Apuntes de Materiales Dentales

Materiales Dentales y Biomateriales

• Materiales dentales: usados para diagnosticar, prevenir y tratar afecciones dentales.

• Materia: formada por partículas, ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.

• Estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso.

• Usos en odontología: confeccionar réplicas, reemplazar tejido dentario perdido, construir prótesis.

• Átomos:

  • Metálicos: ceden electrones, forman cationes (+), electropositivos.

  • No metálicos: toman electrones, forman aniones (-), electronegativos.

  • Grupo de carbono: comparten electrones, forman uniones covalentes.

Uniones Químicas

• Primarias (fuertes):

  • Metálicas (materiales metálicos).

  • Iónicas (materiales cerámicos).

  • Covalentes (materiales cerámicos y orgánicos).

• Secundarias o de tipo dipolo (débiles): atracción por polos opuestos.

Tipos de Materiales

• Metálicos:

  • Unión metálica.

  • Estructura cristalina.

  • Buenos conductores.

  • Se oxidan.

• Cerámicos:

  • Uniones iónicas y covalentes.

  • Baja deformación.

  • Aislantes.

  • Estructura combinada.

• Orgánicos (polímeros):

  • Uniones intermoleculares débiles.

  • Aislantes.

  • Estructura amorfa.

• Compuestos (composites):

  • Combinación de materiales (cerámicos y orgánicos).

Estructura Interna de los Materiales

• Amorfa: desordenada.

• Cristalina: ordenada.

• Combinaciones.

Respuesta Biológica

• Favorable.

• Inocua.

• Desfavorable: inmunológica y toxicológica.

Propiedades Químicas y Biológicas

• Materiales dentales son biomateriales.

• Clasificación según origen:

  • Naturales.

  • Sintéticos: metales, polímeros, cerámicos, compuestos.

• Biopolímeros: interactúan con sistemas biológicos.

• Propiedades biológicas: no destructivo, respuesta biológica apropiada, no tóxico, biocompatible.

• Biodegradabilidad: descomposición por organismos vivos.

Propiedades Químicas de los Materiales

• Medio y estímulo influyen en la degradación.

• Formas de deterioro:

  • Desgaste: acción mecánica.

  • Erosión: acción química.

  • Sorción acuosa: absorción y adsorción.

  • Disolución: separación de partículas.

  • Pigmentación: depósito en la superficie.

  • Corrosión: reacción química/electroquímica.

• Pasivación: capa protectora (cromo, aluminio, titanio).

Propiedades Físicas

• Densidad: masa por unidad de volumen.

• Propiedades ópticas: respuesta a la luz.

• Propiedades térmicas: respuesta al calor.

• Propiedades eléctricas: respuesta a la electricidad.

• Propiedades magnéticas: respuesta al magnetismo.

Propiedades Ópticas

• Longitud de onda: inversamente proporcional a la energía.

• Percepción del color: conos (verde, azul, rojo) y bastones (blanco y negro).

• Estructura: determina opacidad, translucidez o transparencia.

• Color: mezcla de longitudes de onda reflejadas o transmitidas.

• Metamerismo: cambio de color según la luz incidente.

• Dimensiones del color: matiz, intensidad y valor.

• Luminiscencia: fluorescencia y fosforescencia.

• Opalescencia: dispersión de la luz.

Propiedades Eléctricas

• Conductividad eléctrica: presencia de electrones libres (metales > cerámicos > orgánicos).

Propiedades Térmicas

• Temperatura de fusión: Cerámico > Metálico > Orgánico.

• Conductividad térmica: Metálicos > Cerámicos > Orgánicos.

• Difusividad térmica: eficiencia en conducir calor.

• Calor específico: Orgánicos > Cerámicos > Metálicos.

• Coeficiente de variación dimensional térmica.

Adhesión

• Mecánica: penetración en irregularidades.

• Química: formación de uniones químicas.

• Energía superficial y tensión superficial.

• Ángulo de humectancia: líquido hidrófilo vs. líquido hidrófugo.

Propiedades Mecánicas

• Deformación: cambio en la longitud de un cuerpo.

• Tensión: fuerzas internas.

• Cargas: tensión interna.

• Tipos de carga/tensión: tracción, compresión, tangenciales, flexurales.

• Resistencia: tensión máxima que soporta un material.

• Medición de tensión y resistencia: Instron y probeta.

Relación entre Tensión y Deformación

• Gráfico tensión/deformación: deformación elástica y plástica.

• Ley de Hooke: proporcionalidad entre tensión y deformación.

• Límite proporcional: valor de tensión donde se pierde la proporcionalidad.

• Módulo elástico o de Young: relación numérica entre tensión y deformación.

• Rigidez vs. flexibilidad.

• Resiliencia: capacidad de absorber y devolver energía elásticamente.

• Tenacidad: energía necesaria para romper un material.

• Fragilidad, ductilidad y maleabilidad.

• Viscoelasticidad: comportamiento dependiente del tiempo y temperatura.

• Creep y Flow: deformación permanente.

• Dureza superficial y resistencia a la abrasión.

Sistemas Materiales

• Solución: soluto + solvente.

• Homogéneo vs. heterogéneo.

• Diagrama de equilibrio: estado del soluto según concentración y temperatura.

• Metal, metaloide.

Metales

• Átomos metálicos: tienden a ceder electrones.

• Reticulado espacial: estructura cristalina.

• Cambio alotrópico: cambio de estructura cristalina con la temperatura.

• Solidificación de los metales: núcleos de cristalización y crecimiento dendrítico.

• Aleaciones: combinaciones de metales y metaloides.

Aleaciones

• Solución sólida: sustitucional e intersticial.

• Compuesto intermetálico: proporciones definidas.

• Aleaciones eutécticas: insolubles en estado sólido.
  *Parcialmente solubles: capaces de formar soluciones sólidas

• Curva de enfriamiento: sobreenfriamiento, formación de núcleos, solidificación, sólido.

• Tamaño del grano cristalino: influencia en las propiedades del metal.

Obtención de Objetos Metálicos

• Colada: patrón de colada, inclusión, calcinación, fusión, terminación.

• Maquinado: CAD/CAM.

• SLM: selective laser melting.

• Artesanal: labrado o forjado.

Propiedades de los Materiales Metálicos

• Físicas: densidad, conductividad, TF, coeficiente de variación dimensional térmica.

• Mecánicas: dependen del tipo de estructura y defectos.

• Vacancias y dislocaciones.

• Deformación en frío: labrado.

• Tratamientos térmicos: endurecedor y ablandador.

• Químicas: pigmentación y corrosión.

• Estabilidad química: metales nobles y pasivación.

Materiales Cerámicos

• Átomos: metálicos y no metálicos.

• Uniones: iónicas y/o covalentes.

• Estructura: cristalina, amorfa y combinada.

• Características: malos conductores, baja deformación.

• Propiedades: físicas (ópticas, térmicas) y químicas.

• Solubilidad: depende del tipo de iones y uniones.

• Estabilidad: covalentes > covalentes + iónicas > iónicas.

• Propiedades mecánicas: rigidez, resiliencia, LP, módulo de elasticidad, fragilidad, resistencia.

Cementos Dentales

• Origen cerámico.

• Composición: polvo (óxido básico) y líquido (ácido).

• Reacción ácido-base: formación de sal.

• Estructura nucleada: núcleos y matriz salina.

• Relación polvo/líquido: influye en las propiedades mecánicas y químicas.

Cemento de Ionómero Vítreo

• Base cerámica.

• Traslucidez, liberación de fluoruros y adhesión a tejidos dentarios.

• Presentación: polvo y líquido, cápsulas predosificadas.

• Convencionales: solidifican por reacción ácido-base.

• Modificados con resina: fotocurado, autocurado y duales.

Propiedades y Características de los Ionómeros Vitreos

• Adhesión a tejidos dentarios: reacción con calcio.

• Liberación de fluoruros: importante en la prevención de caries.

• Se usa cementos de alta densidad

• Se le puede agregar PLATA

• Presentación con PASTA + PASTA

Óxido de Zinc Eugenol

• Compuesto por óxido de zinc y eugenol.

• Inactivación de caries y restauración intermedia/provisoria.

• Acción bacteriostática y antiinflamatoria.

Materiales Orgánicos

• Moléculas con átomos CHON.

• Uniones intramoleculares (covalentes) e intermoleculares (dipolo).

• Estructura interna amorfa.

• Características: aislantes, fáciles de deformar.

• Propiedades: dependen del tipo de moléculas y peso molecular.

• Químicas: sorción acuosa y solubilidad.

• Físicas: baja densidad y difusividad térmica.

• Mecánicas: bajo LP y módulo de elasticidad, alta resiliencia.

• Clasificación: naturales y sintéticos.

Materiales Orgánicos Sintéticos

• Formados por monómeros.

• Polimerización: unión de monómeros.

• Estructura de los polímeros: lineal, ramificada y cruzada.

• Mejoramiento de las propiedades: uso de monómeros vinílicos.
  *POLIMERIZACIONES
  *Polimerización por condensación
  *Polimerización por apertura de anillos
  *Polimerización por adición

Proceso de Polimerización por ADICION

• Iniciación: apertura de dobles ligaduras con iniciadores y activadores.

• Autopolimerización, fotopolimerización y termopolimerización.

• Propagación: desdoblamiento de otras dobles ligaduras.

• Terminación: transferencia de H y acoplamiento de cadenas.

• Fenómenos anexos: exotermia y contracción.

Materiales Combinados o Composite

• Estructura heterogénea (orgánico + cerámico).

• Polímero con relleno o resinas reforzadas.

• Resina o matriz orgánica y relleno cerámico.

• Agente de enlace: vinil-silano.

• Presentaciones comerciales: jeringas y cápsulas monodosis.

Materiales de Remineralización y Prevención

• Bioactivos: fluoruros, agentes remineralizantes sin fluoruros y cementos.

• Fluoruros: interfieren en la disolución del esmalte y favorecen la remineralización.

Agentes Remineralizantes sin Fluoruros

• Fosfato tricálcico (TCP), fosfato de calcio amorfo (ACP), CPP-ACP y vidrios bioactivos.

Cementos Preventivos

• Ionómeros vítreos y óxido de zinc eugenol.

Selladores

• A base de resinas: polimerizan por adición.

• Ionómeros vítreos: encapsulas con punta colocadora.

Propiedades de los Tejidos Dentarios

• Esmalte: matriz inorgánica (95%) y dureza.

• Dentina: matriz inorgánica (70%) y elasticidad.

• Tipos de dentina

• Propiedades ópticas: translucidez y opalescencia del esmalte.

• Propiedades mecánicas: resistencia y elasticidad.

  • Propiedades químicas: sustratos susceptibles a lesión de caries.

• BIOFILM