Un cemento de ionómero de vidrio ( GIC ) es un material de restauración dental utilizado en odontología como material de obturación y cemento de fijación , [1] incluso para la fijación de brackets de ortodoncia . [2] Los cementos de ionómero de vidrio se basan en la reacción de polvo de vidrio de silicato (vidrio de calcioluminofluorosilicato [3] ) y ácido poliacrílico , un ionómero . En ocasiones se utiliza agua en lugar de un ácido, [2] alterando las propiedades del material y sus usos. [4] Esta reacción produce un cemento en polvo de partículas de vidrio rodeadas por una matriz de elementos fluoruro y se conoce químicamente como polialquenoato de vidrio. [5] Hay otras formas de reacciones similares que pueden tener lugar, por ejemplo, cuando se utiliza una solución acuosa de copolímero acrílico/ itacónico con ácido tartárico , lo que da como resultado un ionómero de vidrio en forma líquida. También se puede utilizar una solución acuosa de polímero de ácido maleico o copolímero maleico/acrílico con ácido tartárico para formar un ionómero de vidrio en forma líquida. El ácido tartárico juega un papel importante en el control de las características de fraguado del material. [5] Los híbridos a base de ionómero de vidrio incorporan otro material dental , por ejemplo, cementos de ionómero de vidrio modificados con resina (RMGIC) y compómeros (o composites modificados). [5]
La dispersión de neutrones no destructiva ha demostrado que las reacciones de configuración del GIC no son monótonas, con una eventual tenacidad a la fractura dictada por el cambio de la cohesión atómica, las configuraciones interfaciales fluctuantes y la dinámica interfacial de terahercios (THz). [6]
Está en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud . [7]
El cemento de ionómero de vidrio se utiliza principalmente en la prevención de la caries dental . Este material dental tiene buenas propiedades de unión adhesiva a la estructura del diente, [8] permitiéndole formar un sello hermético entre las estructuras internas del diente y el entorno circundante. La caries dental es causada por la producción bacteriana de ácido durante sus acciones metabólicas. El ácido producido por este metabolismo provoca la degradación del esmalte dental y de las estructuras internas posteriores del diente, si la enfermedad no es intervenida por un profesional dental, o si la lesión cariosa no se detiene y/o el esmalte se remineraliza por sí solo. . Los cementos de ionómero de vidrio actúan como selladores cuando se producen fosas y fisuras en el diente y liberan fluoruro para evitar una mayor desmineralización del esmalte y promover la remineralización . El fluoruro también puede obstaculizar el crecimiento bacteriano al inhibir el metabolismo de los azúcares ingeridos en la dieta. Lo hace inhibiendo varias enzimas metabólicas dentro de las bacterias. Esto conduce a una reducción del ácido producido durante la digestión de los alimentos por parte de las bacterias, evitando una mayor caída del pH y, por tanto, previniendo la caries. [ cita necesaria ]
Existe evidencia de que cuando se usan selladores, solo el 6% de las personas desarrollan caries en un período de 2 años, en comparación con el 40% de las personas que no usan selladores. [9] Sin embargo, se recomienda que en la práctica se aplique el uso de barniz de flúor junto con selladores de ionómero de vidrio para reducir aún más el riesgo de caries dental secundaria. [10]
La adición de resina a los ionómeros de vidrio los mejora significativamente, permitiendo mezclarlos y colocarlos más fácilmente. [3] Los ionómeros de vidrio modificados con resina permiten una liberación de fluoruro igual o mayor y hay evidencia de una mayor retención, mayor resistencia y menor solubilidad. [3] Los ionómeros de vidrio a base de resina tienen dos reacciones de fraguado: un fraguado ácido-base y una polimerización por radicales libres . La polimerización por radicales libres es el modo de fraguado predominante, ya que ocurre más rápidamente que el modo ácido-base. Sólo el material activado adecuadamente por la luz logrará un curado óptimo . La presencia de resina protege el cemento de la contaminación del agua. Debido al menor tiempo de trabajo, se recomienda colocar y dar forma al material lo antes posible después de mezclarlo. [5]
Los selladores dentales se introdujeron por primera vez como parte del programa preventivo, a finales de la década de 1960, en respuesta al aumento de casos de fosas y fisuras en las superficies oclusales debido a la caries. [9] Esto llevó a que Wilson y Kent introdujeran los cementos de ionómero de vidrio en 1972 como derivados de los cementos de silicato y los cementos de policarboxilato. [5] Los cementos de ionómero de vidrio incorporaron las propiedades liberadoras de fluoruro de los cementos de silicato con las cualidades adhesivas de los cementos de policarboxilato. [4] Esta incorporación permitió que el material fuera más fuerte, menos soluble y más translúcido (y por tanto más estético) que sus predecesores. [5]
Inicialmente, los cementos de ionómero de vidrio estaban destinados a la restauración estética de los dientes anteriores y se recomendaban para restaurar preparaciones de cavidades de Clase III y Clase V. [8] Ahora se han producido nuevos desarrollos en la composición del material para mejorar las propiedades. Por ejemplo, se favorece la adición de partículas de metal o resina al sellador debido al mayor tiempo de trabajo y al hecho de que el material es menos sensible a la humedad durante el fraguado. [8]
Cuando se utilizaron por primera vez los cementos de ionómero de vidrio, se utilizaron principalmente para la restauración de lesiones por abrasión/erosión y como agente cementante para reconstrucciones de coronas y puentes . Sin embargo, esto ahora se ha extendido a las restauraciones oclusales en dentición temporal, restauración de lesiones proximales y bases y revestimientos de cavidades. [4] Esto es posible gracias a las nuevas y cada vez mayores formulaciones de cementos de ionómero de vidrio.
Uno de los primeros CIV comercialmente exitosos, que empleaba vidrio G338 y fue desarrollado por Wilson y Kent, sirvió como material de restauración sin carga. Sin embargo, este vidrio resultó en un cemento demasiado quebradizo para su uso en aplicaciones de soporte de carga, como en los molares. Se ha demostrado que las propiedades del G338 están relacionadas con su composición de fases, específicamente la interacción entre sus tres fases amorfas Ca/Na-Al-Si-O, Ca-Al-F y Ca-POF, según se caracteriza por pruebas mecánicas, diferenciales. calorimetría de barrido (DSC) y difracción de rayos X (XRD), [11] , así como modelado químico cuántico y simulaciones de dinámica molecular ab initio . [12]
Cuando se comparan los dos selladores dentales , siempre ha habido una contradicción en cuanto a qué material es más eficaz para reducir la caries. Por lo tanto, existen reclamaciones en contra de la sustitución de los selladores a base de resina, el estándar de oro actual, por ionómero de vidrio. [13] [14] [15]
Se cree que los selladores de ionómero de vidrio previenen la caries mediante una liberación constante de fluoruro durante un período prolongado y las fisuras son más resistentes a la desmineralización, incluso después de la pérdida visible del material sellador; [9] sin embargo, una revisión sistémica no encontró diferencias en el desarrollo de caries cuando Los GIC se utilizaron como material para sellar fisuras en comparación con los selladores a base de resina convencionales; además, tiene menos retención a la estructura del diente que los selladores a base de resina. [dieciséis]
Estos selladores tienen propiedades hidrófilas, lo que les permite ser una alternativa a la resina hidrófoba en la cavidad bucal generalmente húmeda. Los selladores a base de resina se destruyen fácilmente por la contaminación con saliva.
Se adhieren químicamente tanto al esmalte como a la dentina y no necesariamente requieren preparación/retención mecánica y, por lo tanto, pueden aplicarse sin dañar la estructura dental existente. Esto los hace ideales en muchas situaciones en las que la preservación de los dientes es lo más importante y con técnicas mínimamente invasivas, particularmente empastes de Clase V donde hay un área más grande de dentina expuesta con solo un anillo delgado de esmalte. Esto a menudo da como resultado una retención y una vida útil más largas que los empastes de resina Clase V.
Se adhieren químicamente al esmalte y la dentina, dejando un espacio más pequeño para que entren las bacterias. Especialmente cuando se combina con fluoruro de diamina de plata, esto puede detener la caries y endurecer la caries activa y prevenir daños mayores.
Se pueden colocar y curar fuera de entornos clínicos y no requieren lámpara de polimerización.
Los cementos de ionómero de vidrio curables químicamente se consideran seguros contra reacciones alérgicas, pero se han informado algunos con materiales a base de resina. Sin embargo, las reacciones alérgicas rara vez se asocian con ambos selladores. [9]
La principal desventaja de los selladores o cementos de ionómero de vidrio ha sido una retención inadecuada o simplemente la falta de resistencia, tenacidad y una resistencia limitada al desgaste. [17] [18] Por ejemplo, debido a su baja tasa de retención, son necesarias retiradas periódicas, incluso después de 6 meses, para eventualmente reemplazar el sellador perdido. [9] [19] Se han utilizado diferentes métodos para abordar las deficiencias físicas de los cementos de ionómero de vidrio, como el curado con luz térmica (polimerización), [20] [21] o la adición de circonio, hidroxiapatita, N-vinilpirrolidona, N-vinilcaprolactama y fluoroapatita para reforzar los cementos de ionómero de vidrio. [22]
Los ionómeros de vidrio se utilizan ampliamente debido a sus propiedades versátiles y facilidad de uso. Antes de los procedimientos, los materiales iniciales para los ionómeros de vidrio se suministran en forma de polvo y líquido o como un polvo mezclado con agua. Estos materiales se pueden mezclar y encapsular. [23]
La preparación del material debe implicar seguir las instrucciones de fabricación. Se puede usar una almohadilla de papel o una losa de vidrio seca y fría para mezclar las materias primas, aunque es importante tener en cuenta que el uso de la losa de vidrio retardará la reacción y, por lo tanto, aumentará el tiempo de trabajo. [23] Las materias primas en forma líquida y en polvo no deben dispensarse sobre la superficie elegida hasta que la mezcla sea necesaria en el procedimiento clínico para el que se utiliza el ionómero de vidrio, ya que una exposición prolongada a la atmósfera podría interferir con la proporción de productos químicos. en el líquido. En la etapa de mezcla, se debe utilizar una espátula para incorporar rápidamente el polvo al líquido durante un período de 45 a 60 segundos, según las instrucciones del fabricante y los productos individuales. [24]
Una vez mezclados para formar una pasta, se produce una reacción ácido-base que permite que el complejo de ionómero de vidrio fragüe durante un cierto período de tiempo y esta reacción implica cuatro etapas superpuestas:
Es importante señalar que los ionómeros de vidrio tienen un tiempo de fraguado prolongado y necesitan protección del entorno bucal para minimizar la interferencia con la disolución y prevenir la contaminación. [25]
El tipo de aplicación de los ionómeros de vidrio depende de la consistencia del cemento, ya que los niveles variables de viscosidad, desde una viscosidad muy alta hasta una viscosidad baja, pueden determinar si el cemento se utiliza como agentes de fijación, adhesivos para brackets de ortodoncia, selladores de fosas y fisuras, revestimientos y bases, núcleos. reconstrucciones o restauraciones intermedias. [23]
Los diferentes usos clínicos de los compuestos de ionómero de vidrio como materiales de restauración incluyen;
Todos los GIC contienen un vidrio básico y un líquido polimérico ácido , que fragua mediante una reacción ácido-base. El polímero es un ionómero que contiene una pequeña proporción (entre un 5 y un 10%) de grupos iónicos sustituidos. Estos permiten que sea descomponible con ácido y que fragüe clínicamente fácilmente. [ cita necesaria ]
La carga de vidrio es generalmente un polvo de fluorosilicato de aluminio y calcio , que al reaccionar con un ácido polialquenoico da un residuo de vidrio de polialquenoato de vidrio fijado en una matriz de policarboxilato ionizado. [ cita necesaria ]
La reacción de fraguado ácido-base comienza con la mezcla de los componentes. La primera fase de la reacción implica la disolución. El ácido comienza a atacar la superficie de las partículas de vidrio, así como el sustrato del diente adyacente, precipitando así sus capas externas pero también neutralizándose. A medida que aumenta el pH de la solución acuosa, el ácido poliacrílico comienza a ionizarse y, al cargarse negativamente, establece un gradiente de difusión y ayuda a extraer cationes del vidrio y la dentina. La alcalinidad también induce a los polímeros a disociarse, aumentando la viscosidad de la solución acuosa. [ cita necesaria ]
La segunda fase es la gelificación, donde a medida que el pH continúa aumentando y la concentración de los iones en la solución aumenta, se alcanza un punto crítico y los poliacrilatos insolubles comienzan a precipitar. Estos polianiones tienen grupos carboxilato mediante los cuales los cationes se unen, especialmente Ca 2+ en esta fase temprana, ya que es el ion más fácilmente disponible, entrecruzándose en cadenas de poliacrilato de calcio que comienzan a formar una matriz de gel, lo que resulta en el endurecimiento duro inicial, dentro de cinco años. minutos. La reticulación, los enlaces H y el entrelazamiento físico de las cadenas son responsables de la gelificación. Durante esta fase, el GIC sigue siendo vulnerable y debe protegerse de la humedad. Si se produce contaminación, las cadenas se degradarán y el GIC perderá su resistencia y propiedades ópticas. Por el contrario, la deshidratación temprana agrietará el cemento y hará que la superficie sea porosa. [ cita necesaria ]
Durante las siguientes veinticuatro horas se produce la maduración. Las cadenas de poliacrilato de calcio menos estables se reemplazan progresivamente por poliacrilato de aluminio, lo que permite que el calcio se una al fluoruro y al fosfato y se difunda en el sustrato del diente, formando polisales, que se hidratan progresivamente para producir una matriz físicamente más fuerte. [31]
La incorporación de flúor retrasa la reacción, aumentando el tiempo de trabajo. Otros factores son la temperatura del cemento y la proporción de polvo a líquido: más polvo o calor aceleran la reacción. [ cita necesaria ]
Los GIC tienen buenas relaciones adhesivas con los sustratos dentales, uniéndose químicamente de manera única a la dentina y, en menor medida, al esmalte. Durante la disolución inicial, tanto las partículas de vidrio como la estructura de hidroxiapatita se ven afectadas y, por lo tanto, a medida que el ácido se amortigua, la matriz se reforma y se suelda químicamente en la interfaz formando un enlace de polialquenoato de fosfato de calcio. Además, en ambos se incorporan cadenas de polímeros, tejiendo enlaces cruzados, y en la dentina también contribuyen las fibras de colágeno, tanto uniéndose físicamente como mediante enlaces H a los precipitados de sal GIC. También hay microretención debido a las porosidades que se producen en la hidroxiapatita. [32]
Los trabajos que emplean dispersión de neutrones no destructiva y espectroscopía de terahercios (THz) han demostrado que la resistencia a la fractura que desarrolla el GIC durante el fraguado está relacionada con la dinámica interfacial de THz, el cambio de la cohesión atómica y las configuraciones interfaciales fluctuantes. El fraguado de los GIC no es monótono y se caracteriza por características abruptas, incluido un punto de acoplamiento vidrio-polímero, un punto de fraguado temprano, donde la tenacidad decreciente se recupera inesperadamente, seguido de un debilitamiento de las interfaces inducido por el estrés. Posteriormente, la tenacidad disminuye asintóticamente hasta los valores de prueba de fractura a largo plazo. [6]
El patrón de liberación de fluoruro del cemento de ionómero de vidrio se caracteriza por una liberación rápida inicial de cantidades apreciables de fluoruro, seguida de una disminución gradual en la velocidad de liberación con el tiempo. [33] Es deseable un efecto inicial de “explosión” de fluoruro para reducir la viabilidad de las bacterias restantes en la dentina cariada interna y, por lo tanto, inducir la remineralización del esmalte o la dentina. [33] La liberación constante de fluoruro durante los días siguientes se atribuye a la capacidad del fluoruro para difundirse a través de los poros y fracturas del cemento. Por tanto, pequeñas cantidades continuas de fluoruro que rodean los dientes reducen la desmineralización de los tejidos dentales. [33] Un estudio de Chau et al. muestra una correlación negativa entre la acidogenicidad de la biopelícula y la liberación de fluoruro por GIC, [34] lo que sugiere que una liberación suficiente de fluoruro puede disminuir la virulencia de las biopelículas cariogénicas . [35] Además, Ngo et al. (2006) estudiaron la interacción entre la dentina desmineralizada y Fuji IX GP, que incluye un vidrio que contiene estroncio en comparación con el vidrio más convencional a base de calcio en otros CIV. Se encontró que una cantidad sustancial de iones de estroncio y fluoruro cruzaba la interfaz hacia la dentina parcialmente desmineralizada afectada por la caries. [35] Esto promovió deposiciones minerales en estas áreas donde los niveles de iones de calcio eran bajos. Por lo tanto, este estudio apoya la idea de que los ionómeros de vidrio contribuyen directamente a la remineralización de la dentina cariada, siempre que se logre un buen sellado con un contacto íntimo entre el GIC y la dentina parcialmente desmineralizada. Esto plantea entonces la pregunta: “¿Es el cemento de ionómero de vidrio un material adecuado para restauraciones permanentes?” debido a los efectos deseables de la liberación de fluoruro por el cemento de ionómero de vidrio.
Se han publicado numerosos estudios y revisiones con respecto al CIV utilizado en restauraciones de dientes primarios. Los hallazgos de una revisión sistemática y un metanálisis sugirieron que los ionómeros de vidrio convencionales no se recomiendan para restauraciones de Clase II en molares primarios . [36] Este material mostró una forma anatómica e integridad marginal deficientes, y las restauraciones compuestas demostraron ser más exitosas que la GIC cuando se podía lograr un buen control de la humedad. [36] Los cementos de ionómero de vidrio modificado con resina (RMGIC) se desarrollaron para superar las limitaciones del ionómero de vidrio convencional como material de restauración. Una revisión sistemática respalda el uso de RMGIC en cavidades de clase II de tamaño pequeño a moderado, ya que son capaces de soportar las fuerzas oclusales en los molares primarios durante al menos un año. [36] Con su deseable efecto liberador de fluoruro, RMGIC puede considerarse para restauraciones de Clase I y Clase II de molares temporales en población con alto riesgo de caries.
Con respecto a los dientes permanentes, no hay evidencia suficiente para respaldar el uso de RMGIC como restauraciones a largo plazo en dientes permanentes. A pesar del bajo número de ensayos controlados aleatorios , una revisión de metanálisis realizada por Bezerra et al. (2009) informaron significativamente menos lesiones de caries en los márgenes de restauraciones de ionómero de vidrio en dientes permanentes después de seis años en comparación con restauraciones de amalgama. [37] Además, la capacidad adhesiva y la longevidad del CIV desde un punto de vista clínico se pueden estudiar mejor con la restauración de lesiones cervicales no cariosas . Una revisión sistemática muestra que el GIC tiene tasas de retención más altas que el composite de resina en períodos de seguimiento de hasta 5 años. [38] Desafortunadamente, las revisiones de restauraciones de Clase II en dientes permanentes con cemento de ionómero de vidrio son escasas, con un alto sesgo o períodos de estudio cortos. Sin embargo, se realizó un estudio [39] [2003] de la resistencia a la compresión y la liberación de fluoruro en 15 materiales de restauración comerciales que liberan fluoruro. Se encontró una correlación lineal negativa entre la resistencia a la compresión y la liberación de fluoruro ( r 2 =0,7741), es decir, los materiales de restauración con alta liberación de fluoruro tienen propiedades mecánicas más bajas. [39]
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