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Introducción:
Las diferencias en las propiedades mecánicas de los materiales cerámicos y a base de resina plantean la interrogante sobre cuál puede tener un mejor desempeño a largo plazo.
Objetivos:
Evaluar la resistencia flexural y estabilidad de color de diferentes materiales restauradores estéticos indirectos.
Métodos:
Los materiales seleccionados fueron Filtek™ Z250 XT (3M ESPE), Ceramage (SHOFU Dental), VITA VM® LC y VITA ENAMIC® (VITA Zahnfabrik), IPS e.max® (Ivoclar-Vivadent) y Zolid FX (Amann Girrbach AG). El ensayo de resistencia flexural (n = 10) fue realizado en una máquina universal de ensayos mecánicos. Las lecturas de color (n = 5) se midieron en un espectrofotómetro VITA Easyshade V®.
Resultados:
Los materiales totalmente cerámicos mostraron un mejor desempeño mecánico (p < 0,001). Los resultados de estabilidad de color muestran que Ceramage, IPS e.max® y Zolid FX, mostraron una diferencia estadísticamente significativa (p ≤ 0,002) con Filtek Z250 XT, VITA VM® LC y VITA ENAMIC®.
Conclusiones:
Los materiales totalmente cerámicos presentaron una mayor resistencia flexural y estabilidad de color que los materiales de base polimérica. A pesar de ello, los materiales estéticos indirectos con polímeros en su composición, como Ceramage, se presentan como una alternativa válida, ya que además de tener propiedades mecánicas adecuadas, poseen una estabilidad de color semejante a los materiales cerámicos.
Introduction:
Differences in the mechanical properties of ceramic and resin-based materials pose the question of which of the two will perform better in the long run.
Objectives:
Evaluate the flexural resistance and color stability of different indirect esthetic restorative materials.
Methods:
The materials selected were Filtek™ Z250 XT (3M ESPE), Ceramage (SHOFU Dental), VITA VM® LC and VITA ENAMIC® (VITA Zahnfabrik), IPS e.max® (Ivoclar-Vivadent) and Zolid FX (Amann Girrbach AG). The flexural resistance assay (n = 10) was conducted in a universal mechanical testing machine. Color readings (n = 5) were taken with a VITA Easyshade V® spectrophotometer.
Results:
All-ceramic materials had better mechanical performance (p < 0.001). Color stability results show that Ceramage, IPS e.max® and Zolid FX displayed a statistically significant difference (p ≤ 0.002) with respect to Filtek Z250 XT, VITA VM® LC and VITA ENAMIC®.
Conclusions:
All-ceramic materials exhibited greater flexural resistance and color stability than polymer-based materials. However, indirect esthetic materials with polymers in their composition, such as Ceramage, are presented as a valid alternative, due to their appropriate mechanical properties and their color stability, which is similar to that of ceramic materials.
- resinas compuestas;
- cerámica;
- percepción de color.
- composite resins;
- ceramic;
- color perception.
Introducción
Existen diferentes opciones terapéuticas a la hora de rehabilitar a los pacientes, entre ellas se encuentran las restauraciones directas o indirectas que el odontólogo puede elegir realizar, según la complejidad, tamaño de la restauración, requisitos estéticos, hábitos del paciente y habilidad del profesional.1
En las últimas décadas han aumentado significativamente los sistemas restauradores indirectos libres de metal para satisfacer la creciente demanda de pacientes y profesionales odontólogos en términos de estética, biocompatibilidad, adhesión y supervivencia a largo plazo de las restauraciones.2 En este sentido, se encuentran disponibles numerosos materiales cerámicos y poliméricos para la realización de restauraciones estéticas indirectas y adhesivas, tales como resinas compuestas, cerámicas vítreas, cerámicas a base de óxidos metálicos y cerámicas infiltradas con polímeros.
La existencia de esta variedad de restauraciones hace que surjan determinadas situaciones clínicas en las que se superpongan indicaciones, de manera que es posible que varios de estos materiales cumplan los requisitos necesarios para dicha situación.3 Las diferencias en las propiedades mecánicas de los materiales cerámicos y a base de resina plantean la interrogante de qué material puede tener un mejor desempeño a largo plazo, especialmente en las regiones posteriores, donde las estructuras soportan grandes cargas.4 Más allá de la elección del material, un factor de riesgo fundamental en la supervivencia de este tipo de restauraciones se relaciona con la selección de la estrategia utilizada para la cementación adhesiva de los materiales. Existe evidencia para demostrar que el éxito a largo plazo de una restauración indirecta se consigue cuando se produce una correcta adhesión entre el material restaurador y los tejidos del diente.5
A pesar de las grandes diferencias entre las características que presenta cada material de restauración indirecta, algunos autores sugieren que existe evidencia limitada para sugerir el uso de un material sobre el otro o incluso el uso de estos materiales sobre restauraciones metálicas.6
Clínicamente, el éxito de cualquier material restaurador está directamente relacionado con su supervivencia a largo plazo; lo cual está fuertemente influenciado tanto por las características intrínsecas de los materiales (propiedades físico-mecánicas y ópticas) y el medio oral (fluctuaciones de pH, estrés oclusal, riesgo de caries, etc.). En otras palabras, la restauración, el paciente y los factores ambientales, influyen juntos en el éxito de las restauraciones.7
De acuerdo con la literatura actual, el odontólogo dispone de escasa evidencia científica que pueda utilizarse como lineamientos sólidos para la elección de un material sobre otro.3 Por lo tanto, el análisis del rendimiento mecánico y estético de los materiales restauradores indirectos es relevante con vistas a tener criterios más contundentes para determinar las indicaciones de cada material.8
Con esta finalidad, el objetivo del presente estudio fue evaluar la resistencia flexural y estabilidad de color de diferentes materiales restauradores estéticos indirectos.
Métodos
Este es un estudio comparativo, cuantitativo y de laboratorio. El universo fueron materiales restauradores estéticos indicados para restauraciones indirectas (Tabla 1). Aunque la resina compuesta Filtek Z250 XT, es conocida como un material de restauración directo, el fabricante establece que estepuede ser utilizado como material para la fabricación de inlays y onlays indirectas. De este modo, debido a que es uno de los materiales restauradores más analizados en la literatura, y utilizado como estándar de comparación, la resina compuesta Filtek Z250 XT fue incluida en este estudio.
Se realizó una caracterización físico-mecánica de todos los materiales. La resistencia flexural y el módulo elástico fueron obtenidos mediante el ensayo de flexión de 3 puntos (n = 10). La estabilidad del color fue analizada mediante un ensayo de pigmentación en café con un espectrofotómetro VITA Easyshade V® (n = 5).
| Tipo | Marca | Fabricante | Composición** | Lote |
|---|---|---|---|---|
| Resina Compuesta Directa | Z250 XT Color A2 | 3M ESPE (ST PAUL, MS, USA) | Matriz: Bis-GMA, Bis-EMA, TEGDMA, PEGDMA y UDMA. Relleno: Nanohíbrido (sílice, zirconia, cluster de zirconia/ sílice). 82 % de carga en peso. Silano | NA53674 |
| Resina Compuesta Indirecta | VITA VM® LC Color 2M1 | VITA Zahnfabrik (Bad Säckingen, Alemania) | Matriz: Dimetacrilatos, acrilatos multifuncionales, catalizadores, estabilizadores y pigmentos inorgánicos. Relleno: dióxido de zirconio, dióxido de silicio. 55-68 % del peso | 80410 |
| Resina Compuesta Indirecta | Ceramage Color A2B | SHOFU Dental (Kioto, Japón) | Matriz: UDMA. Relleno: microhíbrida con 73 % de micro relleno cerámico (< 1 micra) | 051823 |
| Cerámica infiltrada con resina | VITA ENAMIC® Color 1M2HT | VITA Zahnfabrik (Bad Säckingen, Alemania) | Matriz de cerámica (86 % del peso) reforzada por una matriz de polímero UDMA y TEGDMA (14 % del peso) | 80840 |
| Disilicato de Litio | IPS e.max® Color LTA2/C14 | Ivoclar-Vivadent (Schann, Linchestein) | Cerámica vítrea (mayor al 90 % del peso) de nano-fluorapatita de baja fusión de 100-300 nm y cristales de micro-fluorapatita con un tamaño de 1-2 μm | Y19673 |
| Óxido de Zirconio | Zolid FX Color Multilayer A2/A3 | Amann Girrbach AG (Koblach, Austria) | -ZrO2 + HfO2 + Y2O3: ≥ 99,0 -Y2O3: 9,15 -9,55 -HfO2: < 5 -Al2O3: ≤ 0.5 -Otros óxidos: ≤ 1 | 1809002 |
**Información del fabricante.
UDMA: dimetacrilato de uretano; DCP: dimetacrilato de triciclodecano-dimetanol; PEG-400 DMA: dimetacrilato de polietileno glicol 400; Bis - GMA: bisfenol A glicidil metacrilato; Bis - EMA: bisfenol A diglicidil metacrilato etoxilado; TEGDMA: dimetacrilato de trietileno glicol; PEGDMA: etilenoglicol dimetacrilato; ZrO2: dióxido de zirconio; HfO2: óxido de háfnio; Y2O3: óxido de ítrio; Al2O3: óxido de aluminio
Resistencia a la flexión y módulo elástico
La resistencia a la flexión y el módulo elástico de los materiales se midieron a través de un ensayo de flexión en tres puntos, sugerido en la norma ISO 4049,9 con la excepción de las dimensiones de los cuerpos de prueba (10,0 mm × 2,0 mm × 2,0 ± 0,1 mm).10 Para cada material se hicieron 10 muestras (n = 10). Todos los materiales fueron manipulados de acuerdo a las instrucciones del fabricante.
Para los especímenes de Filtek™ Z250 XT, el material se condensó en un molde de acrílico opaco previamente envaselinado y luego cubierto con una tira de acetato con el objetivo de permitir íntimo contacto con la luz de la unidad de polimerización. Luego, el material fue polimerizado con una unidad de fotocurado Optilight Max LED (Gnatus; Ribeirão Preto, Brasil) previamente testeada con un radiómetro Bluephase Meter (Ivoclar Vivadent; Schaan, Linchenstein, Alemania) en una potencia de 980 mw/cm2, durante 20 segundos por cada lado. Para VITA VM® LC, el material fue condensado en un molde de acrílico transparente previamente envaselinado, de modo que permitiera el contacto total de las superficies del material con la luz de la respectiva unidad de polimerización (UniXS; Heraeus Kulzer, Wehrheim, Germany). Los especímenes fueron irradiados durante 360 segundos, acorde al protocolo indicado por el fabricante.
En cuanto al material Ceramage, el material se condensó en un molde de acrílico transparente y se polimerizó con la unidad indicada por el fabricante (Solidilite V; Shofu, Ratingen, Alemania) durante 3 minutos y una segunda irradiación de 5 minutos con la aplicación de Oxy-barrier (Shofu Dental, Kioto, Japón). Los bloques de cerámica VITA ENAMIC®, IPS e.max® y Zolid FX fueron cortados bajo constante irrigación con una micro cortadora metalográfica VC50 (LECO, St. Joseph, USA) hasta obtener bastones con las medidas previamente detalladas. Luego se les aplicó el postratamiento indicado por el fabricante. Brevemente, para IPS e.max® se realizó el cristalizado final en un horno (Vacumat® 600, VITA Zahnfabrik, Bad Säckingen, Alemania) con una rampa de calentamiento de 90 ºC/min hasta una temperatura final de 840 ºC por 7 minutos, posteriormente enfriamiento lento. Para Zolid FX se realizó la sinterización final en un horno (Ceramill Therm 3, Amann Girrbach AG, Koblach, Austria) con una rampa de calentamiento de 8 ºC/min hasta una temperatura final de 1450 ºC por 120 minutos, posteriormente enfriamiento lento.
Una vez finalizada la realización de todas las muestras, se almacenaron en agua destilada en la oscuridad a 37 °C por 24 horas.
Las muestras se sometieron a una prueba de flexión de tres puntos en una máquina de ensayos mecánicos MTS SANS CMT 2000 (MTS Systems Corporation; Shanghai China) con una celda de carga de 5 KN. La carga se aplicó centralmente en la barra a una velocidad de cruceta de 0,75 mm/min hasta su fractura. Los valores de resistencia flexural (σ) y módulo elástico (E) fueron calculados mediante las siguientes ecuaciones 1 y 2:
donde P es la carga en el momento de la fractura (N), I es la distancia entre los soportes (10 mm), b es el ancho (mm) y h es la altura de la muestra (mm). P1 es la carga máxima en la porción lineal (límite proporcional) de la gráfica tensión-deformación, y d es la desviación de la muestra en la carga P1.
Estabilidad de color
Se prepararon cinco muestras para cada grupo. Para los materiales de inserción plástica (Filtek Z250 XT, VITA VM® LC y Ceramage) fueron preparadas muestras cilíndricas (2,0 mm en espesor y 6,0 mm de diámetro).11) El material compuesto sin polimerizar fue colocado en un molde de silicona colocado sobre un portaobjetos de vidrio, cubierto por una tira de acetato. Las muestras de Filtek Z250 XT se irradiaron en ambos lados durante 20 segundos, por otro lado, los especímenes de Vita VM® LC y Ceramage fueron polimerizados de acuerdo con las indicaciones del fabricante, como fue descrito anteriormente. Los bloques de cerámicas VITA ENAMIC®, IPS e.max® y Zolid FX fueron seccionados bajo constante irrigación con micrótomo hasta obtener piezas cuadrangulares (6,0 mm de lado y 2,0 mm de espesor), luego los bloques fueron posprocesados de acuerdo con las indicaciones del fabricante.
Las lecturas de color se midieron con un espectrofotómetro VITA Easyshade V® (VITA Zahnfabrik, Bad Säckingen, Alemania). Todas las muestras se midieron sobre un fondo blanco (L* = 93,1 a* = 1,3 b* = 5,3). Se realizaron dos mediciones para cada cuerpo, antes y después de la inmersión en una solución de café a 37 °C durante 24 horas. La solución de café fue preparada con 1 g de polvo (Nescafé® Original, Nestlé Brasil; SP, Brasil) y 50 mL de agua.
Para analizar la variación de color (ΔE00), se utilizó la siguiente ecuación:12
donde ΔL’, ΔC’ y ΔH ’son las diferencias matemáticas en valor, matiz y saturación. El término de rotación RT es una función que explica la interacción entre diferencias de croma y matiz en la región azul. El KLSL KCSC y KHSH son términos empíricos utilizados para ponderar las diferencias métricas a las diferencias CIEDE2000 para cada coordenada. Los factores paramétricos se establecieron en KL = 2, KH = 1 y KC = 1.
Un valor ΔE00 de 1,8 se consideró un umbral para el cambio de color visualmente detectable ya que corresponde al 50 % de perceptibilidad visual en condiciones clínicas.13
Análisis estadístico
Los datos obtenidos para cada uno de los grupos fueron previamente analizados para comprobar la normalidad y homocedasticidad de estos. Para este fin, los test de Shapiro-Wilk y Levene fueron realizados respectivamente. Finalmente, los datos se analizaron mediante una prueba de ANOVA de una vía y la prueba post hoc de Tukey (p < 0,05). Para todas las pruebas estadísticas se utilizó el software SigmaPlot 12 (Systat Software Inc., San José, CA, EE. UU.).
Resultados
Los resultados de resistencia a la flexión y módulo elástico se muestran en la tabla 2. En cuanto a la resistencia a la flexión, el óxido de zirconio presentó valores significativamente mayores que el resto de los materiales (p < 0,001), seguido de IPS e.max®, que presentó valores significativamente mayores al compararlo con los demás materiales, excepto con el zirconio (p < 0,001). Por otro lado, Filtek Z250 XT, VITA VM® LC, Ceramage y VITA ENAMIC® fueron los materiales que presentaron los valores más bajos, sin revelar diferencias estadísticamente significativas entre ellos (p ≥ 0,226).
Con respecto al módulo elástico, IPS e.max® y Zolid FX presentaron valores similares (p = 0,161), y a la vez significativamente mayores al compararlos con los demás grupos (p < 0,001). Las diferencias entre los demás materiales fueron estadísticamente significativas y en orden decreciente: VITA ENAMIC®, Z250 XT, Ceramage y VITA VM® LC (p < 0,001).
| Material | Resistencia flexural (MPa) | Módulo elástico (GPa) |
| VITA VM® LC | 120,5 (17,1)c | 2,5 (0,1)e |
| Ceramage | 125,3 (38,5)c | 4,7 (0,9)d |
| Filtek Z250 XT | 132,1 (36,7)c | 5,7 (0,6)c |
| VITA ENAMIC® | 167,3 (15,9)c | 9,6 (1,1)b |
| IPS e.max® | 369,9 (50,9)b | 13,5 (2,2)a |
| Zolid FX | 655,0 (39,8)a | 15,0 (1,7)a |
Diferentes letras en cada columna indican diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05).
Los resultados de estabilidad de color se muestran en la figura 1. El análisis estadístico revela que los valores de ΔΕ00 para Ceramage, IPS e.max® y Zolid FX fueron similares (p ≥ 0,114). A pesar de ello, mostraron una diferencia estadísticamente significativa (p ≤ 0,002) con Filtek Z250 XT, VITA VM® LC y VITA ENAMIC®, quienes presentaron valores de ΔΕ mayores.
Discusión
El presente estudio analizó in vitro las propiedades mecánicas y estabilidad de color de diferentes materiales restauradores estéticos, indicados para la fabricación de restauraciones indirectas. Los resultados sugieren que existió una diferencia respecto a las propiedades mecánicas, en las cuales IPS e.max® y Zolid FX son los materiales que presentan los mayores valores respecto a la resistencia flexural y módulo elástico. Con respecto a la estabilidad de color, IPS e.max® y Zolid FX y Ceramage demostraron mayor estabilidad después del proceso de pigmentación, en comparación con los demás materiales restauradores.
En relación a la resistencia flexural, todos los materiales demostraron valores acordes a los sugeridos por las normas internacionales ISO 4049 e ISO 6872,9,14 y con otros estudios de laboratorio.3,15 Los mayores valores identificados para el IPS e.max® y Zolid FX podrían adjudicarse a la estructura cristalina de las cerámicas, en comparación con el resto de los materiales, que poseen un porcentaje de material polimérico amorfo, lo que demuestra la relevancia de la composición en la resistencia final del material.3 En este sentido, al hacer un análisis más específico entre los materiales que presentan contenido polimérico, es posible observar que Filtek Z250 XT, VITA VM® LC, Ceramage y VITA ENAMIC®, no presentaron diferencias estadísticamente significativas entre ellos, esto puede explicarse porque la resistencia flexural del material compuesto está más influenciada por el tipo de matriz orgánica y no tanto por el relleno inorgánico.16
A pesar de que se ha sugerido una relación entre las propiedades mecánicas de los materiales fotopolimerizables y las características de la unidad de polimerización,17 es importante destacar que Filtek Z250 XT fue polimerizada con una unidad de fotocurado LED para uso clínico, y no presentó diferencias estadísticamente significativas con los demás materiales compuestos, que fueron curados en las unidades específicas recomendadas por el fabricante, ni con VITA ENAMIC®, la cual ya es polimerizada por el fabricante.
Los resultados del módulo elástico sugieren que los materiales cerámicos presentaron valores significativamente mayores. Este resultado también puede explicarse por la composición de los materiales analizados, ya que el componente cerámico es el responsable de la rigidez observada en estos materiales. Esto puede ser también comprobado al observar la cantidad de relleno inorgánico presente en los materiales compuestos (tabla 1). Se puede notar que VITA VM® LC presenta la menor cantidad de relleno inorgánico y el menor módulo elástico. En este sentido, se ha relatado que los compuestos a base de resina son menos propensos a las fracturas.3 Así, el módulo elástico podría adquirir un rol especial en el futuro desempeño clínico de los materiales, ya que un mayor contenido polimérico convierte al material apto para soportar deformaciones sin fracturarse y de esta manera es capaz de absorber el estrés de las cargas oclusales, con menores fallas catastróficas respecto a los materiales cerámicos.4
Según los resultados del presente estudio, y acorde a los datos disponibles en la literatura, se reafirma la menor susceptibilidad a los cambios de coloración de las cerámicas dentales en comparación con los materiales compuestos;18 IPS e.max® y Zolid FX presentaron una variación de color clínicamente no perceptible.13 Es importante destacar el desempeño de Ceramage, a pesar de ser un material compuesto, mostró el menor ΔΕ00 del presente estudio,19 mientras VITA ENAMIC® presentó los valores de ΔΕ00 más elevados. Por otro lado, no está clara la presencia de agentes de unión (por ejemplo, silanos) en este material que garanticen una interacción química en la matriz inorgánica infiltrada por polímeros.
Los resultados del presente trabajo deberían ser analizados con precaución, dado que no existe una correlación directa entre los resultados de los estudios in vitro y el desempeño clínico de un material.20 El uso clínico de incrustaciones de composite y cerámica como materiales restauradores en la región posterior ha sido investigado a través de diferentes estudios, en los que es posible observar una tasa de éxito mayor para las incrustaciones de cerámica en comparación con las resinas compuestas.2,3,4 Sin embargo, existen diferencias en los criterios aplicados en la evaluación clínica de estas restauraciones. Por lo tanto, los ensayos clínicos requieren objetivos confiables y criterios relevantes para evaluar el desempeño de las restauraciones.
Los resultados del presente trabajo muestran que los materiales totalmente cerámicos presentaron una mayor resistencia flexural y estabilidad de color que los materiales de base polimérica. A pesar de eso, los materiales estéticos indirectos con polímeros en su composición, como Ceramage, se presentan como una alternativa válida, ya que además de presentar propiedades mecánicas adecuadas, tienen una estabilidad de color semejante a los materiales cerámicos.
Agradecimientos
Al Instituto de Implantes Bicon por su donación de la resina compuesta Ceramage.
A la empresa Dental Castro Lda. por la donación de la cerámica IPS e.max®.
A le empresa Contacto Dental por su donación de la cerámica VITA VM® LC.
Al Laboratorio Central de la Facultad de Odontología UdelaR por la donación de la cerámica Zolid FX y VITA ENAMIC®, y al Prof. Adj. Lab. Rodrigo Goinhex por el procesado de estos materiales.
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- » Recibido: 01/10/2020
- » Aceptado: 15/12/2020
- » Publicado : 18/02/2022
