Revisiones Bibliográficas

Recibido para arbitraje: 10/02/2010
Aceptado para publicación: 06/07/2011

• Milko Villarroel, Maestría en Clínica Integrada UEPG, Doctorado en Dentística Restauradora Universidad Estadual Paulista Facultad de Odontología Araraquara.
  
  
• Matheus Coelho Bandéca, Maestría e Residente del curso de Doctorado en Dentística Restauradora Universidad Estadual Paulista Facultad de Odontología Araraquara.
  
  
• Víctor Clavijo, Maestría e Residente del curso de Doctorado en Dentística Restauradora Universidad Estadual Paulista Facultad de Odontología Araraquara.
  
  
• William Kabbach, Maestría e Residente del curso de Doctorado en Dentística Restauradora Universidad Estadual Paulista Facultad de Odontología Araraquara.
  
  
• Claudio Jorquera, Profesor de Biomateriales Universidad de Viña del Mar.
  
  
• Osmir Batista de Oliveira Junior, Maestría y Doctor en Dentística Restauradora UNESP-FOAr. Profesor asistente del departamento de Odontología Restauradora UNESP-FOAr. Coordinador de Pós-Graduacion de maestría y doctorado en Dentística Restauradora Universidad Estadual Paulista Facultad de Odontología Araraquara.

Correspondencia:

Rua Humaitá 1680, 3 andar Departamento de Dentística, centro CEP 14801-903. Araraquara - SP, Brasil.
Email: [email protected]



Introducción

El desarrollo contínuo de las cerámicas dentarias ha traído a los clínicos y a los técnicos en prótesis dentaria, una variedad cada vez mayor de opciones para la confección de restauraciones cerámicas funcionales y altamente estéticas ¹.

Por mucho tiempo se buscó sustituir los materiales metálicos, principalmente en función de resultados estéticos. La confección de restauraciones libres de metal se hicieron posibles gracias al surgimiento de la odontología adhesiva y de cerámicas reforzadas, que mecánicamente son superiores a las tradicionales feldespáticas permitiendo nuevas alternativas y haciendo los sistemas cerámicos más versátiles ².

La palabra cerámica proviene del griego "Keramike" que significa "sustancia quemada", es descrita como un material inorgánico, no metálico, fabricado a partir de materiales naturales, siendo su composición básica el feldespato, sílice, caolín, cuarzo, calcita, dolomita, magiecita, cromita, grafiíta y circonita. A partir de esta composición básica presente en los diferentes tipos de cerámica, es posible encontrar una gran variedad de cerámicas, desde simples cerámicas feldespáticas hasta sistemas que desenvuelven una alta tecnología en su confección, como la CAD/CAM ³.

¿Porcelanas o Cerámicas?

En muchas ocasiones los términos porcelanas o cerámicas nos tienden a confundir. Las porcelanas se caracterizan por presentar básicamente en su composición caolín, feldespato y cuarzo. Inicialmente las primeras porcelanas utilizadas en odontología eran trabajadas en la proporción de 50% de caolín, 25% de cuarzo y 25% de feldespato ⁴. El hecho de que las restauraciones de porcelana en odontología sean de pequeño tamaño, la plasticidad de la masa que es entregada por el caolín no es tan importante, a diferencia como lo es para piezas mayores (jarros decorativos). Con las mejora en la tecnología fue modificada la formulación de las porcelanas eliminando algunos de sus componentes, como el caolín. De esta forma la nueva formulación está compuesta principalmente por óxidos, como la sílice (SiO2), alúmina (Al2O3) y de potasio (K2O), entre otros ⁵.

En la actualidad los materiales utilizados en odontología poseen una bajísima cantidad o ausencia total de caolín. Por tanto el término correcto debería ser cerámicas odontológicas.

Los sistemas más recientes se fundamentan en el desarrollo de materiales cerámicos de infraestructura, en sustitución del metal, que asociados a las cerámicas de cobertura, pueden proporcionar excelentes resultados estéticos sin comprometer el comportamiento mecánico indispensable para garantizar la función de la restauración ⁶.

Actualmente la clasificación más utilizada para las cerámicas dentales es aquella que las divide en cinco grandes grupos basados en su composición. Entre estas encontramos cerámicas feldespáticas, cerámicas infiltradas por vidrio, cerámicas de alto contenido de alúmina, cerámicas de vidrio ceramizado, cerámicas de policristales de zirconio tetragonal estabilizado con itrio.

1. Cerámicas Feldespáticas.

Es la más utilizada y tradicional de las porcelanas, a partir de esta fue posible el desarrollo de todas las cerámicas existentes en la actualidad. Su composición básica es caolín, feldespato y cuarzo. El primero es un silicato de aluminio hidratado que se encuentra en baja cantidad e su principal función es de aglutinante, permitiendo la manipulación y modelación antes de la quema.

El feldespato es el componente de menor punto de fusión y constituye cerca del 75 al 85% de la composición final ³. Químicamente es una mezcla de potasio silicato de aluminio y sodiosilicato de aluminio. Cuando es fundido a altas temperaturas (1200-1250°C), esa fusión incongruente del feldespato lleva a la formación de un vidrio líquido y de cristales de lucita (K2O.Al2O3.4Sio2). La masa fundida es enfriada bruscamente para mantener el estado vítreo, que está formado por sílice (SiO2), obteniendo una masa sólida. Luego del enfriamiento la masa es molida hasta el estado de polvo, conocido como frit. De esta forma la cerámica feldespática posee 2 fases: una vítrea, responsable básicamente por la translucidez del material, y una cristalina que entrega resistencia ⁵.

Para esta nueva estructura también puede ser incorporado como refuerzo óxido de silicio (65%), óxido de potasio (15%) entre otros. También son utilizados pigmentos para reproducir la apariencia dentaria, como por ejemplo, óxidos blancos opacificadores (SnO2, TiO2), óxidos metálicos como fierro o níquel (marrón), cobre (verde), magnesio (gris) y cobalto (azul) ⁷.

El cuarzo es la forma cristalina de la sílice y sirve como base de las porcelanas. Este permanece estable durante el proceso de sinterización y su función principal es promover refuerzo a la estructura.

Las cerámicas feldespáticas poseen en su composición un contenido inherente de leucita. Aquellas que son utilizadas para restauraciones metalocerámicas poseen una proporción alta de de feldespato lo que resulta en una cerámica con un contenido mayor de leucita, favoreciendo el coeficiente de expansión térmico y consecuentemente su compatibilidad para la aplicación sobre el metal ^3,7. También se encuentran en el mercado cerámicas de baja fusión como Finesse (Dentsply/Ceramco) y AllCeram (Nobel Biocare) que funden y sinterizan a temperaturas muy bajas debido a la reducción del contenido de leucita y/o por cristales de leucita más finos, lo que resulta en una cerámica con un bajo potencial de abrasión del diente antagonista.

Dentro de este grupo de cerámicas podemos encontrar las cerámicas de feldespáticas de hombro, que han mejorado considerablemente la estética de las restauraciones metalocerámicas por causa de la profundidad aumentada de la translucidez en la región cervical. Poseen una temperatura de fusión de 20 a 30°C más alta que la cerámica de cuerpo, así con mayor resistencia para el flujo piroplástico, lo que propicia mínima distorsión de la restauración durante la cocción ⁵.

La estética que se puede obtener con este tipo de material es satisfactoria, mas su estructura amorfa presenta baja resistencia a la fractura principalmente en aquellas regiones que se está expuesto a alto estrés masticatorio, es debido a esto que las encontramos generalmente asociadas a una estructura metálica.

Usualmente son comercializadas como polvo, más también pueden estar disponibles en bloques para ser utilizados en los sistemas Cerec CAD/CAM (Sirona Dental Systems).

a) Cerámicas Feldespáticas Reforzadas

Cerámica reforzada con alúmina al 50%.

McLaren y Hughes introdujeron esta nueva propuesta de material cerámico que es utilizada hasta hoy. La composición es básicamente una feldespática más la incorporación de un 40 a 50% en peso de óxido de aluminio en la fase vítrea, lo que dio como resultado un aumento en la resistencia flexural pasando a tener de 120 a 140 MPa, siendo de 2 a 3 veces más resistente que las convencionales ¹. Esta composición del material permitió su utilización como cofia, sustituyendo la estructura de metal utilizadas en las restauraciones metalocerámicas. Estos cambios corresponden a los inicios de la Odontología libre de metal.

La primera cerámica reforzada por alúmina fue la Vitadur-N (Vita Zahnfabrik), posteriormente las investigaciones se concentraron en la obtención de una alúmina cada vez más pura, que en la Vita evolucionó desde el Hi-Ceram hasta el actual sistema In-Ceram (Vita Zahnfabrik) ⁶.

Las partículas de óxido de aluminio son más resistentes, factor que las torna más efectivas en la prevención de la propagación de grietas en el material. Tal mejoría no solo se debe a las características mecánicas de la alúmina, más también con su compatibilidad con la masa cerámica de cobertura, el coeficiente de expansión térmica de esos dos materiales son bien próximos así como su módulo de elasticidad, lo que permite no tener tensiones en la fase de unión de estos dos materiales previniendo la propagación de grietas ³.

La cerámica aluminizada al 50% está disponible en el mercado para la utilización con la misma técnica que de la feldespática tradicional y también en la forma de bloques para ser utilizados en los sistemas computarizados de fresado.

Entre estas alternativas cerámicas encontramos NobelRondo™ Press, que es un sistema de cerámica aluminizada inyectable que puede ser utilizado solo o inyectado sobre infraestructuras unitarias o múltiples de Procera. NobelRondo™ Press Alúmina (Nobel Biocare) y NobelRondo™ Press Zirconio (Nobel Biocare) (versión a base de óxido de zirconio) están diseñados para sobre inyectar infraestructuras Procera® Alumina o Zirconia respectivamente, desde coronas unitarias hasta puentes de 3 a 4 unidades 8. La indicación de la versión sin infraestructura está restringida a inlay, onlay, overlay, carillas. Ambas modalidades pueden ser terminadas mediante maquillaje o estratificación. De esta forma, los parámetros vitales como la forma del diente, los detalles anatómicos, la morfología y función oclusal pueden diseñarse y comprobarse de manera muy precisa mediante la ejecución del encerado diagnóstico.

Cerámica reforzada con leucita

Este tipo de cerámica presenta en su composición aproximadamente de 50,6% de en peso de cristales de leucita, llegando a una resistencia flexural con una media de 140 MPa, siendo indicada para inlay, onlay, carillas y coronas unitarias especialmente en dientes anteriores ⁵. Sus principales ventajas son la ausencia de infraestructura metálica, buena translucidez, moderada resistencia flexural y no necesitar de equipamientos especiales. La fase de laboratorio es semejante a la ejecutada en las feldespáticas convencionales. Entre ellas podemos encontrar, Optec HSP (Jeneric Pentron), IPS Empress (Ivoclar-Vivadent).

2. Cerámicas Infiltradas por Vidrio.

Este sistema cerámico está destinado a la obtención de infraestructuras y combina los procesos de sinterización e infiltración de vidrio para su confección. Posteriormente la parte estética es realizada con a una cerámica de cobertura mediante técnica de estratificación convencional, esta última debe poseer un coeficiente de expansión térmica compatible con la infraestructura. Dentro de este grupo el sistema más representativo es el In-Ceram (Vita Zahnfabrik) ⁹.

a) Cerámica aluminizada al 97% e infiltrada de vidrio.

Es una cerámica aluminizada e infiltrada con vidrio con alto contenido de alúmina (97%) la primera marca comercializada fue la In-Ceram Alúmina (Vita Zahnfabrik). La técnica básicamente consiste en la obtención de una estructura de alúmina mediante el proceso de sinterización y la posterior infiltración de vidrio en los espacios existentes entre las partículas que fueron previamente sinterizadas.

El modelo maestro es duplicado y vaciado en yeso especial. El polvo de alúmina es mezclado con un líquido especial del sistema obteniendo una masa que mediante el auxilio de un instrumento de ultrasonido es aplicado en el troquel de yeso. El escurrimiento de agua por capilaridad sobre el yeso compacta la alúmina sobre el mismo, ese proceso es denominado Slip Casting. Los troqueles de yeso con la pasta de alúmina aplicada son llevados al horno, donde ocurre la sinterización de la alúmina a 1120°C por 10 horas (VITA). Durante ese proceso, el yeso contrae facilitando la remoción de la pieza sinterizada. En una segunda etapa el vidrio que se encuentra en una forma de polvo es mezclado con agua destilada y aplicado en la superficie externa de la infraestructura de alúmina, siendo llevado nuevamente al horno a 1100°C por 4 horas (elementos unitarios) o 6 horas (elementos plurales). Este proceso de infiltración de vidrio tiene como finalidad rellenar todos los espacios presentes en la infraestructura pues es altamente porosa después de la sinterización, de esta forma entregando la resistencia final al material. Los excesos de vidrio son removidos con puntas abrasivas y finalmente es microarenado con oxido de aluminio para la limpieza final (VITA) ⁹.

Sobre esta infraestructura es aplicada la cerámica feldespática Vitadur Alpha (Vita Zahnfabrik) para obtener la estética final de la restauración. El grosor de las cofias deben ser de 0,5mm y los conectores deben tener como mínimo 3,5mm de altura y 3mm de ancho ¹⁰.

La resistencia flexural de las cerámicas infiltradas de vidrio es de 400 MPa aproximadamente y con un desajuste marginal de alrededor de 40?m ¹¹. Están indicadas para coronas unitarias anteriores, posteriores, inlay, onlay y prótesis plurales de 3 elementos anteriores hasta los premolares. El alto porcentaje de alúmina (85% en volumen) torna la infraestructura opaca.

Cerámicas con contenido de alúmina y magnesio e infiltrada de vidrio.

Una de las características del sistema In-Ceram Alúmina es la alta opacidad que presenta la infraestructura, es debido a esto que fue desarrollada una nueva versión del sistema denominada In-Ceram Spinell (Vita Zahnfabrik) ¹². Parte del oxido de aluminio fue sustituida por oxido de magnesio que reacciona con el primero durante el proceso de sinterización, formando un oxido mixto llamado "spinell". La mejor translucidez se debe al bajo índice de refracción cuando comparada al de la alúmina entregándole propiedades ópticas satisfactorias ¹³. De esta forma esta cerámica presenta menor resistencia flexural (entre 280 y 320 MPa) debido a la incorporación del magnesio ¹². La etapa de laboratorio es igual a la descrita en el sistema In-Ceram Alúmina. Está indicada para inlay, onlay, coronas unitarias anteriores y en situaciones donde se necesita una mayor translucidez ¹⁴.

a) Cerámicas con contenido de alúmina y zirconio e infiltrada de vidrio.

Con el objetivo de crear un sistema más resistente a los ya establecidos, la composición fue alterada pasando a estar constituida por alúmina (67%) y zirconio (20%), siendo aproximadamente un 20% más resistente que la In-Ceram Alúmina ^15,16. El sistema In-Ceram Zirconio (Vita Zahnfabrik) contiene oxido de zirconio que resiste fuertemente la propagación de grietas otorgando una media de resistencia flexural de 750 MPa ^11,15. Debido a sus propiedades mecánicas este sistema está orientado principalmente al sector posterior tanto de coronas unitarias como plurales de 3 elementos ¹⁷. El grosor de la cofia deber ser de 0,5mm y los conectores deben tener 16mm2, es decir 4mm de altura y 4mm ancho, siendo la resistencia de la infraestructura directamente proporcional a las dimensiones del conector ¹⁶. La fase de laboratorio de semejante al de In-Ceram Alúmina.

3. Cerámicas de Alto Contenido de Alúmina.

a) Cerámicas aluminizada al 99,5%

Es un sistema a base de alúmina de alta pureza y sinterizado densamente. Debido a sus excelentes propiedades mecánicas posee la capacidad de sustituir la cofia metálica, de esta forma están orientadas a la obtención de cofias e infraestructuras de soporte de restauraciones, en este grupo encontramos el sistema Procera AllCeram (Nobel Biocare) ¹⁸.

La obtención de esta cerámica es mediante la sinterización a 1550°C por 1 hora, donde se obtiene una cerámica con un 99,5% de oxido de aluminio, esa condensación de las moléculas da como resultado una superficie libre poros y muy resistente. Son comercializados en forma de bloques cerámicos pre sintetizados. La resistencia flexural en este sistema consigue ser de aproximadamente 700 MPa ¹⁹.

Para la obtención de esta infraestructura es necesario realizar un escaneo del troquel maestro en el Procera Scanner. Una sonda con punta esférica de zafiro realiza la colecta de datos confeccionando un mapa digital de todo el contorno de la preparación dentaria. Las informaciones son enviadas para un programa de computación, donde es trazada la infraestructura estableciendo el grosor adecuado y ángulo de perfil de emergencia apropiado de la infraestructura, de igual forma el programa calcula el espacio de alivio para el agente cementante. Esta información es enviada vía internet para el laboratorio central en Suecia o en los EUA, donde es utilizada la tecnología CAD/CAM para la confección. La máquina de fresado controlada por computador produce un troquel refractario 20% mayor que el maestro para compensar la contracción de sinterización de la alúmina. Posteriormente la infraestructura retorna al laboratorio de origen que es responsable por la aplicación de la cerámica de cobertura de baja fusión AllCeram para dar estética. En la actualidad está en el mercado la cerámica de cobertura NobelRondo Alúmina, con resistencia flexural de 120 MPa y con un coeficiente de expansión térmica compatible con la estructura de Procera Alúmina ¹⁹.

La infraestructura para corona total debe tener 0,6 mm de grosor para dientes posteriores, de 0,4 mm para dientes anteriores y 0,25 mm para carillas. Aparte de estos pueden ser realizados valores personalizados. En relación al conector debe tener una media de 4mm de altura y 3mm de largo y el espacio edéntulo no puede sobrepasar los 10mm para que la infraestructura tenga una resistencia adecuada ²⁰.

4. Cerámicas de Vidrios Ceramizados.

Este grupo de cerámicas se caracterizan por la obtención de la fase cristalina a partir de un vidrio por medio del proceso de cristalización controlada, denominado ceramización. En este proceso se forman núcleos de cristalización, obteniendo un gran número de pequeños cristales uniformemente distribuidos en la fase vítrea. Ejemplos de este tipo de cerámica disponibles actualmente son los sistemas IPS e.max Press (Ivoclar Vivadent), Cergogolg (Dentsply-Degussa), OPC (Jeneric-Pentron) y Finess Pressable Ceramic (Dentsply-Ceramco). También existen los bloques de cerámicas de vídrio ceramizado para ser usados en el sistema Cerec CAD/CAM (Sirona Dental Systems) ^3,7.

El vidrio ceramizado es un solidó policristalino multifásico. La cristalización controlada del vidrio resulta en una fase de cristales minúsculos que quedan distribuidos en el vidrio. El grado de crecimiento e tamaño, así como el número de cristales, es controlado por el tiempo y la temperatura del proceso de ceramización ⁵. Según los fabricantes los mecanismos de resistencia de estas cerámicas son entregados por la formación de cristales de leucita que poseen alto coeficiente de expansión térmica proporcionando refuerzo a la estructura. Estas diferencias entre los coeficientes promueven tensiones compresivas entre los cristales de leucita y la matriz vítrea que reaccionan contra la propagación de grietas y fracturas ²¹.

a) Sistema IPS e.max Press.

Este sistema está compuesto por 2 cerámicas una para la infraestructura que contiene 60% de cristales de disilicato de litio como principal fase cristalina y una segunda fase compuesta por pequeños cristales de ortofosfato de litio ²². La cerámica IPS e.max Ceram (Ivoclar Vivadent), es de cobertura y se caracteriza por poseer cristales de nanofluorapatita. La cerámica de infraestructura presenta una resistencia flexural de 350 a 450 MPa, siendo indicada para la confección de coronas unitarias anteriores, posteriores, carillas, inlay, onlay y prótesis plurales de 3 elementos hasta la región del segundo premolar como último pilar ²³.

En la actualidad existe el sistema IPS e.max (Ivoclar Vivadent) que es el resumen de la familia IPS. En el podemos ver la versatilidad del sistema donde encontramos las técnicas de inyección y de fresado CAD/CAM para la confección de las restauraciones. De esta forma es posible encontrar bloques de disilicato de litio en las versiones IPS e.max Press para inyección e IPS e.max CAD para la tecnología CAD/CAM ²².

5. Cerámicas de Policristales de Zirconio Tetragonal Estabilizado con Itrio.

La forma oxidada del aluminio metálico es conocida con el nombre de zirconio (ZrO2), así como la alúmina (Al2O3) es una forma oxidada de aluminio metálico. El zirconio puede existir en varios tipos de cristales (fases), y está en la dependencia de la adición de componentes menores como calcia (CaO), magnesia (MgO), itrio (Y2O3), o ceria (CeO2). A temperatura ambiente estas fases se estabilizan por la presencia de los componentes menores. Incorporando la cantidad adecuada de componentes menores, se puede alcanzar una fase cúbica plenamente estabilizada. Por tanto si se añaden pequeñas cantidades, de 3% al 5% en peso, se produce zirconio parcialmente estabilizado ²⁴.

La fase tetragonal de zirconio es estabilizada, pero con el estrés, la fase puede cambiar a monoclínica, consecuentemente aumentando de volumen en un 3%. Ante una propagación de una grita, este cambio dimensional toma energía fuera de la grieta y puede detenerla en su camino. Esto se conoce como "endurecimiento de transformación" ^24,25.

La Transformación de endurecimiento ayuda al zirconio a tener sus excelentes propiedades mecánicas: alta resistencia a la flexión (900 MPa a ^1,2 Gpa) y tenacidad (7 a 8 MPa · m - 0,5). Esto permite la posibilidad de hacer estructuras de pónticos de cuatro, cinco, o seis unidades ²⁴.

Dentro de los sistemas de confección, el más utilizado es el sistema CAD-CAM ²⁶ consiste en fresar un bloque de zirconio parcialmente fundido. Los bloques presentan aproximadamente un 50% de densidad, debido a esta característica los bloques son más débiles y fáciles de fresar. Para lograr la densidad final la infraestructura debe ser llevada al horno por 6 a 8 horas para completar su resistencia máxima ²⁷. Una gran cantidad de contracción es producida y esta debe ser compensada durante el proceso de fresado. Para esto son fabricadas estructuras sobre extendidas, apoyándose en un computador para ampliar el patrón y compensar la contracción, promoviendo un adecuado ajuste. Cada bloque tiene un código de barras que contiene la densidad de los bloques.

El sistema de fresado entonces calcula el grado adecuado de sobredimensionamiento necesario para compensar la contracción a densidad completa. Así pues, la homogeneidad del bloque y la medición de la densidad es la clave para el éxito de este enfoque. Vita YZ (Vita Zahnfabrik), Cercon (Dentsply-Degusa), IPS e.max ZirCAD (Ivoclar Vivadent), Lava (3M/ESPE) y Procera AllZircon (Nobel Biocare) adoptan este enfoque, en que debe realizarse la compensación por contracción de las estructuras sobredimensionadas. Todos estos materiales poseen en su composición básicamente 95% de zirconio, también es incorporado itrio y algunas impurezas naturales ²⁷.

Comentario final.

Estas nuevas tendencias de los materiales cerámicos vienen siendo objetivo de constantes investigaciones clínicas y de laboratorio con el fin de que sean garantizados aspectos importantes como estética, biocompatibilidad, propiedades mecánicas y ópticas garantizando así su utilización en un número mayor de situaciones clínicas. Los diferentes sistemas han incorporado el uso de nuevas técnicas, aparte de las tradicionales que han favorecido el desarrollo de nuevas tecnologías, todo esto mejorando los procedimientos de laboratorio.