Un cemento de ionómero de vidrio ( CIV ) es un material de restauración dental utilizado en odontología como material de relleno y cemento de cementación , [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 aluminofluorosilicato de calcio [3] ) y ácido poliacrílico , un ionómero . Ocasionalmente 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 de 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 , esto 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 desempeña un papel importante en el control de las características de fraguado del material. [5] Los híbridos basados en ionómero de vidrio incorporan otro material dental , por ejemplo, cementos de ionómero de vidrio modificados con resina (RMGIC) y compómeros (o compuestos modificados). [5]
La dispersión de neutrones no destructiva ha demostrado que las reacciones de fraguado de GIC no son monótonas, y que la tenacidad de fractura final está determinada por la cohesión atómica cambiante, las configuraciones interfaciales fluctuantes y la dinámica de terahercios (THz) interfacial. [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 caries dentales . Este material dental tiene buenas propiedades de adhesión a la estructura dental, [8] lo que le permite formar un sello hermético entre las estructuras internas del diente y el entorno circundante. Las caries dentales son causadas por la producción bacteriana de ácido durante sus acciones metabólicas. El ácido producido a partir de este metabolismo da como resultado la descomposición del esmalte dental y 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 hoyos y fisuras en el diente y liberan flúor para prevenir una mayor desmineralización del esmalte y promover la remineralización . El flúor también puede obstaculizar el crecimiento bacteriano, al inhibir su metabolismo de los azúcares ingeridos en la dieta. Lo hace inhibiendo varias enzimas metabólicas dentro de las bacterias. Esto conduce a una reducción en el ácido producido durante la digestión de los alimentos por parte de las bacterias, evitando una mayor caída del pH y, por lo tanto, previniendo las caries. [ cita requerida ]
Hay evidencia de que cuando se utilizan selladores, solo el 6% de las personas desarrollan caries dentales en un período de 2 años, en comparación con el 40% de las personas cuando no utilizan un sellador. [9] Sin embargo, se recomienda que el uso de barniz de flúor junto con selladores de ionómero de vidrio se aplique en la práctica para reducir aún más el riesgo de caries dentales secundarias. [10]
La adición de resina a los ionómeros de vidrio los mejora significativamente, lo que permite mezclarlos y colocarlos más fácilmente. [3] Los ionómeros de vidrio modificados con resina permiten una liberación de flúor igual o mayor y existe evidencia de 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 predominante de fraguado, ya que ocurre más rápidamente que el modo ácido-base. Solo el material activado adecuadamente por la luz se curará de manera óptima . La presencia de resina protege al cemento de la contaminación por agua. Debido al tiempo de trabajo acortado, se recomienda que la colocación y el modelado del material se realicen lo antes posible después de la mezcla. [5]
Los selladores dentales se introdujeron por primera vez como parte de un programa preventivo a finales de los años 1960, en respuesta al aumento de casos de fosas y fisuras en las superficies oclusales debido a caries. [9] Esto llevó a que en 1972 Wilson y Kent introdujeran los cementos de ionómero de vidrio como derivados de los cementos de silicato y los cementos de policarboxilato. [5] Los cementos de ionómero de vidrio incorporaron las propiedades de liberación de flúor 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 lo tanto más estético) que sus predecesores. [5]
Los cementos de ionómero de vidrio se diseñaron inicialmente para la restauración estética de los dientes anteriores y se recomendaron para la restauración de preparaciones de cavidades de clase III y clase V. [8] Ahora se han producido más avances en la composición del material para mejorar las propiedades. Por ejemplo, la adición de partículas de metal o resina al sellador se ve favorecida debido al mayor tiempo de trabajo y a que el material es menos sensible a la humedad durante el fraguado. [8]
Cuando se empezaron a utilizar los cementos de ionómero de vidrio, se utilizaban principalmente para la restauración de lesiones por abrasión o erosión y como agente de cementación para reconstrucciones de coronas y puentes . Sin embargo, ahora esto se ha extendido a las restauraciones oclusales en dentición temporal, la restauración de lesiones proximales y bases y revestimientos de cavidades. [4] Esto es posible gracias a las nuevas formulaciones cada vez más numerosas de cementos de ionómero de vidrio.
Uno de los primeros GIC de éxito comercial, que empleaba vidrio G338 y fue desarrollado por Wilson y Kent, se utilizó como material restaurador sin carga. Sin embargo, este vidrio resultó en un cemento demasiado frágil para su uso en aplicaciones que soportaban carga, como en las muelas. 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, como se caracteriza mediante pruebas mecánicas, calorimetría diferencial de barrido (DSC) y difracción de rayos X (XRD), [11] así como modelado químico cuántico y simulaciones de dinámica molecular ab initio . [12]
Al comparar los dos selladores dentales , siempre ha existido una contradicción en cuanto a qué material es más eficaz para reducir las caries. Por ello, existen argumentos en contra de sustituir los selladores a base de resina, el estándar de oro actual, por los de ionómero de vidrio. [13] [14] [15]
Se cree que los selladores de ionómero de vidrio previenen las caries a través de una liberación constante de flúor 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 sistemática no encontró diferencias en el desarrollo de caries cuando se utilizaron CIV como material de sellado de fisuras en comparación con los selladores convencionales a base de resina, además, tiene menos retención en la estructura del diente que los selladores a base de resina. [16]
Estos selladores tienen propiedades hidrófilas, lo que les permite ser una alternativa a la resina hidrófoba en la cavidad bucal, que generalmente es 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 requieren necesariamente preparación o retención mecánica, por lo que se pueden aplicar sin dañar la estructura dental existente. Esto los hace ideales en muchas situaciones en las que la conservación de los dientes es lo más importante y con técnicas mínimamente invasivas, en particular en los empastes de clase V, en los que hay una mayor superficie de dentina expuesta con solo un anillo delgado de esmalte. Esto suele dar como resultado una retención y una vida útil más prolongadas que los empastes de resina de clase V.
Se adhieren químicamente al esmalte y a la dentina, dejando un espacio más pequeño para que entren las bacterias. En particular, cuando se combinan con fluoruro de diamina de plata, pueden detener la caries y endurecer las caries activas y evitar daños adicionales.
Se pueden colocar y curar fuera del ámbito clínico y no requieren luz de curado.
Se considera que los cementos de ionómero de vidrio curables químicamente no producen reacciones alérgicas, pero se han reportado algunos casos con materiales a base de resina. Sin embargo, las reacciones alérgicas se asocian muy raramente con ambos selladores. [9]
La principal desventaja de los selladores o cementos de ionómero de vidrio ha sido la retención inadecuada o simplemente la falta de fuerza, tenacidad y resistencia limitada al desgaste. [17] [18] Por ejemplo, debido a su baja tasa de retención, son necesarias revisiones 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 termo-luminoso (polimerización), [20] [21] o la adición de zirconia, 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 de partida para los ionómeros de vidrio se suministran en forma de polvo y líquido o como polvo mezclado con agua. Estos materiales se pueden mezclar y encapsular. [23]
La preparación del material debe seguir las instrucciones del fabricante. Se puede utilizar una almohadilla de papel o una placa de vidrio seca y fría para mezclar las materias primas, aunque es importante tener en cuenta que el uso de la placa de vidrio retrasará la reacción y, por lo tanto, aumentará el tiempo de trabajo. [23] Las materias primas en forma líquida y en polvo no se deben dispensar 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 sustancias químicas 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 se asiente durante un cierto período de tiempo y esta reacción implica cuatro etapas superpuestas:
Es importante tener en cuenta que los ionómeros de vidrio tienen un tiempo de fraguado prolongado y necesitan protección del entorno oral para minimizar la interferencia con la disolución y evitar la contaminación. [25]
El tipo de aplicación de los ionómeros de vidrio depende de la consistencia del cemento, ya que los diferentes niveles de viscosidad, desde muy alta a baja, pueden determinar si el cemento se utiliza como agente de cementación, adhesivos para brackets de ortodoncia, selladores de fosas y fisuras, revestimientos y bases, reconstrucciones de muñones o restauraciones intermedias. [23]
Los diferentes usos clínicos de los compuestos de ionómero de vidrio como materiales restauradores incluyen;
Todos los CIV contienen un vidrio básico y un polímero líquido ácido , que se solidifican mediante una reacción ácido-base. El polímero es un ionómero , que contiene una pequeña proporción (entre el 5 y el 10 %) de grupos iónicos sustituidos. Esto le permite descomponerse en ácido y solidificarse clínicamente con facilidad. [ cita requerida ]
El relleno de vidrio es generalmente un polvo de aluminofluorosilicato de calcio , que al reaccionar con un ácido polialquenoico da lugar a un residuo de vidrio de polialquenoato en una matriz de policarboxilato ionizado . [ cita requerida ]
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 dental adyacente, precipitando así sus capas externas pero también neutralizándose a sí mismo. 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, lo que aumenta la viscosidad de la solución acuosa. [ cita requerida ]
La segunda fase es la gelificación, en la que, a medida que el pH continúa aumentando y la concentración de iones en solución aumenta, se alcanza un punto crítico y comienzan a precipitarse los poliacrilatos insolubles. Estos polianiones tienen grupos carboxilato por los que los cationes se unen a ellos, especialmente Ca 2+ en esta fase temprana, ya que es el ion más fácilmente disponible, y se reticulan en cadenas de poliacrilato de calcio que comienzan a formar una matriz de gel, lo que da como resultado el fraguado duro inicial, en cinco minutos. La reticulación, los enlaces de H y el enredo físico de las cadenas son responsables de la gelificación. Durante esta fase, el CIV aún es vulnerable y debe protegerse de la humedad. Si se produce contaminación, las cadenas se degradarán y el CIV perderá su resistencia y propiedades ópticas. Por el contrario, la deshidratación temprana agrietará el cemento y hará que la superficie sea porosa. [ cita requerida ]
Durante las siguientes veinticuatro horas se produce la maduración. Las cadenas de poliacrilato de calcio menos estables son sustituidas progresivamente por poliacrilato de aluminio, lo que permite que el calcio se una al flúor y al fosfato y se difunda en el sustrato del diente, formando polisales que se hidratan progresivamente para dar lugar a 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 relación polvo-líquido: más polvo o más calor aceleran la reacción. [ cita requerida ]
Los CIV 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, soldándose químicamente entre sí en la interfaz en un enlace de polialquenoato de fosfato de calcio. Además, las cadenas de polímero se incorporan a ambos, tejiendo enlaces cruzados, y en la dentina las fibras de colágeno también contribuyen, uniéndose físicamente y mediante enlaces de hidrógeno a los precipitados de sal de CIV. También hay microrretención a partir de porosidades que se producen en la hidroxiapatita. [32]
Los trabajos que emplean dispersión de neutrones no destructiva y espectroscopia de terahercios (THz) han demostrado que la tenacidad de fractura que se desarrolla en los GIC durante el fraguado está relacionada con la dinámica de THz interfacial, la cohesión atómica cambiante y las configuraciones interfaciales fluctuantes. El fraguado de los GIC no es monótono, 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 por un debilitamiento inducido por el estrés de las interfaces. Posteriormente, la tenacidad disminuye asintóticamente hasta los valores de prueba de fractura a largo plazo. [6]
El patrón de liberación de flúor del cemento de ionómero de vidrio se caracteriza por una liberación rápida inicial de cantidades apreciables de flúor, seguida de una disminución en la tasa de liberación con el tiempo. [33] Un efecto de "explosión" inicial de flúor es deseable para reducir la viabilidad de las bacterias restantes en la dentina cariada interna , induciendo así la remineralización del esmalte o la dentina. [33] La liberación constante de flúor durante los días siguientes se atribuye a la capacidad del flúor de difundirse a través de los poros y fracturas del cemento. Por lo tanto, pequeñas cantidades continuas de flúor 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 flúor por GIC, [34] lo que sugiere que una liberación suficiente de flúor 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 lugar del vidrio a base de calcio más convencional que se encuentra en otros CIV. Se encontró que una cantidad sustancial de iones de estroncio y fluoruro cruzaban la interfaz hacia la dentina parcialmente desmineralizada afectada por caries. [35] Esto promovía la deposición de minerales en estas áreas donde los niveles de iones de calcio eran bajos. Por lo tanto, este estudio respalda 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 CIV y la dentina parcialmente desmineralizada. Esto, a su vez, plantea una pregunta: "¿Es el cemento de ionómero de vidrio un material adecuado para restauraciones permanentes?" debido a los efectos deseables de la liberación de flúor por parte del cemento de ionómero de vidrio.
Se han publicado numerosos estudios y revisiones con respecto al uso de CIV en restauraciones de dientes primarios. Los hallazgos de una revisión sistemática y un metanálisis sugirieron que los ionómeros de vidrio convencionales no se recomendaban para restauraciones de Clase II en molares primarios . [36] Este material mostró una forma anatómica deficiente y una integridad marginal, y se demostró que las restauraciones compuestas eran más exitosas que el CIV cuando se podía lograr un buen control de la humedad. [36] Los cementos de ionómero de vidrio modificados con resina (RMGIC) se desarrollaron para superar las limitaciones del ionómero de vidrio convencional como material restaurador. Una revisión sistemática respalda el uso de RMGIC en cavidades de clase II de tamaño pequeño a moderado, ya que pueden soportar las fuerzas oclusales en los molares primarios durante al menos un año. [36] Con su efecto deseable de liberación de flúor, el RMGIC puede considerarse para restauraciones de Clase I y Clase II de molares primarios en la población con alto riesgo de caries.
Con respecto a los dientes permanentes, no hay evidencia suficiente para apoyar el uso de RMGIC como restauraciones a largo plazo en dientes permanentes. A pesar del bajo número de ensayos controlados aleatorios , una revisión de metaanálisis de Bezerra et al. [2009] informó significativamente menos lesiones cariosas en los márgenes de las restauraciones de ionómero de vidrio en dientes permanentes después de seis años en comparación con las restauraciones de amalgama. [37] Además, la capacidad adhesiva y la longevidad de GIC desde un punto de vista clínico se pueden estudiar mejor con la restauración de lesiones cervicales no cariosas . Una revisión sistemática muestra que GIC tiene tasas de retención más altas que el composite de resina en períodos de seguimiento de hasta 5 años. [38] Desafortunadamente, las revisiones para restauraciones de Clase II en dientes permanentes con cemento de ionómero de vidrio son escasas con 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 flúor en 15 materiales restauradores comerciales liberadores de flúor. Se encontró una correlación lineal negativa entre la resistencia a la compresión y la liberación de flúor ( r 2 = 0,7741), es decir, los materiales restauradores con alta liberación de flúor tienen propiedades mecánicas más bajas. [39]
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