Cerámicas I - Biomateriales PDF

Preview

Summary

Biomateriales...

Description

Cerá m ic ás I Los sistemas cerámicos solucionan un problema muy importante de los metales y los polímeros, el problema que guarda relación con la estabilidad de estos materiales cuando tienen que convivir en un ambiente de alta agresión como el de la cavidad oral. Uno de los materiales más estables y de alta estética son las cerámicas, tiene la capacidad de devolver las características de translucidez del diente, debido a que si analizamos la histología del diente es más parecido a una estructura cerámica. En el ámbito de las cerámicas en odontología tenemos una cantidad enorme para trabajar, pero sin embargo, estos sistemas cerámicos siguen siendo o teniendo el mismo fundamento que tuvieron desde su aparición. La cerámica es reconocida por el 1776, proviene de la palabra latina “tierra quemada” fue reconocida cuando el ser humano comenzó a utilizar el fuego. Utilizamos estos polvos mezclados con líquido especial y somos capaces de convertir esto en una estructura sólida. La cerámica es capaz de resistir ambientes muy agresivos por su condición inerte, tiene esta condición porque básicamente es una mezcla entre elementos metales y no metales que conforma una malla, una estructura básica de tetraedro de óxido de sílice donde tenemos un catión que será el sílice y anión que conformaran los otros 4 vértices que será el oxígeno.  

La energía asociada a los enlaces que presentan estas estructuras son muy altas lo que hace que sean extremadamente estables. La estructura aniónica del oxígeno hace que tengamos una estabilidad muy grande entre el sílice y otros elementos que permiten la unión con ellos.

Esta configuración es debido a que los elementos metálicos y no metálicos interactúan con el oxígeno y se les aplica temperatura. Se va a empezar a producir estas reacciones.  

Dependiendo de la temperatura que utilizamos serán las diferentes características de la cerámica. Dependiendo de los distintos elementos metálicos y no metálicos que ocupemos también entregaremos propiedades distintas.

Finalmente lo que observamos, es una base de un tetraedro de óxido de sílice a la cual se le han incorporado otras sustancias (potasio, aluminio, manganeso, etc) que van a ir generando diversas características con respecto al sistema cerámico. Los iones que agregamos:  

Pueden mejorar la regularidad que presenta la malla. Modificar los puntos de fusión que presentan las estructuras, haciéndolos más o menos manejables para los requerimientos.

Dependiendo de la constitución química y el régimen térmico que se le aplique será la cerámica que utilicemos para las distintas restauraciones. Hay sistemas cerámicos que necesitan la combinación con metales, mientras que otros solo trabajan con cerámicas, inmediatamente vemos que habrán sistemas cerámicos que no son capaces de soportar las cargas en boca, por lo tanto, debemos asociarlos con otros elementos que sean mucho más estables y que resistan las fuerzas oclusivas, estos serán como antes se mencionó los metales. Por lo mismo hay diferencias entre las cerámicas mezcladas con metal y aquellas que no son mezcladas.

Naturaleza de las Cerámicas Son estructuras sólidas vítreas con una porción de elementos cristalinos. Por ejemplo: Las joyas de marca con las de una feria artesanal, la diferencia entre ellas radica en el procesado térmico, en unas se obtuvo cristales y en la otra estructuras más bien amorfas. A estas últimas le llamamos “vidrio”. La diferencia radica básicamente en que a la estructura cristalina podemos aplicarle mayor cantidad de cortes, estos van a infligir en que habrá mayor refracción de rayos y al suceder esto el cristal brillará más. Poseeremos cerámicas que serán fundamentalmente policristalinas y otras vítreas. Son dos sus diferencias radicales: 1. Las propiedades mecánicas. 2. Propiedades estéticas.

Estructuras Cristalinas Una estructura altamente cristalina es una estructura que puede resistir de muy buena manera las cargas de la boca, poseen muy buena resistencia mecánica, algunas de ellas poseen tan alta resistencia mecánica que si las relacionamos con un diente antagonista son más duras que el esmalte y por lo tanto pueden llegar a gastarlo. Por otro lado del punto del vista óptico son altamente opacas, no deja ver lo que hay detrás de ellas. Lo cual puede ser una ventaja si es que nosotros necesitamos esconder algún defecto de la estructura dentaria cubierta por cerámica.

Estructuras Vítreas Son estructuras que poseen bajas propiedades mecánicas, son frágiles, pero además tienen cierta capacidad de absorber tensiones antes de llegar a la fractura, es decir, cierto grado de tenacidad. Desde el punto de vista estético son altamente translúcidas. Por ejemplo a nivel del borde incisal pudiesen ser muy bien logradas con este tipo de cerámicas.

Tenemos una gran familia que son un conjunto de cerámicas incorporadas al medio, que poseen porciones de cristalinidad y porciones vítreas, y se pueden ir jugando con las proporciones de cada uno.

Cerámica Feldespática Es y fue la primera cerámica utilizada, está constituida básicamente por feldespato de potasio y de sodio en grandes cantidades más algunas otras sustancias (el feldespato es un cristal que está constituido por sodio, aluminio y óxido y algunos casos por potasio). La disposición de los cristales también le dará a esta estructura distintas propiedades. La mezcla de los polvos con agua generan un “barro”, aplicándole calor, van a ir transformando este cuerpo en una estructura cristalina, lo que da rigidez a la estructura y le da la capacidad de soportar altas temperaturas. Sintetización: Proceso a través del cual partículas por separado mezcladas en un líquido son sometidas a un régimen de temperatura logrando la fusión entre ellas provocando cambios en el cuerpo reordenando la estructuras cristalinas generando cuerpos más estables. Estos polvos están constituidos por distintas sustancias las cuales le aportan a la cerámica terminada todas las propiedades esperadas de ellas:      

Viscosidad. Temperatura de fusión. Estabilidad química. Expansión térmica. Desvitrificación. Estética.

Piroplástico: Concepto relacionado con deformaciones permanentes asociadas a temperatura. Cuando yo voy a construir un diente yo agarro este “barro” y luego este diente lo llevo a un horno para la aplicación de temperatura, me interesa que esta deformación permanente se siga manteniendo con la temperatura, que esta no se me deforme.

La cerámica feldespática tiene una alta proporción vítrea. Su estructura posee una distribución amorfa. Si tiene una alta proporción vítrea, por lo tanto, sus propiedades mecánicas son bajas. Y son altamente translúcidas, habitualmente si tenemos necesidades de alta estética usamos cerámica feldespática, el problema es que los dientes están hechos para funcionar y además de esto nuestros pacientes bruxan y estos se pueden quebrar y la reparación de estos sistemas es difícil. De acá viene la popularidad de los polímeros en odontología hoy en día, reparar un polímero es fácil.

Por lo tanto la cerámica feldespática, debido a su mala resistencia mecánica estará ASOCIADA A METALES. Logramos que la interacción entre estos dos mejoren las propiedades mecánicas, sin que se pierdan sus propiedades estéticas. ¿Cuál es el problema grave? Que debemos mezclar dos elementos de distintas naturalezas, el metal y la cerámica. Acá se produce un problema, de partida sabemos que las cerámicas son óxidos, por lo tanto, para lograr una interacción debemos tener metales capaces de producir óxidos (metales no nobles, hierro, etc). La problemática en esto es la probabilidad de corrosión, o sea, comenzamos a perder estructura. Cuando hacemos esta aplicación de temperatura para que se produzca esta estructura cerámica sobre el metal, deberemos asegurarnos que exista una oxidación, por lo tanto, el ambiente en el que se producen estas uniones, son ambientes de alta complejidad. El flujo piroplástico, que nos permite que la cerámica vaya moviéndose, también nos permite tener cierto nivel de contracción, el cual permite que la cerámica se adapte de mejor manera al metal y con esto más la presencia de irregularidades que normalmente poseen las estructuras metálicas, nos permiten tener un ambiente lo más óptimo posible para la interacción. Cuando empezamos a modificar el régimen térmico a la cerámica, se comienzan a ver cristales que no se veían anteriormente, el cristal llamado leucita. Por lo tanto los primeros sistemas reforzados con cristales se llaman, Sistemas Cerámicos Reforzados con Leucita.

Sistemas Cerámicos Reforzados La leucita (KAlSi2O6) también es una forma cristalina, que está presente en los sistemas feldespáticos puede aparecer con el régimen o aplicarla de forma artificial. Así como la leucita podemos incorporar otros tipos de óxidos que lo que van a hacer es aumentar la estructura cristalina, al aumentar esta mejoramos las propiedades mecánicas pero se hacen más opacos. Por eso se han utilizado estos sistemas, debido a que tenemos mejoras resistencias mecánicas pero cada vez nos acercamos a una configuración del punto de vista cristalino que tenga lo mejor de los dos mundos.

Cerámicas Feldespáticas de Alta Resistencia Comienzan a ser un elemento importante, aquellas que son:  

Reforzadas con leucita. Reforzadas con disilicato de litio.

Básicamente siguen siendo cerámicas feldespáticas pero aumentamos ahora sus propiedades mecánicas porque aumentamos la cantidad de cristales presentes. Los reforzados de disilicato de litio, poseen muy buen comportamiento estético como mecánico.

Cuando hablamos de leucita, hablamos del cristal muy parecido al feldespato, pero con diferencias en la estructura cristalina, lo cual hace que su dureza sea una dureza bastante alta. Hablamos de una estructura tetragonal, más o menos 6 Mohs. Lo que hace este sistema es que el volumen de estructura vítrea disminuye al aumentar el número de estructura cristalina.

Disilicato de Lit io Se coloca sobre la cerámica feldespática, genera una matriz cristalina de alta densidad y alta heterogeneidad, esto hace que quede mucho espacio de estructura vítrea, lo que se comienza a hacer es permitir un comportamiento de translucidez más o menos importante. Lo que se hace finalmente es lo siguiente, generamos las estructuras que antes se hacían en metales en cerámicas, estas se van a maquillar con cerámicas de alta estética (feldespática), ya no existen problemas de incompatibilidad química. La estructura completa será inerte, no va a agredir las estructuras de la boca. El comportamiento estético está en relación con la física. La cerámica es una estructura donde conviven elementos vítreos y cristalinos y su base es el tetraedro de óxido de sílice. Y que a partir del procesado térmico nos va a permitir distintos comportamientos estéticos y mecánicos, los vítreos tendrán menores propiedades mecánicas pero mayores propiedades estéticas y los cristalinos viceversa....