Biomateriales odontológicos PDF

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Materiales Odontológicos Tema 1. Estructura de los biomateriales odontológicos (BMO) 1) Concepto -La odontología es la ciencia que estudia la composición, manipulación, propiedades, biocompatibilidad, usos e indicaciones de los materiales odontológicos, y la forma en que interaccionan con el medio ambiente. 2) Organizaciones y normas internacionales -Especificaciones de la ADA mediante el Council on Scientific Affairs (1966):  La determinación de las propiedades físicas y químicas de los materiales odontológicos de importancia clínica  El desarrollo de nuevos materiales, instrumentos y métodos de prueba. -El comité MD156 se encarga:  Nomenclatura, normas y especificaciones de los materiales y dispositivos dentales. -En la actualidad la cooperación más intensa está entre investigadores, profesionales, universidades y fabricantes:  Comparan los resultados obtenidos en sus pruebas y adoptan métodos de investigación uniformes. -El comité TC 106 de odontología: tipifica  La terminología, los métodos de prueba, las especificaciones para materiales, instrumentos, aparatos y equipos dentales. -El objetivo de la organización es: Normas internacionales, para:  Mejorar la calidad y fiabilidad de los materiales  Evitar que cada país tenga que desarrollar sus propias normas y especificaciones. 3) Clasificación según el uso -Odontológicos -Protésicos -Odontológico- protésicos 2) Clasificación según las disciplinas -Materiales para operatoria dental -Materiales para prótesis -Materiales para endodoncia -Materiales para periodoncia -Materiales para ortodoncia -Materiales para cirugía -Materiales para prevención y profilaxis -Otros materiales (materiales auxiliares y varios) 3) Clasificación según la naturaleza u origen químico (clasificación de McCabe) -Sales inorgánicas: yesos, revestimientos y los productos derivados del yeso en general, cementos, abrasivos, dentífricos, algunos de los modernos materiales implantables. -Materiales cerámicos: Porcelanas -Metales y aleaciones: Oro para orificaciones, titanio para implantes, plata en algunas técnicas de endodoncia, cobre para galvanizar modelos de trabajo, plomo, amalgamas, acero, etc. -Polímeros: ceras (animales, vegetales y minerales), resinas acrílicas, uretanos, fibras. -Elastómeros: materiales de impresión acuosos y no acuosos. -Polímeros compuestos o materiales compuestos o combinados: asociaciones de los materiales básicos. Normalmente se fabrican en el laboratorio, pero también se encuentran en la naturaleza (el esmalte y la dentina).

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Materiales Odontológicos 4) Propiedades de los materiales odontológicos -Propiedades de los materiales no mezclados  Vida de almacenamiento: Actualmente, los recipientes utilizados para los materiales suelen tener un número de serie impreso, así como una fecha de caducidad, de manera que sea posible averiguar la fecha predecible en que se iniciará el deterioro.  Proporcionalidad: Algunos materiales son más sensibles a una proporción correcta de los componentes que otros. La variación afecta a la fluidez o velocidad de fraguado y a las propiedades del material fraguado.  Porosidad: Aire incorporado a una mezcla de pastas. Debido a ello el material fraduado siempre es poroso, porque presenta diminutas cavidades de aire dentro de él.  Toxicidad: Un tóxico puede entenderse como aquel agente que en pequeñas cantidades es capaz de comportarse como un veneno. Para este fin, existen pruebas especialmente diseñadas acerca de la biocompatibilidad de los materiales en el medio bucal.  Volatilidad: Materiales se desprenden en estado gaseoso a cierta temperatura durante su utilización. Se hace indeseable cuando se volatiliza el material antes de ser utilizado, alterando la composición química y la viscosidad del material para ser empleado.  Inflamabilidad: Capacidad de un material para reaccionar con el oxígeno de manera violenta. Llevan una señal que lo indica. -Propiedades de los materiales durante la mezcla, manipulación y fraguado  Afinidad química: La reacción química de fraguado entre los componentes de un biomaterial dental, se ve favorecida cuanto más afines entre sí son los componentes del material puestos en contacto  Viscosidad: Cuanto más viscosas son las fases que se mezclan, se dificulta en mayor grado el mezclado  Temperatura ambiental: Afecta a la velocidad de una reacción química. Una temperatura ambiente alta es capaz de aumentar la velocidad de muchas reacciones, en la cambio, la disminución de la temperatura, puede ralentizar la velocidad de fraguado.  Humedad relativa: puede influir actuando como acelerador en una reacción química y en otros casos, puede interferir como retardador del proceso de fraguado.  Tipo de reacción: Algunos materiales durante su fraguado son capaces de dar lugar a productos colaterales que pueden dar lugar a reacciones tisulares. Actualmente las pruebas de biocompatibilidad exigentes a cualquier material que se presenta en el mercado impiden que puedan ocurrir. Hay que tener cuidado con los materiales que entrar en contacto directamente con la dentina recién tallada o con la mucosa.  Método de distribución y mezcla o Polvo -líquido o pasta-líquido o Pasta- pasta o Cápsulas o Mezcla a partir de jeringas u otros aditamentos mecánicos o Materiales que polimerizan o fraguan por fotoactivación -Propiedades de los materiales fraguados  Propiedades mecánicas: fuerzas masticatorias que soportan los materiales, desgaste  Propiedades térmicas: Materiales que se calientan  Propiedades químicas: solubilidad, pH, reactividad, degradación  Propiedades biológicas: toxicidad, inmunología, citotoxicidad, carcinogénesis.

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Materiales Odontológicos Tema 2. Propiedades mecánicas, térmicas y superficiales (I) 1) Propiedades mecánicas: -Tensión-deformación:  Tensión: Al aplicar una fuerza externa a un cuerpo se crea una fuerza interna de igual magnitud pero en sentido contrario.  Deformación: La fuerza aplicada externa lleva una modificación en la estructura. -Tipos de fuerzas:  Comprensión: el material se ve sometido a la acción de 2 fuerzas contrarias que se aproximan en la misma recta. Si se deforma por la acción de esta fuerza el material es MALEABLE.  Tracción: Un material se ve sometido a la acción de 2 fuerzas contrarias que se alejan por la misma recta. Se dice que el material es DÚCTIL. ↑longitud → ↓calibre  Relación de poisson: Relación existente entre el aumento de la longitud y de diámetro.  Fuerzas de corte: Acción de dos fuerzas que se acercan por diferentes rectas.  Fuerza de deslizamiento: Acción de dos fuerzas que se separar por distintas rectas  Flexión: Sobrecara de un material en tres puntos. Provoca fuerzas de comprensión de tracción. -Tipos de deformación:  Elástica: Al cesar la fuerza que aplicamos el material recupera su forma original.  Plástica: La fuerza cesa pero el material no recupera su forma original  Fractura: El material llega a romperse

Y: Límite elástico (separa la fase elástica de la plástica). U: Límite de fractura (separa la fase plástica de la de fractura).

-Dureza: Indica la resistencia a la hendidura  Brinell: Se realiza con una esfera metálica midiendo el diámetro de la marca.  Vickers: Se realiza con una pirámide de diamante, midiendo la diagonal de la marca.  Rockwell: Se realiza con un cono de diamante. Da dos impactos en el material.  Knoop: Se realiza con una pirámide de diamante en materiales frágiles. -Resistencia al desgaste: El desgaste que sufren los materiales puestos en boca puede ser por dos causas:  Mecánica: Abrasión  Química + Duro → + difícil de abrasar

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Materiales Odontológicos 2) Propiedades térmicas -Las propiedades térmicas de un material son importantes en odontología por los cmabios térmicos que tienen lugar en la boca debido a la alimentación principalmente. -Los materiales sufren cambios de temperatura que oscilan entre los 2,3-60º C. -Estos cambios térmicos se transmiten a través de los distintos materiales y pueden afectar a la pulpa causando sensibilidad. -Los cambios térmicos pueden ocasionar cambios volumétricos (dilatar y contraer) lo que afecta al sellado. -Conducción térmica: La dentina y el esmalte son tejidos con alta capacidad de aislamiento térmico. La conducción de calor a través de un cuerpo se caracteriza con:  Conductividad térmica: Indica la velocidad del flujo de calor a través de un material en estado constante. Es la velocidad con la que el calor viaja a través de un material. ↓Conductividad térmica → Material aislante ↑Conductividad →Material conductor  Difusión térmica: Tiempo que tarda un material en adaptar su temperatura a la del estímulo. -Expansión térmica: Al someter un cuerpo a distintas temperaturas se producen variaciones volumétricas. ↑temperatura → dilatación ↓ temperatura → contracción 3) Propiedades superficiales -Las propiedades superficiales más importantes en odontología son el contacto entre líquidos y sólidos. -Las propiedades dependen de las superficies de contacto. La unión de ambas superficies se denomina la interfase. -Tensión superficial:  Líquidos (tensión superficial): Tienden a disminuir su superficie para mayor estabilidad  Sólidos (energía superficial): Su capa superficial tiene moléculas con energía libre para interaccionar con otras sustancias. -Humectabilidad: Al entrar en contacto un sólido y un líquido se produce una relación entre ambos y el líquido se extenderá en mayor o menor medida sobre el sólido. ↓Tensión superficial → ↑humectabilidad ↑ Energía superficial → ↑ humectabilidad -Capilaridad: Al situar un líquido en el inferior de una estructura tubular, se produce un movimiento del líquido hacia el inferior del capilar con mayor o menor intensidad. ↑ humectancia → ↑capilaridad -Rugosidad: La rugosidad es una propiedad superficial es muy importante, influye en aspectos como la adhesión y la retención de microrganismos. La rugosidad expresa las irregularidades existentes en una superficie. Superficies rugosas ↑ superficies de contacto.

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Materiales Odontológicos Tema 3. Propiedades químicas, eléctricas y ópticas (II) 1) Propiedades químicas -En odontología hay materiales químicamente menos estables, como los metales y más estables, como es el caso de las cerámicas. -Como propiedades químicas tenemos:  Solubilidad: o La solubilidad de una sustancia es el grado en que se disuelve en un determinado líquido disolvente, por ejemplo agua o saliva. o En los materiales restauradores, esta propiedad es particularmente importante, dado que si es un material presenta alta solubilidad o poca resistencia a la erosión, tendría muy limitado su tiempo de vida efectivo. o La solubilidad puede ser influenciada por el pH, generalmente medios ácidos aumentan el grado de solubilidad de los materiales. Por el contrario hay materiales que pueden erosionarse rápidamente con valores de alcalinidad, esto justificaría el diferente comportamiento de unos pacientes a otros o Cuanto más básica una saliva, hace más sarro, presenta pocas caries (porque el pH neutraliza la acción de las caries). o Actualmente en odontología los materiales más solubles son los cementos

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Corrosión o La corrosión es un fenómeno electroquímico que produce la desestructuración relativamente lenta de los materiales, como son los metales y sus aleaciones. o La resistencia a la corrosión es uno de los principales requisitos que deben presentar los materiales utilizados en la boca. o El ataque químico de los metales por parte de los alimentos o de la saliva también puede producir corrosión, como las obturaciones de amalgama con los sulfuros y cloruros. o La corrosión puede comprometer las propiedades mecánicas de los metales presentes en la composición de cada no de los materiales y generar productos de corrosión que pueden acumularse en los órganos humanos.

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Lixiviación o lixiación de los componentes o Al fenómeno de pérdida de os componentes de los materiales en los líquidos orales se llama lixiviación o La lixiviación tiene efectos negativos, tales como el cambio de las propiedades originales de los materiales (liberación de calcio). Tiene efectos beneficiosos como el uso de los cementos de hidróxido de calcio como base cavitaria (se forma dentina reparatoria o terciaria).

2) Propiedades eléctricas 

Galvanismo: o El galvanismo o efecto galvánico es un fenómeno que ocurre debido a la diferencia de potencial eléctrico entre obturaciones hechas con metales distintos en dientes opuestos. En la obturación más cercana al nervio da calambre. Chocan diferentes materiales y generan o Cuando dos obturaciones se ponen en contacto la célula eléctrica entra en cortocircuito y la corriente fluye debido a la diferencia de potencial.

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El flujo de la corriente atraviesa el tejido pulpar y el paciente puede experimentar sensación dolorosa.

Resistividad eléctrica o Mide la resistencia presentada por un material para conducir corriente eléctrica o Muy importante en los materiales restauradores, nos interesa que no deje pasar la electricidad o Todos los materiales deberían ser dieléctricos, es decir, deberían proporcionar aislamiento eléctrico, aislando la pulpa. o Los cementos de óxido de zinc- eugenol son los que ofrecen mayor resistencia, los cementos de ionómero de vidrio presentan valores similares a la dentina (ideales para proteger la pulpa)

3) Propiedades ópticas -Es uno de los temas de mayor relevancia en odontología (color) -Restaurar el aspecto natural de los dientes es una meta fundamental para nuestra profesión -Depende de muchos factores:  Iluminación ambiental  El tipo de material que se va a utilizar  La coloración de los tejidos vecinos a los dientes naturales  Las guías de matices dentales disponibles  Las distintas tonalidades presentadas por un diente. -Propiedades  Color o o o 

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Zona del espectro electromagnético que resulta visible para el ojo humano. Esta entre las longitudes de onda de 400 (color violeta) y 700 (color rojo). El color que percibimos es el resultado de la reflexión o de la transmisión de un rayo de luz blanca Opacidad o Propiedad de los materiales que impide el paso de la luz. o Si un objeto absorbe por igual todos los colores del espectro de una luz blanca, este objeto aparece de color negro. o Si un objeto refleja todos los colores del espectro con la misma intensidad recibidos de una luz blanca, el objeto aparece de color blanco. Translucidez o Al contrario que la opacidad es la propiedad de de los materiales que permite el paso de la luz pero con dispersión de los rayos luminosos

Pigmentación o Para conseguir que los materiales de restauración, tengan un aspecto similar a la estrucura dental o a tejidos blandos circulantes, tenemos que combinar colores con translucidez. o Es posible obtener distintos efectos estéticos en una restauración incorporando pigmentos de colores a los materiales como porcelanas, composites y silicones

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Fluorescencia o Energía lumínica que ciertas sustancias emiten cuando son sometidas a la incidencia de un rayo de luz o Cuando los dientes humanos sanos son excitados por radiaciones ultravioletas emiten luz fluorescente policromática o Para reproducir el aspecto natural de los dientes, algunos fabricantes introdujeron los agentes fluorescentes a los composites Metamerismo o Fenómeno por el que colores distintos pueden parecer iguales bajo determinadas iluminaciones y diferentes bajo otro tipo de fuente luminosa. o Es el resultado del entrecruzamiento de complicadas curvas de reflectancia entre estímulos cromáticos. o Las lámparas fluorescentes y el sol producen luces muy distintas, por lo tanto es muy importante la elección del color, comparar la similitud cromática de la estructura dental y el material a utilizar bajo una fuente de luz de día.

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Materiales Odontológicos Tema 4. Comportamiento de los materiales en el medio biológico. Biocompatibilidad 1) Comportamiento de material en medio biológico -Bio: Relativo a la vida -Compatible: con aptitud o proporción para unirse. -La biocompatibilidad es algo más que la ausencia de toxicidad. -El término biocompatible aparece cuando la medicina evoluciona lo suficiente como para conseguir sustituir parte del tejido vivo por un material no vivo. -Los dos están en contacto y uno no afecta al otro y ejerce su función. -Bidireccional: Un material puede dañar el organismo y el organismo puede dañar un material. -Tiene que ser aceptado por el organismo y el organismo tampoco tiene que ser dañado. 2) Funciones de la cavidad oral -Investigación -Masticación -Deglución -Fonación -Respiración -Características especiales: ecosistema único 3) Características de la cavidad oral -Humedad: saliva, deglución -Desecación: aire en respiración -Tensiones -Fatiga -Cambios térmicos -Cambios químicos, bioquímicos y electroquímicos -Cambio de pH -Flora bacteriana -Capacidad de absorción de mucosa 4) Comportamiento del material Para que un material sea biocompatible tiene que ser:  No toxico  Capaz de desempeñar la función del tejido que lo sustituye  Exista funcionalidad y no se deteriore 5) Toxicidad del BMO Capacidad nociva en contacto con el organismo  Patología: el material puede ocasionar a dos niveles o Local: necrosis, hipertrofia, atrofia….. o Sistémico: acción mutagénica, septicemia, acción estrógena….  Factores que favorecen la toxicidad del material o Pueden tener en su estructura y composición algún elemento toxico que tiene el acceso al organismo, pero en si el BMO no son tóxicos. o Ejemplo: material con fraguado incompleto; sufren corrosión, disolución A pesar de contener elementos tóxicos, muchos no presentan problemas, esto es debido a una estructura que no le permite la salida al medio oral

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Materiales Odontológicos 6) Problemas respecto a la biocompatibilidad: Una sustancia es toxica cuando empieza a dar problemas. 7) Tiempo causa – efecto -Cuanto más tiempo en boca mas tóxico va a ser, no son absolutos porque no se pueden demostrar con seguridad que materiales dan problemas. Se puede descubrir por aparición de sintomatología. Problema: establecer la relación causa – efecto es más difícil a medida que pasa más tiempo entre ellos. -Se puede hablar a toxicidad a CORTO, MEDIO Y LARGO PLAZO.  Toxicidad a corto plazo: La reacción es una inflamación local y anafilaxia, muy rápida, de asociación muy fácil, y si eliminamos la acusa la sintomatología desaparece  Toxicidad a medio plazo: Reacción sistémicas secundarias a la acción cancerígena, alérgica o a depósitos En este tipo de toxicidad es más difícil establecer relación causa – efecto. Cuando se consigue, la enfermedad ya está desarrollada y no remite a pesar de eliminar la causa.  Toxicidad a largo plazo: Varias décadas. En esta situación es muy difícil establecerla relación causa – efecto ya que incluso puede aparecer en generaciones posteriores. La remisión de la patología al eliminar la causa es difícil de verificar. 8) Función de los biomateriales -Soporte: sustituir el tejido dentario durante la masticación, deglución… sometido a tensiones →propiedades mecánicas. No debe caerse debe aguantar a todo y ser estable. -Estética: reproducir el comportamiento óptico de los tejidos -Relleno de cavidades: evitar crecimiento de bacterias y microfiltración, el relleno tiene que quedar hermético, sin espacios. -Estimulo de la formación de tejidos duros: función específica de algunos materiales. Ejemplo: hidróxido de carbono; regeneración ósea 9) Deterioro de biomateriales: -Los biomateriales deben permanecer estables, sin deterioros importantes que debilitan o destruyan sus propiedades. -No deben alterarse ya que deben trabajar en el medio oral que es muy...