Nanocomposites en odontología: nanohíbridos y microhíbridos

La cuestión de los materiales compuestos de alta calidad utilizados para restauración dental, siempre ha sido nítido. A dental composicion se hacen altas exigencias. Deben tener suficiente resistencia mecánica para ser utilizados no solo en los dientes anteriores sino también en los dientes de masticación.

Tiene buenas propiedades estéticas, baja contracción de polimerización, bajo coeficiente de expansión térmica.

Sea tecnológicamente avanzado, facilite la manipulación de tonos de color. Recientemente, fue posible combinar todas estas propiedades en una composición, después del desarrollo y la introducción de nuevos materiales de restauración dental, que incluyen nanocomposites.

¿Qué son los nanocompuestos?

Los nanocompuestos son materiales multifásicos en los que al menos una fase (relleno) tiene un tamaño de fracción de 0,1 a 100 nm (1 nanómetro es igual a 0,001 micrones). Los materiales nanocompuestos dentales son típicamente una combinación de un relleno inorgánico y una matriz orgánica.

Como este último, se usan varias resinas con aditivos: inhibidores de polímeros, catalizadores, fotoiniciadores, absorbentes de luz, colorantes.

Antes del advenimiento de la nanotecnología en la odontología, los ortodoncistas ya habían utilizado formulaciones cuyos tamaños de partículas encajaban en la nanoescala. Estos son los llamados compuestos microfilicos. Su tamaño medio de partícula es de 0,04 μm, lo que corresponde a 40 nm.

Sin embargo, junto con las propiedades positivas (buena capacidad de pulido, alta solidez del color y bajo desgaste abrasivo), los compuestos microfilicos también tienen desventajas importantes. El principal es la resistencia mecánica insuficiente, que no permite su uso para rellenar y restaurar dientes masticatorios. Otra desventaja de estos materiales es la adhesión de micropartículas, lo que conduce a una estructura compuesta no homogénea.

Con respecto a los composites dentales, existe tal patrón. Cuanto más finas sean las partículas de relleno, mayor será su pulibilidad y estética, pero menor será la resistencia, y viceversa. Los científicos dentales buscaban constantemente nuevos materiales para romper este círculo vicioso.

El inicio del uso de nanocomposites en odontología marcó una nueva era en el desarrollo de composiciones para la restauración y tratamiento de dientes. El primer composite nanocargado fue presentado por 3M ESPE en Viena en la exposición dental internacional en otoño de 2002.

Las principales propiedades de los materiales dentales compuestos son el tamaño de las partículas de relleno y el grado de llenado de la matriz. El primer parámetro afecta la resistencia a la abrasión, la capacidad de pulido, la estabilidad del color. El grado de relleno determina la resistencia, la expansión térmica y la contracción de polimerización del material compuesto.

El grado de relleno en los composites microfilic tradicionales es del 35 al 60% en peso. Este es un valor bajo, que no permite obtener un material con las propiedades de resistencia requeridas. En odontología, los nanocompuestos son compuestos altamente rellenos (más del 60%), lo que hace posible su uso para la restauración no solo de dientes anteriores, sino también de masticación.

Las formulaciones dentales tradicionales y los nanocompuestos se comportan de manera diferente durante su uso. Los primeros tienen partículas de relleno que salen de la superficie bajo la acción de una carga abrasiva. el diente restaurado, deja pequeños cráteres que reducen el brillo y la estética lugar renovado. Cuando los nanocompuestos se desgastan, debido a su pequeño tamaño de partícula, no se forma un cráter, por lo que el brillo y la apariencia del diente no cambia.

En los primeros días, la nanotecnología solo se usaba en odontología para fabricar adhesivos. Posteriormente, comenzaron a utilizarse para la producción de composición de restauración y relleno.

Tipos de nanocomposites

Las principales diferencias entre estas composiciones están determinadas por el tipo, tamaño y estructura del relleno. Los siguientes se utilizan como materiales de partida para la producción de nanopartículas:

• silicato de titanio;
• cuarzo;
• silicato de circonio;
• sales pesadas;
• polímeros;
• algunos óxidos metálicos.

Según la estructura y el tamaño del relleno, se distinguen dos grupos principales de nanocompuestos:

• composiciones nanohíbridas, que son una modificación de los compuestos microhíbridos (microfilic) tradicionales al introducir nanopartículas en su estructura;
• verdaderos nanocompuestos basados ​​únicamente en nanorrellenos.

Los nanocompuestos también se diferencian en:

• método de polimerización (químicamente o fotopolimerizable);
• forma de liberación (en jeringas o cápsulas);
• la cantidad de tonos de color;
• transparencia y una serie de otras características.

Compuestos nanohíbridos

Los compuestos microhíbridos tradicionales contienen partículas pequeñas (alrededor de 0,04 μm) y grandes (hasta 1 μm). Debido a la tendencia a pegarse, las partículas finas se distribuyen de manera desigual en la matriz, lo que conduce a un deterioro de la capacidad de pulido y una disminución de la estética. Para eliminar este inconveniente, se introdujeron nanopartículas con un tamaño de 20-70 nm en el compuesto tradicional. A diferencia de la fracción fina de los compuestos convencionales, las nanopartículas no se pegan entre sí y se distribuyen uniformemente sobre la matriz. Esto asegura la homogeneidad de la composición.

Como resultado de la modificación, se obtienen composites nanohíbridos que, en comparación con los materiales tradicionales, tienen mayor resistencia y mejores características estéticas. Las partículas grandes proporcionan una alta resistencia al compuesto. La fracción fina, que llena los espacios entre las gruesas, proporciona una excelente capacidad de pulido y una alta estética del lugar de restauración.

Los últimos nanocompuestos (Estet-X, por ejemplo) contienen 3 tamaños de relleno: partículas medias, minipartículas y nanopartículas. La proporción de estas fases está estrictamente controlada. Estas composiciones se denominan "microarrays".

Verdaderos nanocomposites

Los compuestos dentales más prometedores son aquellos en los que todo el relleno son nanopartículas. Tales composiciones se denominan "verdaderas" o "nanocluster".

Las nanopartículas en los verdaderos compuestos están presentes en 2 tipos.

• en forma de nanómeros con tamaños de 20... 75 nm.
• en forma de nanoclusters, cuyos tamaños varían de 0,6 a 1,4 micrones.

Los nanoclusters no son más que aglomeraciones de nanómeros. Las tecnologías existentes permiten controlar su tamaño y estructura. Esto es muy importante porque de ello dependen las propiedades fundamentales de los nanocompuestos dentales. Las partículas grandes proporcionan resistencia, mientras que las partículas pequeñas proporcionan el pulido y el aspecto estético. Controlando el tamaño y la distribución de nanopartículas grandes y pequeñas en la matriz, es posible obtener un material con las propiedades deseadas.

Los compuestos nanocluster tienen un llenado muy alto, hasta el 87%. Esto da como resultado una buena resistencia y una baja contracción del material. Al mismo tiempo, la capacidad de pulido, la resistencia al desgaste por abrasión y la estética de los dientes restaurados siguen siendo altas. En el proceso de desgaste, los nanoclusters se desgastan gradualmente, separándose nanoescala por nanoescala de sí mismos. Por tanto, no hay cavidades visibles en la superficie del material, como es el caso de las composiciones tradicionales de composites.

Propiedades y características

El desarrollo de nanocomposites permitió salir del círculo vicioso que existía antes en relación con composiciones dentales, cuando la consecución de altos parámetros estéticos se consiguió a costa de reducir fuerza, y viceversa. Ahora puede combinar las propiedades necesarias en un material.

Los nanocompuestos se distinguen por:

• alta resistencia y fiabilidad de la restauración;
• Excelente capacidad de pulido, retención de brillo en seco a largo plazo.
• baja contracción durante la polimerización: 1.6-1.9%, que es significativamente más baja que la de los compuestos tradicionales;
• alto grado de llenado de la matriz: hasta 87% en peso;
• capacidad de fabricación, buenas propiedades de manipulación;
• una gran cantidad de tonos de color.

Las desventajas incluyen el alto precio y el conocimiento insuficiente de las manifestaciones clínicas.

El ámbito de uso de los nanocomposites es prácticamente ilimitado. Se utilizan para:

• rellenar cualquier caries cariada;
• restauración de defectos del esmalte en caso de erosión fragmentaria;
• restauración de la estética dientes anteriores;
• instalaciones empastes temporales;
• superposiciones rectas carillas;
• entablillado de dientes;
• restauración de metal-plástico y coronas de metal-cerámica y facetas;
• fabricación de superposiciones e incrustaciones;
• acumulación de muñones dentales en pasadores de anclaje;
• como sellador.

Para la polimerización, se utiliza principalmente irradiación de luz.

Fabricantes de nanocomposites

Entre los fabricantes que producen el material, se pueden distinguir tales marcas extranjeras.

ZM ESPE

ZM ESPE (EE. UU.) Es uno de los líderes en el desarrollo de soluciones innovadoras en el campo de la odontología. La empresa produce materiales e instrumentos para ortopedia y terapia dental.

El material de restauración Filtek Supreme XT pertenece a verdaderos nanocompuestos, es decir, solo se utilizan nanopartículas como relleno. La composición tiene altas propiedades de pulido y resistencia, conserva un brillo seco durante mucho tiempo. Se utiliza en la restauración de unidades dentales anteriores y de masticación, la fabricación de carillas directas, ferulización y formación de muñones dentales.

Dentsply

La empresa estadounidense DENTSPLY vende sus productos en 120 países.

Uno de los productos es la formulación nanohíbrida Ceram X, que utiliza cerámica y nanopartículas como rellenos.

El objetivo principal es la restauración anterior. La transparencia uniforme y las altas características estéticas se logran con un número mínimo de tonos de color.

Voco

La empresa VOCO (Alemania) produce materiales para odontología ortopédica, restauradora y preventiva. Los productos VOCO se compran en más de 100 países de todo el mundo.

El compuesto Grandio se fabrica utilizando nanotecnología para lograr un 87% de plenitud en peso. Se utiliza metacrilato como matriz. El curado se realiza con luz halógena. La composición está disponible en cápsulas y jeringas. Grandio VOCO cumple todos los requisitos de los nanocompuestos dentales modernos.

Vivadent

Inicialmente una empresa suiza, y ahora un sindicato internacional, Vivadent produce una amplia gama de compuestos dentales terapéuticos y restauradores, y los suministra a 120 países de todo el mundo.

Uno de los productos de la empresa, el composite fotopolimerizable nanohíbrido Tetric EvoCeram, está diseñado para rellenar y restaurar unidades dentales anteriores y masticatorias. La opción codificada por colores facilita el trabajo del dentista y maximiza el efecto estético.

Kerr

La empresa del mismo nombre, fundada en los Estados Unidos en 1891 por los hermanos Kerr, se ha convertido ahora en una empresa internacional que produce productos que tienen demanda en muchos países del mundo. Incluso en Rusia.

La composición nanohíbrida de la premisa contiene partículas de 3 tamaños: nanorelleno de 0,02 micrones, relleno de vidrio de 0,4 micrones y partículas polimerizadas de 30-50 micrones. Esto hizo posible asegurar un alto relleno (84%) y una baja contracción (1,6%) del composite.

Pentron

El composite nanohíbrido Simile de Pentron es un material versátil para el tratamiento y restauración de dientes anteriores y posteriores.

El composite tiene alta resistencia, excelente pulido y muchos tonos, lo que le permite lograr una armonía de color absoluta con el esmalte natural del diente.

Grupo Dental Schiitz

La empresa alemana Schiitz Dental Group, además de muchos otros materiales para odontología, produce el nanocompuesto restaurador NanoPaq. La excepcional resistencia y fiabilidad de la restauración está garantizada por una alta tasa de llenado de hasta el 82%.

La composición de NanoPaq tiene 4 clases de transparencia: muy transparente, poco transparente, medio transparente y completamente mate. La tecnología de fabricación de nanocompuestos permite controlar el nivel de transparencia con la posibilidad de obtener cualquier versión intermedia.

Conclusión

Restaurador dental moderno y materiales de relleno, que incluyen principalmente nanocomposites, abren amplias oportunidades para dentistas y ortodoncistas en el tratamiento, restauración y corrección de dientes anteriores y posteriores.

Gracias al nanorrelleno, se proporciona un conjunto de características que no se pueden obtener con las formulaciones tradicionales. Los principales son alta capacidad de pulido, resistencia mecánica, resistencia a la abrasión, cualidades estéticas ideales.