05. FotopolimerizaciÓn Coneceptos PDF

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Clase Dr. Rubio. Escuela de Odontología UV. chile ...

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Materiales Dentales y Preclínico II

Carla Alarcón Castro

“FOTOPOLIMERIZACIÓN CONECEPTOS, MANEJO Y LÁMPARAS” QUE ES LA FOTOPOLIMERIZACIÓN Es una reacción química, en la que los monómeros que son elementos de menor peso molecular se unen convirtiéndose en cadenas de polímeros. Esta reacción química que hace que los monómeros se unan, lleva asociado un cambio de estado físico del material sobre el cual ocurre la reacción química. COMO ES EL PROCESO DE FOTOPOLIMERIZACIÓN? Ocurre a través de la formación de radicales libres, los radicales libres son átomos altamente reactivos porque tienen electrones libres que se unirán con los monómeros formando la cadena. ¿Esos radicales libres como se obtienen en la sustancia que se está fotopolimerizando? Hay una energía inicial que tengo que administrar a la sustancia, esa energía se llama activador y actuará sobre un iniciador de la reacción para que forme los radicales libres que generarán el inicio de la reacción. El activador puede ser luz, temperatura, etc. Actuará sobre el iniciador que es una sustancia química y formará radicales libres y estos se unirán a las moléculas apra formar polímeros. TIPOS DE POLIMERIZACIÓN   

QUÍMICA: autopolimerización, mezclamos 2 sustancias químicas (catalizador y pasta base), y estos componentes forman una polimerización FÍSICA: Iniciada o activada por luz o temperatura, cuando es por luz es fotopolimerización y por temperatura es termopolimerización FÍSICO QUÍMICA o dual: Iniciamos la reacción por un estímulo físico como la luz y posteriormente continua reaccionando pero por sustancias químicas. (ejemplo: cementos adhesivos utilizados para cementar las prótesis fijas metal- porcelana o una incrustación estética, la luz llega solo al margen de la restauración, activa y luego bajo la restauración comienza a reaccionar de forma química)

¿CÓMO OCURRE POLIMERIZACIÓN QUÍMICA - AUTOPOLIMERIZACIÓN? Tenemos un activador y un iniciador, ambos químicos. En las resinas de autopolimerización el activador es una amina terciaria (dimetil P toluidina y el iniciador es peróxido de benzoilo y liberará radicales libres. Su presentación comercial es una mezcla de pasta/pasta. ¿CUÁLES SON LAS VENTAJAS DE LA POLIMERIZACIÓN QUIMICA?   

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No requiere aparatología especial Polimerización homogénea Menor estrés de contracción: Contracción se asocia a disminución del volumen, todas las resinas compuestas contraen, a mayor velocidad de contracción y a mayor volumen de contracción generaremos más tensiones, sobretodo en resinas compuestas en cavidad, esa tensión se denomina estrés de contracción. Menor liberación calor

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DESVENTAJAS AUTOPOLIMERIZACIÓN:   

Requiere mezclado (correcta proporción y correcto mezclado para no incorporar burbujas) Inestabilidad de color Tiempo de trabajo es muy largo que en fotopolimerización

POLIMERIZACIÓN FÍSICA: También encontramos activador e iniciador, el activador es la luz y el iniciador es la canforquinona que es un fotoiniciador, para ayudar al proceso del iniciador se agrega una amina coinciadora en menor porcentaje para ayudar en la formación de radicales libres. VENTAJAS FOTOPOLIMERIZACIÓN: -

Menor tiempo de trabajo (más adecuado) No requiere mezcla Estabilidad de color Similar grado de polimerización

DESVENTAJAS FOTOPOLIMERIZACIÓN: -

Calor, puede transmitirse a tejidos dentarios. Manejo estrés de contracción, es mayor. Requiere unidad de FP

COMO OCURRE LA REACCIÓN DE FOTOPOLIMERIZACIÓN: Estas etapas no son lineales, pueden coexistir al pasar de una a otra, no ocurren de igual forma en todos los organismos o sustancias. -

Iniciación: Se forman los radicales libres Propagación: RL se unirán con los enlaces de monómero y se irán rompiendo enlaces y uniéndose a monómeros Terminación: cuando se acaben los monómeros se acaba la fase de polimerización y se cierra la cadena

FASES DE LA POLIMERIZACIÓN: FÍSICA: Tenemos una resina fluida viscosa que se transforma en una estructura rígida, sólida. Esisten 3 fases: 

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Pregel: Cuando comienza la reacción, en las resinas de autopolimerización está muy lejano al comienzo de la reacción donde hay más monómeros que polímeros, en las resinas de fotopolimerización como la activación es por luz, esta fase es más corta, rápidamente se alcanza el punto gel. Es una matriz resinosa en estado plástioc y viscoso en esta racción, hay deslizamiento de monómeros a distintas posiciones dentro de la matriz Punto gel: Punto en que el composite se transforma de fluido viscoso a sólido rígido. El composite es transformado en un sólido, existe inhibición de movimiento

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de moléculas dentro de la matriz. Punto en que la resina adquiere un alto módulo de elasticidad, pierde la capacidad de escurrir y se transfiere stress a la interfase diente / restauración. Mientras más fuerte es el estrés existe más probabilidad de que la resina compuesta se despegue del diente, generando gaps o espacios que pueden transformarse en microinfiltraciones y generar la falla de la restauración. Punto post gel: Se inhibe la fluidez y movimiento del gel, comienza a generarse tensión, es más larga en las resinas de fotopolimerización que de autopolimerización, mientras más larga es esta fase más estrés de contracción existe. En esta fase el material está en estado rígido, elástico y aún contrae.

COMO SE LOGRA LA FOTOPOLIMERIZACIÓN: Luz activa a la amina coinciadora Camforquinona, se forman radicales libres. El iniciador CQ absorbe energía de luz entre 400 a 500 nm, con un peak ideal de 468 nm. LA energía será absorbida por la molécula la cual pasará a estado excitado, la cual en conjunto con la amina ocurre la transferencia de electrón resultando la formación de radical libre, este radical irá a reaccionar con el monómero que posee un doble enlace de carbono que inicia la reacción. Así se inicia la reacción en cadena, en la cual el enlace doble de carbono reacciona con el radical, pasando a tener un electrón libre que está libre para reaccionar con otro enlace doble de carbono La reacción de polimerización solo terminará cuando dos radicales complejos estén próximos. Si el oxígeno estuviera presente los radicales libres irán preferentemente a reaccionar con él, formando un radical de peróxido poco reactivo generando la inhibición de polimerización COMO UNIR CAPAS DE COMPOSITE? Cuando realizamos una resina compuesta adicionamos una cantidad y foto polimerizamos, la capa más superficial reacciona con el oxígeno y forma compuestos de peróxidos, lo cual no reacciona quedando libres para unirse con otra capa de composite, permitiendo unir capas, pues la capa superficial en contacto con el oxígeno queda inhibida y libre para reaccionar, si le aplicaremos vaselina, esta terminaría de reaccionar y ya no podría agregarse otra capa. LUZ – FOTOINICIADOR: El foto iniciador, CQ que es la más utilizada es activada por la luz azul, la cual es una longitud de onda del espectro de la luz visible, energía electromagnética y la que está en la longitud de onda específicamente a 460 n,. A veces cuando no se usa CQ, se utiliza PPD o lucerina, que posee un espectro también entre 400 y 450 n, CAMFORQUINONA: Sustancia que posee un grupo carbonilo, posee une electrón capaz de ser excitado, es una dicetona sólida que a temperatura ambiente es amarilla, su espectro de absorción de luz posee un peak a los 465 nm.

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La luz por si sola requiere un largo tiempo para excitar a la molécula, se agrega una amina co-iniciadora para reducir el tiempo (dimetil aminoetil metacrilato) DMAEMA.

CONSIDERACIONES: 

A mayor grado de conversión mejores propiedades y mayor éxito de las restauraciones

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Por el contrario si no hay polimerización adecuada tendremos:1. Baja resistencia mecánica 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Degradación de la resina Pérdida de la integridad Tinciones Caries secundaria Sensibilidad Citotoxicidad Inestabilidad cromática

Con una polimerización adecuada tendremos un manejo adecuado del estrés de contracción

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1. 2. 3. 4. 5.

Propiedades mecánicas adecuada baja toxicidad Menor pigmentación Eliminación de la sensibilidad post operatoria Mayor longevidad de la restauración

FACTORES PARA UNA POLIMERIZACIÓNA ADECUADA:

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Lámpara o unidad de fotopolimerización Intensidad: Es la luminosidad que posee una lámpara o Se mide en miliwatts por cm cuadrado o En las lámparas la intensidad mínima que debe tener no debe ser inferior a 400 mw/cm2 o Se mide con radiómetro y a mayor intensidad existe mayor grado de conversión y mejores propiedades. o Lámparas alógenas y led poseen radiómetro incorporado. o Energía necesaria para fotopolimerización: intensidad de luz x tiempo de exposición. Es mejor ocupar menos energía por más tiempo, porque genera menor estrés o El grado de conversión es la transformación de monómeros a polímeros, no deben quedar monómeros libres - Profundidad de curado: Capacidad de la unidad de foto activar y polimerizar a través de la resina compuesta tanto en la superficie como en la profundidad, mientras más profundo es el curado tendremos mejor polimerización y propiedades. - Temperatura: El factor más importante en el aumento de la temperatura es la energía que el diente absorbe durante la radiación, la reacción exotérmica es un

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factor secundario, pero lo más importante es la energía que el diente establece. Estudios establecen que el aumento crítico de la T para producir daño pulpar irreversible es de 5,5 °C, a veces el daño pulpar es reversible, como cuando el paciente mantiene sensibilidad post operatoria a la T°, cuando existe dolor espontáneo y que no sede a antibióticos esta presente un daño pulpar irreversible. - Longitud de onda: Medida del espectro de luz visitble, la CQ posee una longitud de onda de activación que va de 400 a 460, la lámpara debe poseer una intensidad y emitir una luz que debe estar en el espectro de longitud de onda que active a la QC. La longitud de onda es la emisión por parte de la unidad de FP coincidente con L, onda de fotoiniciador. CQ es la más utilizada actualmente, unidades halógenas y de arco de plasma emiten un rango de longitud de onda mayor que coincide con todos los fotoiniciadores, lámparas LED poseen un espectro mucho más preciso. - Estado de la lámpara: Requieren una correcta mantención de equipos, es fundamental para asegurar el éxito de las restauraciones, se requiere buen estado del equipo y guía de luz, en el caso de las lámparas inalámbricas debemos asegurarnos que la batería esté en buen estado  Material: resina compuesta o Tamaño y distribución de las partículas de relleno: Un tamaño muy pequeño produce mayor reflexión de la luz por lo cual no penetrará al relleno y necesitaremos más tiempo de fotopolimerización, las resinas compuestas más modernas que tienen partículas nanométricas se les aumenta la cantidad de iniciador para favorecer la polimerización y que no se requiera tanto tiempo para tener un buen grado de conversión. A menor tamaño de partícula aumenta el tiempo de FP o Color de la resina: Colores más oscuros tardan más en polimerizar, resinas más oscuras tienen más pigmentos por lo que requieren más tiempo de FP o Cantidad y tipo de foto iniciador: Longitud de onda del iniciador de la resina debe coincidir con el espectro de la L de onda de la lámpara, la lámpara debe alcanzar el rango del espectro específico de cada foto iniciador, mientras mayor la amplitud del espectro, mayor compatibilidad o Inhibición por oxígeno o capa miel: Radicales libres se unen al oxígeno, formando un radical de peróxido poco reactivo, generando la inhibición de la polimerización, permitiendo unir nuevas capas de resina a la restauración. o Temperatura: Mantención de resinas compuestas refrigeradas, mejora la manipulación y disminuye el calor por reacción de polimerización.  Operador y su ambiente: o Distancia y ángulo entre la luz y la resina: Distancia en que ponemos la lámpara y el ángulo en que enfocamos el haz de luz, mientras más es la distancia en mm menor es la intensidad de luz, mientras más cerca está la FP de la resina tendremos más intensidad. o Tiempo de exposición: Exceso en el tiempo de curado no genera mayor conversión de la resina o una mejora en sus propiedades, un exceso de calor podría ser perjudicial para la pulpa. Nunca debemos fotopolimerizar fuera de los 20 a 40 segundos con incrementos de material de 2 mm.

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Grosor de la resina: En resina compuesta se sugieren incrementos de no más de 2 mm, pues eso asegura que la intensidad de la lámpara penetre en toda la profundidad. Se recomiendan incrementos de 2 mm y de forma oblicua, sin unir dos paredes, debemos unir una pared con el piso, de esa manera se reduce el estrés de contracción. Si hacemos un incremento uniendo paredes se producirá falla en la unión adhesiva por la contracción ya que se despegará de las paredes o el composite se deformará y generará fractura de cúspides dañadas. Curado a través de estructura dental: Debemos ubicar la unidad de fotopolimerización en todas las direcciones para permitir una buena acomodación del material. Si tenemos una resina compuesta en oclusal debemos fotopolimerizar en oclusal y por los tejidos dentales por vestibular y palatino para tener más vectores de contracción. Polimerización por luz de la consulta: Luz de la consulta acelera el proceso. Existen marcas comerciales que contienen un filtro patentado inhibidor de la sensibilidad a la luz operatoria y la luz ambiente. Otras RC poseen inhibidores de la polimerización que permiten prolongar su vida útil.

TÉCNICAS DE FOTOPOLIMERIZACIÓN O CURADO:

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Curado continuo - Uniforme continuo: Se aplica una luz de intensidad constante sobre la resina compuesta por un periodo de tiempo específico, este es el método de curado más usado actualmente porque es una de las que genera o controla mejor la generación de estrés por contracción, el estrés es controlable y disminuible con las técnicas, en cambio la contracción es inherente al materia - Por pasos: Aplicamos una luz con una intensidad baja por un periodo de tiempo determinado y luego subimos a una intensidad alta por un tiempo adicional, sin apagarla, todo es continuo, si tuviéramos una lámpara que no sube la intensidad podemos partir con la luz lejos y luego la acercamos. - En rampa o continuo: Luz generalmente se aplica en baja intensidad y se va aumentando gradualmente. - Pulso de alta energía: Aplicamos un pulso breve de alta energía que puede ir de los 1000 a 2800 mW, se genera mucho estrés formando fallas adhesivas, en las cuales el composite se despega del diente y fallas cohesivas en las que tenemos fracturas o desorganización dentro de la masa de resina, generando resinas más frágiles. Curado discontinuo - Cuadro de pulso diferido (Pulse delay cure): Se comienza con una luz suave de baja intensidad para comenzar la fotopolimerización, se apaga la lámpara, se detiene y se vuelve a encender con una intensidad mayor y se mantienen en el tiempo, esta técnica reduce el estrés de polimerización en los márgenes

CONTRACCIÓN DE POLIMERIZACIÓN: Todas las resinas compuestas contraen al polimerizar, aproximadamente la reducción de volumen varía de 2,6 a 7,1 %, resinas actuales contraen menos entre 1 a 5,0%. Resinas

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compuestas polimerizan un 75% durante los 10 min siguientes a la exposición de luz y continua polimerizando en las siguientes 24 horas por la parte residual de monómero que continúa polimerizando químicamente.

CONTRACCIÓN V/S ESTRÉS: La polimerización implica contracción, es decir reducción de volumen, la que implica tensión en la interfase diente restauración que se denomina estrés de contracción, que es la tensión generada durante el proceso de polimerización de una resina compuesta entre ella y el diente. Si no manejamos bien los factores la restauración fallará ya sea a corto, mediano o largo plazo. CONSECUENCIAS DEL ESTRÉS POR CONTRACCIÓN 

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Formación de gaps: Por ruptura de la unión adhesiva de la resina compuesta y la estructura dental, producto de que el estrés supera la fuerza de la unión adhesiva, Deformación: Unión adhesiva resistió más que la fuerza generada por el estrés de contracción pero la resina igual se deforma Tracción y deformación: Tracción de las cúspides puede lelvarlas a la fractura en un futuro

FACTORES QUE CAUSAN ESTRÉS:

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Dependientes de la técnica de aplicación: o Capas: Que no superen un grosor de 2 mm o Lámpara: Estado de la unidad de FP y la técnica de FP Dependientes del material restaurador: o Módulo elástico: Resinas más rígidas generan mayor estrés, por menor VGMA, posee mayor relleno, contrae menos pero con mayor tensión. o Contracción volumétrica: A mayor cantidad de matriz orgánica, mayor contracción, resina fluida posee oca cantidad de relleno, contrae más pero posee un bajo módulo elástico, no generando tanta tensión y estrés. Algunos monómeros presentan mayro cantidad de estrés Geometría de la cavidad: o Factor C (configuración cavitaria): Dado por un cuociente entre las paredes adheridad y las paredes libres, a mayor factor C mayor estrés de contracción, debemos tratar que este factor sea lo menor posible. Encontramos menos estrés al restaurar un borde fracturado pues existen más paredes libres. o Tamaño: Un menor tamaño genera menor estrés por contracción.

INADECUADO MANEJO DEL ESTRÉS:   

Formación de fisuras en la interfase diente restauraicón Fractura de esmalte Fractura cohesiva: l que ocurre dentro de la masa

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Deflexión de cúspides Clinicamente: Sensibilidad post operatoria, fractura dentaria o caries.

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“UNIDADES DE FOTOPOLIMERIZACIÓN” ¿QUE SÓN LAS UNIDADES DE FP? Equipos destinados a emitir luz visible en un espectro e intensidad adecuada para activar fotoiniciadores y desencadenar el proceso de polimerización permitiendo al operador controlar el tiempo de trabajo PROPIEDADES DE LA EMISIÓN DE LUZ: Potencia: Nivel de potencia total emitido en forma de una radiación visible, se expresa en Mw y se mide en un power meter. Intensidad: Es la potencia total dividida por el área de la punta de la guía de la luz, se mide clínicamente con un radiómetro y se expresa en Mw/cm2 Densidad de energía: Es la energía total entregada al material. Se obtiene de la multiplicación de la intensidad x tiempo de polimerización, se mide en joules. Emisión espectral: Es el rango de la longitud de onda de la radiación emitida por la unidad, se mide con espectro fotómeros y se expresa en anometros, debe coincidir con el fotoiniciador Homogeneidad del rayo: Distribución equitativa de la energía emitida a través de la cara de la guía de la luz Colimación o divergencia de la luz: Es el cambio en el ángulo de dispersión de la luz a distancia, esta propiedad indica como se enfoca la energía a medida que se aleja al guente de luz, depende del equipo y de la guía de luz.

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UNIDADES DE FOTOPOLIMERIZACIÓN Halógenas: Dominan el mercado, poseen una intensidad de 400 a 1000 mW/cm2 LED: Dominan el mercado y su intensidad es entre 300 y 2000 mW/cm” Laser de argón: Son de alto costo, no son económicas, pueden poseer unidades de pie, no son muy usadas, su intensidad es de 730 a 1290 Arco de plasma: Son de alto costo, no son económicas, pueden poseer unidades de pie, no son muy usadas, su intensidad es de...