,{ El endurecimiento de un compómero se produce por una reacción de po-limerización por adición. Este mecanismo de fraguado es activado por unarudiación electromagnética de aproximadamente 470 nm de longirud de on-da. Por lo expuesto se deduce que los compómeros para restauracionessonfotopolimerizables. Como dato informativo, existen compómeros autopoli-merizables que se ufllizan para la fljación (cementado) de restauraciones deinserción rigida. En síntesis, Ia reacción química que determina el endurecimiento del ma-terial es Ia polimerización, donde los monómeros presentes en la fase orgá-nica copolimerizan logrando un considerable grado de entrecruzamiento.Reqcción dcida-b ase (reacclón ionomériaa) lJna vez insertado y polimerizado el material en una preparación, el con-tacto de éste con el medio bucal produce la transformación en estado sóli-do a la que ya se hizo referencia. El compómero endurecido absorbe aguadel medio y, como consecuencia de ello, se ionizan los monómeros acídi-cos (derivados de ácidos alquenoicos) que liberan hidrogeniones responsa-bles de atacar al vidrio liberador de iones presente en el material. Como re-sultado de esto, los iones fluoruro son liberados desde la masa del material(comportamiento ionomérico). Además de fluoruro se desprenden del vidrio los cationes existentes, quese unen a través de uniones iónicas a los grupos carboxilo presentes en losmonómeros alquenoicos, determinando un mayor grado de entrecruzamien-to. Asimismo, los grupos COO- ionizados disponibles, teóricamente podríancombinarse con el calcio de la dentina. Debe tenerse presente que, como consecuencia de Ia reacción ácido-ba-se, se produce la liberación de fluoruro y el mencionado entrecruzamientodado por las uniones iónicas entre los cationes y los grupos COO- presen-tes en los polímeros alquenoicos. Este entrecruzamiento no incide para na-da en el endurecimiento del material, ni en sus propiedades mecánicas, pe-ro sirve para justificar la razón por la cual los compómeros que contienensólo vidrios liberadores de iones no requieren de un tratamiento de las par-tículas con un vinilsilano. Esta reacción es lenta y se lleva a cabo durante los 90 días posteriores aIa realizaciín de la restauración, mediante un proceso de difusión química yde sorción acuosa (absorción-adsorción). Como se comprenderá, estas reac-ciones tienen implicancias en el comportamiento cl-rnico del material. Es ne-cesario que el odontólogo esté al tanto de estas transformaciones, para po-der establecer con precisión sus indicaciones y proceder en consecuenciaante cualquier modificación volumétrica que experimente el material.
    • 180 Restauracionesplásticas El compómero no incluye agla en su composición (ésta es una diferen- cia marcada con los ionómeros). El agua es captada por el material endure- cido y por esto se produce la liberación de fluoruro. Adhesión de un compómero a las estructuras dentariasAdhesión al estnalte En algunos productos de este üpo, un adhesivo monocomponente presenteprovisto está indicado para ser colocado directamente sobre el esmalte denta-rio. ciertos fabricantes no indican el grabado previo del esmalte como paso ne-cesario. Ia explicación posible es que al ser un material de menor rigidez queciertos composites, podría absorber o disipar las tensiones que se le inducen evi-tando su despegue y por tanto no requiriendo de valores tan altos de adhesión. El compómero puede absorber las tensiones que se generan: a) duranteel endurecimiento (contracción de polimerizaciln) evitando la pérdida deadhesión (falla adhesiva en la interfase) y, b) cuando es sometido a fuerzasmasticatorias (principalmente tensiones flexurales) conservando una adecua_do sellado marginal. A pesar de esto, el grabado previo con ácido fosfórico entre un 32 al 40o/omejora sustancialmente la adhesión de un compómero al tejido adamantino.Ad.besión a Ia dentina El adhesivo utilizado por los compómeros en la dentina persigue los mis-mos objetivos que los estudiados para los composites. Esto quiere decir quelos monómeros acídicos y eventualmente el ácido que contiene el adhesivomonofrasco de los compómeros o el que se utilice por separado, buscanacondicionar a ese sustrato para que, luego, monómeros hidrofílicos impreg-nen la superficie y por último copolimericen con las resinas hidrofóbicaspresentes en el monómero adhesivo y en el material de restauración (com-pómero). como puede apreciarse, los compómeros se adhieren a la dentinagenerando la denominada "capa híbrida,,. Algunos productos indican el grabado total previo a la aplicación del ad-hesivo monofrasco o monoenvase, esto es, el tratamiento ácido simultáneodel esmalte y la dentina.PropiedadesFísico.s Desde el punto de vista óptico los compómeros son materiales que porIa naínaleza de su relleno pueden brindar una armonía ópuca similar a la
    • Compómeros l8lde los composites, dando una adecuada lisura superficial (brillo). Logran unaaceptable translucidez gracias aI refuerzo amorfo (vidrio) que poseen. Ade-más vienen presentados en distintos matices que aseguran una correcta re-producción cromática de las estructuras dentarias.Qulmicas Son estables en el medio bucal. Merced a la reacción ácido-base liberanfluoruro de un modo similar a como lo hacen los ionómeros.Mecdnicas Debido a su bajo módulo elástico, los compómeros se comportan comocompensadores de tensiones flexurales. El material endurecido presenta unaflexibilidad apropiada (característica también asociada al contenido de re-fuerzo que poseen). El módulo elástico de los compómeros oscila entre los8.000 y 9,000 MPaVentaias y desventaias Una de las principales ventajas de los compómeros se relaciona con la fa-cilidad para ser manipulados con una técnrca sencilla y rápida ya que, a dr-ferencia de los ionómeros, no requieren mezcla alguna. Otras ventajas sonsu capacidad para liberar iones de fluoruro y los resultados estéticos quepermiten lograr. Clínicamente, son menos sensibles que los composites a la humedad pre-sente en el campo operatorio pues tienen incorporados monómeros hidrofí-licos en la composición del material restaurador. Como desventajas se pueden señalar su corto tiempo de almacenamiento(vida útil) dado por su sensibilidad al contacto con la humedad, las limita-ciones en sus indicaciones clínicas (no pueden utilizarse en zonas de con-tacto oclusal de dientes permanentes) y qrizá la posibilidad de experimen-tar cambios volumétricos que atentan conúa la integridad marginal (estopuede deberse a la sorción acuosa aunque este efecto puede ser confundi-do con defectos producidos por fallas en la adhesión a la estructura denta-ria). La principal indicación de los compómeros es para la restauración de le-siones de clase 5. Secundariamente, están indicados para la restauración dedientes temporarios y de pequeñas cavidades de clase 7, no afectadas porlas fuerzas de oclusión funcional. Si bien este material fue pensado como una alternativa a la amalgama, pro-hibida en algunos países europeos, el comportamiento clínico del material noalcanza a sustituir a las resinas reforzadas (composites) ttiizadas en el sectorposterior. Algunos operadores destacan también Ia indicación del compóme-ro en clase 3 y en el relleno o base de piezas dentarias muy destruidas.
    • 182 Restauracionesplásticas Las caracteitsticas de las preparaciones dentarias para recibir a un compó-mero como material de restauración son las mismas que las estudiadas paralos composites. Debe considerarse que al realizar una restauración con com-pómero, éste debe llevarse en capas de no más de 2 mm de espesor, con elobjeto de reducir la contracción de polimerización (similitud con las técni-cas restauradoras con composites).
    • AynlcAMA La amalgama es un mateiar con el que se hacen restauraciones de inser- ción plástica; para tr^bajarlo se mezcla un polvo con un líquido. La masa plástica obtenida se inserta en una preparaci1n convenientemente realizadaII en un diente y, dentro de ella, adquiere estado sólido.I Dado que amalgama es el nombre de las aleaciones en ras que uno de los componentes es el mercurio, puede deducirse fácirmente que el líquido de este material metálico es el mercurio. Éste sólo es sólido a temperaruras significativamente más bajas que la temperatura ambiente habitual. La aleaciÓfl para amralganrira El polvo es básicamente un metal que puede formar una solución líquida con el mercurio pero sólo abaja concentración. De esta manera, cuando se disuelve suficiente canridad de polvo en el líquido, comienzan a formarse fases sólidas que llevan al endurecimiento o fragtado del material. Este endurecimiento puede asimilarse a la solidificación de un metal desde el estado líquido con la salvedad de que, en rugar de que el cam- bio se produzca por una modificación en la energia térmica (enfriamien- to), ocurre pof un cambio en la composición en el sistema (aumento de cantidad de soluto a parfir de la disolución gradual del polvo en el li quido). Por consiguiente, el polvo debe contener un metal que se pueda disolver fácilmente en el mercurio y que forme con éste fases sólidas a temleratrrra ambiente (o temperatura bucal). un metal que cumple con este requisito es la plata. Así se originó la amalgama dental que se hacia con la *pasta de pIafa,, una mezcla de partículas de plafa, logradas a partir del limado de monedas de plata. con mercurlo.
    • | 84 Restauraciones plasticas Si bien así se obtiene un material metálico que "solidifica" en condi-ciones ambientes o bucales, el resultado final es deficiente desde el pun-to de vista mecánico como elemento restaurador. Estoes así puesto quelas partículas de plata que eventualmente quedan sin disolver por el mer-curio y rodeadas por la maúiz constituida por el producto de la reacciónson poco rígidas (característica de los metales puros como la plata) y, porende, el producto final es poco apto para Ias restauraciones en zonas deesfuerzo oclusal. Pata lograr algo más acorde con las necesidades mecánicas de un mate- rial para restauraciones dentales, la plata debe ser combinada con algún me-tal que haga aleación con la plata y que también se solubilice en el mercu-rio y forme fases sólidas a temperatura ambiente. EI estaño cumple con estos requisitos además de poder formar con la pla-ta un compuesto intermetálico que, como tal, es rígido (elevado módulo deelasticidad) y confiere rigidez al producto final. Para lograr el compuesto intermetálico se necesita una relación de tresátomos de plata por cada uno de estaño. Ello representa una proporción enmasa de alrededor de 630/o plata y 27o/o estaño. La fase así obtenida, de depor su ubicación en el diagrama de equilibrio respectivo puede sei identi-ficada con la Ietra griega gamma ya que, de derecha a izquierda en el dia- grama, es la tercera de las fases que son diferenciadas en é1. La composición del polvo a mezclar con el mercurio es, entonces, unaaleación, del tipo compuesto intermetálico, de plata y estaño identificada co-mo fase gamma. Para obtener ese polvo en forma industrial puede recurirse a producir unlingote que es reducido a polvo por fresado. Las pafículas que así se con-siguen tienen forma irregular. Por otro procedimiento, que puede ser definido como una suerte de va-porización (;pray) se logran partículas casi esféricas. El polvo final se puede lograr mezclando ambos tipos de partículas se-gún lo que se considere más apropiado para Ia manipulación del material La ya mencionada necesidad de formación de la fase gamrna obligó du-rante años a una fórmula relativamente estrecha en cuanto al rango de com-ponentes. Incorporar otros elementos, además de plata y estaño, obliga amodificarla relación de tres átomos de plata por cada uno de estaño impi-diendo, con los métodos convencionales de fabricación, que se constituyaese compuesto intermetálico. Por ello, la composición de las aleaciones para amalgama quedó centra-da en el uso de alrededor de 65-700/oen peso de plata y 26-280/o peso ende estaño. Tan sólo üna cantidad relativamente pequeña de cobre era in-corporada (alrededor de 3-5Vo)para obtener propiedades mecánicas fina-Ies (resistencia) más elevadas y, en ocasiones, un pequeño porcentaje decinc (alrededor del I%o)pan facllitar Ia fabricaci1n de la aleación y su pos-terior rnanipulación. Estas aleaciones, que hoy se suelen denominar aleacionespara amalgama
    • Amalgama ¡85conuencionales, han sido casi reemplazadas por otras en las que, ademásde plata y estaño, se encuentra una proporción significativamente mayorde cobre (más del 1.Jo/o hasta 28-290/o peso). Son las aleaciones para y enamalgama con alto contenido de cobre. Ese tercer elemento de importancia en la composición es incorporadopero sin interferir con la formaeión de la fase gamma ya que, de no ser así,resultaría nocivo para eI comportamiento y resultado final buscado. Esto se consigue de dos maneras: 1) se prepara polvo a partir de dbsaleaciones distintas, una de composición como la descrita para la aleación"convencional" y otra de plata y cobre en proporciones adecuadas paraformar un eutéctico de plata y cobre (aproxtmadamente 78 y 220/oen pe-so, respectivamente). El polvo, que finalmente es mezclado con el mercu-rio, está constituido por alrededor de dos tercios de aleación convencional(de partículas por lo general irregulares) y un tercio de polvo (de partícu-las esferoidales) del eutéctico mencionado. Esta aleación es vulgarmenteconocida como aleación para arnalgama de fase dispersa. 2) Se preparadirectamente una sola aleación con contenido de cobre que, como ya semencionó, es significativamente elevado. La tecnologia de preparución in-dustrial asegura un enfriamiento no en equilibrio con el que se logra que,a pesar de que todas las partículas tienen similar composición, puede de-tectarse en cada una de ellas cobre aislado de la plata y el estaño. De es-ta manera, las propiedades finales resultan satisfactorias y, por las razonesque se expondrán, son superiores a las de las amalgamas convencionales.Este tipo de aleación es la aleación para amalgama con alto contenido decobre de única composición.l-a teacciÓn con el mercurio Como ya se dijo, el polvo de la aleación para amalgama es mezcladocon mercurio para el uso odontológico. Parte de los componentes de esaaleación forman inicialmente una solución con ese metal líquido a partitde la cual, y en función del aumento en la concentración de esos elemen-tos en la solución, se constituyen fases sólidas que determinan el endu-recimiento o fragtado del conjunto. Como no todo el polvo es disuelto,Ia estructura final incluye restos de él rodeados o aglutinados por el pro-ducto de la reacción. Es decir que se trata de una estructura nucleada co-mo es la de otros materiales de uso en restauraciones directas de piezasdentarias. En resumen,la reacción de fraguado se da en tres etapas: 1) disolución,2) rcacción y 3) precipitación), igual a la que se produce en materiales comolos cementos aunque con distintas sustanciasreaccionantes. Según el tipo de aleación de que se trate ("convencional" o con "alto con-tenido de cobre") serán las fases constifuyentes de la masa final. Obviamen-te, la composición de los núcleos de la estructura nucleada varia ya que és-tos son nada más que el resto de las partículas originales en cada caso. Sin
    • | 8ó Resta.uraciones plásticasembargo, más impofante es la diferencia que se encuentra enla matriz aglu-tinante, o sea, en los productos de la reacción. En el caso de la aleación convencional sólo dos elementos reaccio-nan significativamente, Ia plata y el estaño, ya que la proporción de losotros es reducida. El resultado son dos fases sólidas compuestas por átomos de plata y mer-curio y estaño y mercurio, respectivamente. Esas fases son compuestos in-termetálicos (descritas aproximadamente como Ag2Hg3 y Sn7-8Hg) y comoson, en cada caso, la tercera fase desde Ia izquierda en los respectivos dia-gramas de equilibrio su denominación corresponde, también en cada caso,a la fase gamma. Para diferenciarlas, en el caso de las amalgamas, de la fa-se gamma original (Ag3Sn), es usual identificarlas como fases gamma-L (pla-ta y mercurio) y gamma-2 (estaño y mercurio). En la en la ecuación siguiente se esquematiza la reacción, simplificada: AgSn + Hg + AgHg + SnHg + trg$n AgSn: fase gamma / AgHg: fase gamma-1 / SnHg: fase gamma-2. En resumen, la amalgama "convencional" endurecida es una estructu-ra con núcleos (básicamente fase gamma) y una matriz de gamma-1 ygamma-2. En el caso de las aleaciones "con alto contenido de cobre", tanto de "fa-se dispersa"" como de "única composición", el cobre es un elemento tam-bién significativamente presente en la reacción. Puede considerarse que enellas existe posibilidad de reacción del mercurio con la plata, con el esta-ño y con el cobre. A pesar de esto, el mercurio sólo lo hace con Ia plataya que el cobre y el estaño tienen más afinidad para formar fases entre síque para hacerlo individualmente con el mercurio. Por eso, el resultado fi-nal de la reacción es Ia formación de gamma-l y de una fase de cobre yestaño (posiblemente Cu6Sn5) en lugar de fases de estaño y mercurio y/ode cobre y mercurio. Nuevamente, de manera simplificada se resume lareacción en la ecuación siguiente: AgSnCu + Hg -+ AgHg + CuSn + AgSnCu Concretamente, en la estrucfura final de la amalgama preparada a partirde una aleación con alto contenido de cobre se distinguen núcleos consti-tuidos por las pafículas originales y una lrratriz con fases de plata y mercu-rio (gamma-l) y de cobre y estáño. Una diferencia fundamental entre ambas amalgamas es, por lo tanto, queen las que tienen "alto contenido de cobre" no existe fase de estaño y mer-curio (gamma-2) y, por ello, son también denominadas anmlgamqrs sinfasegamma-2. Esto se traduce en diferencias en las propiedades que serán ana-lizadas más adelante.
    • Amalgama 187Las propiedadesTolerq.ncia biológica La amalgama, en si misma, es poco probable que pueda producir reaccio-nes nocivas a nivel del diente (órgano dentino-pulpar). En el medio sistémi-co, la presencia de restauraciones de amalgama puede determinar cantidadesde mercurio un poco más elevadas de lo normal aunque con valores inferio-res a los que puede provocar Iaaparición de alteraciones en el organismo. Sí debe tenerse presente que el mercurio libre (no el combinado con otroselementos en la amalgama) tiene efectos tóxicos si es absorbido por el or-ganismo a través de las vías respiratorias lo mismo que si el metal es incor-porado a través de la piel. El profesional y el personal auxiliar que,trabajacon amalgama deben tomar precauciones para evítat que el ambiente clíni-co sea contaminado y así proteger su propia salud. Como la producción y manipulación de mercurio pueden producir conta-minación ambiental y ante el temor a efectos generalizados por su empleoen algunos países ha sido aprobada legislación que prohíbe el uso de amal- gamas en el trabajo odontológico. Para poder disponer de un material similar a la amalgama, pero sin ese in-conveniente, se han llevado a cabo algunas experiencias buscando reempla-zar el mercurio con un líquido constituido por galio, indio y estaño. Hasta elmomento los resultados en ese sentido no resultan muy alentadores. También existen investigaciones tendientes a desarrollar un polvo metáli-co que pueda ser condensado directamente en una cavidad para fotmat unbloque sólido sin necesidad de líquidoFijación a la estruc-turq dentaria y el sellado marginal Es evidente que, dada la elevada tensión superficial de un líquido metá-lico como el mercurio, no es posible pretender que la amalgama se una aldiente a nivel microscópico o químico por sí sola. Por lo tanto, su empleorequiere una preparactln cavitaria con formas de retención que aseguren Iapermanencia de la restauración en posición. Sin embargo, es posible mejorar la situación en este sentido si las superficiesdentarias son preparadas con sistemas adhesivos para resinas reforzadas (com-posites). Estos sistemas,que se unen a la superficie dentinaria a través de la for-mación de la denominada "capa ttft)trda", permiten lograr algún tipo de uniónque ayrrda a la no separación de la amalgama de la estructura dentaria. Para ellodeben emplearse sistemasadhesivos de autocurado para que la amalgama en es-tado plásüco sea colocada contra ellos antes de que se produzca la polimeriza-ción. De este modo, aI polÍnenzar el adhesivo y producirse el endurecimientode la amalgama, ambas estructuras quedan trabadas una contra ofra y, a srr vez,relacionadas con la estructura dentaria. Así se mejora el comportamiento mecá-nico del remanente dentario y se disminuye la posibilidad de filtración marginal.
    • f 88 Restauraciones plósticas Esta filtración es detectable una vez que se colocan las amalgamas direc-tamente contra la estructura dentaia. Pero, esa misma filtración posibilita laoxidación y formación de productos de la reacción de los componentes deIa amalgama con los iones provenientes del medio bucal. Esto determinaque la interfase rechace el agua y que en la restauración de arnalgama la po-sibilidad de filtración marginal disminuya con el tiempo. La filtración marginal inicial puede ser disminuida si se recubre la paredcaviiaúa con un sistema adhesivo como ya se mencionó o con una películaque rechace el agua. Éstas se pueden obtener utilizando barnices como losconstituidos por resina copal disuelta en solventes volátiles.Propiedades ftsicas No resulta dificil reconocer en la amalgama las propiedades físicas carac-teísticas de los materiales metálicos. Es ópticamente opaca y buena conduc-tora térmica y eléctrica. Esto último puede hacer que sea necesario recurrir,en algunas situaciones clínicas, a la protección del 1rgano dentino-pulpar conmateriales aislantes antes de proceder a la inserción de la amalgama. El coeficiente de variaci1n dimensional térmica es más elevado que el dela estructura dentaia (aproximadamente el doble). Sin embargo, ello no setraduce en un inconveniente significativo debido a que el sellado marginalse logra por el mecanismo ya descrito. También carece de significado clíni-co la ligera contracción (a veces ligera expansión) que se produce duranteel endurecimiento. Pero sí deben cuidarse los aspectos técnicos de la mani-pulación para que este cambio dimensional no sea excesivo.Propledades mecónicas Teniendo presente que los núcleos de la estrucrura final de amalgama ysu matriz están constituidos por compuestos metálicos de composición defi-nida (compuestos intermetálicos), las propiedades mecánicas a esperar sonlas caructeitstic4s en este tipo de aleaciones. Entre ellos se encuentran rigi-dez (alto módulo de elasticidad) y resistencia compresiva elevadas junto avalores menores de resistencia traccional y flexural y escasa capacidad dedeformación permanente (fragilidad). Es preciso tomar en cuenta estos aspectos al diseñar una preparación ca-vifaria para recibir una amalgama. Ese diseño debe asegurar que Ia restaura-ción esté protegida, fundamentalmente asegurando la existencia de mayorvolumen de material en las zonas expuestas a tensiones traccionales (p. ej.,el istmo de unión entre la caja oclusal y la caja proximal en una preparacióncompuesta de clase 2). Además hay que destacar el comportamiento viscoelástico de Ia amalgama.Éste no es diferente al que se observa en cualquier material metálico cuan-do está a temperaturas próximas a las de su fusión (más de tres cuartas par-tes de Ia temperatura de fusión en grados absolutos).
    • Amalgama 189 Ese comportamiento se manifiesta como una deformación permanentecuando se somete la estnrctura a tensiones pequeñas (inferiores al límiteproporcional) durante lapsos relativamente prolongados. Este fenómeno sellama creep. Enla amalgama se produce porque la fase gamma-I funde a L27 "C (400 "K)por lo que a 37 "C (310 oK) está en condiciones de experimentar creep El creep es notorio en las amalgamas "convencionales". En las que tienen"alto contenido de cobre" (y por ello "sin fase gamma-2")la presencia de lafase de cobre y estaño limita esa posibilidad de deformación permanente y,en ellas, el cre@ es menor. Por lo tanto, la diferencia mecánica entre ambos tipos de aleaciones estádada por el menor creq) qve experimentan aquellas donde no existe la fa-se gamma-2. Esto se traduce, como se verá, en un comportamiento clínicodiferente.Estabilidad química La presencia de fases metálicas, y especialmente fases metálicas diferen-tes, en un medio como el bucal crea la posibilidad de que se produzcan pro-cesos decorrosión química y galvánica con disolución de esas fases. En la estructura de la amalgama es pafiicularmente notoria la posibilidadde corrosión de la fase de estaño y mercurio (fase gamma-2).En un medioacuoso con iones disueltos esta fase se disocia con formación de compues-tos iónicos de estaño y liberación de mercurio que puede, a su vez, reaccio-nar con las partículas que no reaccionaron inicialmente (núcleos). Obviamente este fenómeno no resulta significativo en las amalgamas don-de esa fase corrosible no está presente (amalgamas con alto contenido decobre). Otra diferencia entre los dos tipos de amalgama es, por consiguiente, lamayor estabilidad química, menor corrosión, en las "sin fase gamma-2".Significado clínico del"creep" y la cofrosión Las reacciones asociadas con la corrosión de la fase gamma-2 producenfuerzas sobre la estructura de la amalgama. Estas fuerzas son débiles peroconstantes y, por ende, pueden producir creep. Como esta posibilidad exis-te en las amalgamas "convencionales", la restauración se deforma al corroer-se y se separa de la estructura dentaria. Esa separación se traduce en unadesadaptación marginal y eventual fractura de los márgenes cuando la amal- gama está en zonas de oclusión. Estas fracturas marginales son detectablesclínicamente por observación directa y/o con instrumentos de exploración. Este tipo de defecto marginal es muchos menos prevalente en las amalgamas"sin fase gamma-2" ya que en ellas es menor la corrosión que produce fuer-zas y, además, esas fuerzas son más resistidas (tienen menos posibilidad deexperimentar creep).
    • f 90 Restauraciones Dl^ticas Por estos motivos hoy se prefieren en la clínica odontológica Ias aleacio-nes para amalgama "con alto con tenido de cobre" que prácticamente hanhecho descartar a las "convencionales".Aspectos a tener en cuenta en la manipulación La selección de una aleacrín para amalgama adecuada lo mismo que lade un mercurio adecuadamente puro debe ser acompañada por una correc-ta manipulación La manipulación debe asegurar una amalgama correctamente adapfada ala preparactón cavitaria, con un mínimo de contenido final de mercurio (má-ximo posible de núcleos y mínimo posible de matriz en la estructura final)y lo más densa posible (sin poros). Para ello la amalgama debe ser adecuadamente condensada en la cavidadutilizando el máximo de presión posible: condensadores delgados y muchafuerza. Debe tenerse presente que la mayor plasticidad de las mezclas pre-paradas a partir de aleaciones de partículas esferoidales hace necesario re-ducir esa presión aumentando el diámetro del instrumento y disminuyendola fuerza utllizada. Además se requiere de una acción lateral en la conden-sación para asegurar la adaptación de una amalgama "esférica" a todas lasparedes de la cavidad. Por estos motivos muchos profesionales evitan el uso de aleaciones departículas solamente esféricasy prefieren las de partículas irregulares o conmezcla de tipos de partículas. IJna amalgama mal condensada tendrá deficiente adaptación y, como du- rante la condensación se retira mercurio de Ia mezcla, será más débil por lamenor presencia relativa de núcleos en la estructura. Además contendrá po-ros, lo que también la debilitará y la hará más susceptible a Ia corrosión Sólo puede ser condensada adecuadamente una mezcla de amalgama siésta es correctamente mezclada con el mercurio. Por ello la amalgamacióno trituración es otro paso impofiante en la manipulación El uso de amalga-madores mecánicos eficientes es útil porque permite obtener con mayor fa-cilidad una correcta masa plástica con un mínimo de mercurio. El uso de mezcla manual obliga a emplear un contenido inicial de mer-curio mayor para lograr plasticidad y posterior posibilidad de condensación.Esto hace necesaria su posterior eliminación. En la situación clínica debe asegurarsela utilización de técnicas que per-mitan obtener la relación aleactón / mercurio adecuada a la técnica de mez-cla a emplear. A su vez, estaúltima debe ser eficiente para poder luego com-pletar el trabajo con una eficiente condensación. El posterior tallado de la forma anat1mica puede ser completado con unpulido una vez terminado el endurecimiento (por lo general se reahza enuna sesión operatoria posterior) aunque, sobre todo en las amalgamas "sinfase gamma-2", no resulta imprescindible para asegurar el éxito clínico de larestauración.
    • Amalgama l9lManipulación de la arnalgarna dental La manipulación de la amalgama incluye el trabajo con mercurio lo querequiere el conocimiento de ciertos aspectos de sus propiedades.Mercurio - Consideracione s preliminare s 1. El mercurio es un metal líquido muy denso y extremadamente tóxico. 2. El mercurio de gran pureza muestra una superficie brillante. La forma- ción de una película de aspecto mate en su superficie indica que está contaminado. Ello hace necesario su filtrado o su sustitución si es que después del filtrado no recupera el brillo metálico. 3. Si no se lo manipula correctamente, puede convertirse en un peligro para la salud por: a) absorción sistémica del mercurio líquido a través de la piel; b) la inhalación de vapores mercuriales o c) la inhalación de partículas suspendidas en el aire. 4. No debe tocárselo sin barrera de protección (guantes). 5. Se puede reducir el riesgo de inhalación de mercurio suspendido en el aire utllizando amalgamas pre-dosificadas (encapsuladas), con amalga- madores que tengan tapas de seguridad. 6. El mercurio no debe entrar en contacto con objetos de metales nobles (especialmente oro) pues los altera (joyas, etc.). 7. La concentración máxima de seguridad de vapor de mercurio en el ai- re es de 0.05 mg/m3 de aire en la zona de respiración pan una sema- na laboral de 40 horas. 8. Los niveles de mercurio en la sangre no deben superar los 100 ngHg/rrú- de sangre (L00 nanogramos de mercurio por mililitro de sangre), a par- tir de los cuales se han observado síntomas típicos de intoxicación mer- curial. 9. Los derrames de mercurio son el principal factor causante de niveles elevados de vapores mercuriales en el aire (por eso, debe evitarse la manipulación de frascos con grandes cantidades de mercurio). Se de- be limpiar perfectamente cualquier derrame que se produzca. 10. La ingestión de mercurio procedente de la amalgama dental (p. ej. pa- cientes con muchas restauraciones de amalg^ma y que mastican goma) es inferior a las correspondientes a los alimentos, el agva y el aire res- pirado que son, respectivamente, de 0,005, 0,001 y 0,0005 mg/dia. 11. Los restos de amalgama endurecida y/o de mercurio derramado de- ben ser guardados en envases plásticos irrompibles con tapa herméti- ca, conteniendo una solución de azufre en polvo en agua o simple- mente líquido fijador de rayos X (tiosulfato soluble). 12. Los restos deben ser remitidos a laboratorios con capacidad de reciclar los residuos de amalgama a tavés de refinadores autorizados. 13. Al eliminar restauraciones viejas o defectuosas de amalgama, o bien durante los procedimientos de pulido, se debe uttlizar refrigeración
    • 192 Restauraciones Dl^ticas acuosa y succión adecuada pues el calentamiento del material libe- ra vapores mercuriales. 14. Debe usarse barbljo, tapabocas o mascarilla para no aspirar el polvo o los elementos que se puedan desprender al trabajar con amalgamas. Es recomendable desechar el barbiio que se usa durante la sesión de trabajo. 15. Un riesgo pequeño, pero posible, para los pacientes, es una reacción alér- gica al mercurio, que se manifiesta como un rash cuáneo (reacción curá- nea) que aparece tras Ia colocación de una restauración de amalgama (re- cabar en la anamnesis información sobre antecedentes de reacciones alér- gicas a metales).Selección de la aleoción El primer paso necesario antes de considerar el manejo en sí de un ma-terial es seleccionarlo sobre la base de los conocimientos acerca de él (com-posición, propiedades,ventajas, desventajas,indicaciones, etc.). No cabe du-da de que, en este caso, es conveniente seleccionar una aleación para amal-gama con alto contenido de cobre. Respecto de la forma de las partículas de aleación, se podrá optar por par-tículas: irregulares (se usan muy poco), esféricaso mixtas (estas últimas sonlas más utilizadas). En cuanto a Ia presentación comercial se podrá elegir entre: aleactónen polvo o en comprimidos (pellets) o bien cápsulas pre-dosificadas alea-ción - mercurio. Es más conveniente por una cuestión de higiene en eluso del mercurio y por su versatilidad y comodidad, trabajar con cápsu-las pre-dosificadas. Hay que tener la seguridad también de que tanto la aleación como el mer-curio cumplan con los requisitos o especificacionesque regulan las caracte-rísticas mínimas deseables (Normas IRAM de la Argentina o ISO a nivel in-ternacional).M anipulnción propiannente dicb a Si se seleccionó la aleación para amalgama y el mercurio, y se tiene la se-guridad de que la cavidad tallada en la cual se colocará el material cumplecon las condiciones requeridas, puede iniciarse su manipulación. La manipulación de la amalgama apunta a poder obtener una restauraciónen la que el material manifieste al máximo sus propiedades mecánicas (queno se rompa, no se desgaste, ni se deforme) y químicas (que no se alterequímicamente). Una coffecta manipulación deberá asegurar la inserción delmaterial en la cavidad adaptándolo adecuadamente a las paredes, con elmínimo de porosidad (máxima densidad aparente) y la menor cantidadposible de mercurio residual (máximo de núcleos y mínimo de matriz).Enresumen, el objetivo de una correcta manipulación de la amalgama dental
    • Amalgama 193 es el logro de una restauración: bien adaptada, con un mínimo de porosi- dad y con mínimo contenido de mercurio. La manipulación de la amalgama involucra una serie de pasos que, ejecu- tados correctamente, aseguran poder cumplir con los objetivos mencionados. Los pasos a considerar son: 1) Relación (proporción) aleación - mercurio. 2) Mezcla (amalgamación o triruración o maxalaci6n). 3) Condensación. 4) Tallado. 5) Pulido. Relaclón a.lcación,/ mercurio Para establecer la proporción aleación - mercurio tendrá que observarse en primer lugar la presentación de la aleación y el mercurio. Para la presentación de la aleación en forma de polvo y mercurio (este último contenido en un frasco gotero), la relación dependerá de cómo el profesional o su asistente dispense cada uno de los dos componentes. Para ello es indispensable leer previamente las indicaciones del fabricante. Si la indicación es utilizar partes iguales en peso (relación 7|L o 50o/o de mercurio) bastará con disponer de algún dispositivo que permita dispensar partes iguales en peso de aleación y mercurio. Si el porcentaje de mercurio indicado es distinto, deberá ajustarse el dispositivo a Ia situación particular. En la mayoría de las aleaciones modernas se indica una relación 1:1 aun- que las aleaciones de partículas esféricas pueden requerir menor cantidad de mercurio (cerca del 4oo/o). Una vez conocidas las indicaciones del fabricante, se estará en condicio- nes de establecer la cantidad de aleación que le corresponde a una cantidad predeterminada de mercurio. Dentro de los dispensadores que pueden uti- lizarse están los de tipo balanza como la tipo Crandall y medidores en volu- men que, en general son menos exactos. Como dato ilustrativo, la masa de amalgama necesaria para una restaura- ción media puede conseguirse con unos 800 mg de aleación mezclados coni la cantidad de mercurio adecuada. Efectos d.e la aheración de la relación aleaclón / mercurio La relaciín debe ser la correcta para poder obtener una masa de ade- cuada plasticidad. Una excesiva cantidad de mercurio incorporada a la mezcla da como resultado mayor brillo metálico en ella y, si posteriormen- te ese exceso no se elimina, menos núcleos y más matriz en la masa final con lo que se alferan las propiedades físicas (mayor expansión) y mecáni- cas (poca resistencia a la compresión y mayor cre@). También es espera- ble una mayot corrosión.
    • 194 Resta.uraciones bhsticas Una excesiva canÍidad de polvo de aleación incorporada a la mezcla traeaparejada una mezcla en la que es dificil obtener cohesión (tiende a disgre-garse) ya que el mercurio no puede mojar convenientemente al polvo en sutotalidad y no se alcanza la plasticidad requerida para poder condensarla demaflera adecuada con el consiguiente aumento de Ia porosidad (disminuciónde la densidad) y aumento de la posibilidad de corrosión. Para obtener la relación correcta con una aleación presentada en formade comprimidos o pellets, se pueden utilizar dispensadores especiales dealeación - mercurio. Ellos disponen de un sistema de gatillo que, al accio-narlo, liberan un volumen determinado de mercurio por comprimido dealeació¡. Sin duda, este modo de dosificación es mucho más seguro y con-fiable que el descrito antes. También puede disponerse de presentaciones donde la aleación viene encomprimidos o pellets y el mercurio en blisters envasados alvacio (bolsitasherméticamente cerradas conteniendo un volumen de mercurio necesariopara la cantidad de aleación existente en el comprimido) o bien, cápsulaspre-dosificadas que contienen el mercurio y la aleaci1n (en este caso, loscomponentes están separados por un diafragma que evita su contacto hastael momento de preparar la mezcla). Como se podrá apreciat estas presentaciones son las más convenientesya que el fraccionamienfo realizado por el fabricante asegura la correcta re-lación entre las partes. Lo único que en este caso debe considerar el profe-sional, es la cantidad de amalgama necesaria de acuerdo con el volumen dela restauraciín a realizar. Para el caso de las cápsulas predosificadas, ellaspueden venir presentadas con distinta cantidad de material en su interior. Merece destacarse que, desde el punto de vista de los cuidados que hayque observar en cuanto a la manipulación del mercurio, las cápsulas predo-sificadas constituyen la mejor alternativa.Mezcln (amalgamación o trituraclón o maxalación) Establecida la correcta relación aleaciín - mercurio y de acuerdo con lapresentación del producto, el paso siguiente es la realización de la mezcla.La amalgamación, trituración o maxalación de la amalgama podrá realizarsebásicamente de manera manual o mecánica. En el primer caso debe contarse con un mortero y un pilón adaptado aé1.Las superficies de ambos deben ser ligeramente rugosas (vidrio esmerila-do) para poder lograr una adecuada trituración de la aleaci1n y permitir queel mercurio la pueda disolver, desencadenando los procesos de: solubiliza-ción, reacción y precipitación con crecimiento cristalino que confluyen en elfraguado o cristalización de una amalgama dental. Ese aspecto ligeramente rugoso puede ser alcanzado colocando polvo decarborundo o simplemente arena (humedecidos con agua) en el mortero,para luego realizar una serie de rotaciones con el pilón tratando de abarcarIa mayor superficie posible.
    • _-l Amalgama 195 Con la aleaciín y el mercurio dosificados de manera correcta en el mor-tero, la amalgamación se realiza tomando el pilón preferentemente en for-ma de lapicera, apoyando el mortero sobre la mesa de frabalo y sujetándo-lo con ftrmeza y realizando movimientos circulares con el pilón (velocidadaproximada: 180 rpm) por espacio de 1 minuto aproximadamente (es preci-so considerar siempre s las instrucciones del fabricante ya que los tiemposconvenientes pueden variar). La mezcla debe ser atacada por el pilón en el fondo del mortero por1o cual deben darse ciertos golpeteos suaves contra la mesa de traba- jo. Hay que realizar la maxalación a velocidad constante y a una fuer-za determinada logrando que la mezcla contacte con las paredes delmortero. Esto se t":aráhasta que la masa pierda brillo metálico (señalde que la mayor cantidad de mercurio está comenzando a reaccionarcon la aleación). Una vez finalizada Ia mezcla, se la retira del mortero y se Ia coloca sobreun trozo de goma dique para realizar un amasado. Los objetivos de esta ope-ración son continuar a trifvración y homogeneizar el preparado hasta obte-ner un huso. Si es una porción impofiante de matetial, debe dividírseIa pa-ta aumentar el tiempo de trabajo. Para el caso de la trituración mecánica se utilizan dispositivos que han lle- gado a ser el método universal de preparación de la amalgama desde haceunos anos. Los objetivos que se persiguen con la trituración mecánica son los mis-mos que los buscados en la mezcla manual. En ambos casos se debe permi-tir que el mercurio pueda disolver a la aleación Las partículas de aleaciónse hallan cubiertas por una capa de óxidos que debe ser eliminada por abra-sión mediante la trituración (manual o mecánica) para que esa solubilizacióno disolución pueda generarse. Los amalgamadores mecánicos disponen de un temporizador que mide eltiempo en segundos que se desea emplear pata la trituración. La aleación yel mercurio van en una cápsula que se agita con en un movimiento excén-trico u oscilante durante la amalgamación. A menudo se incluye dentro dela cápsula una bolita o una varilla de metal o plástico (que hace las vecesde pilón), para mejorar la mezcla y abrevíar el proceso. Por lo habitual, las cápsulas a las que se hace referencia son de rrratertalplástico y pueden ser roscadas o de acople bajo presión. En estos casos, laaleación en forma de comprimidos y el mercurio necesario se colocan den-tro de ellas, para luego someter al maferial a la trituración mecánica. Estascápsulas pueden ser reutilizadas en sucesivas mezclas. Las cápsulas a pre-sión son las que se prefieren ya que su limpieza posterior es mucho mássencilla (las pequeñas gotas de mercurio se pueden retirar fácllmente; no asíen las cápsulas roscadas). En cambio las cápsulas predosificadas se descartan una vezlogradzla amal-gamación. Puede deducirse otra vez que esta última presentación es la másadecuada puesto que se minimiza el contacto con el mercurio.
    • tF-, 196 Restauraciones plasticas IJna vez seleccionada, la cápsula es colocada en los brazos (mordaza) del oscilador o vibrador propiamente dicho. Es conveniente que el dispositivo posea una cubierta (tapa) de protección para evitar Ia impulsión de la cápsu- la y para disminuir el riesgo de salida de mercurio al ambiente de trabajo. Los amalgamadores mecánicos funcionan a diferentes velocidades. Exis- ten tanto ap ratos de alta y baja velocidad como de velocidad variable. Da- das estas diferencias en la velocidad de funcionamiento, los amalgamadores dan un rendimiento diferente para una determinada combinación de alea- ción - mercurio Hay que elegir el tiempo y la velocidad de mezcla adecua- dos para cada unidad en función de la aleactón y de Ia cantidad de mezcla que se vaya a tfltufaf. La calidad de una masa de amalgama (sea triturada en forma manual o me- cántca) depende de factores como el tiempo, la velocidad y la fiierza utilizados parala amalgamación. Estos factores interrelacionados determinan el ttabajo de trituración y deben mantenerse constantes entre unas mezclas y otras para po- der obtener resultados uniformes con una aleación dada. Obviamente, a parir de lo expuesto surge que la amalgamación mecánica es la ideal para el logro de una masa de amalgama de adecuada y previsible plasticidad El tiempo a seleccionar en un amalgamador es el factor sobre el que se puede acírar más fácilmente y oscila entre los 6 y los 20 segundos, depen- diendo de las aleaciones, de la velocidad y eficacia del amalgamador y del volumen de material. Por ejemplo, el tiempo requerido para una aleación con alto contenido de cobre de partículas mixtas puede rondar entre los 10 y los 15 segundos, mientras que para una aleación de alto contenido de cobre de partículas es- féricas se halla en el orden de los 6 a I0 segundos. La velocidad sólo puede controlarse en los apar^tos de velocidad variable (que son los que se prefieren ya que pueden ser utilizados con otros mate- riales encapsulados), aunque normalmente se utiliza la velocidad media. Sin embargo, con el uso, los amalgamadores experimentan cambios de veloci- dad que bastan para alterar el grado de trituración. Por esta razón conviene comprobar periódicamente la eficacia del aparato. Terminada la amalgamación mecánica, en ciertos casos puede realizarse un amasado de Ia mezcla por espacio de 2 o 3 segundos eliminando previa- mente el pilón contenido dentro de la cápsula. De todos modos, con Ia ma- yoria de los productos hoy disponibles este paso es innecesario cuando se emplea la trituración mecánica ya que Ia mezcla resultante posee una ade- cuada plasticidad. lJna mezcla convenientemente lograda (sea por trituración manual o me- cánica) debe tener un aspecto uniforme y textura homogénea, no debe dis- gregarselamasa de material, al inducirle cierta presión en su superficie pue- de comprobarse su plasticidad, y se deja caer una masa de material sobre una superficie plana desde una altura aproximada a los 10 o 15 cm deberá permanecer como una semiesferaíntegra y sin pérdida de sustancia ni solu- ción de continuidad alquna.
    • Amalgama 497Efectos de la aheración de Ia trituraci.6rc rJna amalgama puede verse afectada en sus propiedades si existió un ex-ceso (sobretrituración) o déficit (subtrituración) en Ia amalgamacián. La sobretritL.rraciónde una amalgama da como resultado una estructura fi-nal con exceso de núcleos (y más pequeños) y grafi cantidad de matriz enla que el tamaño de los granos cristalinos es menor. Por ello aumenta Ia po-sibilidad de cre@ y aumenta la corrosión. La subtrituración da una mezcla carente de plasticidad adecuada por loque no señ fácL| condensarla; generándose porosidad (disminuye la densi- dad) y disminución de las propiedades mecánicas.Condensación IJna vez que se obtiene la mezcLa adecwada se la debe insertar en la cavidad correspondiente. Se sobreentiende que esa cavidad ya fue trala-da con unbarnz o sistema adhesivo conveniente porlasrazonesyaana-lizadas. Se coloca el material en un contenedor de amalgama y con ayrda de un porta-amalgama se lo lleva en sucesivas porciones ala cavidad. Cada una deesas porciones son atacadas bajo presión tratando de adaptar este materialde alta energia superficial a las paredes dentarias. Este procedimiento se co-noce con el nombre de condensación. Condensar significa "hacer denso", es decir que con las maniobras de con-densación de la amalgama no sólo se la adapta a las paredes cavitarias sinoque se la compacta, evitando la porosidad en su estructura. Asimismo, si Ia mezcla tenía exceso de mercurio (más prolaable en la tri-turación manual), ésfe aflorará a la superficíe y podrá ser retirado pata asiasegurar un mínimo contenido de mercurio en Ia amalgama final. Cabe resaltar que la condensación de la amalgama debe comenzarse in-mediatamente después de haber finalizado la mezcla. Si fuese necesario rea-lizar otra mezcla porque el volumen cavitario así lo requiere, Ia capa super-ficial de la amalgama ya colocada debe tener un aspecto brillante que indi-que la presencia de mercurio disponible para difundirse y reaccionar con elnuevo incremento. En la condensación se utilizan condensadores delgados y de poco díá-metro en su extremo para poder ejercer mayor fiietza por unidad de su;perficie, siempre comenzando por los más pequeños. Pero es necesariot€-ner presente que no deben ser tan pequeños como para provocaf que sÉ hundan en la masa sin producir una verdadera conddnsación. ñ ttlhzar mezclas preparadas a partir de aleaciones corl partículas esféril cas, Ia presión ejercida debe ser menor por su mayot plasticidad. En este cá so, entonces, los condensadores a usar deben ser de mayor diámeffoy la condensación se hará eon rnovirnientos laterales para lograr unh aproptadb adaptaciín a las paredes,
    • | 98 Restauracianes pl^tic¿tsEfectos de la a.lÍeración de la condcnsaclón En primer Iugar debe considerarse que cuanto mayor sea el lapso trans-currido entre la mezcla y la condensación, más débil será Ia amalgama, au-mentando el contenido de mercurio en ella y eI creep. Es importante tenerpresente que una mezcla de amalgarrra que se preparó hace 3 o 4 minutosy que aún no fue insertada, debe ser descarfada. La reducción en la resistencia que resulta de la condensación retardada sedebe probablemente a que la condensación del material fraguado parcial-mente, fracture y destruya la matiz ya formada, y si la aleaciÓn ha perdidouna considerable cantidad de plasticidad, es difícil condensada sin producirhuecos y espacios internos (porosidad). Resumiendo, una amalgama deficientemente condensada tendrá porosi-dad en su interior, provocándole un aumento de la corrosión, creep y vndescenso en sus propiedades mecánicas. Una amalgama corectamente condensada no tendrá excesivos cambiosvolumétricos y, al reducirse al mínimo la corrosión, eI cre@ y la porosidad,se mejorará su comportamiento mecánico y su adaptaci6n marginal. En con-secuencia, se obtendrá un resultado clínico más satisfactorio.Efectos de la conta¡ninoclón La mezcla de aleación y mercurio no debe recibir aglua y sales, lo quepuede suceder si se la manipula con las manos sin protección o se la con-densa en presencia de saliva, o sea, en un campo operatorio incorrectamen-te aislado. Esa contaminación puede producir reacciones que generan exce-siva expansión y deterioro en las propiedades. Si bien los efectos eran más notorios aI utilízar aleaciones con bajo con-tenido de cobre, el cuidado debe ser mantenido cuando se utilizan las mo-dernas amalgamas con alto contenido de ese componente.To.llnda Una vez colocada y condensada la amalgama enla cavidad, se talla la res-tauración para reproducir la correspondiente forma anatómica. Debe tener-se en cuenta que si el tallado es muy profundo disminuye el volumen de laamalgama, especialmente en las zonas marginales. Al ser demasiado delga-das, estas zonas podrían fracturarse por acción de las fuerzas masticatoriasya que la amalgama es frágil en pequeños espesores. Por ello debe evitarsedejar matenal más allá deI borde cavo superficial. Si se ha seguido la técnica adecwada, la arnalgama estará lista pat^ ser ta-llada tan pronto como se finalice la condensación. No obstante, el tallado de-berá comenzarse cuando ésta haya endurecido lo suficiente como para ofre-cer resistencia al instrumento de tallado. Al tallar, debe oírse un crepitado o"sonido metálico" característico. Si los procedirnientos que involucran al tallado
    • Amalgama 199 se rcalizan demasiado pronto, Ia amalgama estará muy plástica y se despren- derá de los bordes dejando borde cavo - superficial al descubierto. Los procedimientos técnicos que consütuyen el tallado buscan: completar la condensación, eliminando posibles restos de mercurio en la superficie; re- ducir la porosidad e irregularidades superficiales; remover excesos de mate- rial; meiorar las propiedades físicas de los márgenes; aumentar la resistencia a la corrosión; devolver la forma anatímica y mejorar la adaptación. Ade- más, un adecuado tallado facillta las maniobras de terminación y pulido. Puede terminarse el tallado con un alisado o ligero bruñido (frotamiento de la superficie con un instrumento romo) para facrlitar las posteriores ma- niobras de pulido. Pulido El pulido de las restauraciones de amalgama se hace, generalmente, 24 horas después de haber sido realizadas. No obstante, debe tenerse presente que para las amalgamas con alto contenido de cobre y de partículas esféri- cas (que endurecen rápidamente), las maniobras de terminación y pulido pueden, en teoría, realizarse después de unas pocas horas. Si bien el pulido no resulta imprescindible en las amalgamas con alto con- tenido de cobre (por ausencia de la fase gamma 2 que es la que experimen- ta mayor grado de corrosión) la justificación de su realizacián radica en que con él pueden rectificarse ciertos aspectos relacionados con la forma anató- mica de la restauración, como contornos, aspecto (brillo metálico) y textura, los que disminuyen la corrosión en la superficie y el atrapamiento de la pla- ca bacteriana, a Ia vez que mejoran la higiene. Como se podrá adverti¡ la manipulación de la amalgama involucra el co- nocimiento de materiales y técnicas necesarios para la rcalización de una restauración con este material metálico de inserción plástica.II
    • SrccóNlll y modelosfmpresiones
    • GTNERALIDADES Muchas veces, durante el trabajo odontológico se necesita disponer deuna reproducción de la zona de interés de un paciente. Para esto se confeccionan mocleloscuya finalidad es reproducir lo que tie-ne el paciente y sirven para complementar el diagnóstico o para construir al-go que habrá que ubicar en él después. Ese modelo debe ser exacto, vale decir, fiel en la reproducción de los de-talles de la zona de interés y dimensionalmente igual a la zona que repro-duce. Por ello se suele decir que un modelo deber tener fidelidad de repro-ducción y exactitud dimensional. Para obtener ese modelo se realiza un paso intermedio que consiste entomar una impresión (más correctamente una impronta) de la zona que sedesea reproducir. Para eso se adapta sobre ella un material que luego puede ser retiradomanteniendo la forma y dimensiones de aquello contra lo que se lo ubicó.Se obtiene, así, un negativo del motivo de interés y luego, llenándolo conotro material a su vez capaz de copiar sus detalles y luego endureceq se ob-tiene el modelo buscado. Esta última operación constituye el uaciado delmaterial para modelos. El material para impresión se coloca en a zona a reproducir ubicado enuna cubeta, recipiente que vaúa en su forma y medidas en función de lascaracterísticas de la zona que se desea reproducir.Catactetisticas generales de los materiales pafa impresión Como en cualquier caso que involucra el trabajo sobre un organismo, losmateriales empleados en la toma de impresiones deben ser biológicamentecompatibles en el sentido de no causar daño a los tejidos con los que entraen contacto. Esto incluye tanto al paciente como al profesional que trabalacon ellos y sus auxiliares. Además, teniendo en cuenta que durante la toma
    • 204 Impresionesy modelosde la impresión puede producirse, accidentalmente, el paso de alguna can-tidad de material al tracto digestivo, debe tenerse la seguridad de que estematerial no sea tóxico. Desde el punto de vista físico, todo material a utihzar en la toma de im-presiones debe, en primer lugar, ser capaz de formar una masa con plastici-dad, entendiéndose por tal la posibilidad de adaptaia contra la estructura areproducir. Logrado esto, debe producirse una transformación o endurecimiento quepermita separarlo sin perder los detalles copiados. Por supuesto, este proce-so debe darse en un lapso 1o suficientemente prolongado como para permi-tir el trabajo del profesional (tiempo de trabajo); es decir, tiempo para pre-pararlo, colocarlo en una cubeta para llevarlo a la zona a reproducir y ubi-cado en posición. Al mismo tiempo, la transformación no debe ser tan len-ta como para demorar excesivamente la operación y causar inconvenientes,demoras y molestias al profesional y/o al paciente. La obtención de la plasticidad y el endurecimiento posterior se pue-de lograr en función de los cambios en la tempetatuta a que es someti-do el material. Así, a temperaturas superiores a la bucal, pero tolerablespor el organismo, se pueden, con algunos, lograr condiciones necesariaspara adaptarlo, es decir para impresionar. Si se enfria hasta la tempera-tura bucal o hasta una temperatura cercana a ella se consigue la trans-formación como para poder retirar la impresión y continuar con la ob-tención del modelo. Algunos de los materiales que funcionan sobre labase de este mecanismo pueden ser considerados termoplásticos y porlo tanto, reversibles, es decir, que pueden readquirir plasticidad y luegoendurecer repetidas veces Con otros materiales, en cambio, se llega a la plasticidad mezclando sus- tancias líquidas con sólidos en polvo y así se obtiene la viscosidad o "con-sistencia" correcta. Nguna reacción química producida en el líquido (p. ej., polimerización) o entre componentes del líquido y del sólido en polvo esresponsable de la transformación o el endurecimiento. Estos materiales sedenominan fraguables. Independientemente de la forma de funcionamiento en cuanto al proce-dimiento de obtención de plasticidad y posterior endurecimiento, los mate- riales para impresión pueden tener distintas características en ambos estadosAlgunos de ellos pueden ser muy fluidos cuando se los prepara para colo-carlos contra las estructuras a reproducir y esto les permite copiar aun pe-queños detalles presentes en ellas (tienen alta fidelidad en la reproducción).Otros, en cambio, son más viscosos y, si bien no pueden copiar detalles con tanta nitidez, permiten ejercer presión sobre las estructuras a reproducir, loque en algunas ocasiones puede resultar de interés. Los materiales más fluidos se denominan liuianos y los muy viscosos,pesados, existiendo entre ambos extremos materiales con fluidez o visco-sidad diversa. El profesional seleccionará el que resulte más adecuadopara el caso a tratar.
    • Generalidades 205 Una vez endurecido como para retirado de la boca, algunos materia-les son notoriamente elásticos y admiten una cierta deformación al serseparados de la zona a reproducir, sin que ello represente un cambio de-finitivo en la forma o dimensiones de la impresión. Otros no son elásti-cos y sólo pueden reproducir con fidelidad estructuras que, por no te-ner socavados (zonas retentivas), permiten separar la impresión sin de-formación. Es necesario que durante su retiro, y después de completadala operación,Ia impresión mantenga inalteradas su forma y dimensiones hasta tanto se ob-tenga el modelo correspondiente. En caso contrario, las deformaciones y/ocambios dimensionales son transferidos al modelo y éste no es copia fiel delo que se quiere reproducir. Por diversas razofies las impresiones pueden carecer de esa convenienteestabilidad dimensional, lo que obliga a fomar precauciones técnicas paraevitar que ello afecte el trabajo a realizar. Puede ser que la impresión experimente una deformación mecánica en elmomento del retiro si no es lo suficientemente elástica (la tensión inducidasupera el límite proporcional) o si el tiempo durante el que permanece in-ducida afecta aI material si es viscoelástico). Sucede lo mismo, si la fuerzaque ejerce sobre ella el material empleado en el vaciado (el material paramodelo) es capaz de deformarla significativamente. Algunos materiales no completan su reacción de endurecimiento auncuando haya avanzado lo suficiente como para posibilitar el retiro de la im-presión de la zona a reproducir Una reacción química que continúe (p. ej.,una polimerización) puede involucrar cambios dimensionales que afectan laexactitud del resultado. En otros casos, el simple cambio de la temperatura a que está sometidala impresión en la boca (aproximadamente 3f"C) al llevarla hasta la tempe-ratura ambiente puede producir un cambio dimensional térmico. Otros materiales contienen en su masa endurecida sustanciasvolátilesincluidas en su composición o producidas como resultado de la reacciónde endurecimiento que pueden pasar al medio donde se conserva la im-presión. Esta reacción con el medio puede ser otra fuente de inexacti-tud dimensional. Por último, la impresión puede haber endurecido bajo presión quedandocon tensiones congeladas que con el tiempo pueden relajarse.Esa liberaciónde tensiones produce una distorsión que puede hacer fracasarel trabajo.Situaciones clínicas que requieren la tomade una irnpresión Si existen no uno sino varios materiales para impresión y algunos de ellosen distintos tipos o clases, es simplemente porque el odontólogo se enfren-ta ante casos disímiles. Cada uno de ellos puede requerir materiales para im-presión de características distintas,
    • 206 lrnl¡resiones y modelos Así por ejemplo, un maxilar o vn área de un rrraxllat con dientes nece-sita un material que, endurecido, sea "elástico" como para poder deformar-se al retirarlo salvando Ias zonas retentivas que forma el ecuador de laspiezas dentarias. Un maxilar o zona de un maxilar sin dientes puede no precisar esa carac-terística elástica pero puede, en cambio, requerir una masa viscosa en el mo-mento de la colocación del matertal para poder ejercer una presión y así des-plazar los tejidos blandos presentes (material pesado). Impresionar una preparación rcalizada en un diente puede requeri¡ porotro lado, un material muy fluido (liviano) como para poder adaptarlo con-tra detalles delicados e incluso inyectarlo en una pequeña caja o cavidad pa-ra que la reproduzca fielmente. A su vez, casos especiales como los que representan la obtención de re-producciones de zonas extensas para confeccionar restauraciones como unaprótesis máxilo-facial pueden hacer necesario disponer de materiales conciertas caractetisticas particulares. De cada uno de los existentes debe el profesional ser capaz de diferen-ciar sus propiedades e identificar Ia forma de funcionamiento (composición,reacción de endurecimiento, etc.) con el fin de seleccionar el que le ofrez-ca mayores garantias de éxito y poder manejarlo de manera que brinde elmáximo de sus posibilidades.
    • HronocolorDES PARAIMPRESION Materiales elástico s paril impresión En el capírulo anterior se analizó en términos generales qué es una im- presión, qué es un modelo y qué características debe reunir una impresión para resultar satisfactoria, esto es tener adecuada fidelidad en la reproduc- ción de detalles y ser exacta en sus dimensiones. También se analizaronlas caracteristicas generales que deben reunir los materiales para ser aptos para su uso en la toma de impresiones. En casi todas las situaciones que se presentan en la clínica odontológica y que requieren la obtención de una reproducción de la totalidad o parte de lo existente en la cavidad bucal, sea con fines diagnósticos o para encarar la realización de un trabajo (p. ej., confección de una restauración rigida o una prótesis) se utilizan materiales denominados "elásticos". Esto concepto indica que, una vez que la masa plástica inicial se ha trans- formado en una masa "sólida" como para ser retirada de la cavidad bucal del paciente, puede ser deformada con relativa faclidad sin producir deformacio- nes permanentes (es decir, sin que se haya superado el límite proporcional o elástico). En realidad, la palabra "elásticos" figura entre comillas pues este térmi- no significa, desde el punto de vista mecánico, el cumplimiento absoluto de Ia ley de Hooke (sólo se producen deformaciones permanentes cuan- do la tensión inducida y la deformación producida por ella superan lo in-I dicado por el denominado límite proporcional). Los materiales utilizados en la toma de impresiones no tienen un comportamiento tan perfecto. Es posible obtener deformaciones permanentes aun con tensiones inferiores al límite proporcional en función del tiempo de acción de esa tensión. Es- to significa que, en rcaIidad, los materiales para impresión deben ser con- siderados "viscoelásticos" a pesar de que habitualmente se los describe como "elásticos".
    • 208 ImDresiones y ,nodelos Lo antedicho, que parece ser un juego de palabras, tiene un significa-do de importancia para el manejo de estos materiales. Al retirar una im-presión de la boca de un paciente se ejerce sobre el material una fuerzaque genera una tensión. Esto permite desprenderlo de la zona a repro-ducir provocando una deformación en el caso de existencia de zonas "re-tentivas" como las que se generan al reproducir piezas dentarias (recúer-dese la presencia de un "ecuador dentario" y las zonas que quedan en-tre él y Ia zona gingival). La tensión generada no es necesariamente muy elevada ya que el móduloelástico de los materiales para impresión no lo es (si lo fuera, seria necesarioaplicar fuerzas tan elevadas para poder refirar la impresión de esas zonas Íe-tentivas que se comprometeria la permanencia de las prezas dentarias en laboca). Por ello difícilmente sea superado el límite proporcional y, si el mate-rial fuera perfectamente "elástico" (se comportara exactamente como 1o indi-ca la Ley de Hooke), no existiría deformación permanente. Así, la reproduc-ción obtenida (impresión) sería dimensionalmente exacta (igual en sus dimen-siones a lo existente en la cavidad bucal), lo que es una condición deseable. Sin embargo, el comportamiento viscoelástico hace que, como el retiro dela impresión de a cavidad bucal demanda necesariamente un cierto tiempo,pueda producirse una deformación permanente (creep) a pesar de no haber-se superado el límite proporcional. Una primera conclusión de importancia para el trabajo clínico es que,cuando se utiliza este tipo de materiales para la toma de impresiones, el re-tiro de ellos de la cavtdad bucal una vez producido el endurecimiento o fra-guado, debe ser realizado lo más rápido que se pueda y, en lo posible, enun único movimiento (sin "balanceos"). Así, al disminuir el tiempo de acción de la fuerza (y, por ello, del tiempodurante el que el material está sometido a tensión y deformación) se redu-ce la cantidad de deformación permanente (creep) producida y la magnitudde la inexactitud dimensional de la impresión (y, en consecuencia,la del co-rrespondiente modelo que se obtendrá con posterioidad a partir de ella). En un material viscoelástico también Ia recuperación después de una de-formación mecánica es influida por el tiempo. Eliminada la aplicación de latensión (en la situación clínica, completado el retiro de la impresión de lacavidad bucal) se produce una recuperación elástica prácticamente inmedia-ta (según lo indica la Ley de Hooke). Pero, en función de su viscoelastici-dad, puede observarse que luego de un tiempo se produce una recupera-ción adicional. De nuevo, cuando se analiza Ia implicancia clínica de estos principios,puede concluirse que una impresión es más exacta algunos minutos despuésde rethada de Ia boca que inmediatamente después de completada esta ope-ración. Para que el modelo (meta final) sea lo más exacto posible, convieneproceder a confeccionarlo no inmediatamente después de retirada la impre-sión de la boca sino algún tiempo después. Cuánto tiempo después es con-veniente hacerlo varía según el material para impresiones en particular que
    • Hidrocoloides para impresión 209se esté utilizando ya que, en algunos de ellos, si bien el tiempo puede con-ribuir a una mayor recuperación elástica, puede también producir algúnotro efecto no conveniente. Al emplear y evaluar cada material en particularse volverá sobre este tema. Teniendo en cuenta estas consideraciones generales para los materialeselásticos se encanrá su análisis. En la actualidad hay dos grupos de matetia-les elásticos que se usan para impresión: los hidrocoloides que se analizaránen este capítulo y los elastómeros, en el próximo.Hidrocoloides para impresión El nombre para identificar este grupo (en realidad, a dos materiales paraimpresión) dice bastante sobre qué son y cómo funcionan. En efecto, el nombre coloide denota un sistema material constituido pordos fases: una dispersa y una dispersante. De la misma manera, el nombre"hidrocoloide" indica que, en los utilizados en la toma de impresiones,Ia fa-se dispersante es el agua. Cuando en un hidrocoloide la fase dispersa está en forma de partículasaisladas (tamaño habitual entre 0,1 y 0,001 micrómetro), el aspecto físico delsistema es el de un líquido de una cierta viscosidad denominado "sol coloi-dal". Por otro lado, cuando las partículas se unen entre sí para format algoasí como fibras y una "Írama fibrilar", el aspecto físico es similar al de un só-lido denominado "gel coloidal". Puede deducirse fácilmente que, para usar este tipo de materiales en latoma de impresiones en odontología, se prepara un.sol coloidal de con-sistencia apropiada como para colocarlo en una cubeta y situarlo, sin ma-yores dificultades, contra Ia zona a reproducir de la cavidad bucal de unpaciente. IJna vez completada esta operación será necesario lograr que se produz-ca algún tipo de cambio que haga que las partículas de la fase dispersa delsol se unan entre sí para formar fibras. Así, con el sistema convertido en ungel, se puede rctiar de Ia boca manteniendo la forma obtenida. Dado que el gel obtenido es viscoelástico habrá que tener en cuenta lasconsideraciones citadas. Por otro lado también deberá tenerse presente que como Ia fase disper-sante es elagua, podrán producirse fenómenos de sinéresis,si parte de ellase elimina de la estructura, y de imbibición, si a ella se Ie incorpora agua.Esto indica que Ia impresión obtenida no puede ser conservada mucho tiem-po sin que se produzca alguno de estos fenómenos, con la consiguiente al-teración dimensional que representa. En la práctica clinica, cuando se toma una impresión con un hidrocoloi-de debe obtenerse el modelo en no más de algunos minutos (es difícil esta-blecer exactamente cuántos, ya que pueden variar en función del productoen particular que se esté empleando pero por cierto es conveniente no su-perar a hora y, si es menos, melor).
    • 2l0 Impresiones y modelos Si, por algún motivo, fuera necesario conservar la impresión antes de ob-tener el modelo, la solución, no ideal pero sí la más conveniente, es hacer-lo en un medio con 100% de humedad relativa (por ejemplo en un recipien-te cerrado con una cantidad de agua que pueda evaporarse). Así se evita, opor 1o menos se disminuye, la sinéresis. Obviamente, esto no significa colo-car la impresión en contacto con agua (p. ej., sumergida en el agua) ya que,en este caso, se produciría imbibición. Estos aspectos son comunes a los dos tipos de hidrocoloides que puedenser empleados en la toma de impresiones en odontologa. La diferencia entreambos está dada por el mecanismo que hace que las partículas de la fase dis-persa del sol se unan para formar el gel. En uno de ellos lo hacen por unio-nes secundarias (dipolos) y por eso las par(tculas que se han unido puedenser fácilmente separadaspor la simple acción de un aumento en la energta tér-mica (por calentamiento). En este hidrocoloide es posible transformar el solen gel y el gel en sol y es denominado bidrocoloide reuercible (o también bi-drocoloide de agar por el componente principal de la fase dispersa). En el otro, utilizado con mayor frecuencia por su mayor simplicidad téc-nica, la unión entre partículas es obtenida por una reacción química y for-mación de uniones primarias (iónicas). Por este motivo no es posible, por lomenos con procedimientos adaptables a la situación de la clínica odontoló-gica, obtener de nuevo un sol una vez formado el gel. Obviamente, es de-nominado bidrocoloide imeuersible o también alginato oúa vez por el com-ponente principal de la fase dispersa.Alginato La presentación comercial más habitual (más adelante se verán algunasvariantes), de este material es en polvo. El envase puede contener la canti-dad necesaria para tomar una impresión promedio (un sobre) con lo que seevita la necesidad de medir la canttdad a emplear. También se puede, y esmás frecuente por razones de costo, adquirirlo en una lata u otro envase her-mético en cantidades mayores con 1o que se hace necesario disponer de al-gún dispositivo (algo parecido a una cuchara) para medir la cantidad nece-saria en la situación clintca a encarar. También viene en bolsas selladas, de-nominadas habitualmente "repuestos". Éstas resultan más barafas pero, unavez abiefias, es conveniente colocar su contenido en otro tipo de envase pa-ra evitar que se humedezca. Independientemente de la forma del envase, el polvo contiene como ele-mento principal (aunque no necesariamente en la proporción mayor) una saldel ácido alginíco. Este ácido se denomina así porque proviene de algas ma-rinas, es un polímero que deriva de un ácido manurónico (ácido orgánico,es decir ácido con grupos carboxilo). Pero más interesante que el aspectoquímico, y desde el punto de vista del uso en impresiones, es el hecho deque el tamaño de sus moléculas hace que se puedan obtener fácllmente partículas de tamaño coloidal.
    • !fr fi itü para impresión 2 | | Hidrocoloides tr Sol nato)COO-NaNa-OOC(algi Na-OOC(algi nato)COO*Na Gel - Ca- OOC(alginato)COOCa- OOC(alginato)COOCa- - - Fig. l9-1 Esquema de sustancias químicas en el sol 1¡ el gel de un alginato para impresiones. Cuando la sal que se consigue a partir de ese ácido es de un catión mo- novalente (sodio, potasio, amonio) puede ser mezclada con agva y formar- se un sol coloidal ya que cada particula queda separada de las demás. Composición bá.sica y reacclón de gelnctón El polvo del alginato para impresiones contiene, precisamente, una sal, por lo general de sodio o potasio, de ácido algínico. Cuando se mezcla con agua se logra una masa plástica que es un sol coloidal. La transformación de ese sol en gel se logra produciendo una reacción que traiga como consecuencia que el catión monovalente sea reemplazado por uno bivalente. De esta manera este catión liga por unión iónica a dos grupos carboxilo de diferentes moléculas. Así quedan unidas, y al hacerlo muchas de ellas a través de muchos grupos carboxilo de cada una, se obtiene vna trama fibrilar que transforma el sol en gel. Esta situación se esquemafiz en Ia figu- ra t9-1. Como puede deducirse, el gel no puede transformarse fácilmente de nuevo en sol, y por esto es un "hidrocoloide irreversible". Para lograr estas reacciones, los productos de uso odontológico contienen en el polvo una sal de metal bivalente. Lo más común es que esta sal sea el sulfato de calcio (en su versión dihidratada; se verá qué significa esto en el próximo capítulo) ya que libera el ion calcio a un ritmo compatible con un material de uso odontológico. Tiempo atrás algunos productos utllizaban con la misma finalidad sales de plomo pero, como tienen algún potencialtó- xico se las ha descartado. Todavía pueden verse algunos que, en el envase, indican "sin plomo". Con esos dos componentes se Iogra un material que puede cambiar de sol a gel pero, como la reacción se hace prácticamente de modo inmediato vnavez mezclado el polvo con agua, no resulta apropiado para eI uso odon- tológico. Recuérdese que el material debe brindar "tiempo de trabajo" paraI completar la mezcla, ubicarla en la cubeta y llevar el conjunto a la posiciónI en la boca de un paciente. Para lograr ese objetivo de tener tiempo de trabajo, el polvo tiene incorpo- rado otra sal, por lo habitual el fosfato trisódico. Como el sulfato de calcio tiene más afinidad de reacción con ella que con el alginato de sodio, potasio o amonio, 1o hace preferentemente así. Es decir, aI mezclar el con- junto con agua, el sulfato de calcio reacciona con el fosfato trisódico y "deia
    • ?aZ Impresionesy modelos(1) Fosfato de sodio + sulfato de calcio : fosfato de calcio + sulfato de sodioQ) Alginato de potasio + sulfato de calcio : sulfato de potasio + alginato de calcioFig,I9-2 Esquema de reacciones químicas durante el fraguado de un alginato para impresionestranquilo" al alginato y brinda al profesional el tiempo necesario para realizarsu trabajo. Sólo cuando se agota esta sal comienza a hacerlo con el alginatoproduciéndose la gelación. En la formulación industrial del producto, Ia can-tidad de fosfato es regulada parabrktdar adecuado tiempo de trabajo e inclu-so variable para distintas necesidades. Así se comercializan alginatos de fra-guado o gelación más o menos veloz de entre los cuales el profesional elige(alginatos de fraguado "normal" o "rápido"). En la figura I9-2 se esquematizanlas reacciones mencionadas. Además de estos tres componentes (alginato de ion monovalente, sal demetal bivalente y sal refardadora), el polvo contiene (y en la mayoria delos casos en su mayor proporción) partículas de algún otro derivado de al-gas (generalmente la denominada "tierra de diatomeas"). Si bien no parti-cipan de la reacción permiten obtener Ia consistencia (viscosidad) conve-niente en el sol (para que no se escurra demasiado impidiendo el trabajoy,/o molestando injustificadamente al paciente) y la resistencia y elasticidadnecesarias en el gel.Otros cornponentes Si bien la composición analizada permite eI trabajo clínico, los productoscomerciales actuales incluyen otras sustancias. Algunas de ellas apunfan amejorar la calidad del modelo de yeso que luego se obtiene pafiir de la ^impresión. Los coloides afectan la forma en que se produce el fraguado delyeso (se verá en el próximo capítulo) y el modelo resultante puede tener susuperficie debilitada y deficiente. Para contranestar ese efecto nocivo se in-corporan algunas sustancias del tipo de silicato, fluoruro o sílico-fluoruro. También es habitual que se incorporen sustancias saporíferas que dan al-gún sabor u olor (p. ej., a anis, menta, frutilla) pan hacer algo más agrada-ble al paciente la operación clínica. Con la finalidad de dar color se emplean sustanciascoloreadas (rosa, verde,etc.). Para ello, erl algunos productos se utilizan indicadores químicos de pH.En éstos,el color cambia a medida que avanza la reacción (con el consiguien-te cambio de pH) indicando al profesional, por ejemplo, en qué momento es-tá completa la mezcla, cuándo puede ser llevada a la boca o cuándo se puederefirar la impresión. Comercialmente se denominan alginatos "cromáticos". Algunos productos comerciales incluyen también alguna sustancia inhi-bidora del desarrollo microbiano para aSrudaren la descontaminación de lasimpresiones que se tomaron con ellos.
    • Hidrocoloides para inxpresión 2l3 En muchos productos actuales, las partículas de polvo son tratadas (por lo general con algún glicol) para que se "peguen" entre sí cuando están en el envase. Esto disminuye la tendencia que tiene el polvo por su baja den- sidad a "volar" o "f1.otar"por el aire al abrirlo. Como hay evidencias de que partículas del tamaño y características de las del polvo del alginato para im- presiones pueden producir daños en las vías respiratorias si son inhaladas, esa condición lograda es conveniente. En la comercialización se habla de productos "libres de polvo", dustfree o dustless. También se puede evitar ese "volar" del polvo empleando un tipo de pro- ducto comerciahzado a veces como "sustituto del alginato". En realidad, es Ia misma base del alginato pero envasado en dos "cremas", en las que los componentes son separados y mezclados con algunos aceites. Las reaccio- nes y propiedades son las mismas pero se simplifica la modalidad de traba-I fo ya que es algo más fáctI mezclar dos cremas que un polvo con agua. Tam- bién existen algunos productos en los que el polvo y el líquido (básicamen- te agua) son encapsulados para ser mezclados mecánicamente. Manipulación Almacenamientodel material El envase debe ser conservado bien cerrado para evitar el contacto del polvo con humedad. Las temperaturas demasiado elevadas pueden dete- riorar el maferial probablemente a causa de la despolimerización de las moléculas de alginato. Como durante el almacenamiento es posible que algunos componentes de mayor densidad se acumulen en la parte infe- rior del envase, es conveniente agitarlo antes de abrido para mejorar su distribución. Instntmmtal La cubeta a emplear en la toma de impresión con alginato, al igual que cuando se utiliza cualquier material para impresión "elástico", debe ser rígi- da. Una cubeta no suficientemente rígida se deforma con facilidad durante la manipulación y "arcastra" en esa deformación al material de impresión ya retirado de la boca. Las formas y medidas de la impresión se ven así afecta- das y con ello la exactitud dimensional requerida. Son preferibles las cube- tas metálicas de acero (las de aluminio no son lo bastante rígidas) que, co- mo es obvio, deben estar bien esterllizadas. La cubeta debe asegurar también la retención firme del material para la impresión en ella. Cualquier desprendimiento implica deformaciones que perjudican el trabajo. Esa retención puede lograrse a través de perforaciones que permiten que Ia masa pIásttca fluya parcialmente a través de ellas. Producido el endure- cimiento, el material queda trabado mecánicamente. Sin embargo, si no
    • 2a4 Impresionesy modelosexisten en gran cantidad, pueden quedar zonas no retenidas y producirsedistorsiones. Por el contrario, si son muchas pueden permitir al material fluirexageradamente e impedir que se adapte bien a la zona a reproducir. En am-bos casos la impresión puede no ser adecuadamente exacta y por ello seprefieren las cubetas lisas donde la retención se busca por otros medios. Elmás común de éstos es un borde más grueso que brinda retención (cubetasrim-lock) y/o el uso de adhesivos. El tamaño de la cubeta debe asegurar que exista suficiente espesor (minimo de alrededor de 5 mm) de alginato entre sus paredes y la zona a re-producir. El gel de alginato tiene resistencia relafivamente baja (poco más de0,35 MPa de resistencia compresiva) y en pequeños espesores se rompe alretirarlo de la boca.Dosificación y mezcla Por lo general, la mezcla se realiza colocando el polvo y el agua en unataza de goma y la operación se hace con una espátula metálica. Estos ele-mentos deben estar limpios. Deben evitarse sobre todo los restos de mez-clas de yeso ya que éste es sulfato de calcio y altera la composición y laspropiedades del material paru Ia impresión. Es preferible utiizar un instru-mental diferente para cada uno de estos materiales. El polvo, si no está predosificado por el fabricante, es medido al igual queeI agua. El uso de mayor cantidad de agua de la adecuada produce un solmuy fluido, que no puede ser ubicado con facilidad en la zona a reprodu-cir, y un gel de menor resistencia y elasticidad, con lo que la impresión pue-de perder exactitud dimensional. Lo inverso, exceso de polvo, hace al solmás viscoso con lo que puede perderse la posibilidad de reproducir deta-IIes. Además,la mezcla se dificulta con lo que, indirectamente, pueden ver-se también afectadas negaüvamente las propiedades mecánicas. El agua debe estar a Ia temperatura indicada por el fabricante (por lo usualalrededor de 20-21C). Debe tenerse presente que en épocas de temperaturasextremas (verano o invierno) la temperatura del agua de la red domiciliariapuede estar bastante alejada de Ia indicada. También puede estar a tempera-tura elevada cuando previamente se ha utilizado agua caliente con otra finali-dad (p. ej., el lavado de manos) en una canllla con salida mezcladora. Las temperaturas elevadas reducen el tiempo de trabajo y aumentan la po-sibilidad de que el material sea colocado en la boca cuando ya ha avanza-do su gelificación. Si estó sucede, no fluye libremente sino que es deforma-do por la presión que ejerce el profesional. Cuando se retira la impresión seproduce una recuperación de esa deformación y la impresión no reproducelas formas y dimensiones eistentes en el medio bucal: la impresión se ha-brá distorsionado. Las temperaturas demasiadobajas demoran la reacción química e impidenque el material alcance la resistencia y elasticidad apropiada en los minutosen que se lo puede dejar en la boca. Al retirar la impresión puede así pro-
    • Hidrocoloides para impresión 2 ¡5 ducirse mayor deformación permanente y obtenerse una impresión dimen- sionalmente inexacta. El polvo, por su poca densidad, tiende a fl.otar en el agua. Por ello es prácticamente indistinto colocarlo antes o después del agua en el recipiente de mezcla. Puede resultar más conveniente colocarlo primero para que, al ser mojado por el agua, no tienda a "flotar" en el aire. En principio, se hace la mezcla tratando de que todo el polvo sea moja- do por el agua y, luego, mediante una especie de "amasado" del conjunto contra las paredes. El tiempo total de la mezcla oscila entre 30 y 60 segun- dos y, al cabo de é1, debe obtenerse una masa de consistencia pareja y sin grumos; de no ser así, las propiedades finales y la exactitud de la impresión se ven afectadas. Un exceso de mezcla con la espátula puede llegar a inter- ferir con el gel que comienza a formarse debilitando el producto final. Toma de la impresión IJna vez que se logró la mezcla correcta, se la ubica en la cubeta y se la lle- va a Ia zona a reproducir, limpia y sin exceso de agua (saliva). Allí debe man- tenerse sostenida para evrtar que el material se separe de esa zona perdiéndo- se la reproducción de detalles. No debe ejercerse demasiada presión al soste- nerlaya que, de hacerlo, se podría deformar el gel que se está formando y la recuperación posterior distorsionaría (deformaría) la impresión Conviene hacer el retiro de la boca un par de minutos después de obser- var que se ha completado la gelación (se puede detectar porque Ia masa de- ja de ser pegajosa). Esos minutos adicionales permiten mejorar las propieda- des mecánicas del gel y asegurar un mejor compofiamiento elástico (mayor exactitud en la impresión). Una forma prácfica de control consiste en observar el momento de endu- recimiento (gelación) del material sobrante en el recipiente de mezcla. Cuan- do esto se produce, el que está en la boca ya lo ha hecho un poco antes, ya que en ella está a mayor temperatura y se acelera Ia reacción. El retiro debe ser realizado en un solo y rápido movimiento en función de las característicasviscoelásticas ya analizadas. Confección del modelo de yeso La impresión es lavada, descontaminada(por inmersión en una solución apro- piada como la de hipoclorito de sodio, durante unos minutos) y preparada para la operación de obtención del modelo de yeso dentro de un lapso no muy pro- longado, para evTtaralteraciones dimensionales por sinéresis o imbibición.I Durante el fraguado del yeso es conveniente mantener el conjuntol de la impresión y el yeso en un ambiente con 100% de humedad relativa.I Esto es para evitar que la sinéresis del gel de alginato "robe" agua de la mezcla de yeso impidiendo Ia obtención de una correcta superficie en el modelo.
    • 216 Impresiones ! modelos Producido el fraguado del yeso.(sproximadamente una hora) se puede se-parur el modelo de la impresión. No conviene demorar mucho más esta ope-ración. El gel de alginato está forrnado por fibras de alginato de,calcio queenvuelven aI alginato de sodio que no ha reaccionado. A medida reue pasael tiempo se completa la reacción y cuanto mayor sea la cantidad de algina-to de calcio formado, mayor es Ia ríg¡dez del gel. Esa mayor rigidez puededificultar la separación de la impresión del modelo y producir daños en susuperficie. Teniendo en cuenta estas consideraciones es posible obtener con algina-to impresiones satisfactorias en cuanto a exactitud dimensional. Su posibili-dad de reproducir detalles,essufiqiente para rnuchas situaciones clínicas. Sinembargo, cuando se requiere extrema fidelidad se hace necesario recurrir aotros materiales como el que se analizará superficialmente a continuación olos que se analizarán en el próximo capítulo.Ifidrocolaide de agar Se trata de un hidrocoloide reversible en el que la fase dispersa es la sustan- cia denominada agar (polímero lineal de un éster sulfiirico de la galactosa). Por su fórmula qu-rmica, las moléculas tienen polaridad que permite que se atraigan una a otras. Esa atracción es lo suficientemente débil como para que se unan formando fibrillas y, por ende, se forme un gel a temperatura baja (ambiente o bucal) y que se separen a temperaturas más elevadas obteniéndose un sol. El material para uso en la toma de impresiones contiene alrededor de 750/o en peso de agar y agua (componente que está en la mayor proporción, 70- 80% en peso). La fórmula se completa con una pequeña cantidad (aproxi- madamente 0,5o/o peso) de bórax o algún borato que, posiblemente al en- en trecruzar moléculas de polímero, permite lograr adecuada viscosidad en el sol y resistenciaen el gel. Como el bórax y los coloides afectan el fraguado del yeso, generalmente se agregan sulfatos, como el de potasio, Wra confrartestar ese efecto. Tam-bién pueden contener sustancias bactericidas ya que el gel de agar es unbuen medio pan el desarrollo microbiano. El profesional recibe eI material con todos sus cornponentes y a tempera-tura ambiente, en forma de gel. Para poder tomar una impresión debe "li- cuarlo", o sea transformarlo en sol, calentándolo a casi 100"C durante algu-nos minutos. Si bien esta temperatura es necesaria para transformar el gel ensol, el sol sólo se transforma nuevamente en gel a alrededor de 37"C (tem- peraaÍa bucal). Esta "histéresis" (diferencra entre la temperatura de licuacióny de gelación) permite conseryar el rnaterial a alrededor de 60-70"C hasfaque sea necesario utilizarlo, enfriarlo a temperaturas que no sean molestasy perjudiciales para el paciente (,45-50C) y llevarlo alaboca. Unavez ubicado se,espera el enfriamien[o o se 1o acdera con agua a tem- peratLtra ambiente, que puede hacerse circular en cubetas de doble fondoapropiadas.
    • Hidrocoloides para impresión 217 Como se deduce de esta descripción, la fécnica es más compleja que laque dernanda eI alginato. S.inembargo, la posiibriltdadde reproducii detalleses superior, motivo por e{ cual se lxantuvo el irrterés por este material. En la actualidad, se emptrean otros rnateriales elásticos de más fácil usocomo alternafiva. Cuando se analicen se cofirpamfán sus posibilidades conlas de los dos tioos de hidrocoloides.
    • Yrsoy MoDELos IJna vez obtenida la impresión de la zona de interés de Ia cavidad bucal, es necesario proceder a la confección del modelo correspondiente. Esta operación consiste en copiar la impresión con otro material, es decir, obtener del "negativo" de la boca (impresión) el correspondiente "positivo" (modeD. Al igual que el material utilizado en la toma de impresiones, el que se em- plea en la confección del modelo debe poder brindar una masa plástica ca- paz de fluir sobre la impresión, copiando todos sus detalles. Luego debe en- durecer, manteniendo, no sólo esos detalles sino también haciéndolo con las mismas formas y medidas en todas las dimensiones. De esta rrrarrera,la fidelidad de reproducción y exactitud dimensional lo- gradas en la impresión serán transferidas al modelo, que es el objetivo final del procedimiento. El material para modelos, además de esas condiciones de brindar la posi- bilidad de copiar detalles y la exactitud dimensional, debe tener propieda- des que aseguren que el modelo no se va a deteriorar mientras se use. Esto significa que no debe ser alterado por el eventual contacto con el agva u otros solventes y debe ser capaz de resistir las fuerzas que tiendan a producir su fractura o desgaste. Estas condiciones pueden tener distinta relevancia según el uso que se le dé al modelo. Es decir, que éstas pueden no ser críticas en un modelo des- tinado a evaluar mejor el caso clínico, para llegat a un diagnóstico más aca-i bado, o sea un rnodelo de diagnóstico. En cambio, si el modelo va a ser utilizado para confeccionar sobre él una restauración rigida o una prótesis, es decir, si se trata de un rnodelo de tra- bajo, el rrraterial deberá tener propiedades, por ejemplo mecánicas, que le permitan soportar los esfuerzos a que estará sometido. Si bien existe más de un material posible para emplear en la confección de modelos, la mayor parte de las veces se utiliza algún tipo de yeso y de él se hará un análisis en mayor profundidad.
    • 220 ImDresiones y modelos Yeso El yeso es un mineral que se encuentra en la naturaleza con cierta abun-dancia. Es materia cerámica y, si se analiza su estructura, por ejemplo, conmicroscopia electrónica y otros medios de estudio como la dlfracción de ra-diaciones, puede detectarse su naturaleza multicristalina (una porción de ye-so está constituida por muchos cristales de manera similar a como lo estáuna porción de esmalte dentario). El análisis de la composición de esos cristales muestra que contiene azufte,oxígeno y calcio, en forma de un sulfato de calcio, e hidrógeno y oxígeno co-mo agua de cristalización (estabiliza la estructura al igtal que sucede en loscristales de fosfato de calcio que constituyenla hidroxiapatita). Estequiométricamente, esa agua de cristalización está en una relación dedos moles de agua por cada mol de sulfato de calcio por ro que, de modoesquemático, se puede representar a la sustancia conla siguiente fórmula: CaSOo.2HrO De acuerdo con esa composición es habitual describir al yeso como unsulfato de calcio dihidratado y, en lo que podríamos llamar la.jerga,,, se de_nomina dibidrato.Deriaados del yeso El mineral yeso, con la estrucrura y composición descritas, es relativamen- te estable. Por ello no se puede prep rar con él una masa plástica posible de modelar o con la que sea posible copiar los detalles de una impresión y que luego endurezca. sin embargo , a parfir del yeso se pueden preparar de- rivados que sí permiten realizar ese tipo de trabajos. Esos derivados se obtienen a parfir de la deshidratación del mineral yeso.Es decir que se obtienen usando energia, concretamente calor, para elimínarde la estructura, parle o la totalidad del agua de cristalización. cuando el calentamiento del mineral se realiza, aproximadamenre, entre 110 y 130c se logra la eliminación de tres cuartas partes de esa agua. si semencionó que la estructura del yeso (o dihidrato) contiene dos moles deagua por mol de sulfato de calcio, esto significa que, con ese calentamien-to, se obtiene una estructura con medio mol de agua por cada mol de sul-fato de calcio. Por ese motivo, el producto obtenido se.conoce como sulfa-to de calcio hemihidratado o, err la citada jerga, simplemente bentibidrato.En nuestro idioma la palabra es escayola (para diferenciarlo del yeso) peroes de uso poco común entre nosotros (es habitual en España y aliunos paises latinoamericanos). Su fórmula química esquemática sería: CaSOo.l/rHrO
    • Yesoy modelos 221 Si se continúa el calentamiento, se llega a eliminar la totalidad del aguade cristalización y se obtiene, apartir de los 200"C, la anbidrita (CaSOn).Apartir de los 1.000"Cse produce Ia descomposición del sulfato de calcio enóxidos de azufre y de calcio.Reacción d,efraguado De estos derivados del mineral yeso, el hemihidrato o escayola constitu-ye la base del material que se utlliza, en odontologia, paru confeccionar mo-delos y que encuenfta otras aplicaciones, por ejemplo, en la industria de laconstrucción. La razón para esta preferencia se debe a Ia fác1l reversibilidad de la reac-ción de deshidratación parcial por calor. En efecto, así como al aplicar calor(110-130"C) al dihidrato se obtiene hemihidrato (reacción 1) y la liberaciónde agua, agregando agua al.hemihidrato se obtiene dihidrato y la liberaciónde calor (reacción 2). CaS O o. 2Hr O c a l o r = C a SO¿ .1 /rH rO 1 1 l rH rO + + (1) CaSOo.l/rHrO + 11 lrHrO = CaSO+.2HrO+ calor (2) En una descripción superficial puede decirse que, para confeccionar un mo-delo, el profesional o técnico compra hemihidrato en polvo (en nuestro país conel nombre de yeso, aunque en realidad no lo es) y lo mezcla con agua. I-a ma-sa plástica obtenida es vaciada (vaciar significa volcar una ru$a plásüca en unmolde) en la impresión para copiarla. Luego de un tiempo, la masa plásüca setransforma en un sólido (se produce el endurecimiento o fraguado) y, al sepa-rarla de la impresión, se obtiene el correspondiente modelo. En realidad, la transformación de masa plástica a masa endurecida se pro-duce por un mecanismo algo similar al estudiado (capítulos de la sección 2)para el caso de los cementos y la amalgama. Efectivamente, aI realizar lamezcla, el hemihidrato se disuelve parcialmente en el agua (su solubilidades de 0,9 9/100 g). Una vez disuelto, reacciona con el agua y se transformaen dihidrato que es menos soluble (solubilidad del dihidrato,0,2 9/1.00 g).Así, la solución se sobresatura y precipita dihidrato en forma de cristales quevan creciendo a parfir de los que se hacen primeros (núcleos de cristaliza-ción). En resumen, puede considerarse que en el fraguado del yeso se produce: a) Disolución del hemihidrato. b) Formación de dihidrato. c) Precipitación y crecimiento de cristales de dihidrato. Puede, entonces, considerarse que el fraguado del yeso está determina-do por la diferencia de solubilidad entre el hemihidrato y el dihidrato, que
    • 222 Impresionesy modeloshace que la solución se sobresature y se produzca la última etapa de pre-cipitación y cristalizacián.Relaci.ón agua/poluo Surge una pregunta: ¿Qué cantidad de agua se debe emplear para Ia rea-Iización de este trabajo? Esto podría deducirse a partir del análisis de la reac-ción de transformación del hemihidrato en dihidrato, calculando las masasmoleculares de las sustanciasreaccionantes(S = J2; Ca = 40; O: 16; H = 1): CaSOol/rHrO + 11lzHrO + CaSOo2HrO calor 1459 + 279 172 g Esto significa que, para transformar J.45 de polvo de hemihidrato (esca- gyola) en dihidrato (yeso), son necesarios2T g de agua (o27 mL o centíme-tros cúbicos que, en la práctica, pueden ser considerados equivalentes). Almismo tiempo, con ese dihidrato se obtendrá calor (el equivalente a Ia ener-gia utllizada en la deshidrataci1n parcial del dihidrato). Este cálculo es químicamente correcto e indica que, para lograr la trans-formación buscada, es necesario usar una relación agua/polvo de 0,186(27 g/145 g). Expresado de otra manera, para cada gramo de hemihidratose necesita poco menos de 0,19 mL de agua para transformarlo (o, si sequiere expresar de otro modo, poco menos de 19 mL de agua por cada100 g de polvo) Pero si se intenta preparar una mezcla para el trabajo de confección deun modelo con la citada relación (alrededor de 0,19), puede observarse quecarece de fluidez. Y ésta es necesaria para poder realizar a mezcla y para,con ella, copiar los detalles de la impresión. Este razonamiento indica que, en el uso prácfico del yeso, la mezcla espreparada con una relación agua/polvo mayor que la indicada por la este-quiometría de la reacciín. El agua incorporada en exceso qs necesaria paraobtener fluidez en la mezcla, pero no se utiliza en la reacción. Esto significa que, unavez producido elfraguado, el resultado es una ma-sa sólida que contiene yeso (dihidrato) y agua no usada en la reacción. Dosconclusiones de índole práctica se desprenden de este razonamiento. En primer lugar, ese exceso de agua se interpone entre los cristales dedihidrato formados. Así, la cohesión entre ellos se ve disminuida y conella la resistencia del producto final. Sólo después de dar tiempo a Ia eva-poración de ese exceso de agua (no del agua de cristalizaciín que sólopuede perderse a más de 110"C) se alcanza la resistencia máxima del ye-so fraguado. En valores aproximados se puede considerar que la resistencia del yesofraguado cuando contiene ese exceso de agua (resistencia búmeda) es desólo la mitad de la que se alcanza una vez producida su evaporación (resis-
    • Yeso y modelos 223lencia seca). Por lo tanto, si se quiere disponer de un modelo de máximaresistencia, no conviene utilizarlo inmediatamente después de producido eltraguado del yeso, sino esperar varias horas (según la humedad del ambien-re) para dar posibilidad a que se evapore el exceso de agua. Otra conclusión de importancia es que, cuanto mayor sea la cantidad deagua utilizada para la realización de la mezcla (mayor relación agualpolvo),menor será la resistencia del producto final. Esto es así porque existirá ma-vor cantidad de exceso de agua y, al evaporarse, deiará mayor cantidad deespacios vacíos (porosidad) Puede entonces deducirse que, para conseguir un modelo de óptimaspropiedades, deberá ser preparada la mezcla de polvo de yeso (hemihidra-to) con la menor cantidad de agua (con la menor relación agualpolvo) com-patible con la obtención de la fluidez necesaria para poder copiar los deta-lles de la impresión.Tipos de bemibidrato, rela.ción agua,/polao y resistenciaft.nal Para saber cuánto es el exceso de agua (con respecto a la que se necesi-ta par^ la reacción química) hay que ver cómo es la obtención y la prepa-ración industrial del hemihidrato. Se ha mencionado que el hemihidrato se obtiene por calentamiento deldihidrato a 110-130"C.Ese calentamiento puede ser realizado industrialmen-te de diversas formas. La manera más simple (y más económica) es con la simple colocación deldihidrato (yeso mineral) molido en recipientes y la elevación de la tempera-tura al nivel indicado En estas condiciones de calcinación en seco, el agua de cristalización sale con rapidez de la estrucfura del yeso y deja partículas y cristales de hemihidra-to muy porosos. Para u:ulizarlo hace falta mucha agua (relación agua/polvo enel orden de 0,40-0,50) para poder llenar esos poros y lograr la fluidez necesa-ria. Obviamente, el exceso utilizado con respecto aI agua necesariaparala reac-ción (0,19) se traduce en una masa final muy porosa y poco resistente Si en lugar de hacer la calcinación en seco se la hace en autoclave, bajopresión, los cristales obtenidos son más regulares y con menor porosidad(más densidad). Con el polvo resultante puede prepararse una mezcla defluidez conveniente con una menor relación agua/poIvo y el resultado es unyeso fraguado más resistente. Otros procedimientos como el de obtener el hemihidrato en una soluciónde sales como el cloruro de calcio o lograrlo en forma sintética a partir deotras sustanciasquímicas (yeso sintético), permiten conseguir cristales toda-vía más regulares y menos porosos (muy densos, por lo que comercialmen-te se los ha denominado densitas) con relaciones agualpolvo muy cercanasa las estequiométricamente indicadas (0,20-0,22) y yesos fraguados mu-cho más resistentes. (El cuadro 20-1.resume los conceotos vertidos enlos últimos oárrafos.)
    • 224 Impresionesy modelosCuadro 2O-1. Obtención de bemibidrato, relación a.gua/poluo y resistenciafinal Calcinación Cristal.es Relac A/P Res cotn seca Seca Porosos 0,40-0,50 = 10 MP a Autoclave Intermedios 0,25-0,35 = 20 MPa En soluciones Densos 0,22-0,24 = 35 MPa En la industialización de los materiales odontológicos, estos distintos ti-pos de hemihidrato se usan para formular productos comercializados connombres diferentes. Así, con el hemihidrato calcinado en seco se comercializan productos conel nombre de yeso taller, yeso París o yeso tipo II. Con el obtenido en auto-clave, el yeso piedra (en algunos países escayola dura) o yeso tipo IIIy, conel restante, eI yeso piedra mejorado, densita, yeso tipo Mo yeso para troque-/es (un troquel es un modelo de un solo diente). Debe tenerse presente que la resistencia final del yeso (o sea la del mo-delo) está determinada por Ia cantidad de agua que ha sido empleada enlamezcla. En el cuadro 20-2 puede verse que con un yeso piedra mejoradopuede obtenerse la misma resistencia que con un yeso taller si se emplea Iamisma relación agua/polvo. Esto debe tenerse presente en el momento deproceder a la preparución de una mezcla de yeso.Tiempo defraguado y su regulación La reacción que determina el endurecimiento o fraguado del yeso deman-da un cierto tiempo. Para el caso de la situación odontológica, ese tiempodebe ser Io suficientemente prolongado como para posibilitar el trabajo dercalizar el vaciado ("tiempo de trabajo"). Al mismo tiempo, no debe demo-rar excesivamente el endurecimiento final ("tiempo de fraguado flnal") parano demorar sin necesidad la obtención del resultado final buscado. Teniendo en cuenta los factores que determinan el fraguado (véase antes"Reacción de fraguado"), puede deducirse que la velocidad de endureci-miento puede verse afectada o ser modificada variando: a) Ia velocidad dedisolución del hemihidrato, b) la velocidad de la reacción de transformacióndel hemihidrato en dihidrato o c) la cantidad y velocidad de formación delos núcleos de cristalización. La canfidad de núcleos de cistalnación está determinada por varios factores.Uno de ellos es la relación agoa/polvo utslízada. Cuanto mayor sea, menor serála cantidad de cristales que se forman por unidad de volumen y rnás lento seráel fraguado. Lo inverso se produce con mezclas conbaja relación agoa/poIvo. También Ia mezcla durante demasiado tiempo o excesivamente vigorosao úpida, rompe los cristales en formación creando nuevos núcleos de pre-cipitación y acelerando el fraguado. Asimismo, la presencia de yeso ya fra-guado, por ejemplo incorporado por restos de una mezcla anterior, pre-
    • Yeso modelos 225 y Cuadro 2O-2. Relación agua/poluo y resistencia cornpresiua en yesos Tipo Relación A/P Taller 13 n< n 11 Piedra n40 2L 0,50 11 Piedra mejorado o) 4 38 0,50 11 sentes en el instrumental que no se limpió adecuadamente, produce también una aceleración del fraguado. La elevación de la temperatura acelera Ia transformación química del he- mihidrato en dihidrato y por ello acelera el fraguado. Sin embargo, también hace disminuir la solubilidad del hemihidrato Y, Por eso, cuando se superan los 50"C comienza a disminuir su efecto y producirse un descenso en la ve- locidad de endurecimiento. La velocidad de disolución del hemihidrato puede ser modificada con la incorporación en el polvo (o en la mezcla) de sustancias que la faciliten o la dificulten. Las primeras, obviamente, aceleran el proceso de fraguado (aceleradores) y las segundas lo retardan (retardadores) En la formulación industrial de los yesos se utilizan los aceleradores y re- tardadores para adecvar los tiempos de trabajo y de fraguado final a las ne- cesidades del trabajo odontológico. Así, se incorpora por lo general sulfato de potasio que acelera notable- mente la disolución del hemihidrato y con ello la velocidad de fraguado. Es- to es conveniente, pero reduce de manera muy significat¡a el tiempo de tra- baio. Para contrarrestar su acción se incofpora también con frecuencia b6- rax (borato de sodio hidratado) que, al depositarse sobre el hemihidrato y dificultar su disolución, produce el efecto inverso (demora Ia rcacción y per- mite disponer de tiempo de trabajo). Estos modificadores químicos de la velocidad de fraguado también son utilizados por su efecto beneficioso Sobfe las variaciones dimensionales que se producen durante el endurecimiento. Ca.mbios dlmensionale s de fraguado Para que el modelo sea satisfactoriono deben pfoducifse cambios dimen- sionales significativos como consecuencia de las reacciones químicas que producen el fraguado del yeso. En función de la densidad de las sustanciasreaccionantes (hemihidrato yII agua) y la del producto final (dihidrato) puede establecerse que el volumen final (el del material fraguado) es menor que el inicial (el determinado por la suma del volumen del polvo y eI aglJa utilizados enla teacciín química) Sin embargo como, por las fazones ya analizadas, se utiliza mayor cantidad
    • 226 Imbresiones y modelosde agr;iaque la estequiométricamente indicada, enla realidad se observa unaexpansión como consecuencia del endurecimiento del yeso. Esa expansión se produce como resultado del choque, crecimiento yempuje recíproco de los cristales de dihidrato. Una manera de lograr quelos valores de expansión no sean excesivos, conspirando asi contra Iaexactitud dimensional del modelo, es tratar de modificar su forma (hacer-los más gruesos y cortos). La incorporación de sustancias como el sulfa-to de potasio y el bórax, que permiten regular la velocidad de fraguado,producen este efecto. Así, con ello, se logran productos no sólo con ade-cuado tiempo de trabajo y fraguado sino también con adecuada exacti-tud dimensional. Debe tenerse presente que la incorporación de núcleos de cristalizaciónadicionales (por ejemplo, por mezcla excesiva o por incorporación de par-tículas de mezclas anteriores de yeso ya fraguado) aumentará la expansiónya que habrá más cristales que se empujarán uno al otro. Otro aspecto de interés es que el contacto con agua de una mezcla du-rante el fraguado hace aumentar Ia expansión. Esto se debe a que el aguase introduce en Ia mezcla permitiendo un mayor crecimiento de los crista-les. Esta expansión, bigroscópica, debe evitarse manteniendo el yeso fuerade contacto con agua adicional mientras se produce el fraguado.Composición de la,s productos comerci.alcs Los productos comerciales conüenen hemihidrato (de diferentes clases se-gún sea tipo taller, piedra o piedra mejorado como ya se indicó) y acelerado-res y retardadores para regular la velocidad y los cambios dimensionales deendurecimiento. También incluyen pequeñas canüdades de dihidrato para queactúe como primeros núcleos de cistalizaci1n; asi se hace al producto menossensible a la formaci1n eventual de nuevo dihidrato por contacto con hume-dad durante el almacenamiento. Además es habirual que incluyan colorantespara diferenciar los distintos tipos dentro de un mismo fabricante. Algunos yesos piedra mejorados incluyen agregados que, al faclitar la po-sibilidad de mojar las partículas, permiten disminuir más la relación agua/-polvo y aumentar la resistencia final., También existen productos que contienen desinfectantes paru reducir laposibilidad de contaminación del ambiente de ttabajo con microorganismosque podrían haber sido transferidos de la impresión.Manipulación del yesoAlrnacenamientodelpoluo El polvo debe guardarse en algún recipiente de cierre hermético que loproteja de la humedad. Conviene agítar el envase antes de abrirlo para dis-tribuir parejamente las partículas de diverso tamaño.
    • -t Yeso modelos 227 y Instrurnental Se utiliza habitualmente una taza de goma o material similar de fondo pa- rabólico (facllita la limpieza) y una espátula metálica no muy flexible. Co- mo ya se indicó el instrumental no debe tener restos de mezclas que afec- tan el fraguado y los cambios dimensionales. Existen dispositivos para mezcla mecánica y también para realtzar la mezcla con presión ambiente negativa ("al vacio") para disminuir la presen- cia de porosidad. Proporción de agua y poluo Debe usarse la proporción indicada para el tipo de producto que se esté empleando. Cuando se quiere seguridad en el trabajo (por ejemplo, al obtener modelos de alta resistencia) conviene medir el agua y pesar el polvo. En trabajos que demanden menos precisión puede intentarse el trabajo sin medir el agua y el polvo de la manera que se indica más adelante.I Incorporación delpoluo al agua No es conveniente atrapat aire, pues provoca porosidad adicional que de- bllita al yeso fraguado. Para evitado debe incorporarse poco a poco el pol- vo al agua ya colocada enla taza. Si el agua y el polvo no se han medido, se incorpora éste poco a poco hasta observar que comienza a "afl,orar" en Ia superficie. En es- te momento puede considerarse que se tiene la relación agua/polvo ad e cu a da. Mezcla Debe hacerse con cierto vigor especialmente cuando se utilizan relacio- nes agua/polvo bajas (yesos piedra y piedra mejorado) hasta obtener una mezcla sin grumos y con todo el polvo incorporado aI agua. El tiempo que demanda es usualmente entre 30 y 60 segundos. Una vez que se ha iniciado la mezcla, cualquier incorporación adicional de polvo o agua produce aumento de porosidad, que debilita el modelo re- sultante. Vibrado y uaciado Completada Ia mezcla y durante el vaciado (volcado de la masa plás- tica llenando la impresión) conviene someterla a vlbración (existen dis- positivos mecánicos que ayudan) para eliminar burbujas de aire y dismi- nuir la porosidad final.
    • 228 Im,resiones y modelosFraguado En las impresiones dehidrocoloide es mejor mantenerlo en ambiente de100% de humedad relativa (no sumergido,en agua) hasta que se completa elfraguado.Cuidado del rnodelo Si es necesario sumergir el modelo terminado err agua, conviene hacertroen agua en la que se hayan colocado trozos de yeso fraguado con algunaanterioridad. Esto asegura una solución saturada y que no se produzca diso-Iución del yeso del modelo y alteración de su superficie.Otros materiales pata modelos La gran mayoria de los modelos son confeccionados en alguna forma deyeso. En contadas ocasiones se pueden emplear otros materiales. Dentro deellos, los más comunes son los de base orgánlca, constituidos por molécu-las con capacidad de polimerizar como las epóxicas. Estos materiales que se preparan mezclando un componente denornina-do generalmente "base" (p. .j., conteniendo Ia molécula epóxica) con unodenominado "reactor" (p. ej., conteniendo una diarnina) endurecen median-te una reacción de polimerización. Esto hace que, a diferencia de los que seproduce en los yesos, experimenten una pequeña contracción. También se diferencian de los yesos en que tienen una menor fragilidad(los yesos, como cerámicos, son muy frágiles). En algunas situaciones clíni-cas esto puede representar una ventaja de interés. Aunque se utilizan pocoes posible obtener modelos, especialmente de piezas dentarias individualescon preparaciones dentarias destinadas a recibi¡ restauraciones confecciona-das fuera de la boca (restauraciones rígidas). También es posible obtener troqueles con superficie metálica depositan-do un elemento de esa naturaleza como, por ejemplo, cobre sobre una im-presión. La técnica utilizada para ello es Ia galvanoplastia y se basa en el fe-nómeno de la electrólisis que se describe en función de las denominadas le-yes de Faraday.
    • _-- ErnsróMERos PARATMPRESTóN Como se describió en el capítulo 5, el término elastómero se utlliza paraidentificar materiales con una estructura particular. Se trata de materiales or-gánicos constituidos por moléculas poliméricas con capacidad para "estirar-se", "desenrollarse", "comprimirse", en definitiva, deformarse, considerable-mente, ante tensiones. Además, por estar algo entrecruzadas (estructura decadenas parcialmente cruzadas), pueden recuperar fácilmente su disposiciónoriginal LLn vez que cesa la acción de la tensión. Esta última aseveración tiene un cierto margen de error. En realidad, enesta situación se repite o analizado al describir el comportamiento generalde los materiales para impresión conocidos como "elásticos".También en es-te caso, el cumplimiento de la Ley de Hooke nó es absoluto La deforma-ción permanente, plástica o residual, Iuego de la acción de una tensión es-tá relacionada con el tiempo durante el cual esa tensión actira. Asimismo, larecuperación después de la deformación es mayor (la deformación perma-nente es menor) si se la evalia algún tiempo después de retirada la tensión. Un elastómero es, entonces, un polímero elástico. En realidad, Ia palabraque los identifica proviene de los términos elástico y polímero, puestos enese orden según la gramática inglesa que ubica a los adjetivos precediendoa los sustantivos. Dado que el cauchouulcanizadotiene esa estructura y propiedades, se 1opuede considerar un elastómero natural (moléculas originales que provienende la naturaleza). Los que se obtienen a partir de moléculas generadas enlaboratorios son los elastómeros sintéticos o, por su similitud de propieda-des con aquéI, cauchos o gomas sintéticas.Composición general y frrncionamiento Los elastómeros qr.lese emplean en la toma de impresiones se formulan conmoléculas (en realidad polímeros de no muy elevado grado de polimerización)
    • 230 Impresiones modelos yinicialmente no entrecruzadas y de no muy elevado peso molecular. De es-ta manera se obtienen líquidos de variable viscosidad que, mezclados consustancias en polvo que actúan como rellenos, constituyen una masa plásti-ca de consistencia adecuada para cargar una cubeta y llevarla a la zona dela cavidad bucal a reproducir. La transformación en un sólido elástico (elastómero) se logra sobre la ba-se de reacciones químicas (de adición, condensación o apernlra de anillos),que hacen que varias de las moléculas que constituyen el líquido se unan yentrecrucen. El aumento del grado de polimerización de las moléculas y suentrecruzamiento son, entonces, responsables del cambio de estado o fra-guado del material, y son por Io habitual generados a úavés de Ia reacciónentre sustanciasquímicas. En función de ello, es común que los elastómeros para impresión seanprovistos en forma de dos componentes (por lo general dos pastas). Cadauna de ella contiene las sustancias necesarias paru generar esas reaccionesy, como es de suponer, deben ser mezcladas para su empleo. EI fabricantepresenta ambas partes en colores notoriamente distintos para facilitar el con-trol de la mezcla fínal. La presencia de un color uniforme (intermedio entreel de cada una de las partes originales) asegura que la mezcla ha sido reali-zada de maneÍa correcta. En cambio, Ia presencia de vetas o estrías de dife-rente color indica que la uniformidad requerida para asegutar Ia corcectareacción no ha sido obtenida. Esta modalidad de trabajo trae algunos inconvenientes comunes a todoslos materiales que requieren una mezcla de componentes y la generación deuna reacción química para conseguir transformar su estructura y propieda-des. Uno de ellos está relacionado con la incorporación de aire que necesa-riamente trae aparejada toda mezcla en condiciones ambientales normales.La porosidad puede hacer fracasar una impresión cuando est^ cercana a l^superficie. Si el espesor del material entre la porosidad y la superficie es muydelgado, puede "aplastarse" por efecto del peso de la masa de yeso duran-te su vaciado. Ese "aplastamiento" representa una deformación que se trans-mite al modelo correspondiente. Esta dificultad se puede superar con dispositivos de mezcla mecánica quedisminuyen la cantidad y, en especial, el tamaño de los poros existentes enla masa. En la actualidad hay varios productos comerciales con estos siste-mas de mezcla. Por otro lado, al iniciar la mezcla comienza la reacción y, por ello, elprofesional no debe demorar más de lo necesario la ubicación del mate-rial sobre Ia zona a reproducir. Si lo hace cuando la reacción ha avanza-do lo suficiente como para comenzar a generar un elastómero (cuandohan empezado a generarse características de sólido elástico), se verá obli- gado a ubicarlo con una cierta presión que genera deformación. Al reti-rar la impresión, la consiguiente recuperación elástica produce distorsión(cambio de forma) de la impresión y la pérdida de la exactitud dimen-sional buscada.
    • Elastómeros para impresión 231 Hay algunos elastómeros para impresión comerciahzados en los que la reacción de polimerización y entrecruzamiento es activada físicamente por medio de una luz de alrededor de 470 nm de longitud de onda. Como se podrá suponer, éste es el mismo principio uttlizado en los materiales fotocu- rables para restauraciones(Sección 2). De esta manera se evita la necesidad de mezcla y, por consiguiente, se reduce la posibilidad de formación de po- rosidad. Además, se dispone de un tiempo de trabajo prácticamente ilimita- do y se disminuyen las posibilidades de cometer el citado error por demora en ubicar el material en posición. Estos productos no han llegado a ser de uso generalizado sobre todo por- que resulta difícil lograr cubetas que garanticen una adecuada llegada de la energia radtante al material, por lo que es difícil asegurar su completa trans- formación en un elastómero de convenientes propiedades elásticas. Consistencia de los elastómeros para impresión La cantidad de relleno incorporada en la composición puede variar y asi pueden obtenerse productos de consistencia diferente entre extremos bas- tante distantes. Cuando la cantidad de relleno es elevada (puede Ilegar a constituir más del 750/o la masa del material) la consistencia obtenida es de de alta "viscosidad" (en realidad es algo un poco más complejo que una sim- ple propiedad viscosa) y se describe al producto como "pesado" o aun "ex- trapesado" o de consistencia de "masilla" (putty, en inglés). Con un material de estas caracteristicas, se puede tomar la impresión co-iI locando a masa plástica en una cubeta que de¡e un espesor de varios mili metros de material, ya que no existen riesgos de que fluya por fuera de ella y no se adapte a Ia zona a reproducir. A cambio de esta ventaja, la capaci- dad de reproducir detalles es reducida. Cuando, por el contrario,Ia cantidad de relleno es menor (puede llegar a representar menos del 250/o la masa total), Ia consistencia es fluida o "li- de viana" o aun "extraliviana". En este caso, la cubeta debe asegurar que sólo una delgada capa de material sea confinada contra la zona a reproducir pa- ra que no fluya más alIá de ella. Se debe, por eso, emplear una cubeta "in- dividual" (confeccionada a medida, como se analizará en el capítulo 23) o bien como complemento de una impresión tomada previamente con un pro- ducto más "pesado". Muchas veces esos productos muy "livianos" son llevados a la zona a re- producir en una jeringa (elastómeros tipo "jeringa") con Ia que se lo depo- sita en zonas a reproducir, como pueden ser cavidades preparadas en los dientes o un conducto radicular preparado de manera conveniente. Existen también elastómeros para impresión en los que, por medio de la selección de moléculas de característicasespeciales y rellenos del tama- ño de la particula y composición adecuadas, se obtienen condiciones de tixotropía. Esto significa que la mezcla puede comportarse como una masa plástica de aha fluidez cuando es sometida a mucha presión
    • 232 ImpresionesJ/ modelos Fig. 21-1. Esquema de una molécula de silicona(p. ej., al aplicarla con una jeringa), pero de no tan alta fTuidez (no tan "li-viana") cuando la fue.rza que se aplica sobre ella se distribuye generandomenor presión (p. e1,,al distribuida sobre la superficie de una cubeta). Enalgunas presentaciones comerciales se hace referencia a este tipo de pro-ductos como "monofásicos" a pesar de que el tér.rnino no es correcto des-de el punto de vista de su estructura. Cada una de estas formas de presentación en función de la consistenciapuede obligar al ernpleo de una técnica diferente para preparar el material.Los materiales de muy alta consistencia ("masilla") son mezclados amasandocon las manos las pastas en los que son provistos. Los de mayor fluidez, encarnbio, suelen ser mezclados sobre una superficie lisa (loseta o bloque depapel impermeable) con una espátula. En cada caso hay que seguir las ins-trucciones del fabricante para establecer las proporciones eri las que se de-ben utilizar las partes a mezclar y la técnica para hacerlo. En definitiva, el odontólogo debe disponer de elastómeros para impresiónde consistencias diferentes pata poder ejecutar los pasos técnicos que las di-versas situaciones clínicas demandan.Estructura química de los elastómeros para irnpresión Hay diferentes moléculas que pueden ser utilizadas para constituir elastó-meros para impresión. En Ia actualidad, y teniendo en cuenta la natufalezade esas moléculas, se reconoce la existencia de elastómeros que son silico-nas por condensación, siliconas por adición, poliéteres y mercaptanos (o po-lisulfuros). Los de uso más frecuente son los elastómeros de silicona y, poreso, se hará un análisis más exhaustivo de ellos.Siliconas Las siliconas son materiales constituidos por moléculas con un "esquele-to" de átomos de silicio unidos unos a otros por medio de átomos de oxíge-no (fig. 21.-1).El famaño de las moléculas (el valor de "n" en la figtra 2L-7),al igual que la composición de los grupos "R" determina las propiedades delmaterial ftnal. Así, con "n" de valor reducido se obtienen los denominados aceites de si-licona de fluidez variable. Con "n" más elevados se consiguen las grasas ylas cremas de siliconas. Estas sustancias se emplean como lubricantes y tam-bién en cosmética.
    • para impresión 233 Elastómeros OH Eig.2l-2 Esquema de reacción en una silicona de polimerización por condensación Cuando se combina un "n" elevado con un cierto entrecruzamiento entre las cadenas políméricas, el resultado es un elastómero de silicona. Por su biocompatibilidad, estos elastómeros encuentran muchas aplicaciones médi-I cas y odontológicas en diversos tipos de prótesis La base de las siliconas qlle se utilizan en la toma cle impresiones en odon- tología está constituida por un líquido (en realidad puede ser considerado un aceite de silicona) combinado con un relleno en polvo como la sílice (dióxi- do de silicio). Como ya se mencionó, la cantidad de este último puede variar para lograr así, en este caso siliconas, de diferente consistencia. Junto con esta composición "base" es provista otra composición (general- mente otra pasta denominada "reactor") para poder, mediante la mezcla de ambas, generar el aumento del grado de polimerizacróny entrecruzamiento necesariospara eI fraguado del material. Según el mecanismo químico utilizado para estas reacciones se diferen- cian dos tipos de siliconas para impresión de uso odontológico. Siliconas por condens ación En estas siliconas, la molécula base es una molécula de silicona con Élru- pos laterales alquílicos (metilo) y terminales oxihidrilo. Esa molécula está polimerizada hasta un grado suficiente para generar un líquido o aceite. Pue- de ser descrita como un polidimetil-silanodioi. Para producir el fraguado se la combina con un "reactor" (por lo común en- vasado en otra pasta, aunque puede ser un líquido, 1o que hace algo más <J1fi- clllamezcla) que contiene¡un silicato tetraalquílico(p.ej., silicato de etilo). La mezcla hace que los grupos alquílicos (etflicos) se condensen con los ¡¡n-r- pos oxihidrilo tenninales formando alcohol La valencra que queda libre en cada extremo de cadena de cada molécula de silicona se une a Ia valencia que le ha quedado libre al silicato.Como éste reaccionacon cuatro cadenassimuháneamen- te a través de sus cuatro grupos alquílicos, se logra como resultado "agrandar" y entrecnrzar a las moléculas de silicona con 1o que se obtiene el elastómero bus- cado. Para que la reacción se produzca con rapidez y eficacia, el componente "reactor" incluye un acelerador que por lo general es un ocanoato de estaño. El cuadro 21-1 muestra la composición típica de una silicona por conden- sación y la figura 21.-2eI proceso de reacción en forma esquemática. Debe destacarseque el resultado final ,es la obtención no sólo de elastó- mero de silicona, sino también de un subproducto: alcohol. Precisamente por ello se habla de urn reacción por,condensación.
    • ?,34 Impresionesy ntodelosCuadro 2l-1. Composición básica de las siliconas para impresiones Por condensación Por ad.kión Base Catalizador PastaA Pasta B Silicona (con OH) Octanoato de Sn Polivinilsiloxano Silicona "hidrogenada" Relleno SiO, Silicato de etilo Rellenos Rellenos Este detalle es de import^ncia praciica ya que ese alcohol está presenteen la masa de la impresión y se evapora en función de tiempo. Al hacerlo,la impresión experimenta una contracción y se ve afectada la exactirud di-mensional. En algunas situaciones técnicas puede resultar conveniente demorar el va-ciado del yeso y la confección del modelo para permitir la evaporación delalcohol y los concomitantes cambios dimensionales. En otras situacionespuede no ser conveniente hacerlo. El profesional debe estar atento a ello ymodificar su técnica según el caso clínico. Para obviar Ias posibles consecuencias negativas de la formación y poste-rior evaporación de alcohol se han desarrollado las otras siliconas para im-presión.Siliconas por adición En estas siliconas, las moléculas que, junto con partículas cerámicas de re-lleno, constituyen la pasta base tienen grupos terminales vinílicos (con doblesligaduras) en lugar de grupos oxihidrilo. Por ese motivo, son también conoci-das comercialmente como vinil siliconas o siliconas vinílicas. Se recordará queesos grupos son los que permiten producir reacciones de adición a partk deIa apertxa de dobles ligaduras y sin la formación de subproductos. Para Iograr esa reacción, se prepara la mezcla con otra pasta que contie-ne, también juntamente con relleno, una silicona con átomos de hidrógenoen algunos laterales (se puede hablar de una silicona hidrogenada). Con laacción de un acelerador, que habitualmente es un compuesto de platino co-mo el ácido cloroplatínico, se logra el traslado de átomos de hidrógeno a lasdobles ligaduras que así se abren. Las valencias libres que se producen enlos grupos vinílicos se saturan con las que dejaron vacantes los hidrógenosy, de esta manera, las moléculas originales quedan unidas y entrecnrzadas.El resultado es la formación del elastómero que permite refv f la impresiónde la boca. El cuadro 21-1 muestra la composición básica de una silicona poradición y en la figtra 27-3 se muestra el proceso de la reacción descrita enforma esquemática. Si bien no se producen subproductos, debe tenerse en cuenta que, du-rante el proceso, es posible que algunos átomos de hidrógeno escapen an-tes de combinarse. Como la reacción no necesariamente termina en su to-talidad al producirse el fraguado, no debe efectuarse el vaciado del yeso
    • t Elastómeros para impresión 235 cH- t c H: c H2 + I CHt n cH. H I I s¡ - o-si- - I cH. n CH, Fig.27-3 Esquema de reacción en una silicona de polimerización por adiciónhasta después de algún tiempo (por lo menos una hora o más). De no pro-ceder así puede apareceÍ porosidad en la superficie del modelo por la ac-ción del gas hidrógeno. Algunos fabricantes de siliconas por adición incluyen en la fórmula sus-tancias capaces de absorber hidrógeno para evitar este inconveniente. Sinembargo, como esa liberación no produce ningún cambio dimensional sig-nificativo, no existe contraindicación en demorar la operación de vaciado.Esa demora, en teoría, puede ser indefinida ya qtte, una vez completada lareacción, no se produce ningún cambio dimensional adicional. Otro detalle de importancia relacionado con Ia rcacciín por adición esque puede verse interferida por diversos contaminantes. Los componentesde algunos guantes utilizados en el trabajo odontológico y algunos medica-mentos o materiales que pueden estar presentes en la boca del paciente,pueden impedir que se complete convenientemente la reacción. Esto signi-fica que no se alcanzarán características mecánicas y de elasticidad necesa-rias como para evitar que la impresión se rompa o deforme al retirarla de laboca. Es necesario estar atentos a la presencia de esas sustanciasy tomar lasprecauciones necesariaspara evitar fracasos en la toma de impresiones coneste tipo de material.Silicon a s " b i dro¡ftlic a s " Las siliconas son, por naturaleza, materiales que no tienen afinidad con elagua. Esto trae inconvenientes en el momento de Ia toma de la impresión yen el momento de Ia realización del vaciado del yeso. Cuando a zona a reproducir tiene humedad (y en muchas zonas deIa boca, como la zona gingival de los dientes, es casi imposible que nosea así), ]a mezcla de silicona puede no fluir convenientemente sobreeIIa para reproducirla. La impresión no tiene la fidelidad de reproduc-ción requerida. También puede tener dificultad la mezcla de yeso conagtra para fluir sobre la superficie de una impresión de silicona y copiarsus detalles.
    • _-1 236 Impresiones modelos y Cuadro 2l-2. Composición básica de un poliéter para impresiones Reactor Poliéter con grupos imino Sulfonato aromático Relleno (SiOr) Colorantes Plastificante Plastificante (ftalato) Para obviar estos inconvenientes, casi todas las siliconas para impresión modernas, y especialmente las que son por adición, tienen incorporadas en la composición sustanciastensioactivas.Éstashacen a la superficie algo más hidrofílica (de ahí que se comercialicen con los nombres de "hidrofílicas" o "hidrocompatibles") y con ello se mejora la capacidad de reproducir detalles y transferirlos a un modelo de yeso. un detalle a tener en cuenta es que esos componentes tensioactivos pue- den perderse por inmersión prolongada en líquidos como los que se usan para descontaminar las impresiones. Por lo tairto, esta operación no clebe demorarse más de lo necesario. Poliéteres En estos materiales, la base es el polímero de un éter con grupos termi- nales cíclicos, grupos imino (son similares a los triángulos epóxicos pero con nitrógeno en lugar de oxígeno en un vértice). contiene también los necesa- rios rellenos y reguladores de la consistencia. El reactor que genera la apertura de los anillos, y asi la polimerización y entrecruzamiento, es un sulfonato alquílico. El cuadro 27-2 muestra la com- posición típica de las pastas en que son suministrados. La exactitud dimensional de estos materiales es muy buena ya que no for- man subproductos, junto con las siliconas por adición son los elastómeros más cercanos al cumplimiento de la Ley de Hooke (más elásticos) y tienen características hidrofílicas que les permiten reproducir adecuadamente deta- lles aunque obligan a tener el cuidado de no conseruar la impresión en me- dio acuoso durante lapsos prolongados. Sin embargo, üenen el inconveniente de su rigidez (módulo elástico) relativa- mente elevada. En algunas situaciones clínicas esto djficulta el retiro de la impre- sión de la boca; oblrya a hacer mucha ftterza, con lo cual puede desgarrarse el material o aun dañarse alguna pieza denEria con soporte periodontal deficiente. Mercaptano o polisulfuro El componente base está constituido por una pasta que contiene un líqui- do de moléculas con grupos sulfhidrilo también denominados grupos mer-t captano. Puede ser considerado un mercaptano polifuncional (varios gruposII reactivos sulflridrilo), lo que da nombre almateríal, y a él se agregan los co-if rrespondientes rellenos y eventuales reguladores de la viscosidad.ii
    • Elastómeros para impresión 237 l La reacción se produce por condensación de dos grupos sulfhidrilo queson oxidados por un peróxido. Por lo general se utiliza para ello el peróxi-do de plomo que da un color castaño oscuro característico a Ia pasta reac-tora, aunque pueden usarse otros. La citada oxidación da lugar a la forma-ción de agua (subproducto) y a la unión de moléculas a través de los áto-mos de azufre que quedan, cada uno, con una valencia libre. Por esta unióna través de azufre el elastómero es también denominado polisulfuro. (Etres-quema de una reacción de polimerización por condensación de este tipopuede encontrarse en el capítulo 5.) Si bien estos elastómeros fueron los primeros utilizados en odontologíaparu la toma de impresiones han sido superados por los que fueron desa-rrollados con posterioridad Su mayor inconveniente es que son los que tienen un comportamientomás alejado de una real elasticidad. Las impresiones obtenidas con ellos tien-den a tener menor exactitud dimensional que las que se logran con otroselastómeros.Elastómeros e hidrocoloides Ambos grupos de materiales "elásticos" para impresión encuentran aplica-ción en la práctica odontológica. En el grupo de los hidrocoloides son losreversibles los que tienen propiedades que se acercan más a lo que se ne-cesita para lograr impresiones con fidelidad de reproducción de detalles yexactitud dimensional No son muy resistentes,pero eso garantiza que su ruptura es casi coinci-dente con el límite proporcional. Así, una impresión entera es garantía deimpresión sin deformación, lo que no sucede con materiales de mucho ma-yor resistenciacomo los elastómeros. Como son hidrofílicos, su capacidad de reproducir detalles y transferirlosal yeso es notoria. Sin embargo, la dificultad técnica a que obliga su formade funcionamiento y la imperiosa necesidad del vaciado inmediato por laposibilidad de imbibición y sinéresis,determina que hayan sido desplazadosmuy significativamente. El alginato es bastante aceptable en muchas situaciones clínicas pero no per-mite obtener ni la exactirud ni la fidelidad que se logran con otros materiales.Su simplicidad técnica y costo reducido lo hace de amplia aplicación en todasaquellas circunstancias en que lo que permite conseguir es suficiente. Cuando esto no es así, la silicona aparece como ei material más versátil,sobre todo en su versión por adición, si bien esto no impide que algunosprofesionales opten por el poliéter.
    • l¡rpnrsroNES NO ELASTICAS Hay un grupo de materiales disponibles con los cuales sólo es posible re-producir zonas o estructuras que no presenten retenciones o socavados, envirn¡d de su imposibilidad de deformarse de modo significativo. Estos nxate- riales no elásticospara irnpresiones (a veces denominados "rígidos") son losmás apropiados para tomar impresiones de maxilares totalmente desdenta-dos o rebordes residuales desdentados, o bien para algunas preparacionesque se realizan en los dientes, expulsivas o no retentivas, para estar en con-diciones de recibir una restauración de inserción rigida. Con el advenimiento de los materiales elásticos que ya se han analizadoen sus distintas presentacionesy consistencias,y que permiten su aplicaciónen todos los tipos de impresiones que el odontólogo rcaliza habitualmente,este grupo de materiales "no elásticos" se utiliza con poca frecuencia. Sinembargo, están indicados para algunos procedimientos, por lo que es nece-sario tener un somero conocimiento de ellos. El compuesto para modelar, la pasta cinquenólica, el yeso para impresio-nes y la cera para impresiones, forman parte de este grupo de materialesque, alcanzado el endurecimiento, no poseen las características elásticas queles permiten tomar todo tipo de impresiones.Compuesto para modelar En el capítulo 18, al describir las caracteitsticas generales de los materia-les para impresiones, se indicó en qué consiste un mecanismo termoplásti-co y cómo, en función de é1,un material puede lograr su plasticidad y pos-terior endurecimiento. El compuesto para modelar es un material termoplástico: puede ablandarse a una temperatura superior a Ia bucal, lo que le permite lograr unaplasticidad adecuada para fomat una impresión, y luego, al enfriarse has-ta la temperatura bucal, alcanza el endurecimiento apropiado para retirarlo
    • 240 Impresiones y ntodekxde la boca. Su consistencia es "pesada", es decir, que en estado plástico per-mite comprimir la mucosa bucal e impresionar el soporte óseo o la inserciónde los músculos en distintas zonas de los maxila¡es Para poder manifestar estas dos características, compuesto para mocle- ellar se presenta comercialmente en estado sólido: tabletas o barritas (lápices)de distintos colores, que se ablandan en agua caliente (tabletas) o a Ia llamade un mechero (barras o lápices). La presencia de un material orgánico ter-moplástico en slr composición es 1o que permite lograr la plasticidad, regu-Iada a su vez por la presencia de plastificantes y la incorporación de relle-nos que, además, modifican la viscosidad o consistencia del compnesroComposición De acuerdo con 1o dicho antes, aproximadarnente 40 o 500/o la masade del compuesto está constituida por rnateriales termoplásticos orgánicos se pueden emplear resinas natLiralescomo copal, kauri, goma dammar, o bien resinas sintéticas como las de indeno-cumarona. Para ernplearl<¡en la toma de impresiones, el compllesto de modelar de- be ser capaz de alcanzaruna plasticidad adecuada a una temper¿lturano mu- cho más elevada que la bucal. se considera apropiaclauna temperatr-rra de 45"C que aleja la posibilidad de producir daños en 1os tejidos bucales, y el producto es satisfactoriocorno para copiar detalles si puede experimentar un elevado "escurrimiento" o flou (deformación permanente proclucida por la acción de una carga durante un tienpo), que indica alta plasticidad. Por otro lado, el misrno material debe alcanzar sr-rficiente,,solidez,,(po- sibilidad de mantener su configuración sin def<¡rmarsede manera signifi- cativa) a una temperatura no inferior a la blrcal (37"C). Só1oasí puede serretirado copiando, sin cleformación, las zonas de interés. por ello, el pro-ducto sólo es considerado satisfactorio si, a 37.C tiene redr-rcidosvaloresde "escurrimiento" o flow ya que ello indica escasa plasticidad y elevada "indeformabilidad". Corno puede notarse, ei mismo material debe cambiar de modo muy s1g-nificativo en sus propiedades con un cambio relativamente peqr-reñocle tem-peratura, 8 grados centíÉarados (.45-37"C) Esta característica alcanza incorporanclo en la composición una sllstan- secia que si está en estado líquido actúa como plastificante Recuérdeseque, enlos materialesorgánicos,un plastificantees Llna sustanciaque, ubicándose en-tre las moléculas, impide o disminuye la posibilidad de atracción entre ellas.Así es posible qr-rese movilicen con ciefia facilidad permitienclo la fácil defor-mación permanente del material ante tensiones relativamente bajas, El componente empleado con esa finalidad en el compuesto de mo<le-lar es ei ácido esteárico comercial (químicamente, una mezcla de ácidos.esteárico, palmítico y oleico), que es incorporado en una proporción dealrededor de 3 a 5 %. Esta sustancia funde (se hace líquicla) a temperarr_r-ras de airededor de ,10,C.La temperatura exacta depende de la cantidacl
    • Impresiones no elásticas 241Cuadro 22-L. Composición básica del compuesto de modelar Componente Función Ceras - resinas Termoplasticidad Ácido esteárico comercial Plastificante (se funde Esteárico a alrededor de 40"C) Palmítico Oleico T tza f rancesa (esteatita) Relleno Talco bórax (Manipulación) Rouge Ll otros Colorantes relativ^ de cada uno de esos ácidos (por ejemplo, a mayor proporción deoleico, menor temperatura de fusión) En el uso odontológico, cuando se calienta el material se produce la fu-sión del ácido esteárico comercial y se obtiene alta plasticidad (alto escurri-miento) a la temperatura suficiente como para llevarlo a la boca de un pa-ciente y tomar una impresión (45C). Por enfriamiento posterior, hasta latemperatura bucal (37"C), ese mismo ácido solidifica. Al hacedo, pierde laposibilidad de actuar como plastificante y el compuesto pierde sustancial-mente su plasticidad (la posibilidad de escurrimiento se reduce a una míni-ma expresión). Este interesante mecanismo permite el empleo del materialpues es el responsable de la ya mencionada transformación de propiedades entre 45 y 37"C. La composición del compuesto de modelar se completa con algún relle-no basado en talco, esteatita o tiza francesa o tierra de diatomeas, que re-presentan entre 40 y 5Oo/o Ia masa total Estos rellenos mejoran la viscosi- dedad del material a temperaturas superiores a la de la cavidad bucal y su ri- gidez bajas temperaturas. ^ Por último, se incorporan pigmentos o colorantes que en algunos produc-tos comerciales permiten indicar distintas temperaturas de ablandamiento.Por 1o general, las tabletas de compuesto son de color maffón oscuro o ro-jo oscuro y las barritas o lápices, que suelen ablandarse a menor temperatu-ra, son de color verde. En el cuadro 22-7 se resumen estos aspectos de la composición del materialManipulación Para tomar la impresión de un maxilar desdentado, con compuesto paramodelar, se usa la presentación en tabletas y una cubeta lisa de tamaño yforma adecuados al maxilar a impresionar. El compuesto se coloca en un re-cipiente con aglra a alrededor de 65 grados (mantenida preferentemente aesa temperatura por medio de un termostato regulador). La superficie inter-na es conveniente que esté recubiefia con un lienzo para evitar que el ma-terial, al ablandarse, se pegue a é1.
    • 242 Impresionesy modelos Se colocan una o más tabletas de material y, por acción de la temperatu-ra, el compuesto se ablanda (efecto del ácido esteárico comercial que actúacomo plastificante en esta condición). En este momento debe ser "amasado",para homogeneizar la temperarura en todo el material, ya que de no hacer-1o así y por su baja difusividad térmica determinada por su nafvraleza orgá-nica tatdaria mucho en lograrse uniformidad en la plasticidad alcanzada. La masa plástica así obtenida se coloca en la cubeta seleccionada, que esconveniente calenfar en su superficie interna puesto que así se logra adhe-rir el compuesto a ella. Antes de llevar el conjunto ala cavidad bucal puede pasarse la superficiedel compuesto rápidamente por el calor de la llama de un mechero para lo-grar brillo y lisura. Luego se deja que el compuesto alcance alrededor de 45grados, tolerables por los tejidos bucales (sólo hay que sumergirlo breve-mente en agua), y entonces se impresiona llevando la cubeta, se presionasobre ella para que el material fluya y copie la zona de interés y, mantenién-dola firmemente en posición, se espera hasta que "endurezca" al alcanzar Iatemperatura bucal y pueda ser retirado. Debe tenerse presente que las partes más externas, las que están en elborde de la cubeta, endurecerán antes que las zonas que estén en contactocon la mucosa, por 1o que es aconsejable aguardar un tiempo antes de pro-ceder al retiro de la impresión. Cuando se utilizan barritas o lápices de compuesto, éstos se ablandan ala llama de un mechero. El procedimiento debe hacerse con sumo cuidado,tratando de no sobrecalentar el material para evitar la ignición o la volatili-zaciín de sus componentes. El compuesto en barritas suele utilizarse paracorregir una impresiln ya tomada con compuesto en tabletas o paru impre-sionar la inserción de frenillos y haces musculares que se encuentran en elmaxllar superior o en la mandíbula. lJna vez tomada la impresión, deberá ser descontaminada, sumergiéndo-la durante 70 a L5 minutos, en una solución de hipoclorito, o de yodo-po-vidona o de glutaraldehído. La obtención del modelo debe hacerse lo más rápidamente posible des-pués de estas operaciones. Como el compuesto debió ser presionado paraque copie detalles y se debió mantener bajo presión durante su transforma-ción (solidificación del plastificante - ácido esteárico), quedan en su estruc-tura tensiones mecánicas "congeladas". EI tiempo hace que esas tensiones seliberen produciendo una distorsión (modificación en la forma) en la impre-sión. El resultado es la obtención de una reproducción sin la exactitud di-mensional requerida.Propi.ed.ades En un material termoplástico como el compuesto para modelar, interesansus propiedades térmicas. En tal sentido, ya se hizo mención a su mala con-ductividad y difusividad térmicas y sus implicancias en su manipulación.
    • Im,resiones no elasticas 243Los bajos valores de difusividad térmica del compuesto determinan los tiem-pos para su trabajo (amasado, impresión y retiro de la boca). Pero además,la-estructura orgánica de su componente fundamental (resinas), determinaque el compuesto posea un elevado coeficiente de variación dimensionaltérmica (300-400 x 10-6). la práctica, esto determina que su estabilidad di- Enmensional se verá afectada por una contracción al ser sometido a distintoscambios de temperatura, especialmente ai retirarlo de la cavidad bucal a37 grados y llevado a la temperatura ambiente para rcalizar el modelo. Ya se citó que, al ser sometido a distintas cargas o tensiones durante su ma-nipulación, el compuesto tiende a relajar o a liberarlas en función del tiempo,lo que ocasiona distorsión (cambios de forma por liberación de tensiones in-ducidas). Desde el punto de vista práctico, esto implica la necesidad de reaii-zar el modelo o vaciado, dentro de por lo menos la primera hora. La posibilidad de experimentar deformaciones bajo cargas constantes,denominada flow o escurrimiento, es una propiedad del compuesto quepuede traducirse en una ventaja o en un inconveniente. En efecto, a 45 gra-dos, durante la toma de la impresión, el flotudel compuesto le permite "es-currirse" por toda el área a reproducir, por lo tanto es necesario que a esatemperatura sea elevado (85% como mínimo cuando se lo evalúa en condi-ciones estandartzadas par^ el ensayo mecánico). Por otra pafie, a 37 gra-dos, al retirar la impresión y ejercer una c rga sobre el material ya endure-cido, sería ideal que el flow o escurrimiento fuese nulo. Sin embargo, estono es así ya que se admite que el compuesto pueda experimentar como má-ximo un 6o/o (.en esa mismas condiciones estandarizadas), que se estima po-co importante en relación con la deformación que podría experimentar unaimpresión. Estos conceptos, podrían resumirse indicando que el compuesto para mo-delar es un material para impresiones, termoplástico, no elástico y pesado,que experimenta cambios dimensionales en virtud de sus propiedades tér-micas (contracción) y mecánicas (distorsión) y que por su viscosidad nopuede reproducir con fidelidad detalles que sí reproducen otros materialesque pueden complementado.Pasta cinquenólica Al resumir las características del compuesto para modeiar, se mencionó laexistencia de otros materiales que pueden complementarlo para lograr unamejor reproducción de detalles Este procedimiento consiste en tomar unaimpresión con compuesto y luego reimpresionar con otro material muy flui-do colocado sobre esa impresión o en una cubeta individual confeccionadaa partir de la primera impresión con compuesto (véase cap. 23) Para ello, es necesario contar con un material que al endurecer conservetodas sus propiedades de reproducción y sea io suficientemente resistenteen espesoresdelgados. Aunque es posible hacerlo con elastómeros tambiénpuede utilizarse un material no elástico conocido como pasta cinquenólica.
    • 244 ImDresiones v modelosCuadro 22-2. Composición básica típica de una pasta cinquenólica Reactor Oxido de clnc Eugenol Aceites inertes Resinas Aceites Rellenos Acelerador (ClrMg) Acelerador (?) Esta pasta constituye una aplicación de la mezcla del óxido de cinc conel eugenol para poder tomar una impresión. El producto de reacción del óxi-do de cinc con el eugenol se analizó en el capítulo 11 al describir los ce-mentos de uso en restauracionesplásticas. En este caso, mediante el agregado de distintas sustancias,se logra un ma-terial de plasticidad apropiada para tomar una impresión, capaz de endure-cer mediante una reacción de fraguado, y de excelente estabilidad dimen-sional y reproducción de detalles La presentación comercial de Ia pasta cinquenólica es en dos pastas decolores contrastantes para facilitar el control de la o,btención de una mezclauniforme entre ambas, envasadasen otros tantos tubos colapsables. Una delas pastas contiene el óxido de cinc que al, ser un polvo, tiene aceites paralograr una pasta, denominado "pasta base" Es habitual también incorporaren esta pasta una resina (resina hidrogenada por lo general) paru rnejorarsus cualidades de manipulación y propiedades La otra pasta contiene eugenol que, al ser líquido, requiere la incorporaciónde rellenos (sílice) para Iograr una pasta. Ésta suele denominarse aceleradorao reactora y también es común que incluya otras sustancias como aceites mi-nerales y vegetales, bálsamos para disrninuuir el efecto irritante del eugenolsobre la mucosa bucal y resinas. Ambas pastas pueden incluir estas resinas,para mejorar las cualidades de manipulación y propiedades. Como la reacción de endurecimiento es lenta, se incorpora, por 1o gene-ral en la pasta reactora, Lln acelerador que puede ser, cloruro de magnesioo cloruro de calcio, o bien acetato de cinc. La composición se resume en e cuadro 22-2.Manipulación y reacción de endurecirniento Para tomar una impresión con pasta cinquenólica es necesario recordarque este material se debe utllizar en espesores delgados. Ello se logra a tra-vés de una reimpresión de una impresión tomada con compuesto para mo-delar o mediante el uso de una cubeta individual. Ésta es fabricada sobre unmodelo del caso a impresionar, convenientemente ajustada o espaciada pa-ra el espesor de material apropiado. De todos modos. se dispensan longitudes iguales de ambas pastas so-bre una loseta de vidrio o mejor sobre un bloque de papel no absorbente
    • Impresiones no elásticas 245(así se evita la necesidad de limpieza posterior de la loseta). El fabrican-te calibra el diámetro del orificio de salida de los envases (tubos) paraque, con esas longitudes iguales, se obtenga la relación entre los compo-nentes más apropiada para el logro de la velocidad de reacción y propie-dades finales más convenientes. La mezcla se realiza vigorosamente con una espátula durante alrededorde un minuto hasta obtener una masa de consistencia fluida y de color uni-fo¡me (sin vetas de una pasta sobre la otra). Inmediatamente se lleva la mezcla a la cubeta individual o sobre la im-presión previa de compuesto y se toma la impresión, manteniéndola ba-jo ligera presión en la cavidad bucal hasta que se haya producido el en-durecimiento o fiaguado del material. Luego se procede a su retiro, pos-terior descontaminación por los medios halrituales, y confección del mo-delo o vaciado. El tiempo de fraguado constituye una importante propiedad del material.Se consideran dos tiempos de fraguado: uno inicial, de 3 a 6 minutos o tiem-po de trabajo, dLrranteel cual se prepara la mezcla, se lleva a la cubeta y seimpresiona, y un tiempo de fraguado final que no debe exceder los 10 mi-nutos, tras el cual la impresión se retira de la cavidad bucal . El tiempo de fragr-radolo regula el fabricante, al incorporar acelerado- res y/o retardadores a las pastas. Sin embargo, el operador puede modi-ficarlo con el agregado de una gota de agua o de alcohol etílico, que ac-túan acelerando la reacción, o bien mediante el agregado de vaselina oalgún aceite, que retardan a reacción. Pero, la manera más sencilla y práctica de acelerar o prolongar el tiempo de fraguado es calentando oenfriando la superficie de mezcla (loseta) La segunda opción es de utili-dad en ambientes de elevada humedad y/o temperatura ambiental aunquedebe cuidarse de no llevarla por debajo del "punto de rocío" ya que enese caso Ia condensación de humedad y su incorporación a la mezcla pro-voca aceleración del fraguado. La pasta cinquenólica es considerada un material para impresiones de adecuada estabilidad dimensional. Por tratarse de un material que endurecea través de una reacción ácido-base, puede experimentar a lo sumo una le-ve contracción (0,1%) que se considera despreciable. De todas maneras,conviene realizar el modelo (vaciado) dentro de la primera hora de tomadala impresión, por los eventuales cambios dimensionales que puedan experi-mentar el compuesto para modelar sobre el que se reimpresionó, o el ma-terial de la cubeta individual. La separación del modelo de yeso de la impresión con pasta cinquenóli-ca debe reahzarse sumergiendo todo en agua caliente durante unos minu-tos, para que se ablande la resina que tiene incorporada la pasta y ésta pue-da separarsedel yeso con facilidad El eugenol que contiene este material suele producir irritaciones yreacciones alérgicas en algunos pacientes, así como sensacionesdesagra-dables por su olor y sabor. Por eso, en algunos productos comerciales,
    • 246 Impresionesy modelosel eugenol es reemplazado por otros agentes capaces de lograr Ia forma-ción de una pasta fraguable. Algunos ácidos grasos producen una reac-ción de saponificación con el óxido de cinc, dando una masa fraguable(iabón insoluble). Resumiendo lo expuesto puede establecerseque la pasta cinquenólica esun material para impresiones rígido y fraguable, de nafuraleza cerámica, quese debe usar en pequeños espesoresy que proporciona impresiones de ex-celente fidelidad de reproducción v estabilidad dimensional.Yeso para impresiones EI yeso, que se ha analizado como material paru modelos (cap. 20), raravez se utlliza como materialpara impresiones. Quizás en algunas técnicas deprótesis pueda ser empleado y su uso puede asemejarse al de la pasta cin-quenólica. Como ya se estudió, se traia de un material cerámico, iónico ypolicristalino, basado en sulfato de calcio hemihidratado, que al mezclarsecon agua se transforma en una masa fraguada de sulfato de calcio dihidra-tado. Solamente se mencionará que en el yeso para impresiones el fabrican-te suele incorporar aceleradores del tiempo de fraguado, antiexpansivos yaditivos paru mejorar el color y el sabor. También son incorporadas sustancias, como el talco, para disminuir la re-sistencia. Esto es necesario para poder fracfurar la impresión cuando hay querethal1a de zonas retentivas. La fragilidad típica del yeso (como de todo losmateriales cerámicos) permite "reconstruir" la impresión uniendo los trozosque se habrán fracturado sin deformación permanente. Obviamente, estatécnica es engorrosa y no se justifica hoy al disponerse de los materiales"elásticos" para impresión. Debe tenerse presente que es necesario usar algún medio separador cuan-do una impresión de yeso va ser llenada (vaciado) con yeso, para evitat Iaunión de ambos materiales Como material para impresiones, el yeso debe ser considerado un mate-rial cerámico rigido y fraguable, de buena fidelidad de reproducción y bue-na estabilidad dimensional.
    • LUBETAS INDIVIDUALES En el proceso que finalmente conduce ala confección de una prótesis, re- sulta imprescindible contar con un modelo que reproduzca, de manera exac- ta y fiel, Ia cavidad bucal del paciente. Los modelos obtenidos a partfu de impresiones tomadas con cubetas comerciales o de stock (impresiones pri- mafias), a veces no reúnen todos esos requisitos. Por ello, en algunas técni- cas, se toma una segunda impresión (impresión definitiva) con una cubeta confeccionada "a medida" para un paciente. Ésta es una cubeta indiuidual pues sirve sólo para ese caso. se fabrica uti-Iizando el modelo obtenido en la impresión primaria (modelo primario) y adaptando sobre é1 un material en estado plástico que, luego de conforma-do, puede endurecer mediante alguna reacción química o por algún meca-nismo termoplástico. Una cubeta individual debe ser lo suficientemente rígida como paru po-der contener er mateial para impresión que se utilice sin deformarse duran-te el procedimiento; es decir, que debe ser confeccionada con un materialde módulo elástico apropiado. También debe ser fabricada con un procedi-miento técnico sencillo y fácll de llevar a cabo, y que esa facllidad de ob-tención represente un costo relativamente balo ya que se usará solamenteuna vez y para un único paciente. Por todos estos requisitos se consideraque el material seleccionado para fabricar una cubeta individual debe ser denatutaleza orgánica. Este tipo de material reúne las propiedades señaladas ydetermina el descarte de los materiales cerámicos y metálicos, de manipula-ción compleja y dificultosa y de mayor costo. Teniendo en cuenta la conveniencia de la selección de materiales orgáni-cos para fabicar cubetas individuales, se recordará que con estos materialesse puede obtener un sólido a partir de una masa en estado plástico median-te dos mecanismos: l) termoplástico; 2) de reacción de polimerización en elcomponente líquido de esa masa pIástica.
    • 248 Impresiones 1 modelosMateriales orgánicos termoplásticos para,cubetas Estos materiales se adquieren ,en láminas de distinto espesor y tamaño,transparenteso de diversos colores. El material sólido se calienta y con ellose ablanda y puede ser adaptado sobre un modelo. A,l enftiarse, vuelve a serun sólido rígido con la forma del modelo sobre el que se aplicó. Por lo habitual, p^ra preparar una cubeta individual de este tipo seemplea ,un dispositivo que ,genera calor y permite ejercer una presiónpor "vacío"; el modelo se apoya sobre una plataforma y sdble él se co-loca la lámina de material orgánico (generalmente un material de tipo vi-nílico). Sobre el conjunto se aplica una fuente de calor que ablanda elmaterial y, luego, por debajo de la plataforma se produce un "vacío"(presión negativa) que influye para que la presión ambiente lo adaptesobre el modelo. Luego, y antes de que alcance su rigidez final, se recortan los excesos delmaterial y por último, ya en estado completamente sólido (rígido), se efec-túan los retoques necesa¡ios y se pule. Las resinas empleadas para confec-cionar este tipo de cubetas deben tener Llna rtem,peraturade ablandamientolo suficientemente alta como para que no se ablanden a la temperatura bu-cal (entre 50 y 60"C) así como adecuada rigidez (módulo elástico: aproxima-damente 200 MPa).Materiales orgánicos polimerizables par^ cubetas Por la facilidad de obtención y su bajo costo, así conlo,por las propieda-des adecuadas (rigidez acompañada.de escasa fragilidad), estos materialesson los más u;Jizados, no sótro para la confección de cubetas individuales,sino también parala confección de bases de prótesis, dientes artificiales, en-tre otros importantes usos protésicos. Se parte de un monómero líq,uido que se rnezcla con un polvo para ob-tener una pasta (rnasa plástica), que se adapta o moldea sobre el modeloprimario ío en un molde previamente preparado y luego se hace polimeri-zar (curado del monómero) para obtener, finalmente, un polímero rígido.Aun cuando esta aplicación es diferente, nótese la similitud que existe en-tre estos monómeros y los que se emplean en la restauración de piezas den-tarias afectadas por caries, analtzados en la sección anterior. En aquéllos,una pasta colocada en una preparación efectuada en un diente permite rea-Iizar una restauración atrhacerla endurecer mediante un mecanismo de po-Iimerización. Las resinas, acrilicas, debido a Ia naLuraleza de las sustancias químicas apartir dela cual se obtienen, conslituyen el material que rnás se elige paraesta aplicación. El monómero líquido que constituye Ia base del material es, en casi todoslos productos comercializados (por lo menos para cubetas individuales),metacrilato de metilo (2-metilpropenoato de metilo). La respectiva fórmula
    • Cubetasindiuiduales 249 H CH. tl a __a tl H COOCH3 Fig,.23--f,. Fórmtrla química del metacrilato de metilo química se encuentra en la figura 23-7 y en su estructura puede observarse la presencia de una doble ligadura. Esto posibilita su polimerización por adi- ción y la obtención de un polímero de estructura lineal. A pesar de esto, si se analiza en detalle la molécula del metacrilato de metilo, se notará que se trata de una molécula asimétrica. EIlo determina Ia generación de uniones secundarias suficientemente ñi¡rertes entre las mo,léculas del polímero elabo- rado como pára obtener un sólido de rigidez adecuada y suficientemente elevada temperatura de ablandamiento (125"C). Como es de suponeq el po- límero obtenido se denomina (poli)metaqrilato de metilo (comúnmentei acri- lico o resina acrilica). La polimerización de las resinas aciiicas puede ser activada de varias ma- neras. El desdoblamiento de la doble ligadura (C=C) del metacrilaro de me- tilo, que en definitiva conduce a la obtención del polímero, se produce por la acción de radicales químicos libres generados por un agente iniciador in- corporado al polvo con que se mezcla el monórnero (el agente iniciador es un peróxido, habitualmente el peróxido de benzoilo). para que Ia polimeri- zación sea ñpida y satisfactoria, debe activarse el iniciador, y ello se logra mediante activadores físicos o químicos. Como medios activadores físicos, el calor, en este caso constituye el más utilizado (ya que el procedimiento se re llza fuera de la cavidad bucal de un paciente). Cuando la temperatuta alcanza aproximadamente los 70oC, el pe- róxido de benzoílo contenido en la masa de resina acrilica sometida a esatemperatura se desdobla, generando dos radicales libres por molécula És- tos, a su vez, abren la doble ligadura del monómero de metacrilato de me- tilo, iniciándose la polimerización que se ptopaga y termina tal como se des-crib¡ió en la Sección 1. Este producto logrado por activación térmjca, se de-nomina habitualmente terrnocurable o ternzopolimerizable (resina acrilica determocurado o termopolim erizable). Con monórneros de estructura algo diferente y más parecida a Ia de los queconstituyen la base delos compositesparu restauraciones (véase la Sección 2),se fabrican resinas para cubetas individuales en las que, mediante la aphca-ción de una radiación electromagnética de longitud de onda de alrededor450 a 475 nanómetros, se logra la activacióm del iniciador (en este caso unadicetona-amina). Si bien ésa es la longitud de onda necesaria para activar lapolimerización (es la que absorben las cetonas y aminas) puede utilizarse unaluz con todo el espectro de luz (400 a 700 nm) ya que el calor que genera noafecta las propíedades del material- Por el contraric.¡^,puede colaborar enel logro de una mejor polimerización (mayor grado de polimerizactón).
    • 250 Impresiones y modelosCuadro 23-1. Composición básica de una resina acrílica de termocurado Poluo Líquiclo Polímero/copo1ímeros Monómero Pigmentos Inhibidor Plastificantes Agente de cadenas cruzadas IniciadorLos productos con este esquema de funcionamiento son denominados fotopo-limerizables o fotocurables (resina de fotocurado o fotopolimeizable) Cuando se debe lograr un producto que no necesite de agentes físicos paraactivar la polirnerrzaciónse emplean activadores químicos. En este caso se in-co{poran, al monómero acitlico, aminas terciarias que, al entrar en contacto conel iniciador (peróxido de benzoílo) que está en el polvo de mezcla, lo desdo-blan para originar los radicales libres que dan comienzo a la polimerización.Como es de suponer, el producto es denominado resina autocurable o autopo-limerizable (resina acúlica de autocurado o autopolimerizable). Para que el monómero (metacrilato de metilo) no se polimerice en el re-cipiente que lo contiene y obtenga así su estabilidad, por el riesgo de que-dar expuesto al calor o a la luz durante su almacenamiento, se incorpora uninhibidor como la hidroquinona. Es interesante destacar que, habitualmente,el envase que contiene el monómero es oscuro, de color caramelo para evi-tar los riesgos ya mencionados. La pasta moldeable de resina se logra mezclando el monómero con un pol-vo que, en los materiales para cubetas individuales es orgánico. Es por lo co-mún el mismo metacrilato de metilo ya pohtnerizado industrialmente (por logeneral en combinación con otros monómeros con los que puede copolimeri-zar pan conseguir así propiedades de trabajo y finales más convenientes) y enforma de un polvo de finas partículas que incluye también el iniciador (peró-xido de benzoílo) en el caso de los productos termocurables y autocurables.Según esta composición, el polvo que no es más que polimetacrilato de meti-Io, es denominado por lo general poiímero y puede contenet además del ini-ciador, pigmentos para lograt diferentes colores en el producto final En los productos termocurables y autocurables, el polvo debe ser mezcla-do con el monómero líquido. La presentación comercial de los productos fo-tocurables es en forma de masa plástica o sea que la mezcla del líquido conun polvo se realiza industrialmente. La composición típica de las resinas acrí-licas para cubetas o para otros usos se resume en los cuadros 23-1,y 23-2.Confección de una cubeta individualcon fesina acú7ica de autocurado Cuando se utiliza resina de autocurado, Ia cubeta se realtza directamentesobre el modelo primario obtenido a parltr de la impresión primarra del ca-so a tratar. Por eso, es necesaria una preparación previa del modelo.
    • Cubetas ind.iuiduales 25 |Cuadro 23-2. Composición básica de una resina acrílica de autocurado Poluo Líquido Polímeros/copolímeros Monómero Iniciador Inhibidor Pigmentos Activador Plastificantes Agente de cadenas cruzaclas Una vez que se diseñó (p. ej., con lápiz tinta) el contorno que tendrála cubeta, según el maxilar, desdentado total o parcial, y superior o infe-rior, y establecido si hace falta un espacio entre la futura cubeta y el mo-delo para dar cabida al material de impresión, se debe preparar el mode-lo paqa recibir Ia resina. La mezcla de resina acrilica no debe tomar contacto directo con el yesodel modelo por dos tazones: a) porque el monómero puede penetrar dentro del yeso que es poroso y polimerizar en él (quedará totalmente pegada y no se podrá separar Ia resina del yeso); b) porque el yeso contiene agua, que puede pasar a la resina y alterar sus propiedades (resistencia,dureza, rigidez). Por lo tanto, antes de ubicar la resina sobre el modelo, éste debe recibirun separador.El objetivo de esta sustancia,como su nombre lo indica, es se-parar eI yeso de la resina. Hay diferentes separadores que se pueden usar,pero el más común es el de "hoja líquida", que contiene básicamente un al-ginato soluble y agua, como se muestra en el cuadro 23-3. Un separador de esa composición funciona como si fuera un alginato pa-ra impresiones. Al pincelar el líquido sobre el modelo de yeso, eI alginatode sodio entra en contacto con una sal de calcio (recuérdese que el mode-lo de yeso es sulfato de calcio dihidratado), y se produce una reacción quí-mica que da lugar a la formación de un alginato de calcio insoluble que for-ma una delgada película o membrana sobre el modelo de yeso y act:úa co-mo separador. Luego se procede a prcparar la resina ac(rlica de autocurado, En un reci-piente de material que no sea atacado por el monómero (recuérdese que esun solvente orgánico), generalmente de vidrio opaco o color caramelo, secoloca una cantidad adecuada del líquido (¡nonómero), y se agrega polvo(polímero) hasta saturar el líquido en exceso. Se elimina ese exceso simple-mente invirtiendo el recipiente y queda así una relación aproximada de Jpartes de polvo a 1 de líquido en volumen (alrededor de 2 a 1 en peso). Semezcla con una espátula para homogeneizar la masa y se Ia deja "reposar",cerrando la tapa del recipiente o pote que la contiene. Ahora, la masa está en el período arenoso o granuloso: el polvo está ensuspensión en el monómero. También en este momento, por tratarse de una
    • 252 ImDresíones y mod.elosCuadro 23-3. Composición típica de un separador para acrílico Alginato de sodio Glicerina Alcohol Fosfato disódico Preseruador Aguaresina de autocurado, se está produciendo el inicio de la reacción de poli- merización, ya que la amina terciaria contenida en el líquido, está desdo-blando el peróxido de benzoílo contenido en el polímero (polvo), origi-nando radicales libres. Transcurridos algunos minutos, al desfapar el po-te que contiene la mezcla, se puede comprobar que al intentar retir^rla,la masa forma "hilos o filamentos". Éstos se producen porque la disolu-ción de la superficie de las partículas del polvo por parte del líquido (hayque tener presente que el monómero actúa con un solvente orgánico) pro-ducen la unión entre ellas generando esos "hilos" En este punto, la masa es-tá en eI períod.ofilamentoso. Cuando el líquido Ilega a disolver casi por completo a las particulas delpolvo la masa se hace plástica y trabalable, es el período plástico o de traba-jo. Durante este período, la mezcla se debe retirar del pote, sin tocada conlas manos para que no se ensucie ni pigmente, se la amasa sobre una hoja de polietileno o papel celofán humedecido y, tras lograr un espesor unifor-me de material, se Ia adapta cuidadosamente sobre el modelo tratando de conservar el espesor alcanzado. Una vez que se llegó a cierta consistencia, se separa el modelo, se recortan los excesos y se vuelve a colocar sobre elmodelo hasta que la masa asi adaptada polimerice. Podrá notarse que la masa comienza a perder plasticidad y se hace go-mosa, difícil ahora de adaptar sobre el modelo; es el períod.o elastico, duran-te el cual la masa no se puede trabajar o adaptar. Esto se produce porque al evaporarse el exceso de monómero de la mezcla, o por su total absorción por parte del polvo, no queda líquido para otorgar su plasticidad. Por último, la masa de resina endurece (período rígido), y la cubeta que- dará conformada exactamente si es que no se han producido deformaciones durante la polimeización. En estas circunstancias, podrán notarse los dos fe-nómenos anexos a toda polimerización: exotermia (calor que se genera en la masa) y contracción. Una vez polimerizada la resina, se la retira del mo- delo y si está correctamente prepanda podrán desgastarselos excesos, re- dondearse los bordes y efectuar el pulido. Un mecanismo de distorsión se genera por lo habitual por la liberación de tensiones inducidas durante el procedimiento (al comprimir la masa plás-tica durante su endurecimiento para adaptarla al modelo) y que quedan "congeladas" en el material endurecido. Como esas tensiones se liberan enfunción del tiempo, es conveniente que esto ocurra antes de utilizar la cu-beta pan tomar a impresión definitiva, ya que si así ocurriera, la impresión
    • Cubetas indiuiduales 253contenida en ella se deformaría . Por lo tanto, es aconsejable esperar 24 honspor lo menos o acelerar el proceso de liberación de tensiones sumergiendola cubeta en agva caliente (casi hirviendo).Confección de una cubeta.corr resina actiTica de termocurado Para utllizat resina acrílica de termocurado es necesario pteparar un mol- de en donde se pueda adaptar la masa de resina, prensada y controlar así los cambios dimensionales que se producen en el material. Para ello se emplea una caja metálica, lo usual es que sea de bronce o aluminio, denorninada rnuJla. Consta de vaias partes que se ensamblan unas con otras, con ello no sólo se puede pteparar el molde en donde se adaptará la resina, sino también llevarla a un baño de agua de temperatura adecuada para permifir su polimerizaci1n. En la mufla propiamente dicha se coloca el modelo primario sobre el que previamente se ha confeccionado en cera Ia forma de cubeta que se desea obtener. En oi;ras palabras, sobre el modelo primario, se fabrica la cubeta, pero en cera (generalmente con la de- nominada cera rosa) y luego, con yeso piedra, se lo fija en la caja. Fragta- do el yeso, se lo pincela con separador y se adapta la denominada confta- mufla sobre la mufla que contiene ya el modelo con la cera. Se vierte otra mezcla de yeso y se coloca una tapa, cerrando asi Ia caja o mufl¿r. Una vez fragtada esta segunda mezcla de yeso, toda la caja (mufla y con- tramufla con tapa) se coloca en un recipiente con agua caliente (no hirvien- do, ya que se pretende ablandar la cera sin llegar a fundirla) durante tres o cuatro minutos y luego se la retira y abre, separando la mufla de la contra-mufla, lo que es posible porque los yesos estaban separados con algunasustancia aislante (separador). La cera del modelo puede ser retirada, deian-do un espacio que constituye un molde o cámara paru el procesado del ma- terial para cubeta. Las superficies de yeso de este espacio son tratadas conseparador de la misma manera y por las mismas razones indicadas para elcaso del modelo de yeso y Ia utllización de material de autocurado. En resumen, para prepataÍ una cubeta individual con resina acrilica determocurado, primero hay que preparur la mufla, y luego, con la técnicadescrita para Ia resina de autocurado, Ia mezcla de resina de termocurado que pasará por los períodos arenoso, filamentoso y plástico. Durante esteúltimo, la masa se lleva a la mufla, ésta se cierra y se procede a realizar elprensado para adapfar eI maferial y eliminar excesos (esto puede requerirla repetición de la operación más de una vez antes de proceder al cierredefinitivo de la mufla). En la mezcla de resina de termocurado, sólo se produce una reacción fisicade mezcla (disolución del polímero en el monómero) y ésta debe trabajarse enel período plástico. Si, inadvertidamente, el operador no úabaja la resina en esemomento, Ia masa empieza a evaporat el monómero en exceso, se torna elás-tica (período elástico) y no se podrá prensar de manera conveniente
    • 254 lrtDresiones y modelos Por último, la mufla es calentada para que comience la polimerización.Este procedimiento debe ser realizado siguiendo un esquema de calenta-miento que se conoce como régimen de curado. La resina acrilica de termocurado sólo llega a ser rígida (período rígido)cuando la mufla que Ia contiene se lleva a un baño con agua a temperatu-ra ambiente y se eleva progresivamente hasta 70"C para que se desdoble elperóxido de benzoílo e inicie Ia polimerizaciín. El citado régimen de curado consiste en someter a la mufla a una serie detemperaturas, no sólo paru lograr la polimerización de Ia resina, sino paraobtener sus mejores propiedades físicas, químicas y mecánicas. Como se re-cordará, los fenómenos anexos de la polimerización son la contracción depolimerización y la exotermia. Esta última es la generación de calor en lamasa de la resina como consecuencia de la energía hbenda al romperse ladoble ligadura del monómero. Por lo tanto, si la mufla que contiene la resina se somete a una temperatu-ra inicial de 70oC, la brusca iniciación de la polimerización provoca altas tem-peraturas ya que el calor generado se suma al existente y determina los 70oCiniciales. Como el monómero hierve a unas pocas décimas por encima de los100oc, se corre el riesgo de producir su evaporación. El lugar que ocupaba ellíquido evaporado queda vacío generando poros en la estrucfura final que de-bilitan el material y afectan, además, sus propiedades ópticas. Para evifar estos inconvenientes, la mufla debe colocarse en un recipien-te con agua a temperatura ambiente y elevarla luego de manera paulatinahasta llegar a los 70oC en aproximadamente una hora. A partir de ese mo-mento lo ideal sería mantenerla a esta temperatura durante 7 u 8 horas pa-ra lograr Ia completa polimerización de todo el monómero y que el resulta-do final alcance un adecuado grado de polimerización. Sin embargo, por co-modidad técnica, es usual mantener la mufla a 70"C durante una hora u ho-ra y media y luego elevar la temperatura a 100C grados y mantenerla asíalrededor de una hora. Al final se deja enfriar, es preferible que sea en el mismo baño de agua,hasta la temperatura ambiente para reducir el efecto no conveniente delcambio dimensional térmico, que se produce en la resina (en virtud de sucoeficiente de variación dimensional térmica). Como éste no coincide con eldel molde de yeso dentro del cual está contenida, se generan tensiones quea su vez producen distorsiones en la cubeta. EI enfriado lento da tiempo aque la resina se vaya "acomodando" a esos cambios térmicos, reduciéndoseasi la cantidad de tensión inducida. Otra forma de evitar porosidades es polimerizar el acrílico bajo presión yaque en estas condiciones aumenta la temperatLtru de ebullición del monó-mero. Para ello se uflliza un recipiente presurizador (como si fuera una ollaa presión) con el que se puede elevar la temperatura significativamente porencima de 100oCy reducir el ciclo de curado a 15 o 20 minutos. Existen otros tipos de resinas actilicas que se han elaborado regulando lacantidad de iniciador y activador, así como con distintos tipos de monómeros,
    • Cubetas indiuiduales 255 como para permitir que la polimerización se haga colocando la mufla direc- tamente en agua hirviendo sin que se produzcan porosidades. Éstas son re- sinas de "curado ráptdo". Con una composición similar se preparan productos en los que el calor para activar la polimerización puede ser generado por microondas (hornos de microondas). La muf7a, en este caso, no puede ser metálica sino que de- be estar fabricada con un material que permita el paso de las ondas. Propiedades de la resina act.ílica En el desarrollo de este capítulo, se mencionaron distintas propiedades de Ias resinas actilicas aplicadas específicamente a la confección de cubetas in- dividuales. Se destacaron las propiedades relacionadascon la exotermia, con su coeficiente de variación dimensional térmica, y con las posibilidades de distorsión y porosidades. Pero, además, el metacrilato de metilo, al polime- úza4 experimenta una contracción de polimerización, lo que determina un problema para la exactitud dimensional del producto resinoso. La contrac- ción lineal del metacrilato de metilo es volumétricamente de un 7o/o, que se reduce en un 2o/opot la rclación polvoJíquido de 3 a | (recordar la manipu- Iación de la resina)., En Ia práctica, estos valores de contracción asi como el coeficiente de va- riación dimensional térmica, se reducen aun más debido a que Ia polimeri- zación se produce bajo presión (manual en la resina de autocurado o mecá-nica, por la mufla que se ciena bajo presión). Otras propiedades, como las posibilidades de incorporar agua (sorciónacuosa), las relacionadas con el comportamiento mecánico (resistencia,rigi-dez, resistenciaflexural o transversa, módulo de ruprura), así como algunasvariantes posibles en la composición serán analizadas en mayor detalle enel capítulo 32, al encarar el estudio de la resina acrilica como material cons-titutivo de la base de una prótesis removible parcial. o completa.
    • lV SrccróN Incrustacione S,coronas Puentes Y
    • RrsrnuRACIoNES INDIRECTAS En Ia sección 2 se hizo el análisis de los distintos materiales que se em-plean en el tratamiento de pacientes con procesos patológicos, como falta,pérdida o defectos en los tejidos duros dentarios, y consisten en restauracio-nes plásticas o directas. La ejecución de este tipo de ttabajo clínico tiene ciertas limitaciones, da-das por las posibilidades técnicas de realización. Hacer una restauraciónplástica es bastante sencillo en situaciones como las lesiones simples (p. .j.,clase I o III simples), pero aparecen un poco más de dificultades en las le-siones compuestas o complejas (p. ej., clases II, IV o lesiones MOD). Cuando la lesión es más extensa (p.ej., pérdida total de cúspides, pérdi-da práctrcamente total de la porción coronaria de un diente), se hace técni-camente imposible colocar un material en estado plástico en la zona a tes-taurar, darle forma en la boca del paciente y obtener una restauración quetenga y mantenga las características que la hacen aceptable (armonía óptica,forma anaf1mica, sellado marginal y mantenimiento de Ia integridad del re-manente dentario). Para resolver estas situaciones puede confeccionarse el bloque restaura-dor fuera de la boca del paciente, sobre una reproducción de lo que existeen la boca (o sea un "modelo").Paru ello se utiliza un material de base or- gánica, cerámica, metálica o una combinación de algunos de ellos y, vna vezcompletada la confección de ese bloque, se lo fija al remanente dentario. Pa-ra esto último se emplea otro material, el cemento o agente cementante, por-que sirve paru "pegar", aunque puede no serlo desde el punto de vista delo que es un cemento como material. Éste cumple su función adhiriéndoseal diente por un lado y al bloque restaurador por el otro. Según la forma y extensión, las restauraciones rígidas pueden ser: a) Incrustaciones: bloque que repone parte de una corona dentaria y que es fijado a una cavidad preparada con anterioridad.
    • 260 Incrustacioneq coronas ! puemtes b) Coronas: bloque que repone la totalidad de la parte exlerna de la co- rona de una pieza dentaria y que se frja a una preparación confeccio- nada desgastando ,la corona original (por 1o habitual, Ia preparaciín que se hace en este caso se denomina muñón) o a una preparación creada artificialmente sobre un resto radicular o un implante. c) Perno muñón: bloque que se fija introduciéndolo en el conducto ra- dicular (o los conductos) de una pieza dentaria o en el conducto de un implante, generalmente metálico, integrado al hueso maxilar y que tiene una extensión coronaria en forma de preparación (muñón) que le permite recibir luego una corona. d) Carilla: bloque que se fija a Ia superficie vestibular de r-tn diente an- terior fundamentalmente para mejorar sus aspectos estéticos También se denominan "frentes estéticos" o con la palabra inglesa ueneer (cha- pa o capa exterior). En el desarrollo de esta sección se analizan los diferentes materiales quese emplean en la construcción de incrustaciones,coronas, pernos muñonesy cariilas También se incluyen aspectos de materiales utilizados en algunastécnicas relacionadas con el tratamiento de pacientes que han perdido dien-tes (desdentados parciales o totales en un maxilar o en ambos). La solución en estos últimos casos es el tratamiento que consiste en haceruna prótesis (elemento artificial que repone un órgano o pafie del organismofaltante) En realidad, las restauracioneshacen lo mismo, pero es habitual re-seruar el nombre de prótesis al reemplazo de la totalidad de la pieza denta-ria. En estos casosya se considera que no se está trabajando dentro de la dis-ciplina denominada "operatoria dental" sino dentro de Ia prostodoncia o pró-tesis clental, aunque la línea divisoria no sea neta y suscite controversias. Una prótesis puede ser parclal o completa. Es parcial cuando repone al-gunos dientes de un maxilar y es total o completa cuando repone la totali-dad de las piezas de un maxilar. A su vez, y específicamenteen el caso del tratamiento del desdentado par-cial, las prótesis pueden serfijas o remouibles.Las primeras son "fijadas" (ad-heridas o "pegadas") a dientes remanentes o implantes y el paciente no laspuede retirar. Su expresión más común es el denomina<1o puente od,ontoló-gico en el que los elementos faltantes a reponer son anclados a pilares cons-tituidos por dientes remanentes o implantes. Dado que los materiales que seutilizan en su construcción son, en muchos casos, los mismos qLle se Lrsanen la confección de restauracionesrígidas, también se analizaránen esta sec-ción Las prótesis removibles, en cambio, son colocadas por el profesional, pero elpaciente puede retirarlas y reubicarlas en su boca cuando 1o desea (p. ej., parasu higiene bucal) En,la Sección 5 se incluye un capírulo en el que se cubre e1análisis de algunos materiales de uso específico en este tipo de prótesis. Para entender mejor este tema, es conveniente aclarar cómo se construyeuna restauración rígida o una prótesis fija.
    • Restauraciones indirectas 261 El procedimiento incluye etapas clínicas (con el paciente),y otras no clí-nicas. Estas últimas se efectúan en el laboratorio de prótesis. Lo habitual esque el que se ocupa de esto es el técnico de laboratorio para odontólogoso el técnico en prótesis dental, en quien el odontólogo delega parte de latarea aunque no la responsabilidad frente al paciente. A continuación seenumeran los pasos a seguir. 1) Preparación de la boca (previo diagnéstico e indicación del tratamien- to). Incluye el tallado de dientes remanentes si es necesario y, en ese caso, la contección de una restauración provisoria. 2) Reproducción de la boca. Representa la obtención de los llamados "modelos" a partir de "improntas" o "impresiones" de la cavidad bucal con los materiales que se analizaron en la Sección 3. 3) Registro de la interrelación entre los maxilares.superior e inferior y de ambos con el macizo craneal (registros de posiciones y movimientos mandibulares). 4) Ubicación de los modelos superior e inferior en un dispositivo (deno- minado aniculador) que simula las posiciones y movimientos mandi- bulares. 5) Construcción de la restauración o prótesis en el laboratorio con una o más pruebas en la boca antes de terminarla. 6) Fijación (cementado) de la restauración rígida o de la prótesis fija (Puente)Retención de las restauraciones rígidas Una restauración de inserción rígida debe reunir una serie de condicionespara ser considerada satisfactoria Éstas no difieren sustancialmente de lasqLle se deben tener en cuenta en una restauración plástica. La restauración debe tener y mantener, a lo largo del tiempo, armonia óp-tica (si es posible) y, necesariamente,una forma anatlmtca funcionalmentecorrecta. Además debe brindar el sellado marginal y colaborar en la protec-ción mecánica del remanente dentario. En el análisis de los materiales pararestauraciones plásticas (Sección 2) se ha analizado la relación entre estascondiciones y el logro de adhesión entre material y estructura dentaria Esa adhesión es, obviamente, también necesaria para evitar el desprendi-miento del bloque restallrador y la pérdida de la restauración. Este aspecto, sinembargo, no es tan crítico en las restauracionesplásticas ya que la preparacilndentaria puede tener socavados en los qr-tese introduce el material en estadoplástico y queda reteniclo al transformarse en un bloque sólido En las restauracionesrígiclas,en cambio, las preparaciones no tienen zo-nas retentivas, pues en ella se debe ser ubicar un bloque rígido que no sedeforma cuando se lo inserta. El logro de medios qr-relo fijen en posición eimpidan el desprendimiento es, entonces, fundamental para el éxito clínico.Esto mismo es válido para el cas<¡de las prótesis fijas o puentes.
    • 262 Incttrstttciones, coronótsy puentes En algunas ocasiones, como cuando se colocan restauracionesrígidas o prótesis sobre implantes, puede asegurarseesa fijación por medios mecáni- cos como tornillos que se ajustan a la estructura rntegrada al hueso (os- teoiontegración). En la situación usual y más frecuente, en cambio, se basa la ftjación en Ia utthzación de un material como medio de fijación. Ese material se denomina agente cenxent(tnte con frecuencia, "cemen- o, to". En esta situación, esta palabra se refiere a aquello que sirwe para "ce- mentar" (pegar o unir dos partes). Son varios los materiales que se utllizan con esa finalidad, entre ellos los cementos (ionómero vítreo u otro) y las re- sinas reforzadas (composites) en sus diferentes versiones. Como es de suponer son, en sus aspectos básicos, los mismos tipos de materiales que se usan en la confección de restauracionesplásticas. Una di- ferencia fundamental radica en que la masa plástica es preparada con una menor relación polvo/líquido (menor cantidad de polvo p^ra vna cantidaddeterminada de líquido). Esto es fundamental para obtener una mezcla lobastante fTuidapara ubicarla en el pequeño espacio que queda entre el blo-que restaurador o la prótesis confeccionado fuera de la boca y la superficiesobre la que se lo debe fijar. Una adecuada consistencia (viscosidad) permite al agente cementantefluir con facllidad y lograt un mínimo espesor de película pan no alterar elasentamiento del bloque restaurador o la prótesis.Factores que determinan Ia retención d.e una restauración rígida Diversas condiciones determinan el logro de una adectada y durable fi-jación de una restauracíónrigida o una prótesis fila al remanente dentario oa la estructura que la soporta. Dentro de ellas estála capacidad de adhesión(resistencia adhesiva) del agente cementante a Ia estructura dentaria de so-porte y al bloque restaurador. La resistencia adhesiva de un material a una superficie es la tensión má-xima que puede resistir la unión entre ambos sin que se produzca despren-dimiento. A su vez, la tensión está dada por la relación entre la fuerza invo-lucrada y la medida de Ia superficie sobre la que actúa (en este caso, la su-perficie de contacto o adhesión). Así: resistencia adhesiva : fuerza / superficie De esta ecuación puede deducirse que, para que una restauración o próte-sis no se desprenda durante su Íirncionamiento, no deben generarse fuerzasque tiendan a desplazar el bloque con valor m yot que el producto del valorde la resistencia adhesiva por la superficie de adhesión involucrada. Esto es: a) si, fuerza ( resistencia x superficie, no hay desprendimiento. b) si, fuerza > resistenciax superficie, hay desprendimiento. No todos los agentes cementantes tienen las mismas caracteristicas adhe-sivas. La posibilidad de mayor adhesión (mayor dificultad para separar
    • Restcturaciones inclirectas 263 el agente cementante de las superficies involucradas) permite crear diseños más conserwadoresal disrninuir la cantidad de superficie clentaria necesaria para Iograr adhesión. como en la actualidad se clispone cle nraterialescon alta capacidad de acl- hesión como los composiles,ha sido posible encarar nuevos tipos y diseños de restatrracionesrígidas y prótesis. A veces se habia de restauraciones rígi- clasy prótesis adbesiuaspara diferenciarlas de las ,,convencionales,. Debe destacarseqlle, en este caso, no sólo se hace referencia aIa capa- cidad de adhesión del material (agente cementante) a la superficie dentaria, sino también a la srrperficie (metálica, cerámica u orgánica) del bloqr-reres- taurador (incr-r,rstación, corona, perno muñón, puente) También es necesa- rio tener presente qLle para qr-rela aclhesiónse produzca será necesario pre- parar las superficies involucradas, clentarias(aspecto qlle ya fue analizacloal tratar la adhesión en restallraciones plásticas) y no dentarias, de manera acorde con lo qlle el agente cementante reqlllera Pero la fljación no sólo depende cie la capacidad de aclhesión del agente cementante si una delgada capa cle éste es la que mantiene a la restaura- ción o prótesis en posición y es¿ c^pa se rompe, la restaLlración despren- se de aun cuando quede agente cementante adherido a ella. Ar_rnque esre en caso se lrata de una falla cohesivacn la masa del agente cementanteen lu- gar de una falla adhesiva, igualmente representa un fracaso del tratamrento. Un material, de deigado espesor es capaz de resistir razonabTemente Llien (en función de sus propiedades mecánicas) tensiones compresivas y traccio- nales pero no puede hacerio de la misma fbrma ante tensiones flexurales yde cofte. Si la restauración no asienta adecttadamente en la estrllctura sobrela que se ubica, se producen durante sLlLlso tensiones que tienden a hacer-la "balancear" La consecuencia es la generación de tensiones flexurales y decorte en el agente cementante que producen su fractura y la citada falla co-hesiva y fracaso. No alcanza con utilizar a¡lentes adhesivos con suficiente capacidad adhe- siva para lograr éxito en la fijación de una restauración o prótesis. Ellos de-ben tener adecr.radas propiedades mecánicas y ésta debe estar confecciona-da con un diseño y construida con una precisión (adaptación a la superficiede soporte) que ase¡luren que durante la función no se generen tensionesque el agente cementante no puede soportar. Si bien todos los detalles mínimos a tener en cllenta en este aspecto noserán cubierlos en el texto, se mencionarán algunas formas de preparacióndentaia, técnicas de confección de las restauracionesy técnicas parala pre-paración de sus superficies necesariaspara acanzar adecuadamente los ob-jetivos buscados.Relleno o reconstrucción de una preparación Como ya se dijo, la preparación denfaria para reclbir una restauración rtgi-da o una prótesis fija debe tener un diseño determinado. Entre ot¡os aspectos,
    • 264 Incrustaciones, corows ! puentesese diseño está relacionado con la necesidad del logro de una adecuada fi-jación del bloque restaurador o prótesls. A veces, la pieza dentarra a restaurar puede haber experimentado unadestrucción tal (por caries u otro motivo) que hace imposible realizar unapreparación dentaria correctamente diseñada. Cuandb la situación lo permi-te, se la reconstruye con una especie de restauración plástica parcial sobrela cual se procede a realizar la preparación definitiva para luego seguir conlos pasos clínicos y de laboratorio necesanos. Un material apropiado para ese "relleno" o "reconstrucción" es el cemen-to de ionómero vítreo. La principal razón para ello es su posibilidad de in-tegrarse al remanente dentario a través de mecanismos de adhesión (interac-ción química entre grupos carboxilos de un ácido ionizado en soluciónacuosa). El ionómero que se utlliza paru esto es mejor que sea preparado enuna mezcla espesa (alta relactón polvo/líquido) ya que así las propiedadesmecánicas son superiores. Se puede utilizar un ionómero "convencional" (endurecimiento sólo porreacción ácido base y formación de sal de aluminio entre un polímero de unácido alquenoico y un polvo constituido por un vidrio de fluoraluminosili-cato que libera iones metálicos) o uno "reforzado con resinas" (la reacciónácido base es completada por una polimerización vinílica ya que las molé-culas de polímero de ácido alquenoico en solución acuosa tienen algu-nos grupos con dobles ligaduras) cuya polimerizactón es activada con luz(:470 nm) o en forma química o con ambos mecanismos. Como en otros usos del cemento de ionómero vítreo, para mejorar su ad-hesión al diente, la superficie de éste puede ser tatada con soluciones depolímeros de ácidos alquenoicos o con primers según el producto en parti-cular que se esté empleando. El ionómero es fácil de usar para estas operaciones pero, cuando la situa-ción clínica requiere un relleno de propiedades mecánicas superiores, pLle-de optarse por el relleno previo a la preparación definitiva con un compó-mero o con un composite.Por supuesto, en estos casos se deben seguir to-dos los pasos necesarios de preparación de la superficie dentaria para ase- gurar la correcta adhesión del material a la estructura dentaria y así el com-portamiento mecánico adecuado del conjunto.
    • CotrPosrrES PARA RESTAURACIONES RECTAS INDI tas restauracionesrígidas o indirectas pueden ser confeccionadas con unmaterial de base orgánica. Este material puede constituir la totalidad del blo-que restaurador o recubrir una estnictura realizada con otro material, por logeneral metálico. En la actualidad, el material que se utlhza para obtener ese bloque de ba-se orgánica es un composite (resina reforzada) que responde a las mismascaracteirsticasque se analizaron en los correspondientes capítulos de la Sec-ción 1. Es decir que se trata de un material con una matriz orgánica (obte-nida por polimerización de moléculas preferentemente de peso molecularbastante elevado para viscosidad en la pasta inicial y poca contrac- ^segurarción de polimerización y con dos dobles ligaduras -grupos vinílicos- paraobtener un polímero final de cadenas cntzadas con estabilidad en el mediobucal y características mecánicas 1o más favorables posible). Esa matriz orgánica está combinada con partículas cerámicas (algún com-puesto cerámico) tratadas con un agente de enlace (vinilsilano) para asegv-rar la unión entre ambas fases. El material también contiene los pigmentosnecesarios para lograr la propiedad óptica de color que, junto con la nece-saria translucidez permita obtener armonia óptica en la restauración final. Así como en las que se usan en forma directa (restauración plástica), elmaterial debe tener algírn sistema que permita iniciar 1areacción de polime-rización vinílica (apertura de dobles ligaduras) y que lo acelere convenien-temente. La diferencia, en este caso, reside en que, como el material puedeendurecer en un medio no biológico -polimerización extrabucal- no existela limitación de evitar los daños producidos especialmente por el calor. Por este motivo, los composites que se trabajan -polimerizan- fuera deia boca, pueden contener sólo iniciadores que son activados con calor(p. ej., peróxido de benzoílo a 7O"C) o, más comúnmente, combinando
    • 266 nts. co ron Lts! p uLn I es h tt rus|uc i<.tel calor con presión (por sobre los 100"C y más de una atmósfera comosncede en una autoclave) paru lograr Lln producto final más clenso y conmejores propiedades. En el caso cle que se Llse el fotocurado (esto es bastante frecuente en laactualidad) no son necesarioslas lámparas con filtros que eliminen las radtaciones de longitud de onda mayores cle 470 nnl qlle producen calor al serabsorbidas por los teiidos blandos que contienen agua. Al composite estasradiaciones no le hacen daño sino qlle, por el contrario, al generar algo decalor pueden permitir el logro de propiedades mecánicas algo (aunque nomucho) superiores. Como en el caso de las restauracionesdirectas, al seleccionar un compo-site para incrustaciones hay que evaluar su contribución al logro y mante-nimiento de armonía óptica y forma anatómica en el trabajo final. Por elloes conveniente que los composites para incrLlstacionestengan partíclllas ce-rámicas no muy grandes para mantener el pulido. De hecho, algunos de losprimeros utllizaban sólo sílice coloidal (micropartículas). Esto asegura unamuy btrena armonía óptica, pero como el contenido cerámico es bajo (me-nos del 600/o volumen), desde el punto de vista mecánico pueden resul- entar algo deficientes en zonas de alto esfuerzo oclusal. Hoy existen composites para uso extrabucal con alto contenido cerámicopara a:lwdar a combinar a armonía óptica con adecuada capactdad de man-tener la forma anatómica por su resistencia al desgaste y rigidez. Algunos deellos se comercializan con el nombre de cerómeros (cer¿mic optimized poly- mer, polítrero optimizado con cerámica) u otros nombres que apuntan a su comercialización más que a sus propiedades. Con estos composites puedenconfeccionarse incrustaciones de razonables posibilidades de éxito clínico,así como carillas. No sucede lo mismo con respecto a las coronas o los puentes En estoscasos, especialmente cuando se trata del sector de premolares y molares, esnecesario que la estructura asegure Llna mayor resistencia ante tensiones(fundamentalmente ante las flexr¡rales). Ello puede lograrse colocando elmaterial de base orgánico sobre una estructura metálica previamente cons-truida. Sin embargo, se ha introducido en odontologia una técnica que, alparecer, posibilita Ia realización de restauracionesde este último tipo (espe-cialmente coronas) en composite, En este caso, antes de la realtzación de la corona (o eventualmente elpuente), se coloca una capa de un composite especial sobre la que luego seconfecciona la parfe restante. El composite con el qlle se construye esa pri- mera capa tiene su componente cerámico en forma, no de partículas, sinode fibras cerámicas entrelazadas. Esas fibras (tratadas con vinilsilano) estánorientadas de manera de asegurar las condiciones mecánicas apropiadas enla dirección en la que van a actuar las fuerzas durante el uso de la restaura-ción en el meclio bucal. Este composite reforzado con fibras (FRC o fiber reinforced composite) seadquiere en forma de una lámina de espesor variable que se moldea sobre
    • Cornposites pa.ra restauraciones indirectas 267la reproducción de Ia preparación dentaria y se hace polimeúzar (por lo ge-neral con lwz y calor). Sobre esa "infraestructura" se completa Ia confecciónde la restauración rigida o prótesis.
    • PnocrDrMrENTos DE COI-ADA Existen diversos procedimientos que sirven para obtener un bloque me-tálico con una cierta finalidad. En el trabajo odontológico, ese bloque pue-de ser confeccionado para constituir una incrustación, una corona (o partede ella), un perno muñón, una prótesis flja (o parte de ella), una parte deuna prótesis removible o un implante pata integrarse a las estructurasóseas.Esos procedimientos son: a) labrado, b) torneado o desgastepor algún otromedio y c) fundición o colada. El primero consiste en dar forma a un trozo de metal sometiéndolo a fuer-zas qve permitan genetar tensiones que superen el límite proporcional y,por eso, produzcan deformaciones permanentes. El material metálico em-pleado (metal puro o aleación metálica) debe tener suficiente ductilidad ymaleabilidad (no debe ser frágil) como para poder ser deformado hasta ob-tener el elemento deseado sin que produzca su fractura. Las fuerzas pueden aplicarse en forma de golpes y, en este caso, se acos-tumbra a hablar de forjado. Es la modalidad de trabajo de un herrero cuan-do conforma, por ejemplo, una herradura para un caballo. Otro modo de aplicación de las fuerzas es mediante instrumentos, quepermiten hacerlo de manera progresiva, como es el caso del labrado de unalambre metálico con la utilización de pnzas. Esta forma de obtención de partes metálicas no es de aplicación rutinariaen la confección de restauracionesrígidas. Esto se debe a que no es posibleobtener así, las medidas y formas que aseguren una correcta adaptación dela restauración al remanente dentario, como para que pueda ser adecuada-mente fijada con posterioridad tal como se analizó en el capitulo 24. Hay algunas excepciones en la confección de ciertas coronas proviso-rias (protegen a la preparación dentaria mientras se confecciona la defi-nitiva) y dispositivos utilizados para provocar movimientos de las piezas
    • 270 Incrustaciones, coronóts! puentesdentarias, como los qLre se realizan en los tratamientos ortodónticos( v éas e S ec c i ó n 5 ). El torneado o desÉlaste un trozo metálico para obtener formas y dimen- desiones deseadases posible, pero sólo cuando se lo realiza con la ayuda dedispositivos específicamentecalibrados que, por lo general, son controladospor medio de sistemascomputarizados. Con estos sistemasde diseño y tor-neado con ayuda de computadoras (procedimientos conocidos como deCAD-C,LM,éstas son las iniciales en inglés de diseño asistido por computa-dora y torneado asistido por computadora) se pueden usar para la confec-ción de ciertas restanracionesrígidas o parte de ellas pero, en la actualidad,por su elevado costo no se utilizan mucho. Los bloques metálicos (usualmente de titanio o alguna aleación sobre labase de este metal) son preparados por torneado en forma industrial paraser utilizados como irnplantes osteointegrados.También se pueden ernpleardescargaseléctricaspara un primer desgastede un bloque metáiico que lue-go se termina de conformar por torneado. Sin embargo, en la actllalidad, la manera más frecuente y común de ob-tener restauracionesrígidas con materiales metálicos es confeccionarlas conel restante de los procedimientos, el de fundición o colada, y a éste se de-dicará eI análisis principal.Pasos del procedirniento de colada Para obtener una restauración por medio de este procedimiento seprocede, en primer lugar, a confeccionar una reproducción de aquelloque se desea lograr. Esta reproducción, denominada patrón de colada, serealiza con algún material fácilmente molcleable (un material orgánico,por lo general una cera). Se puede hacer directamente en la boca de r-rnpaciente y, en este caso, se dice que el patrón es confeccionado por elmétc¡do directo. Como podrá suponerse, sólo es posible emplear ese método directo cuan-do la restauración a confeccionar es muy sencilla. En la práctica sólo se uti-liza a veces para confeccionar patrones para pernos muñones En la mayor parte de los casos, los patrones para la confección de restaura-ciones ígidas (o prótesis) coladas son preparados sobre una reproducción delo existente enla cavidad bucal (un modelo obtenido a pafiir de una impresión)y, en esta siruación, se habla de patrones obtenidos por métado indirecto. El patrón de colada obtenido se usa luego para confeccionar un molde.Para ello se lo "envuelve" en una masa plástica que sea capaz de transfor-marse en una masa sólida reproduciéndolo. Esta operación o paso se cono-ce como inclusión en reuestimiento o reuestido y el material empleado se de-nominada reuestimiento. Una vez "fraguada" la masa de revestimiento se procede a eliminar de suinterior el patrón de colada Esto se logra por medio de la elevación de tem-peratura y así el material que constituye el patrón se "quema".
    • Procedim ienlos de colaclot 27 | Queda formado, de este modo, un molde o espacio vacío, cámctra cle co- lacla, que tiene la forma de lo que se desea obtener. En éste se -u.uelcao"cuela" un material metálico en estado líquido (fundido por acción de un au-mento de temperatura) para qLle tome la forma del espacio y, al solidificar,produzca el bloque metálico buscado. Este último paso, la colada propiamente dicha, se realiza con aparatos pa-ra fundir el metal o aleación (p. .j., sopletes)y parafotzarlo,unavez en es-tado líquido, a llenar la cámara de colada ("máquinas para colada" que por1o habitual se basan en el uso de la fuerza centrífuga). Previo a la colocación o fijación en la boca del paciente, el bloque metálicoobtenido es sometido a procedimientos de terminación y pulido adecuados. A io largo de este procedimiento de colada se emplea una serie de mate-riales Para asegurar el éxito del trabajo final se deben conocer y utilizar tres:el material para la confección del patrón, el revestimiento y la aleación me-táIica a colar.Materiales para patrones de colada Como ya se mencionó, estos materiales deben ser fácilmente moldeablespara obtener Ia forma deseada. Usualmente se utiliza un material termoplás-tico, una cera, aLtnquetambién, en ocasiones,se emplean materiales que en-durecen por medio de una reacción de polimerización. Estos materiales, al ser de naturaleza orgánica, permiten su fáci1 elimina-ción por "quemado" a temperaturas no excesivamente elevadas (500.C). Es-ta característicaes fr-rndamentalpara poder dejar e1 espacio vacío en el inte-rior de la masa de revestimiento (cámara de colada) que luego deberá serllenado con el material metálico fundido.Ceras para colad.asComposición propiedades y Las ceras son materiales orgánicos constitLlidospor moléculas que por 1ogeneral se obtienen de vegetales (p ej., carnauba) o de mine¡ales (p. ei., pa- rafina).En algunos casos, esas moléculas son hidrocarburos y, por ende, si-métricas, mientras que en otros son ésteresy, por el contrario, son asimétri-cas. Estasdiferencias en las moléculas determinan diferencias en las propie-dades del material resultante como, por ejemplo, la temperatura de ablanda-miento o ftisión y las característicasmecánicas. En la producción industrial pueden combinarse distintos tipos de ceras(diferentes tipos de moléculas) y agreÉlarse modificadores, como plastifican-tes, para conseguir productos de propiedades variables. Esto posibilita su se-lección de acuerdo con las diversas necesidades de trabajo. Así, por ejemplo, si se desea utlltzar el método directo será necesario se-leccionar una cera que esté "sólida" e indeformable a la temperatura bucal
    • 272 Incnlstacione coronas ! puentes(37"C), pero que pueda ablandarse y modelarse a una temperatura más ele-vada pero compatible con los tejidos bucales G5"C) En cambio, aI vtllizarel método indirecto la cera necesitará estar "sólida" e indeformable sóloa temperatura ambiente y, a su vezj esa "solidez" podrá variat en función dediferentes requerimientos técnicos. En definitiva, se proveen comercialmente ceras con diferentes niveles de"dureza" para patrones de colada. En realidad, la palabra "dureza", en estasituación, se refiere a la temperatura necesaria para ablandarla y la mayor omenor "soiidez" (p. el , módulo elástico y posibilidad de experimentar "es-currimiento" o flotu a una determinada temperatura).Obtencióndel patrón de cera Para esta operación, Ia cera (dura, blanda o del nivel de "dureza" apro- piada) es modelada calentándola a una temperatura que permita su fácil de-formación (que procluzca alto "escurrimiento" o plasticidad). En algunas oca-siones es posible fundida inicialmente y luego modelada cuando alcanza ca-racterísticasmecánicas apropiadas. Para facilitar el trabajo de visualización del área de trabaio, es habitual quelas ceras para patrones de colada tengan incorporados colorantes oscuros(por lo general azul o verde oscuro,). El conformado del patrón se completa por tallado con instrumentos cor-tantes e, inmediatamente después, se procede a continuar con el paso si-guiente, esto es, su inclusión en el revestimiento. Esta operación de "revestido" no debe demorarse porque toda la opera-ción de modelado y tallado se realiza aplicando fuerzas sobre la cera. Lastensiones así producidas quedan "congeladas" y se liberan en función deltiempo Al hacerlo, el patrón se deforma, experimenta una "distorsión", porlo cual la futr-rracámara de colada no toma la fbrma deseada. El bloque me-tálico posteriormente obtenido no adaptará correctamente a 1o existente enla cavidad bucal, de modo que no asentaráo "bailará" afectando la posibili-dad de su adecuada fijación. En resumen, confeccionado el patrón de cera se debe proceder a su in-clusión en el revestimiento antes de que se produzca la distorsión. para patronesResinas Existen comercialmente resinas parala confección de patrones. Se trata deproductos presentados en forma de un líquido (monómero) y un polvo (po-límero con modificadores) La mezcla resultante puede ser razonablemente modelada y, luego de supolimerización (por lo común activada químicamente aunque puede serlo,en algún producto, por luz), tallada. Algunos profesionales encuentran a es-tas resinas útiles en la confección de patrones directos en algunas situacio-nes clínicas (p. ej., en pernos muñones en incisivos y caninos).
    • Procedimientos de colada 273Coladas "compensadas"Cambios d.imensionalcs de colnda El procedimiento de colada permite obtener bloques de materiales metá-licos de formas preestablecidas. Estetipo de trabajo fue utilizado por civili-zaciones antiguas como la de los egipcios y se emplea habitualmente en laindustria metalúrgica y en joyeira. Sin embargo, el trabajo odontológico demanda un procedimiento técnicoalgo más exigente. No es sólo cuestión de lograr una determinada forma, de-ben obtenerse dimensiones que aseguren la adaptación de la restauración ala zona sobre la que debe asentar. Por ello, hay que tener en cuenta los cam-bios dimensionales que se producen en las distintas etapas del procedimien-to dp colada, y ellos deben ser adecuadamente "compensados". Cuando se confecciona el pafrón de colada, se trabala el material por ca-lor (cera) o por polimerizaci1n (resinas). El calentamiento y posterior enfria-miento producen una contracciín ya que el coeficiente de variación dimen-sional térmica de la cera, material orgánico, es elevado (350 - 400 x 10 6) yla polimerización de las resinas también. El patrón, por ello, será más pe-queño de 1o que se pretende obtener en un material metálico. Por otro lado, se llena la cámara de colada con un metal líquido por ca-lentamiento a temperaturas superiores a las de su fusión. En las aleacionesutllízadas en odontología esto puede representar temperaturas en el ordende 1.000 o más grados centígrados. Cuando se enfrían hastala temperaturaambiente también es esperable una contracción. En resumen, todo esto significa que, de no compensarse de alguna ma-nera estos cambios dimensionales, el bloque final puede ser entre 1,5 y 2,Oo/omás pequeño que lo deseable. En una restauración del tipo de una incrus-tación de clase I esto significa que el bloque metálico dejará un espacio ma-yor que el deseable entre su superficie y la de la preparución cavttaria. Enuna restauración del tipo de una corona esto significa que el bloque metáli-co no podrá ser ubicado sobre la preparación (muñón) rcalizada. En ambas situaciones se considera que el espesor del espacio libre, quees el que octpatá el agente cementante, debe estar en el orden de unos25 micrómetros para que la restauración pueda ser fljada con escasos ries-gos de fracaso.Erpansión del reuestimiento La ma¡era de compensar esas contracciones es logrando que Ia cámarade colada aumente de tamaño y lo haga lo suficiente (ni más ni menos) co-mo para que compense la contracción que se produce en el material metá-lico al enfriarse y, si es necesario, la del patrón de colada. Para ello, el material con que se la prepara, el revestimiento, es fabricadocon una composición apropiada. Ésta incluye una sustancia que permite
    • 274 Incrustltciones, coronas y puenteslograr una masa plástica que puede endurecer o fraguar, como se describemás adelante. Además cle ese componente que determina el fraguado ("aglutinante"), elrevestimiento incluye una sustancia que, al ser calentada, experimenta unasignificativa expansión. Esta última sustancia suele ser una forma cristalinade sílice (óxido de silicio) como el crLarzo,la tridimita o la cristobalita Los cristales de estas formas de sílice se modifican al llegar a temperatu-ras superiores a los 100oC(la superioridad depende de la forma en parricu-lar de sílice de la que se trate). Este cambio de forma alfa (a baja tempera-tura) a forma beta (a alta temperatura) es el determinante de una suficiente"expansión térmica" como para compensar las mencionadas contraccionesque se producen en el procedimiento de colada y lograr un bloque metáli-co de dimensiones apropiadas. timientosp ara coIadasReues Como ya se indicó, el revestimiento es el material que se emplea pa-ra confeccionar el molde o cámara de colada. Aclemás, mediante la ex-pansión térmica producida por la transformación de la forma cristalinade la sílice que entra en su composición, permite compensar la contrac-ción de la aleación metálica al enfriarse y, eventualmente, la del patrónde c olad a . Para obtener una masa plástica que permita recubrir el patrón de coladay que luego endurezca (fragüe) debe contener en la composición algún ele-mento "aglutinante". Cuando Ia aleación que va a ser colada funde a no másde 1.000C, se emplea yeso con esa finalidad El revestimiento se adquiereen polvo, que contiene alguna forma cristalina de sílice (por ejemplo, cris- refractarias(soportar altas temperaturas) ytobalita) para tener característicasposibilitar la expansión térmica, sulfato de calcio hemihidratado (general-mente del tipo obtenido en autoclave) y modificadores, como el cloruro desodio (a1r-rda lograr adecuada expansión térmica a la temperatura requeri- ada) y, a veces, algún elemento reductor (para protegeÍ ala aleación de oxi-dación en el momento de la colada). Este tipo de revestimiento se mezcla con agua y su endurecimiento seproduce a p^rtir de la reacción de fraguado que ha sido analizada en losyesos para modelos en el capítulo 20 (solubilización del hemihidrato,reacción con formación de dihidrato y sobresaturación y precipitación desus cristales) Cuando la aleación a colar funde a más de 1 000"C (algunas aleacionescon algo de metal noble, las aleaciones con cromo y algunas base cobre) nopueden utilizarse estos revestimientos. El sulfato de caicio (estructura iónicabase del yeso) se descompone a esas temperaturas generando gases (óxidode azufre) que contamtnana la aleación. Cuando la situación es ésta, se de-ben utilizar revestimientos en los que el aglutinante es diferente y capaz desoportar esas temperaturas superiores a 1.000C
    • Procedimientos de colada 275 Los que se usan habitualmente para estos casos se presentan en for-ma de un polvo que contiene, además de la sílice que cumple la mismay ya descrita función, un fosfato soluble (fosfato ácido de amonio) y óxi-do de magnesio. Al mezclarlo con agua, el fosfato se ioniza, reacciona con el óxido demagnesio y compone un fosfato doble de amonio y magnesio. Como éste esinsoluble, precipita y produce el endurecimiento de la masa (como se habránotado es una reacción de solubilización, reacción y precipitación similar ala que se produce en el yeso y en otros materiales como los cementos). Elcompuesto resiste esasaltas temperaturassin alterarse,por lo que puede uti-lizarse con las citadas aleaciones. Es común que, junto con el polvo de la mencionada composición, seaprovisto un líquido Éste es una mezcla coloidal de sílice que pue<le utllizar-se reemplazando parcial o totalmente el agua para Ia preparación del mate-rial. De esta manera se logra aumentar Ia cantidad de expansión térmica quese produce al calentar la cámara de colada. Se lo emplea cuando el tipo par-ticular de aleación o de diseño del bloque a colar hace necesaria esa mayorexpansión. Otros revestimientos para colar aleaciones de altas temperaturas de fusióncontienen silicatos como aglutinantes. Sin embargo, por la complejidad téc-nica que demanda su uso, raravez son empleados para colar restauracionesrígidas o prótesis Fijas. El conocimiento de estos materiales y del modo de úabajo con ellos esde fundamental importancia para el logro de una restauración aceptable entodos sus aspectos. Si el odontólogo deriva este trabajo debe asegurar qlleel técnico que lo ejecuta tenga presente esta premisa.
    • ^ ALEACIONES PARACOLADAS El procedimiento de colada, anahzado en sus aspectos básicos en el ca- pitulo 26, se utiliza para confeccionar restauraciones rígidas y prótesis conmateriales metálicos. En algunos casos, ese rnaterial constituye a totaltdad de la restauración,como en las incrustaciones y los pernos muñones. En otros, como en lascoronas y las prótesis fijas, también puede ser así. Sin embargo, en mu-chas situaciones y con mucha frecuencia, se complementa una estructurametálica recubriéndola total o parcialmente con un material de base orgá-nica o cerámica. Las razones para ese recubrimiento se encuentran, como es razonable su-ponel en la necesidad de lograr combinar las cancteristicas de forma, quepermite alcanzar una estructura mefáIica, con las catacteristicas ópticas po-sibles de lograr con otros materiales. En definitiva, se busca obtener una res-tauraciórr mecánica y estéticamente satisfactoria. Cuando setrata del caso deuna corona y se recubre su cara vestibular se acostumbra denominarla coro-na con frente estético o corona ueneer (del inglés, chapa o capa exterior). EI material metálico utilizado con estas finalidades es una aleación (com-binación de dos o rrás elementos con característicasmetálicas) que se de-nomina "aleación para coladas dentales". En este capítulo se analizarán losrequisitos que deben reunir, la composición, las propiedades y algunos as-pectos del empleo de las aleaciones para coladas dentales. Se lo hará conaquellas que se usan para la confección de restauracionesrígidas y prótesisfijas totalmente metálicas o recubiertas total o parcialmente con materialesde base orgánica (por lo general composites). En el capítuIo 29 se complefará el análisis de este tema cubriendo losmismos aspectos para las aleaciones utilizadas en estructuras a recubrirtotal o parcialmente con materiales de base cerámica (porcelana) y en elcapítulo J2 para las que se emplean en la confección de prótesis parcia-les removibles.
    • 278 Incrl$tac¡ones, coronas y pLrcnlesCat actetistic as requeridas Una aleación metálica para poder ser empleada en este tipo de trabajosodontológicos, debe reunir una serie de condiciones vinculadas con la reac-ción que puede darse en un medio biológico frente a su presencia y con laspropiedades químicas, físicas y mecánicas.Aspectos d.e tolerancia biológica Como ante el r-rso cuaiquier otro material, se deben evitar dos tipos de dereacciones al colocar una aleación metálica en la cavidad bucal o en cual-quier otra zona del organismo: reacciones inmunológicas y reacciones toxi-cológicas Las primeras están vincllladas con 1a reacción producida en el organismopor la simple presencia del elemento qr-rela desencadena.Estas reaccionespueden cubrir una gama que va desde manifestacionesen el tejido epitelial(piei, mucosas) hasta otras más severas en el resto del organismo. Exlsteneiementos metálicos capaces de producir ese tipo de reacciones en algunaspersonas especialmente sensibles a el1os. Esto no necesariamentecontraindica su uso en la composición de las alea-ciones para coladas dentales, pero hace necesario que el profesional estéatento a la posibilidad de reacciones. Por ello debe explorar, a través de unaadecuada historia clínica, los antecedentes de cada paciente y, ante la dr-rdao ante la presencia de esas reacciones, emplear aleaciones que no conten-gan e1 elemento responsable de e11as. Las reacciones de índole tóxica son diferentes. No se producen por la solapresencia del elemento, en este caso, metálico, sino que éste debe ser vehicu-Iizado para ser incorporado al medio interno. Por este motivo, una aleaciónpuede contener un elemento qlre en sí mismo es tóxico Si ese elemento está"fijo" en 1aestn-lcturade la aleación y permanece en ella no será capaz de pro-ducir una reacción de tipo tóxica. Sí lo hará si, por algún mecanismo mecáni-co o químico, es removido de la aleación e incorporado al medio interno. Para explicar un poco más este concepto, recuérdese qLle en la amalga-ma dental (cap. 77-)se utiliza mercurio que es un elemento tóxico Sin em-bargo, en la amalgama, el mercurio está combinado formando compuestossr-rficientemente estables en el medio bucal. Por otro lado, la posibilidad dedesgastemecánico de Ia amalgama es bastante reducida (por eso se la em-plea en zonas oclusales) Todo esto significa que es muy reducida la canti-dad de mercurio que Lrn paciente con restauracionesde amalgama incorpo-ra a su medio interno Como consecuencia, las restauracionescon amalga-rna resultan seguras desde e1 punto de vista biológico, a pesar cle contenerun elemento reconocidamente tóxico. A su vez esto significa que las posibles reacciones tóxicas a la presenciade una aleación para coladas están relacionadas con las propiedades, espe-cialmente químicas, que ella reúna.
    • Aleaciones Dara coladas 279Propiedade s quírnic.rs Para que una restauración metálica se mantenga inalterable en el mediobucal, la aleaciónpara coladas con la que se la confeccione no debe corroer-se (perder masa por disolución) ni pigmentarse. El segundo aspecto citado, la pigmentación (tarnisb en inglés) se refierea la formación de compuestos en la superficie de la aleación por reaccióncon elementos presentes en el medio donde está ubicada (en nuestro caso,el medio bucal). La pigmentación no necesariamenterepresenta un deterio-ro en cuanto a una pérdida de masa (corrosión) o de propiedades mecáni-cas. En esta situación puede ser tolerable, aunque es desagradable para unpaciente observar que su restauración pierde su aspecto inicial (pulido bri-llante) o toma un color diferente al original. Más perjudicial resulta Ia apatición de corrosión, que es un proceso queconduce a la destrucción química o electroquímica del material. La corrosiónelectroquímica o galvánica se puede producir cuando, en un mismo medioelectrolítico (p. el , Ia saliva), se encuentran dos materiales metálicos con di-ferente potencial de electrodo (posibilidad de transferir electrones al medio).Por ello debe evitarse el uso de aleaciones de composición muy disímil enla boca de un mismo paciente. La corrosión química se presenta cuando se forman óxidos en la superfi-cie de un material metálico que se disuelven en el medio donde está inmer-sa. Como es de suponer, toda aleación de uso en odontologia debe garunti-zar Ia no producción de este proceso de oxidación y corrosión, es decir, de-be garuntizar la no formación de óxidos solubles en el medio bucal. La magnitud de producción de los fenómenos de corrosión está condicio-nada por las caracferisticas del material y las del medio en el que está ubi-cada. Así, una misma aleación metálica puede experimentar un grado dife-rente de corrosión en el medio bucal de distintos pacientes. Toda corrosión representa no sólo una alteración de la restauración en símisma sino que también posibilita que los elementos presentes en su com-posición, que pueden ser tóxicos, sean incorporados al organismo y produ-cir reacciones sistémicasno deseables.Propiedades lftsicas Algunas propiedades físicas son de interés en el caso de las aleacionespa-ra coladas dentales. Las razones para ello están, en algunos casos, vincula-das más con la realización de los procedimientos técnicos de confección dela restauración (colada) que con el desempeño en el medio bucal. Así, la tenxperatura de fusión es de impofiancra porque condiciona eltipo de aparatos necesarios para poder realizar su fusión o el tipo de re-vestimiento que se debe utilizat pan confeccionar Ia cámara de colada.Se volverá sobre estos asDectosaI analizar las técnicas de empleo de es-tas aleaciones.
    • 280 Incr"ustctciones,coronas y puentes El coeficiente de uariación térmica determina qué contracción se pro-ducirá al enfriarse la aleactón desde la temperatura a la que solidifique(que corresponde a la temperatura de fusión) hasta la temperatura am-biente. A su vez determinará el grado de expansiÓn que será necesario al-canzar en el revestimiento para obtener lo que se denomina un bloquecolado "compensado". Tambien hay que tener en cuenta la densidad durante el trabaio técnicode colada. Se ha mencionado en el capítulo 26 que las máquinas que se em- plean para hacer llegar la aleación fundida a la cámara de colada (máquinas para colada), generalmente basan su accionar en la fuena centrífuga. Lafuerza generada en un movimiento circular depende de la velocidad de gi-ro y de la masa que gira. Así, cuanto mayor sea la densidad de una aleación,mayor masa representará un determinado volumen a colar y más fuerza cen-trifuga se generará para vna determinada velocidad de giro. En resumen, es más fácll colar aleaciones de alta densidad. Cuando se em-plean aleaciones de baja densidad, se hace necesario disponer de máquinasque, mediante una mayor velocidad de giro, permitan hacer llegar correcta-mente la aleación fundida a Ia totalidad de la cámara de colada La densidad también determina cuánto pesa un volumen de material da-do. Una restauración pesa tanto más cuanto mayor es la densidad de Ia alea-ción con la que está confeccionada. Si la restar-rración pequeña, ese ma- esyor peso pasará inadvertido para el paciente pero, en prótesis de gran tama-ño, es conveniente tener presente esta propiedad y orientar la selección ha-cia aleaciones de menor densidad que serán mejor toleradas. Además, como los metales son comercializados fijando su valor por peso(por gramo), las aleaciones más densas obligan a utilizar una mayor canti-dad de gramos que las menos densas para vna misma restauración o próte-sis. Este aspecto es de interés cuando se deben calcular los costos del mate-rial a emplear en la realización del trabajo. EI color no es una propiedad física de importancia sustancial en la alea-ciones para coladas. No obstante, algunos pacientes pueden manifestar unacierta preferencia hacia las amarillas o "doradas" mientras que otros puedenhacerlo hacia las "plateadas".Propie dade s tne c dnic a s La restauración o prótesis no debe romperse (adecuada resiste,ncia)ni de-formarse (adecuado rnódulo elástico y límite proporcional) ante las tensio-nes que se generen durante la función. La resistencia es quizás es el aspecto menos crítico. No es difícil obtenervalores suficientes como para asegurar la ausencia de fractura durante la fun-ción. La situación presente en las amalgamas, baja resistencia traccional queproduce posibilidad de fracturas en espesoresdelgados, no se da enlas alea-ciones para coladas. Las necesidades de rigidez (módulo elástico), determinada por la compo-
    • Aleaciones para coladas 281 sición de Ia aleación, y Ia garantia de no deformación permanente son va- riables en diferentes situaciones clínicas. Esta última característica mecánica, límüe proporcional, límite elástico o resistenciaa lafluencia es resumida, por lo general, mediante Ia evaluación de los valores de dureza. Asi, para aleaciones de una determinada composi- ciónbásica, se come¡cializan con frecuencia aleaciones "blandas", "medias", "duras" y "extraduras" (tipos I, II, ilI y IV, respectivamente),que representan valores de límite proporcional sucesivamentemayores. En restauracionespequeñas, y qr-revan a estarsometidas a esfuerzos oclu- sales reducidos (incrustaciones), pueden utilizarse aleaciones "blandas" o "medianas". Esto facilita las tareas de terminación, retoque de pequeños de- fectos y pulidos. En la medida en que aumenten las demandas mecánicas (coronas, prótesis) serán necesarias las aleaciones de mayor "dureza". Aunque así se ve dificulta- do el trabajo se garantiza el mantenimiento y la durabllidad de la restauración. Nótese que no es la duteza en sí misma la propiedad de interés sino lo que ella representa en los materiales metálicos (indicador del límite propor- cional para una determinada composición). Estas aleaciones, como todo material metálico, pueden manifestar un comportamiento no totalmente acorde con la ley de Hooke. Esto se debe a la presencia del espacio intergranular con sus átomos no ordenados (carac- terísticasamorfas). Ese comportamiento viscoelástico, que puede evidenciarse como creep, sólo adquiere significación práctica cuando eI material se encuentra a tem- peraturas próximas a las de su fusión. Como la temperaturas de estas alea- ciones es, según su composición, de algo menos o algo más de 1.000"C,nodebe esperarse que se evidencie creep ni durante su procesado ni durantesu función en la boca de un paciente. Efectivamente, debe tenerse en cuenta que se están analizando las alea-ciones que se utlhzan para restauraciones que se usan solas o con recubri-mientos de base orgánica. El procesado de éstos puede requerir, en el casode materiales de activación por calor de la polimerización, temperaruras queno llegan a superar los 200oC cuando se lo hace bajo presión, 1o que signi-fica estar lejos de las citadas temperaturas de fusión. Por otro lado, durante el uso clínico resulta obvio que la posibilidad detemperaturas que pudieran hacer evidente el fenómeno de creep, es impo-sible de imaginar. La situación es diferente en el caso del recubrimiento de aleaciones conmateriales de base cerámica, tema que se analizará en el capífulo 2!.Composicióny propiedades de las aleacionespaf:a coladas La combinación de propiedades requeridas en una aleación para coladasdentales,puede ser obtenida, con cierta facilidad, partiendo de utilizar meta-
    • 282 Incrustaciones, coronns ! puentesles nobles como base de la aleaciín (la base es el elemento metálico que seencuentra en mayor proporción en la composición). Se consideran nobles a los metales que sólo forman óxidos con dificultad.De esta maflera no se forman fácilmente óxidos que puedan solubilizarse yse garantiza protección contra los mecanismos de corrosión. Los metales que entran en esta categoría son el oro y los seis metales delgrupo del platino (platino, paladio, rodio, iridio, osmio y rutenio). En algu-nas situaciones, el metal plata puede ser considerado noble, pero no en lasituación presente en el medio bucal. De esos siete metales nobles, el oro tiene una temperatura de fusión (oropuro 1.063"C) accesible fácilmente ala situación de trabajo en un laborato-rio para trabajos odontológicos. Por este motivo, ha constituido la base delas aleaciones pata coladas dentales desde que se inició el uso de esta téc-nica a principios del siglo )O(. Sin embargo, el oro y algunos de los metales nobles (especialmente elplatino) son también metales considerados dentro de la categoría de "pre-ciosos". Este término no proviene de la química sino dela joyeria y se usapara describir a los metales de "precio elevado". En la década de 7970, el precio del oro, hasta ese entonces fijo por acuer-dos internacionales, fue liberado y subió a un nivel que hizo necesario bus-car alternativas a las aleaciones con base de ese metal, para poder mantenerla viabllidad económica para rcalizar restauraciones. En la actualidad, y sobre la base de esta presencia de metales nobles enla composición, las aleacionespara coladasdentales se pueden reunir en lostres grupos siguientes: con alto contenido de oro, con algo de contenido demetales nobles y sin contenido de metales nobles.Aleaciones con aho contenid.o de oro En este grupo de aleaciones, el contenido en masa de metal noble (fun-damentalmente oro) es mayor que75o/odel total. Como el oro (1o mismo queel platino) es un elemento de alta densidad, ese porcentaje es necesario pa-ra asegvtar que en la aleación exista un átomo de ese metal noble pot cadaátomo de metal no noble y así se obtenga suficiente capacidad de resistir laoxidación y corrosión enla aleación resultante. El porcentaje de oro u oro y platino presentes (a parth del mínimo ci-tado) y los restantes componentes determinan las propiedades (indica-das por la dureza) posibles de obtener. EI cuadro 27-1 resume lo ante-dicho. Si bien los valores incluidos en a tabla pueden no correspondera una aleación comercial específica, permiten tener alguna idea de lacomposición básica. Puede observarse que el contenido de oro disminuye a medida que au-menta la dureza e, inversamente, aumenta el contenido de cobre. En efecto,el cobre es e1 principal responsable de elevar los valores de las propiedadesmecánicas especialmente el límite proporcional y, por ende, la dureza.
    • Aleaciones Dara coladas 283Cuadro 27-1. Contposición típica de aleaciones con alto contenido dernetales nobles Tipo Paladío ()tros de aleación Oro Cobre Plnta Platino I (blanda) 83 o/o 6 o/o l0 o/o 0,5 o/o Balance II (mediana) 77 o/o 7 o/o 14 o/o 7,0 o/o Balance III (dura) 77 o/o 7 o/o l0 o/o 2,5 o/o Balance IV (e>rtradura) 75 o/o I o/o 1L o/o 4,0 o/o Balance Cuando ese contenido de cobre alcanza una relación con respecto al orocomo se da en las de tipo IV y en algunas de tipo III, se hace posible reali-zar tratamientos térmicos endurecedores y ablandadores. De esta manera sepueden modificar las propiedades (valor del límite proporcional) dentro deun cierto rungo. Estos aspectos se analizaron en el capítulo 4. Ia, plata es incorporada fundamentalmente para confÍarrestar el color rojizoque tiende a otorgar el cobre a la aleaci1n El paladio y, en especial, el platinopermiten elevar los valores mecánicos más allá de lo alcanzado con el cobre yent¡an significativamente en la composición de las aleaciones duras y extraduras. Dentro de los componentes incluidos en la columna "otros", algunos me-recen ser analizados en particular. El cinc se suele utilizar en pequeños por-centajes para proteger a los componentes no nobles de Ia aeación (en es-pecial el cobre) de oxidación durante su fusión. Esto se logra ya que el cincse oxida con mucho mayor faclidad y "roba" oxígeno disminuyendo asi laposibilidad de oxidación del cobre. También se incluyen por Io general pequeñas cantidades (unas décimaspor ciento o menos) de metales como el iridio o rutenio. Por su alta tempe-ratura de fusión acfian como núcleos de cristalización durante la solidifica-ción. Así se obtiene una estructura de granos cristalinos pequeños que esmás favorable sobre todo cuando se deben uttlizar pequeños espesores dealeación (por ejemplo, en biseles). Por este motivo, esos componentes se de-nominan "refinadores de grano". Este conjunto de aleaciones con alto contenido de metales nobles permi-te la realización de casi todos los trabajos odontológicos de estructura total-mente metálica o con recubrimientos con materiales de base orgánica. Sin embargo, su costo es muy elevado (alrededor de $30 por gramo). Ade-más, su alta densidad, conveniente para faclitar la operación de colada, hacenecesaria la utilización de una cantidad de gramos elevada para una determina-da restauración. En conjunto, esto determina una situación de alto costo intrín-seco del trabajo restaurador que hace aconsejable pensar en otras altemativas.Aleqciones con algo de contenido de metalcs noblcs Con la finalidad de reducir el costo de la aleación, se diseñaron aleaciones enlas que el contenido de metal noble es inferior al75o/ode su masa. Lo que se ha-ce es, básicamente, reemplazar de manera parcial o total el oro por el paladio.
    • 284 Inctustaciones, coronas )) puentes Este último es también un metal noble, pero su densidad es bastante in-ferior a la del oro. Por esto no es necesario que su porcentaje en masa enla composición sea tan elevado para asegurar la presencia de suficiente can-tidad de átomos de metal noble. Esa menor densidad, unida a su costo inferior al del oro, significa una do-ble vía de ahorro en el momento de considerar el valor intrínseco de mate-rial utllizado en la confección de una restauración. Efectivamente, el valorde la aleación por gramo es más reducido (hasta la mitad o menos según laaleación en particular) y, por otro lado, se necesitan menos gramos paraconfeccionar una determinada restauractón que si se empleara una aleaciÓncon alto contenido de oro. En otro sentido, la menor densidad las hace más difíciles de colar y deobtener bloques con espesoresdelgados con facilidad. Dentro de este grupo de aleaciones se pueden reconocer tres subgruposen función de su contenido de oro: a) con alrededor de 45-500/o oro (color amarillo menos intenso); de b) con menos de 40% de oro (color amarillo muy claro o plateado); c) sin contenido de oro (color plateado). El contenido de paladio y plata aumenta proporcionalmente a la disminu-ción del contenido de oro y las del subgrupo (c) son, en realidad, aleacionesde plata-paladio (a veces se las conoce como aleaciones de "oro blanco") Las propiedades de estas aleaciones se hallan en el orden del tipo III y IV(duras y extraduras) y, si bien son resistentesa la corrosión, tienen algunatendencia a pigmentarse superficialmente (oscurecerse) que aumenta en lamedida que aumenta el contenido de paladio y disminuye el de oro de lamisma maneta que 1o hace la temperatura de fusión. Este último aspectopuede Ilegar a hacer necesario usar aparalos y revestimientos diferentes delos que se utilizan con las aleaciones con alto contenido de oro, como seanalizará más adelanteAl.eaciones sin contenido de metq.les nobles La manera de abaratar más aun el costo de la aleación (y llevarlo a valo-res de hasta de menos de $1 por gramo) es no utilizar metales nobles en sucomposición. Para que esto sea posible, la aleación debe contener, en sufi-ciente cantidad, algún elemento metálico que, al no ser noble, tenga la po-sibilidad de "pasivarse" y transmitir esta propiedad a la aleación. Recuérdese que la pasivación es un fenómeno que se manifiesta en al-gunos metales no nobles. Consiste en la formación en la superficie deuna capa de óxido de elevada resistencia al desgaste, firmemente adhe-rida al resto de la estructura y no soluble. La presencia de esa capa im-pide la corrosión del conjunto y posibilita ufllizar el material en medioscomo el bucal.
    • Alectciones Dara coladas 285 Este fenómeno se manifiesta significativamente en tres elementos metálicos:el cromo, el aluminio y el titanio. Los dos primeros se emplean en las aleacio-nes para restauraciones rígidas y puentes como las que se están analizando eneste capítulo (al encarar el análisis de las de uso con recubrimientos cerámi-cos se verá que también el titanio puede ser empleado en esos casos).Aleacionescon cromo Estas aleaciones contienen aproximadamente entre 13 y 25o/o cromo deque es el responsable de brindar la pasivación que las protege de corrosióny permite slr uso en el medio bucal (incluso también en el medio interno enla consolidación de fracturas, válr.rrlas cardiacasy otros usos médicos). Pueden reconocerse dos subgrupos dentro de estas aleaciones:las de ba-se níquel y las de base cobalto (recuérdese que la base de Llna aleación esel elemento presente en mayor proporción). Las aleaciones de níquel/cromo contienen 60 a 80o/o níquel, cantidades demenores de molibdeno (4-50/o) algunos otros elementos en cantidades muy yinferiores Estas aleaciones tienen propiedades mecánicas similares a las detipo IV (extraduras). Una diferencia significativa con las aleaciones con me-tales nobles está en su valor de módulo de elasticidad. En las aleaciones deníquel-cromo es prácticamente el doble que en las aleacionesde metales no-bles (200 vs. 100 GPa). Esta mayor rigidez es de interés en el caso de las res-tauraciones y, especialmente, las prótesis de gran extensión porque permi-ten reducir los volúmenes en los que deben ser confeccionadas. Su densidad es la mitad de la de las aleacionesnobles (5-7 vs. !3-14 g/cm3),lo cual, junto con Ia mayor temperatura de fusión (superior a los 1.200-1.300"C),hace más complicada la operación de colada. El níquel es un metal que tiene posibilidades ciertas de provocar reaccio-nes alérgicas. Se considera que alrededor del 5o/o las personas (el dato depuede variar algo según qué comunidacl se considere) que pueden presen-tar reacciones principalmente en las mucosas o Ia piel. Sólo en estos casos de intolerancia inmunológica es de interés buscar laalternativa de las aleaciones de cobalto-cromo que tienen composición simi-lar pero, obviamente, con presencia de cobalto en lugar de níquel. En loscasos habituales, ello no es conveniente para el caso de las restauracionesrígidas y prótesis fr1a,ya que son fodavia más difíciles de trabajar (más du-ras en su superficie) que las de níquel,/cromo y, por supuesto, que las demetales nobles. La situación cambia en el caso de las orótesis removibles co-mo se analizará en el capítulo 32.Aleacionesde cobre-al mi n io u Una alternativa de costo muy reducido son los denominados "bronces dealuminio". Se trata de aleaciones base cobre (85-88%o) con poco menos delI0o/ode aluminio. Este último es responsable de la oasividad de la aleación.
    • 286 Incrustaciones, coronas y puentesSin embargo, si bien pueden utilizarse con cierta seguridad en el medio bu-cal, su comportamiento en medios electrolíticos es inferior al de las otrasaleaciones citadas (base metal noble y con cromo). Además de esos metales, estas aleaciones contienen porcentajes menoresde níquel, hierro y otros metales. Debe tenerse presente que no deben con-tener cinc ya que, con la presencia de este elemento, aparecen las posibili-dades de corrosión. Las propiedades mecánicas son similares a Ias aleaciones duras y su tem-peratura de fusión supera algo los 1.000"C.Fusión y colada Para fundir y colar las aleaciones analizadas se utilizan aparatos específi-cos. Con las aleaciones con base de metales nobles, y especialmente con lascon alto contenido de oro, esa aparutología puede ser sencilla debido a sualta densidad y temperatura de fusión inferior a los 1.000"C.Así, pueden serfundidas con simples sopletes de aire comprimido y gas común (de la reddomiciliaria) y coladas con máquinas relativamente sencillas. Las aleaciones de mayor temperatura de fusión requieren sopletes quecombinen el uso de gas común con oxígeno o aun gas acetileno con oxíge-no o generando el calor a través de la inducción eléctrica. En definitiva, Ias aleaciones de menor costo pueden demandar reves-timientos más costosos y aparatos y técnicas más complejos, que debenser ejecutadas correctamente por quien se ocupe de llevar a cabo el pro-cedimiento. El profesional que realiza los procedimientos clínicos y que, con frecuen-cia, deriva la rcalización de los procedimientos de laboratorio debe tener encuenta estos aspectos. Sólo con la correcta realización y con la adecuadacoordinación de ambos aspectos de la confección de la restauración rigidao prótesis se puede alcanzar el resultado clínico satisfactorio que se busca.
    • PoncrLANACeti¡nica Los materiales cerámicos están constifuidos por átomos metálicos y no metálicos. Pueden estar ligados por uniones iónicas y/o covalentes y tener estructuras ordenadas (cristalinas) o no ordenadas (vítreas). Este último as- pecto (el ordenamiento atómico en la estructura) es de fundamental impor- tancia para el tema por analizar. Además, Ia palabra cerámica sirve para referirse a la técnica o al arte de fabncar vasijas y otros objetos de barro o arcTIla,mezclando agua con tierra. La consolidación de ese barro o arcilla, a la que se le da forma por moldea- do y que permite construir un objeto "sólido", se logra por medio del calor (cocción). Este arte y esta técnica nacieron casi con la humanidad, ya que las anti- guas civúizaciones muchas veces son reconocidas a pafiir de objetos cerá-micos encontrados en excavaciones y ruinas. Este hecho demuestra tambiénla estabilidad química y física del material que le permite mantenerse a tra-vés del tiempo, 1o cual está relacionado con Ia naturaleza de las uniones quí-micas de Ia estructura. Existe un tipo par-ticular de cerámica (en el sentido del arte y la técnica)que se catacteriza por su aspecto más delicado. Se conoce como porcelanay su detinición es: "Loza (barro fino cocido) fina, transparente, clara y lus-trosa". Las porcelanas, en general, se obtienen a parfir de tres materias primas fun-damentales: caolín (una arcilla de fórmula aproximada 2SiO2.NzO3.2HzO), cvarzo (una forma cristalina de sílice, SiO) y feldespato (un alumino-silica-to que contiene potasio y sodio y que en Ia forma de feldespato potásicoresponde a la fórmula 6sio2.Al2o3.K2o).
    • 288 Incntstaciones, coronc$ ! puentes El feldespato, presente en las porcelanas, a:¡uda a formar la fase vítrea(por fusión del feldespato cristalino). Durante la fusión de esas materias pri-mas, el cLrarze disuelto en el vidrio feldespático; sin embargo, pueden en- escontrarse en la estructura, cristales de cuarzo que no llegaron a disolverse. El caolín, como arcilla, permite obtener la masa moldeable para el traba-jo y se integra al feldespato a realizar la consolidación térmica o cocción.Contenidos de caolín mayores al 5o/o la masa determinan Ia aparición de enuna fase cristalina denominada mullita que tiene un efecto opacificante En Ia porcelana tradicional, la que habiualmente se utiliza para los artículosdomésticos como vaji.lla,coexisten estrulcruras cristalinas(cuarzo sin disolve¡ mu-[ita) y amorfas (vidrio feldespático). Esa estructura también puede ser descritacomo un vidrio cerámico (feldespato), con cristales de nalxaleza cerámica. Los cristales pueden ser incorporados durante la fabricación industrial o for-marse durante el proceso de fusión (un ejemplo es la formación de los ya men-cionados cristales de mullita) La presencia de esos cristales hace que las pro-piedades de la porcelana difieran de las del vidrio original sin cristales. Así, sila estructura es totalmente amorfa (vidrio) puede presentarse transparente (amenos que no esté pulido en su superficie o que se le incorporen pigmentosque absorban parte de la radiacrón de luz y otorguen un color determinado). La porcelana es un tipo de estructura cerámica en la que coexisten un vi-drio y cristales. Como éstos refractan a luz de manera diferente al vidrio, elcamino que ésta recorre en la estructura se ve afectado. El resultado final espérdida de transparenciaque puede determinar translucidez, u opacidad, se-gún la cantidad y el tipo de cristales presentes y su índice de refracción Por otro lado, una estructura cerámica tiene elevada resistenciaa la com-presión pero escasa resistencia a Ia tracción, al cofie y, especialmente, a laflexión (una lámina de vidrio no admite ser flexionada sin fracturarse). La ra-zón para estas características mecánicas está en las imperfecciones o defec-tos (dislocaciones) que existen en la estructura de todo material. La presen-cia de dislocaciones modifica el comportamiento mecánico que podría espe-rarse en una estructura sin ellas. En materiales como los metálicos, las dislocaciones pr-redenpropagarse alinducir una tensión. Así, se puede producir una deformación permanentesignificativa antes de una fractura (maleabilidad, ductilidad, tenacidad). Enlos materiales cerámicos esto no es posibie, sea por la presencia de unionescovalentes que hace difícil desplazarlos o, si existen enlaces iónicos, porqueestarían acercándose iones de igual carga, que tienden a rechazarse. Por lo tanto, en los materialescerámicos,las dislocacionesno se trasladanpor movilización de átomos como en los materialesmetálicos. Esto determinaque, si se aplica una fuerza suficiente,la dislocación se propaga haciendo unarajadttra, y se produce así la ruptura prácticamente súbita del material, sin nin-guna deformación permanente previa (fragilidad, falta de tenacidad). Se ha cornprobado que, en los materiales fiágiles, los defectos presentespueden ser consideraclosconcentradores de tensiones y así amplifícar local-mente la tensión externa. En estas zonas habría, en consecuencia, una
    • Pr¡rcelanct 289ruptura de las ligaduras atómicas, ruptura que se propaga hacia las zonaspróximas en el material. De este modo, el valor de la tensión en la punta dela fisura que se inició en un defecto es superior al de Ia tensión aplicada. Enestas zonas, el fenómeno de ruptura es catastrófico y se propagá rápidamen-te en el material. La incorporación de cristales en un vidrio hace que la propagación de esosdefectos o rajaduras se vea dificultada o detenida. Sólo pueden propagarse sison capaces de atravesar o "rodear" al cristal. Por eso en una porcelana (com-binación de vidrio y cristales), la resistencia flexural resulta superior a la del vi-drio que se empleó para producirla. También en este caso, el aumento logra-do en esa resistencla vatará en función de la cantidad y el tipo de cristales in-corporados Cuanto más resistentes (duros) sean éstos, más difícil será atrave-sarlos con la dislocación) y mayor será la resistencia final. Otro aspecto adicional es que, para que ese aLlmento en las propiedadesmecánicas se manifieste, es necesario que las dos fases presentes en la por-celana (vidrio y cristales) estén unidas. Sólo de esta manera pueden actuaren conjunto y obtenerse propiedades intermedias entre las de arnbos. La si-tuación es similar a la que se dan en otros materiales con dos fases diferen-ciadas (p. ej , fases orgánica y cerámica de un composite que deben estarunidas a través de nn agente de enlace). Para poder obtener una porcelana aceptable,el vidrio y los cristalesutiliza-dos deben ser compatibles (p. e, , tener parecido coeficiente de variación di-mensional térmica para no separarseni generar tensiones residualesdnranteun calentamiento o enfriamiento). El feldespato y el crrarzo son compatiblesy, por ello, han sido las bases de las porcelanasmás comunes desde qr-re fue-ron inventadas por los chinos en el siglo II antes de nuestra era.Porcelana dental o ceráfirica dental La porcelana se usa en odontologia para construir restauracionesrígidasy prótesis, sola o como recubrimiento de estnlcturas metálicas (porcelanafundida sobre metai). Se hace referencia a este material con la denomina-ción de porcelana dental o cerámica dental, aunque este último término de-nota la técnica de empleo junto con el material en sí mismo. La composición básica responde a la descripción realizada antes y puedeser, de modo resumido, considerada un vidrio con carga reforzadora. La di-ferencia fundamental entre la porcelana o cerámica dentai y la utilizada conotras finalidades, como ia porcelana "decorativa", estuvo tradicionalmentedada por la diferencia en el contenido de caolín (arcilla) Esta sr¡stancia(re-presenta más del 50o/o la masa en las porcelanas no dentales) permite la demanipulación y modelado pero, debido a que genera la ya citada formaciónde cristales mullita, determina un resultado final muy o totalmente opaco.Esta situación, que no afecta su Llso en la confección de, por ejemplo, vaji-lla, sí la hace no compatible con las necesidades de armonía óptica en lostrabajos odontológicos
    • 29O Incntstaciones, coronas y [ruentes Ias porcelanas dentales conüenen escasao nula canüdad de caolín pero sí pig-mentos (óxidos metálicos como los de hierro, cobre, manganeso, cobalto, etc)que otorgan diferentes colores e, incluso, compuestos que brindan propiedadesde fluorescencia similares a la de las piezas dentarias (habitualmente compues-tos de los elementos conocidos como "üeras raras" en la tabla periódica). Esta diferente composición de las porcelanas dentales determinada por lapresencia del feldespato como componente fundamental, da origen durantela fusión de los constituyentes a la formación, a partir de esa sustancia, deun vidrio feldespático y cristales de leucita. Éstos tienen un índice de refrac-ción similar al del la fase vítrea por lo que se obtiene adecuada translucidezpara el trabajo odontológico. En la actualidad, la cerámica dental o porcelana dental responde a com-posiciones bastante diversas y puede, por estos motivos, definírsela como unmaterial compuesto por óxidos metálicos que es conformado y luego con-solidado por medio de un tratamiento térmico a alfa temperatura y en cuyaestructura final se diferencian fases amorfas (vidrio) y cristalinas (cristales). Esta definición indica la nafuraleza cerámica del material (presencia de óxi-dos metálicos), la presencia de dos tipos de fases en su estructura (vidrio y cris-tales) y la necesidad de la acción de temperaturas elevadas para su empleo.Tipos y clasificación de las porcelanas dentales La necesidad de calor para el empleo ha hecho que, tradicionalmente, sehayan clasificado las porcelanas dentales en función de la temperai)ta a quedeben ser llevadas para poder realizar el trabajo (es común hacer referenciaa esta temperatura como temperatura de "fusión" aunque el proceso no esrealmente una fusión como se analizará más adelante). Así se acosrumbra hablar de porcelanas dentales de: Alta fusión Aprox. 1.300C Media fusión 1.100-1.300"c Baja fusión 850-1.100C Muy bafa fusión < 850C En realidad, hoy se utilizan sólo las de baja y muy baja fusión en la con- fección de restauraciones y prótesis. Las de mayor temperatura de fusión se emplean (poco en la actualidad) para la fabricación industrial de dien- tes artificiales. La citada clasificación tiene una cierta utilidad, ya que indica el tipo de aparato (horno) que será necesario para alcanzar esas temperaturas y tra-bajar con una porcelana en particular. Sin embargo, no permite estimarlas propiedades, por ejemplo las mecánicas, que pueden esperarse en lamasa final. En efecto, las propiedades mecánicas no están determinadaspor la temperatura ala que se realiza el trabajo, sino por el tipo y can-tidad de cristales presentes en la estructura bifásica. y esas propiedades
    • Porcelana 291mecánicas son las que determinan la posibilidad de uso de una porcela-na en particular. Así, por ejemplo, en una carlIla o incrustación, la porcelana está razo-nablemente apoyada sobre la estructura dentaria remanente y una eleva-da resistencia flexural puede no ser demasiado critica. En una corona o,con mayor razón en un puente, una resistencia flexural elevada es abso-lutamente necesaria para que no se produzca la fractura de la restaura-ción durante el uso. Por ello resulta más útil, en función del reconocimiento de las posibilida-des de empleo de las distintas porcelanas o cerámicas dentales en diferen-tes situaciones clínicas, clasificarlas en función de los componentes o el mo-do de llegar a su estructura final.P o rc e lan a fe ld.esp áti.c a Como se indicó, feldespato es un mineral que se encuentra en la natura-Ieza y es una mezcla de óxidos de potasio, sodio y aluminio en determina-das proporciones; su fusión da lugar al vidrio feldespático y cristales de leu-cita. Esta estructura tiene alta translucidez, pero los cristales no tienen unefecto rcforzador significativo. Su resistencia flexural, por ello, no llega a 100 Mpa, lo que hace que só-lo puedan ser utilizadas en restauraciones que no reciban elevados esfuer-zos oclusales. Una alternativa es usarla como recubrimiento de otras estruc-turas cerámicas o metálicas y con Ia finalidad de combinar sus condicionesmecánicas favorables con las características ópticas deseables de la porcela-na feldespática.Porcelana con aho contenldo de leucito. Si se modifica la composición y el tratamiento térmico empleado en la fa-bricación, se pueden obtener cristales de leucita en cantidad y tamaño ade-cuados para lograr un mayor refi¡erzo mecánico de la estructura final. Así se obtiene un aumento de los valores de resistencia flexural (puedensuperarse los 100 MPa), lo que permite realizar restauracionessometidas aesfirerzos mayores (por ejemplo, algunas coronas). Como la presencia deesos cristales de leucita quita algo de translucidez a la estructura final, pue-de recurrirse a confeccionaÍ una estructura inicial (núcleo o casquete que re-cubre una preparación dentaria o muñón) y luego recubrirla con una porce-Iana feldespática común.Porcelana con alútnlna Para poder confeccionar coronas en zonas de elevado esfuerzo oclusal, y even-ualmente puentes, se hace necesario que la resistencia flexural sea más elevaüde lo que puede lograrse con las porcelanas feldespáücas con leucita.
    • 292 Incnrstaciones, coronas y puentes La manera de conseguirlo es incorporando cristales de mayor "duteza" ycompatibles con el vidrio para detener así las dislocaciones y disminuir lasposibilidades de fractura. Unos cristales que reúnen esas características son los de alúmina (óxidode aluminio, Al2O3) que es uno de los minerales de mayor dtreza que estáen la naturaleza (sigue al diamante en la escala Mohs de dureza). En la medida en que se incorporan esos cristales en cantidades cre-cientes, una porcelana aumenta proporcionalmente su resistencia (la al-tamente resistente parte cerámica de las bujías de los motores a explo-sión, está construida con una porcelana con muy elevado contenido dealúmina). En odontología |ray porcelanas (también denominadas porcelanas "alumí-nicas" o "aluminosas") con 350/o,500/o hasta más del 800/o su masa constitui- y deda por cristales de alúmina. Su resistencia flexural puede superar los 200 MPae incluso IIegar a casi 500 MPa (por supuesto, según el contenido de alúmi-na del producto en particular) En función de ello, puede set utilizada paradiversas restauracionesy, las de mayor resistencia,para algunos trabajos deprótesis fija. El inconveniente de la incorporación de cristales de alúmina radica ensu índice de refracción de la luz. Es completamente diferente al del vi-drio y, por ello, su presencia en la estructura final hace perder transluci-dez y, eventualmente, determina opacidad (cuando el contenido de alú-mina es elevado). Como es de imaginarse, esto significa que las porcelanas con alúmina sonuttlizadas para confeccionar núcleos o casquetes que luego son recubiertos,total o parcialmente según las necesidades de armonía óptica de la restaura-ción en particular, con una porcelana feldespática compatible (de similar va-riación dimensional térmica).Vitriocerdmicqs Un tipo particular de cerámica dental es aquella en la que se trabaja ob-teniendo una estructura (por ejemplo, una carilla o una incnrstación) de vi-drio. Para esto se funde un vidrio de composición específica y se lo cuelaen un molde de revestimiento de maneta similar a como se procede para co-lar una aleación metálica. Obtenida la pieza de vidrio se Ia somete a un tratamiento térmico atemperaturas superiores a 1.000C durante varias horas. Con esto, parte delos átomos del vidrio se ordenan formando cristales y determinando Iaformación de una estructura bifásica (porcelana). Los cristales son simila-res a la mica o a la hidroxiapatita según la composición particular del pro-duc t o de q u e s e tra te . Las propiedades mecánicas que se alcanzan son superiores a las de unaporcelana feldespática pero no tan elevadas como las logradas enlas q.uetienen alto contenido de cristales de alimina.
    • Porcelana 293Propiedades qu-tmicas Debe tenerse presente que el vidrio de la estructura de las porcelanaspuede ser disuelto con medios químicos apropiados (p. ej., ácido fluorhídri-co). Esta última caructerisfica es útil para producir un "grabado" de la super-ficie de la porcelana (no es posible lograrlo en aquellas que contienen muyelevado contenido de alúmina, más del 80%). Así es posible a:¡udar a adhe-rir materiales de base orgánica (composites) a ella, lo que se aprovecha pa-ra fiiar las restauraciones al remanente dentario o para Íeparar algunos de-fectos en restauraciones de porcelana. Una reacción similar de disolución del vidrio se produce por la acción degeles de compuestos de flúor acidulados como los que se usan en topica-ciones. Este hecho debe tenerse presente para evitar dañar las restauracio-nes de porcelana durante la realización de procedimientos preventivos.Técnicas de trabaio Se analizarán someramente algunos aspectos de las técnicas que se em-plean con mayor frecuencia en el trabajo con porcelana teniendo en cuentaque este tipo de tareas requiere una capacitaciÓn específica.Sinterizado Es ésta la fécnica de uso más frecuente para el trabajo en cerámica den-tal. Se parte básicamente de un polvo que se convierte en una masa sólidapor elevación de temperatura en un horno. N realizar la "cocción" de la por- celana, el vidrio feldespático que forma parte de la estructura del polvo seablanda y fluye lo suficiente como para causar la coalescencia de sus partí-culas y la unión de todas ellas entre sí. Habitualmente se habla de que se lleva la porceana a su temperattrra defusión; sin embargo, debe notarse que sólo la superficie de las partículas 11e-ga a algo similar a la fusión. Por este motivo, el nombre específico para elprocedimiento es sinterizado. Paru trabajarlo así el material es provisto en forma de un polvo. Éste seobtiene industrialmente calentando los componentes apropiados previamen-te molidos. Por ejemplo, en la porcelana común se lo hace con feldespato(70-850/o), cuarzo (I0-300/o) pequeñas cantidades de caolín (0-50/0) y hasta quese alcanzauna temperatura aIa cual la masa toma un aspecto de líquido dealta viscosidad (las uniones primarias hacen que no sea posible lograr algomuy parecido a Lln líquido verdadero). De esta manera, el cuarzo se mezclay se disuelve parcialmente en el feldespato y, si existe caolín, se produieuna reacción entre él y el feldespato La masa fundida es enfriada rápida-mente y se obtiene la "frita". Ésta es molida junto con los pigmentos y opa-cificadores, 1o que constituye el paso final en la obtención del polvo de por- celana dental. En muchas porcelanas dentales modernas del tipo feldespático
    • 294 Incnstaciones, coronas y puentesla composición es algo distinta (sobre todo en lo relativo al contenido de cuarzo) y el polvo final puede ser considerado como constituido exclusiva-mente por vidrio de feldespato y cristales de leucita formados a partir de é1. La frita molida se adquiere en el comercio y el que va a vtllizarla es porlo general el técnico de laboratorio. En realidad, y para un producto deter-minado, se provee un conjunto de recipientes (avío) con polvos con algu-nas diferencias de importancía en su composición. Algunos contienen cantidad suficiente de cristales de alúmina para poderconfeccionar con ellos los núcleos o casquetes de mayor resistencia. Otroscontienen menos o no contienen esos cristalespara poder recubrir al núcleoy obtener las propiedades ópticas requeridas. Estos últimos pueden teneropacificadores como para imitar la dentina y otros los tienen en menor can-tidad paru imitar al esmalte dental. Incluso se proveen frecuentemente polvos que sólo contienen vidrio (fel-despato) y pigmentos como para confeccionar una pequeña capa superficialsobre la restauración y obtener el aspecto último deseado (se lo acostumbraa denominar "glaseador"). Cada uno de estos polvos, a su vez, es provisto con diferentes pigmentose identificado con algún código que corresponda a una guía de colores queel profesional uttliza para indicar cuál es el más apropiado para el caso clinico en particular. Para confeccionar las restauraciones o las prótesis, se mezcla el polvoapropiado paru cada porción con agua destilada y se obtiene una pasta quese puede modelar. EI agua debe ser destilada para que no contenga sustan-cias extrañas que podrían afectar el color final de la restauración. A vecesson provistos líquidos orgánicos especialesque permiten obtener una masade consistencia de más fáciI trabajo. Tanto el agua como el líquido especialsólo cumplen la función de formar una pasta trabalable. No generan ningúntipo de reacción con el polvo y se eliminan en el momento de la cocción,lo que determina una contracción (disminución de volumen) que se suma ala que puede producirse como consecuencia de Ia consolidación del polvoen una masa compacta (sinterizado). La masa o pasta así obtenida es llevada (en general, con a1uda de un pin-cel) sobre el modelo de trabajo En realidad, sólo se la lleva directamente so-bre el modelo si éste es refractario (modelo de algún tipo de revestimiento) ypor ello puede ser colocado en el horno para la cocción de la porcelana. De no ser así, se debe adaptar primeramente sobre el modelo una delga-da (unas pocas décimas de milímetro de espesor) lámina conocida como"matrtz" confeccionada con un material muy maleable y de temperatura defusión superior a aquella a la que se va a llevar la porcelana al horno. Porlo general, se utiliza para ello una lámina o folio de platino aunque, con al-gunas porcelanas, podtia ser de oro. La porcelana es colocada sobre esta lá-mina ("matriz o folio de platino u oro") y llevada con ella a la cocción Antes de colocarla en el horno,la masa modelada es sometida a una vi-bración suave para eliminar la mayor cantidad posible de agua o líquido
    • Porcelana 295específico. Aunque así se disminuye la contracción, aún tiene ésta unamagnitud significativa. La manera de compensarla es realizaf la cocciónpor etapas. Luego de una primera se agrega material y se realiza una se-gunda y así sucesivamente según sea necesario. Por el aspecto que va to-mando Ia masa luego de cada cocción se acostumbra a denominar bizco-chado a cada una de ellas. El régimen de calentamiento y enfriamiento en el horno y la temperaturapara cada cocción deben realizarse siguiendo las instrucciones del fabrican-te ya que dependen de la composición en particular de cada producto. En la actualidad, los hornos para rcalizar este trabajo tienen acoplados sis-temas que permiten hacer "vacio" (en realidad, disminución de la presióncon respecto al ambiente) en algún momento de la cocción. Así, al reinsta-Iarse posteriomente la presión ambiente, Ia masa se compacta y se eliminanlos poros o, por lo menos, disminuyen su tamaño. La porcelana final resul-ta más densa y con propiedades ópticas y mecánicas más favorables. Resumiendo, para confeccionar una restauración o prótesis, la porcelanano se coloca en un solo paso, sino que se combinan tres o más polvos condiversa composición (y propiedades finales) y diversos colores y transluci-dez. El núcleo central se hace con porcelana opaca y, generalmente, con al-to contenido de alúmina. La mayor parte con polvo "dentina" o "cuerpo",que es también algo opaco y contribuye a darle color a la restauración. Porúltimo, en incisal y en proximal se coloca un polvo más translúcido, justa-mente para imitar 1o que sucede en un diente natural en esas zonas. Cadacapa requiere una o más cocciones (bizcochados). Una vez terminado el proceso de sinterizado (una corona, por ejemplo,requiere normalmente, por lo menos, tres cocciones), se obtiene la restaura-ción. Para eliminar cualquier rugosidad o porosidad superficial (y, algunasveces, luego de una prueba en la boca para comprobar Ia adaptaci1n y laforma lograda) se rcaliza el glaseado de la porcelana. Con él se obtiene unacapa exferta lisa, brillante e impermeable, y la restauración adquiere un as-pecto más natural. Una manera de hacerlo es utilizar un glaseador que, co-mo se dijo antes, es un vidrio de baja fusión que se aplica sobre la restau-ración después de terminadalaúlttna cocción. En el horno se procede a al-canzar su fusión. Otro modo de obtener la superficie lisa y brillante consiste en prolongarun poco más la duración de la cocción final de la porcelana con lo que sefunde la parte superficial del material, y se logra el glaseado. El inconvenien-te es que esa fusión superficial puede hacer perder la forma anatómica pre-viamente obtenida.CoIada AI describir los distintos tipos de porcelana se mencionó la vitrio-cerá-mica. El material es provisto comercialmente en forma de bloques de vidrioque se funden y cuelan en un molde o cámara de colada confeccionada en
    • 296 Incrustaciones, corona.s y puentesun revestimiento específico a partir de un patrón. El vidrio es luego trata-do térmicamente para convertirlo en una estructura bifásica por su crista-Iización parcral. El bloque cerámico así obtenido es "pintado" con un vidrio pigmentado(esmalte o glaseador) para obtener las característicasópticas finales. Tam-bién es posible confeccionar un núcleo que luego es recubierto con porce-lana utilizando la técnica de sinterizado ya descrita.Inyección Algunas porcelanas (en especial las que tienen alto contenido de leu-cita) son provistas en forma de bloques (por lo común cilíndricos) quepueden ser ablandados por calor. Con aparatos especiales se logra esecalentamiento y la masa ablandada es inyectada en un molde (podría serllamado "cámara de inyección") hecho en un revestimiento a partir deun patrón. Si es necesario, la pieza obtenida es coloreada con esmaltes o recubiertacon porcelana por sinterizado.Infiltrado con uid.rio Para poder conseguir un alto contenido de cristalesde alúmina y, así, unamuy elevada resistenciaflexural (casi 500 MPa) puede emplearse una técni-ca particular. Por un lado, se suministra un polvo de cristales de alúmina especialmen-te preparado. Con él se hace una mezcla con un vehículo líquido y se mo-dela un casquete o estructura. No se lo utiliza para confeccionar toda unarestauración ya que, por la elevada cantidad de cristales de alúmina, el re-sultado final es extremadamente opaco En un horno se logra una parcialsinterización del polvo (unión de las partículas sin llegar a su fusión) con loque se obtiene un bloque poroso y no muy resistente. Sobre ese bloque se coloca un polvo de vidrio (mezclado con un vehícu-lo) que, al ser fundido en un horno, se introduce (se "infiltra") en los espa-cios entre los cristales Así, la est nctura que era de una fase (cristales) setransforma en bifásica (cristales y vidrio) y adquiere sus propiedades mecá-nicas finales. Luego se procede a su recubrimiento con porcelana por sinterizado paraobtener la forma y las características ópticas finalesTollad.o o tornead.o Con detenninados componentes y regulando el tamaño de la fase cristalina,es posible obtener porcelanas que pueden ser talladas o torneadas sin que seastillen o fracturen. Para el Lrsoen odontología se proveen estos bloques de por-celana en distintos tamaños acorciescon la restaLlraciónque se desee obtener.
    • Porcelana 297 El tallado se realiza por medio de tornos con fresas que son dirigidos por un programa computarizado. Las maneras que se pueden utilizar paru qtte el programa establezca la forma a obtener son dos. En uno de ellos esto puede hacerse rcalizando el diseño en una compu- tadota, a partir de la información que se obtiene "leyendo" (con cámaras y progfamas que registran y digitalizan la información) las formas existentes, directamente de la cavidad bucal de un paciente o de un modelo. Con la información almacenada se procede a diseñar la forma a obtener, en la panfalla de un monitor El procedimiento se denomina diseño asistido por conTputaudora con la sigla CAD. o Concluido el diseño, se da la ordenpara que el programa correspondien- te "dirlja" el accionar del torno; es el torneado o maquinado asistido por computadora o cAM. Esta técnica de cAD-cAM permite obtener restauracio- nes de porcelana en pocos minutos y en el mismo ambiente clínico. Otra posibilidad es que, con la a;ruda de una computadora y el programa correspondiente, un torno "copie" la forma de un patrón en un bloque de porcelana Este procedimiento es similar al que se utiliza pan copiar una lla- ve. En un lugar del aparato se ubica el patrón, en otra el bloque a tallar y IaI computadora y el programa se ocupan del resto. Resumen Como se ha anahzado, combinando el uso de distintos tipos de porcela- nas o cerámicas dentales es posible rcalizar trabajos odontológicos que com- binan adecuadas posibilidades mecánicas y ópticas. Debe tenerse presente la necesidad de compatibilidad entre los produc- tos que se combinan (p.ej., porcelanas para nítcleo y para recubrimiento o esmalte), especialmente en relación con sus propiecladestérmicas (coeficien- te de variación dimensional térmica) Las posibilidades pueden ampliarse aun más con la técnica de recubri- miento de estructuras metálicas con porcelana (cerámica o porcelana sobre metal), que se analizará en el próximo capítulo.
    • METAL PoncrLANAsoBRE Al analizar los aspectos relacionados con el material denominado por-celana o cerámica dental, se ha descrito cómo se pueden combinar enuna restauración las necesidades mecánicas y ópticas. Se utilizan, paraesto, materiales con estructuras diferentes en sus distintas partes: un nú-cleo de resistencia elevada (usualmente porcelana con alto contenido decristales de alúmina) y un recubrimiento de adecuada translucidez (por-celana feldespática). Otra opción consiste en confeccionar con el procedimiento de colada unaestructura con un r.rraferialmetálico, dejando espacio suficiente en las zonasque se quieren recubrir. Una vez que se completa esa infraestructura (y por Io general despuésde su prueba enla boca del paciente para constatar su correcta adaptacióny forma) se termina el trabajo con una porcelana de propiedades ópticasapropiadas (porcelana feldespática). Ésta se trabaja a partir de un polvocon el que se prepara una masa que puede ser modelada recubriendo laparte metálica tal como el caso clínico lo demande. Luego se lleva el con-junto a un horno para porcelana (con posibilidades de generar "vacio") yse procede a realizar el sinterizado (lulgarmente, "fusión" o "cocción") dela porcelana. Para que el trabajo final resulte satisfactorio es necesario, como en tantasotras situaciones en que se combinan materiales,que se genere una adecua-da unión (adhesión) entre la estructura metálica y la cerámica y que ambastengan propiedades que las hagan compatibles para que esa unión no sepierda en ningún momento. A lo largo de este capítulo se analizarán algunos aspectos de las pro-piedades y composición de las porcelanas y las aleaciones a utllizar enesta técnica.
    • 300 Incn taciones, coronas y puentesPorcelanals para la técnica sobre metal La porcelana que se utiliza "cocida" (o sinterizada) sobre estructuras me-táhcas debe reunir cierlas condiciones. Una, fundamental, está relacionadacon su coeficiente de variación dimensional térmica que no debe ser muydistinto al del metal sobre el que se la procesa ("funde"). De no ser así, alenfriarse a temperatura ambiente desde la temperatura a la que fue realíza-da la "cocción" (sinterizado), pueden generarse tensiones que separan am-bas estructuras o que producen rajaduras y roturas (inmediatas o mediatas)en la estructura cerámica Las fases presentes en la porcelana están determinadas por las proporcionesen las que se encuentran sus componentes y por el tratamiento térmico a quesean sometidas. Regulando de manera adecuada estos factores para que se veafavorecida la formación de cristales de leucita, se consigue elevar el coeficien-te de dilatación de estas porcelanas por las propiedades térmicas de esta fase.Así, cuanto mayor es el porcentaje de estos cristales presente, más alto es el va-lor del coeficiente de dilatación, y puede adecuárselo a la necesidad mencio-nada de los sistemas donde se combina la porcelana y el metal. En resumen, la relación leucita/vidrio determina el valor del coeficiente fi-nal de la porcelana. Como el valor requerido puede variar en las diferentescapas de porcelana que se ubican sobre Ia estructura metálica pan lograrque el cerámico úabaje en compresión, esa relación puede variar en el pro-ducto en particular tllizado en cada una de ellas. Comercialmente, la porcelana que se usa sobre metal es provista en pol-vo pata preparur una pasta que se modela sobre Ia infraestructura metáIicapreviamente confeccionada. El polvo es "opaco" (contiene opacificadorescomo óxidos de estaño, titanio o circonio) y permite confeccionar una pri-mera capa que enmascara el metaL Sobre ella se coloca la mezcla de colo-res y opacidad necesarias para obtener la armooia óptica deseada.Aleaciones para porcelana sobre metalPropi.edade s re queridas Las propiedades generales que han sido analizadas al tratar el tema de lasaleaciones de uso en coladas dentales son también de aplicación en este ca-so como, por ejemplo, lo vinculado con la tolerancia biológica (evitar lasreacciones inmunológicas y tóxicas). También estas aleaciones deben asegurar su estabilidad en el medio bu-cal (ausencia de corrosión) pero, en este caso, esas propiedades químicasadquieren una dimensión especial. En efecto, para no corroerse no debenformar óxidos solubles en el medio bucal. Sin embargo, junto con este re-quisito en este caso es necesaria la formación en su superficie de óxidosque sean solubles en la fase vítrea de Ia porcelana, en el momento en queésta es "fundida".
    • Porcelana. sobre metal 30 | La disolución de los óxidos en el vidrio (que fluye en estado semilíquidodurante la cocción de la porcelana y moja la superficie del "metal") y su pos-terior enfriamiento y solidificación conjunta es lo que determina el logro dela adhesión química entre la estructura metáIica y la cerámica. Para que la unión lograda a úavés de esa capa de óxido no se pierda, esnecesario que la aleación tenga un coeficiente de variación dimensional tér-mica similar al de la porcelana que se va a colocar sobre ella. Esta combinación de propiedades térmicas es de fundamental importan- cta para el éxito final, y sólo utilizando la combinación apropiada de alea-ción y porcelana se logra. Significa que el que construye o indica la cons-trucción de la restauración de porcelana sobre metal, debe tener claro queno se puede usar cualquier aleación de cualquier composición con cualquierporcelana de cualquier composición. Otra propiedad de impofiancia está vinculada con la temperatura de fu-sión. La aleación debe tener una temperatura de fusión bastante más eleva-da (preferentemente varios cientos de grados centígrados) que la necesariapara la "fusión" de la porcelana. Este requerimiento está vinculado con la necesidad de evitar que la es-tructura mefálica se encuentre, en el momento de ser colocada en el hor-no para ser recubierta con a porcelana, a temperaturas próximas a las desu fusión. Si así fuera, estaúan dadas las condiciones para que se mani-fieste un comportamiento no totalmente elástico, generado por la presen-cia de la estructura amorfa en el espacio intergranular. En una situaciónde esta nafuraleza, el propio peso de Ia estructura metálica, sumado al pe-so de la masa de porcelana colocada sobre ella, sería suficierÍe para pro- ducir creep. La deformación así producida determinaría un cambio de laforma, una deformación, que alteraría su correcta adaptaci1n en la cavi-dad bucal, previamente constatada. Esa temperatura de fusión necesariamente elevada (bastante superior a los1.000"C) contraindica el empleo de revestimientos con yeso para los procedi-mientos de colada y obliga al empleo de aquéllos con aglutinantes de fosfatos. Por último, y ya vinculado con el funcionamiento del conjunto en la bo-ca y con la acción de las fuerzas de oclusión sobre é1, la aleación metálicadebe brindar un soporte de elevada rigidez a la porcelana. Ésta es del tipofeldespático y cualquier deformación es suficiente para que se produzca sufractura debido a su escasaresistencia flexural. (Recuérdesela situación deuna lámina delgada de vidrio apoyada sobre una mesa de elevada rigidez osobre el colchón de una cama.) Por ello, las aleaciones paÍa porceiana so-bre metal deben tener elevados valores de módulo elástico. En resumen, una aleación a ser tttllizada en la técnica de porcelana fr-rn-dida sobre metal debe (además de reunir las condicionés generales requeri-das a cualquier aleación de uso en odontología): a) Ser capaz de formar óxidos solubles en el vidrio de la porcelana que será "fundida" sobre ella.
    • 302 Incn$taciones, coronas y puentes b) Tener un coeficiente de variación dimensional térmica compatible con el de la porcelana que será "fundida" sobre ella. c) Tener una temperatura de fusión bastante más elevada de aquella ne- cesaria para la "fusión" de la porcelana que se va a utllizar para su re- cubrimiento. d) Poseer un módulo de elasticidad suficientemente elevado paru brindar un soporte de adecuada rigidez a Ia porcelana.Compo sición y propie dade s Las aleaciones que se utilizan en la técnica de "porcelana fundida sobre me-tal" pueden ser clasificadas según su composición. El criterio es similar al quese emplea con las aleaciones para coladas dentales de uso para restauracio-nes totalmente metálicas o para recubrimientos con materiales de base orgá-nica. Así puede hablarse, en primera instancia, de aleaciones de base noble yde base no noble y, dentro de cada una de ellas, establecer subgruposAleacionesde basenoble Como su nombre lo indica, en estas aleaciones los principales compo-nentes son metales nobles. Estos metales se caracterizan por no formar óxi-dos con facilidad y, por ello, estas aleaciones deben necesariamente incluiren su composición alguna cantidad de elementos aleantes (metales) capa-ces de formar óxidos superficiales que puedan ser disueltos por el vidriode la porcelana. Todas las aleaciones de este grupo contienen un porcentaje (70o/o me-onos) de estaño o indio. Los óxidos que ellos son capaces de formar en lasaleaciones son los que permiten la adhesión de la porcelana por el mecanis-mo descrito. La composición genética de las aleaciones de este grupo se muestra en elcuadro 2)-7 que no incluye los citados elementos formadores de óxido. Co-mo se puede ver, dentro de esta categoria existen dos subgrupos que segúnla base, pueden ser oro o paladio. Las primeras son de costo más elevado tanto por su valor intrínseco co-mo por su mayor densidad que obliga al empleo de mayor cantidad de ma-sa para una restauración de un determinado volumen. Dentro de ellas, las más utilizadas son la que contienen sólo oro y paladío(además de los metales que producen la formación de óxidos, por supues-to). La incorporación de plata aumenta las posibilidades de decoloración dela porcelana que luego es colocada sobre la infraestructura metálica. Nótese que estas aleaciones no contienen cobre o lo contienen en por-centajes muy bajos a diferencia de las aleaciones que no son para ser recu-biertas con porcelana. El cobre disminuye la temperatura de fusión en susaleaciones con oro lo que favorece la posibilidad de creep durante lacocción del material cerámico. Además, su presencia modifica el color
    • Porcelana sobre metal 303Cuadro 29-1. Composición típica de las aleaciones de base noble paraporcelana fundida sobre metal Pldtino Paladio PIata Cobalto I5 5 53 27 16 39 35 57 1.9 48 ¿oPaladio 60 28 2 79 78 10del óxido superficial, 1o que produce una tendencia a que aparezca un co-lor verde que puede afectar las propiedades ópticas del trabajo final. Las aleacionesbase paladio con plata son las más conocidas dentro de esegrupo. No deben ser confundidas con las de plata/paladio (mayor conteni-do de plata que de paladio) que se usan en restauracionestotalmente metá-licas o con recubrimientos de base orgánica. Las aleaciones de paladio/co-bre y de paladio/cobalto rara vez se emplean en nuestro medio. Este subgrupo de aleaciones representa una alternativa más económicaque las aleaciones del subgrupo anterior aunque, si no se tttlizan técnicascuidadosas, pueden observarse decoloraciones o pigmentaciones en la por-celana que es cocida sobre ellas. Al usar estas aleaciones de base noble debe asegurarsela formación de luna adecuada capa de óxido para obtener una adecuada unión porcelana-metal.Aleacionesde baseno noble con cromo En estas aleaciones, la presencia de cromo es responsable tanto de la pa-sivación que asegura la inalterabilidad en el medio bucal como de la forma-ción de óxido soluble en el vidrio que permite la unión metal-porcelana. La base de aleación puede ser níquel (componentes principales: níquel,62-780/o;cromo, 13-220/0, molibdeno: 4-9o/o)En algunos productos comercia-les se incorpora poco menos del 2o/o berilio para modificar propiedades detales como facilidad de colada, tamaño de grano y control del espesor de lacapa de óxido. La presencia de berilio obliga a fomar precauciones durante la operaciónde fusión y colada y durante el acabado y pulido. La inhalación de gases opolvo de este elemento produce reacciones tóxicas en la piel o de tipo res-piratorio que pueden resultar graves. Para los casos de pacientes en los que se detectan reacciones inmunológi-cas a la presencia de níquel se comercializan aleacíones con cromo pero debase cobalto (componentes principales: cobalto, 52-55o/o;cromo: 25-28Vo).
    • 304 Incnl.sta.ciones, coronas y puentes Las principales ventajas de las aleaciones con cromo para la técnica deporcelana sobre metal están dadas, además de su bajo costo, por su eleva-do valor de módulo de elasticidad (prácticamente el doble del de las alea-ciones de base noble) y su reducido creep motivado especialmente por sumuy elevada temperatura de fusión. Estas propiedades las hacen especial-mente útiles en la confección de puentes de tramo largo (reemplazo de doso más piezas dentarias). También su baja densidad a¡ruda a que el trabajoconstruido no tenga un elevado peso aun cuando sea de gran extensión. Cuando se emplean estas aleaciones debe cuidarse no generar capas de-masiado gftresas de óxido Esas capas gruesas tienden a romperse (fracturacohesiva), con 1o que se separa porcelana con óxido de metal con óxido.Aleacionesde basetitanio (no noble) El titanio, al ígual que el cromo, forma un óxido pasivador que puede serdisuelto por un vidrio y producir la unión metal-cerámica. En la acualidadexiste un creciente interés en el uso de titanio como material de restaura-ción, principalmente por su alta biocompatibilidad determinada en parte porla altísima resistencia a la corrosión que posee este material, producto de lapasivación (formación de una capa de óxido que protege a ciertos metales).Esto, a su vez, se debe ala elevada afinidad del titanio por el oxígeno: a lospocos nanosegundos (10-e segundos) de estar expuesto a Ia atmósfera, el ti-tanio comienza a formar una importante capa de óxido inerte y muy adhe-rente sobre su superficie, que lo protege. Estas capas son especialmenteinertes al ataque electroquímico. Sin embargo, existen algunos problemas, fodavia no del todo resueltoscon la colada, la soldadura y con la adhesión del titanio a Ia porcelana. Porun lado, el titanio fíene baja densidad, lo que dificulta su colada. Para ellose han fabricado máquinas de colada que pueden desarrollar aceleracionesde hasta veinte veces la de la gravedad (paru compensar Ia poca fuerza cen-trifuga generada por la baja densidad). A su vez, resulta difícil encontrar el revestimiento apropiado para utllizardurante la colada. El titanio funde a 1.700"C y es complicado encontrar unrevestimiento que soporte esas temperaturas sin reaccionar con la superficiedel metal durante Ia colada. Otra desventaja del titanio es su bajo módulo de elasticidad. Debido a es-to, el titanio está contraindicado en la rcalización de infraestructuras metáli-cas para puentes con tramos extensos. A causa de la elevada afinidad del titanio por el oxígeno, el sinterizadode la porcelana tiene que llevarse a cabo a menos de 800C, para prevenirla oxidación excesiva del titanio. Esto ocurre porque la continua oxidacióndel titanio durante la sinterización de la porcelana, hace que su óxido setransforme en no adherente, dificultando la unión del metal con la porcela-na. Por esta razón se han desarrollado para esta aplicación porcelanas demuy baja fusión (inferior a 850"C).
    • Porcelana sobre metal 305 Para superar algunas de estas dificultades, una empresa ha desarrolladoun sistema comercial para la construcción de coronas y puentes (en generalde tres piezas). rJt1liza, en lugar de la colada, una máquina de molido paraduplicar troqueles en grafito. Luego, el troquel de grafito se emplea comopatrón para formar la porción interna de la corona. Para esto, se usa un lec-tor láser, que "lee" los márgenes de terminación del tallado del troquel degrafito, y transmite esta información a una computadora. Es decir, que lacomputadora "incorpora" la forma y los límites exactos de la preparacióndentaria y, a su vez, transmite Ia información a una máquina de desgaste pordescargaseléctricas y posterior fresado. Con esta información, la máquinapuede daile al casquete de titanio la forma externa e interna. La compañia responsable de este sistema es la que fabrica los casquetes.Como la información (es decir, el modo de la preparación en el troquel) pa-sa del lector láser a una computadora, esa información se puede enviar aúa-vés de un módem (sistema de comunicación entre computadoras que utili-za una línea telefónica convencional) desde el lugar en el que se esté "tra-tando" al paciente hasta el lugar, sede de la compañía. De esa manera, casi en el acto, la compañia recibe toda la información quenecesita para fabricar un dtrplicado del troquel en grafito y el casquete me-tálico que enviará a vuelta de correo. Luego, al recibir el casquete,el técnicode laboratorio lo cubre con una porcelana compatible de muy baja fusión.Otras alternatiuasde estntcturasmetalicaspara porcelana Aunque su uso es muy poco frecuente, debe mencionarse que existen sis-temas en los que se confeccionan delgadas estrucruras metálicas con lámi-nas de platino o con oro por electrodeposición. Después de oxidadas con-venientemente se las recubre con porcelana. En estos casos, las propiedades mecánicas del conjunto son obtenidas apartir de la formación de una capainferna en la restaunción en la que noes fácil generar y propagar rajaduras.
    • SomnDURA Como se ha descrito en capítulos anteriores las partes metálicas son ob-tenidas por medio de los procedimientos de colada, labrado y, aunque estoes mucho menos frecuente en la actualidad, por tallado de bloques a úavésde mecanismos computarizados. Cuando se confeccionan dispositivos o aparatos complejos o extensos,(p.ej., puentes odontológicos extensos o ciertos aparatos ortodónticos) pue-de ser conveniente confeccionar partes de ellos y luego unirlas para conse-guir el trabajo final. Esa unión de partes confeccionadas en materiales metá-licos se realiza por medio de una soldadura. Como resultado de este procedimiento las partes quedan unidas o adhe-ridas en función de la generación de enlaces metálicos entre ellas. Cuandoesto se logra directamente, y sin interposición de ninguna sustancia entreambas, se habla de una soldadura autógena. En la mayoria de los trabajos,la unión se logra sobre Ia base de la interposición entre las partes de unaaleación paru soldar o simplemente "soldadura", que en estado líquido flu-ye entre ambas. Puede considerarse que esta técnica de soldadura por alea-ción es un procedimiento de adhesión en el que se emplea un adhesivo denaitraleza metálica. Como en cualquier otra situación en la que es necesario generar adhe-sión, deberá tenerse presente para lograr un buen resultado adecuado, queno basta disponer de un adhesivo adecuado (en este caso aleación para sol-dar) sino que las partes a unir deben ser preparadas adecuadamente. Porello, las condiciones que debe reunir una aleación para soldar y Ia superfi-cie sobre la que acrúe son básicamente las mismas que se han analizado endiversos capítulos de este texto cuando se describieron situaciones de em-pleo de mecanismos de adhesión. Así, es necesario que la aleación paru soldar en estado líquido tenga po-sibilidad de fluir y "mojar" las superficies que debe unir para que se puedangenerar las uniones químicas que produzcan la adhesión. En estado sólido,
    • 308 Incntstaciones, coronas ! puentespor otro lado, deberá tener las propiedades químicas (ausencia de corrosión)y mecánicas como para que la unión no se deteriore o se pierda durante eluso. AI mismo tiempo, las superficies a unir deben tener energía superficial,asegurada por la ausencia de contaminación, suficiente como para dejarse"mojar" por la aleación para soldar en estado líquidoAleaciones para soldar La composición de la aleación para soldar está determinada por la com-posición de las partes metálicas sobre las que se la pretende utilizar. En pri-mer lugar, ello está condicionado por la necesidad de que Ia aleación pansoldar pueda fluir y "mojar" con facilidad a una temperatura por lo menosun centenar de grados inferior a la temperatura de solidus de la aleación queconstituye las partes. De lo contrario, seria imposible realizar la operaciónde soldadura sin destruir, por lo menos parcialmente, esas partes. Por eso, para seleccionar La aleación a soldar es fundamental conocerla composición de la que se utilizó para confeccionar las partes a unir.Cuando se prevé realizar operaciones de soldadura debe seleccionarse,para Ia confección de las partes, una aleaciln metáIica en la que el res-pectivo fabncante indique, y eventualmente provea,Ia aleación que se de-be emplear para ello. En una descripción general se usan aleaciones para soldar, de base noble,para soldar partes confeccionadas con aleaciones de base noble. Para soldarlas de base no noble deben seguirse las directivas del proveedor de la alea-ción. Un caso interesante es la soldadura de partes de acero inoxidable que,al perder su pasividad ante temperaturas no muy elevadas (véase cap. 4), re-quiere aleaciones para soldar que sean líquidas a temperaturas relativamen-te muy bajas (p. ej., aleaciones de plata-cobre). El caso de la soldadura de partes que están confeccionadas en porcelanasobre metal o en una aleación metálica a ser luego recubierta con porcela-na necesita algunas consideraciones adicionales. Si la soldadura es realizadaantes del recubrimiento debe preverse que esa zona tendrá que soportar lastemperaturas a las que luego será llevada Ia porcelana para su "cocción",manteniéndose estable. Si se efectúa después de recubrir las partes con por-celana, la aleaciín para soldar debe fluir a temperaturas que no afecten a laestructura mefálica ni a la cerámica. En estos casos también es necesario dis-poner de indicaciones de los fabricantes de los materiales involucrados conrespecto a la selección de esa alea