Trabajos Originales

Recibido para arbitraje: 15/07/2011
Aceptado para publicación: 25/11/2011

Sandro Cordeiro Loretto. Profesor Doctor del Departamento de Odontología Restauradora del Centro Universitario de Pará (CESUPA) y Universidad Federal de Pará (UFPA). Alexandra Melo Pingarilho. Cirujana-Dentista graduada por el Centro Universitario de Pará (CESUPA). Carolina Francez Brito. Cirujana-Dentista graduada por el Centro Universitario de Pará (CESUPA). Heli da Silva Araújo Salles. Alumno del master del Programa Multidisciplinar en Salud, Sociedad y Endemias de la Amazonia (FIOCRUZ/UFPA/UFAM). Mario Honorato Silva e Souza Júnior. Profesor Doctor del Departamento de Odontología Restauradora de la Universidad Federal de Pará (UFPA).

Correspondencia: [email protected]



INTRODUCCIÓN

La sociedad contemporánea se volvió consumidora de los avances y beneficios de la estética y cosmética. En Odontología, las resinas compuestas son utilizadas diariamente con el propósito de satisfacer la demanda de pacientes que procuran resultados imperceptibles, solicitando que los profesionales reproduzcan restauraciones con aspecto lo más natural posible, tanto por sus propiedades físico-mecánicas, como por su textura, lisura, color y función anatómica. Sin embargo, la contracción de polimerización aún es la característica más indeseable de los compuestos, al considerarse que la fuerza resultante tiene la capacidad de romper la unión del material a las paredes de las cavidades, permitiendo el paso de bacterias y fluidos en la interfase diente/restauración, llevando a microinfiltración marginal y sensibilidad post-operatoria ^1-5.

De esa forma, uno de los aspectos que contribuye para el éxito de restauraciones con compuestos es la polimerización adecuada, que depende directamente de la intensidad de luz generada por los aparatos fotopolimerizadores, los cuales son responsables por la excitación de las substancias fotosensibles presentes en las resinas compuestas, favoreciendo una reacción con el agente iniciador. Por el contrario, una de las principales causas de fallo clínico de los procedimientos restauradores directos es la polimerización insuficiente, lo que los hace susceptibles a la tinción superficial, a la infiltración marginal, además de la presencia acentuada de monómeros residuales ^6-8.

De hecho, la fotoactivación desencadena una reacción química que implica la ruptura de enlaces dobles de carbono de moléculas individuales monoméricas, formando la cadena polimérica. Sin embargo, la unión de los monómeros que propicia la formación del polímero, debido a un principio fotoelástico, es capaz de generar una reducción del volumen del compuesto, característica inherente de las resinas compuestas, evidenciado por la reducción significativa del material y producción de esfuerzos internos, provocando márgenes imperfectos, lo que puede disminuir la vida útil de la restauración ^2,3,9.

Así, diversos estudios están siendo realizados para evaluar la magnitud de contracción de polimerización, con miras a la posibilidad de mejoría de las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los compuestos. Notablemente, desde la introducción del monómero Bis-GMA (bisfenol A glicidil metacrilato), en el inicio de la década de los 60 por Bowen, las resinas compuestas vienen siendo alteradas en su composición, con el objetivo de aumentar su longevidad clínica ^4,10.

En ese sentido, como resultado de investigaciones continuas, Weinemann y colaboradores ¹¹ describieron la síntesis de un nuevo monómero llamado silorano, obtenido a partir de la reacción molecular de oxiranos y siloxanos. Las dos principales ventajas de los compuestos a base de siloranos son la baja contracción de polimerización, debido a reacción a través de la abertura de los anillos de oxirano, y la hidrofobicidad aumentada, debido a la presencia del siloxano. Además, son estables e insolubles en fluidos biológicos ^5,12.

Siendo así, en virtud de la introducción de la nueva categoría de compuestos conocidos como de baja contracción, así como de la relevancia de los diferentes tipos de fuentes luminosas, e intensidades de luz, en el proceso de polimerización, se hace objetivo de este estudio evaluar la influencia de dos fuentes fotoactivadoras (halógena y led), con diferentes densidades de potencia, en la hendidura de contracción de polimerización de resinas compuestas a base de metacrilato y silorano.


MATERIAL Y MÉTODOS

Los compuestos utilizados en este estudio están relacionados con sus nombres comerciales (fabricantes), tamaño de las partículas, composición de la matriz orgánica e inorgánica, cantidad de carga en volumen y lote de fabricación (cuadro 1).

Los grupos de estudio fueron designados de acuerdo con la resina compuesta utilizada, y fuente de luz utilizada para activación del compuesto, habiendo sido confeccionados 06 (seis) cuerpos-de-prueba para cada grupo (cuadro 2).

Para obtención de los cuerpos-de-prueba fueron utilizadas matrices metálicas circulares, midiendo 7,0 mm de diámetro interno, 11,5 mm de diámetro externo y 2,0 mm de altura, siguiendo metodología propuesta por Lang, Conceição, Spohr ¹³. Cada matriz fue posicionada sobre una tira de poliéster y ésta sobre una placa de vidrio con 20mm de espesura. El compuesto restaurador (todos en el color A2) fue insertado en el interior de la matriz en un único incremento, con el auxilio de una espátula apropiada (Thompson nº 2) y su superficie cubierta por otra tira de poliéster, siendo enseguida presionada por otra placa de vidrio también de 20mm, que posteriormente era removida.

Después, la punta activa del aparato fotopolimerizador fue posicionada próxima, pero sin tocar, al conjunto matriz metálica / material restaurador. Los compuestos fueron fotoactivados (Filtek Z250 / Filtek Z350 - 20s, Filtek P90 - 40s) por una de las tres fuentes de luz utilizadas en el presente estudio, siendo luz halógena convencional (Optilux 501 - Kerr Cuerporation, Middleton, WI, USA) (400mW/cm2), led de baja intensidad (Ultraled - Dabi Atlante, Ribeirão Preto, SP, Brasil) (150mW/cm2) o led de alta intensidad (Flash Lite 1401 - Discus Dental, Culver City, CA, USA) (600mW/cm2), siguiéndose rigurosamente las recomendaciones del fabricante. Al inicio y término de cada grupo experimental, fue realizada medición del aparato fotopolimerizador utilizado con el auxilio de un radiómetro.

Enseguida, tanto la superficie irradiada como la opuesta de los cuerpos-de-prueba fueron aplanadas y pulidas utilizando lijas de carburo de silicio con granulaciones de 400, 600 e 1200. Después, los cuerpos-de-prueba fueron llevados a un aparato de ultra-son durante 15 minutos para la completa remoción de residuos localizados entre el compuesto y la matriz metálica. De esta forma, fue posible obtener una superficie plana y sin residuos, lo que permitió la medición de la hendidura formada entre el material restaurador y la matriz metálica.

Después de eso, fueron hechas cuatro marcas con bolígrafo Pilot, que correspondían a 3, 6, 9 y 12 horas de la cara de un reloj, sobre la matriz metálica. Transcurridas 24 horas, los cuerpos-de-prueba fueron fijados en stubs metálicos con cinta adhesiva carbonada, y metalizados a través de una cobertura con oro de 24 quilates 99,99%, bajo presión 0,5 mbar, siendo enseguida mensurados en microscopio electrónico de barrido LEO 1430 (Leo Zeiss, Cambridge, England), en el laboratorio de microscopia electrónica (LABMEV) do Centro de Geociencias de la Universidad Federal de Pará.

Las medidas fueron obtenidas en los cuatro puntos (3, 6, 9 y 12 horas), usando como referencia a hendidura formada entre matriz metálica y material restaurador. Los valores y la media de la hendidura formada entre el material restaurador y matriz metálica fueron obtenidos en micrómetros, con el aumento de 2000x. Las lecturas fueron hechas en la superficie superior, o sea, en la región más próxima del aparato fotopolimerizador, de los cuerpos-de-prueba de cada grupo.

Los resultados fueron sometidos a análisis de varianza (ANOVA 2 - way) y las medidas comparadas por el test t-Student, al nivel de significación de 5%.


RESULTADOS

Los valores de la media y desvío-padrón de la hendidura de contracción de polimerización de cada grupo experimental están descritos en la tabla 1. Para la comparación entre grupos fue utilizado el análisis de varianza (ANOVA 2-way), observándose diferencia significativa en el factor fuente de luz, resina compuesta, así como en la interacción entre éstos (tabla 2).

Mediante la aplicación del test de t-Student (5%) fue posible la comparación pareada entre las resinas compuestas para cada situación de fotopolimerización, además de la comparación entre diferentes fuentes de luz para cada resina compuesta (tablas 3 e 4), observándose la existencia de diferencias estadísticas significativas.

Cuando fueron fotoactivados por luz halógena, todas las combinaciones entre los compuestos Filtek Z250 (3M Espe), Filtek Z350 (3M Espe) y Filtek P90 (3M Espe) presentaron diferencia estadísticamente significativa (p<0.05). Lo mismo puede ser observado cuando se da fotoactivación con el led de baja intensidad. En relación a fotoactivación con el led de alta intensidad, las combinaciones entre las resinas compuestas también se mostraron significativas, a excepción de aquella existente entre los compuestos Filtek Z250 (3M Espe) y Filtek Z350 (3M Espe) (p=0,9077).

El compuesto Filtek Z350 (3M Espe) fue el único en presentar diferencia estadísticamente significativa (p<0.05) cuando fue fotoactivado por diferentes fuentes luminosas, con distintas intensidades de luz. Así, se observan diferencias cuando se da la fotoactivación con luz halógena y led de alta intensidad (p<0,001), así como cuando se realiza con led de baja y alta intensidad (p<0,001).

Fotomicrografías de la hendidura de contracción de polimerización entre el compuesto y la superficie interna de la matriz metálica fueron obtenidas con el aumento de 2000x. Se destacan fotomicrografías de la hendidura de contracción de polimerización del compuesto Filtek Z350 (3M Espe) cuando es fotopolimerizado por led de baja intensidad y Filtek P90 (3M Espe) fotoactivado por luz halógena convencional (Figuras 1 y 2).

DISCUSIÓN

Las resinas compuestas han sido ampliamente utilizadas en la práctica odontológica diaria, representando la principal categoría de elección para la recuperación anatómico-funcional de los dientes anteriores y posteriores. Sin embargo, presentan la característica intrínseca de contracción durante su proceso de polimerización, el cual es responsable por una serie de inconvenientes clínicos, comprometiendo así la longevidad de las restauraciones ¹⁴.

De hecho, tanto la contracción de polimerización, como el estrés de ella derivado, contribuyen para los más diversos desafíos clínicos, tales como la reducida integridad marginal y la sensibilidad post-operatoria. Márgenes de cavidades imperfectos pueden ocasionar tinción y, eventualmente, caries secundarias, representando el principal motivo de substitución de restauraciones deficientes. Aún más, la tensión de contracción puede llevar a la deflexión de cúspides e incluso la aparición de trincas en la estructura dental ¹¹.

Siendo así, a partir de las observaciones de los efectos deletéreos provenientes de la contracción de polimerización, fueron dirigidos estudios para producir compuestos con la menor contracción posible. Básicamente, dos estrategias pueden ser adoptadas para esta finalidad: reducción de los sitios reactivos de polimerización por unidad de volumen (conseguido por el aumento cuantitativo y modificación en las partículas de carga), y combinación del Bis-GMA con otros monómeros de menor contracción. Aunque se hayan alcanzado mejorías sensibles en la contracción de polimerización, un límite en esta reducción fue obtenido para las resinas a base de metacrilatos ^11,15.

Recientemente, un nuevo compuesto a base de silorano fue introducido comercialmente, con un proceso distinto de polimerización capaz de reducir la contracción. La matriz de silorano es formada por la polimerización basada en la abertura catiónica de los anillos aromáticos presentes en los monómeros. Esta nueva categoría de resinas compostas muestra la posibilidad de significativa reducción en la contracción de polimerización, y el equilibrio en el estrés volumétrico causado por el comportamiento de contracción (16). De hecho, fue evidenciado que el compuesto a base de silorano presenta contracción de polimerización menor que 1%, además de propiedades mecánicas comparables a los materiales a base de metacrilatos ampliamente empleados en la clínica odontológica restauradora ^11,15.

Tal afirmación respalda los descubrimientos del presente estudio en relación a la resina compuesta Filtek P90, cuando se comparada a los compuestos nanoparticulado y microhíbrido, verificados a través de hendiduras de contracción de polimerización significativamente menores (independiente de la fuente de luz utilizada), conforme ya fue mencionado en trabajos anteriores ^11,16.

Además, se observa significativa diferencia en la hendidura de contracción formada por las resinas compuestas Filtek Z250 e Filtek Z350, cuando son fotoactivadas por luz halógena convencional o led de baja intensidad. En este caso, una justificación basada en la matriz orgánica de las mismas parece no ser plausible, en vista de la semejanza entre las mismas conforme informaciones del fabricante. De esa forma, el contenido de carga inorgánica, e incluso el tamaño medio de las partículas, parece responder al comportamiento diferente de los compuestos frente a la contracción de polimerización.

Conforme lo dispuesto en el cuadro 1, se observa una cantidad ligeramente mayor de carga inorgánica en la resina Filtek Z250, lo que corresponde a un mayor módulo de elasticidad de ésta, estando en concordancia con el hecho de que, en general, las resinas microhíbridas presentan esta característica mecánica superior cuando son comparadas a las nanoparticuladas ^17,18.

Un estudio demostró que la resina compuesta microhíbrida presentó valores de módulo flexural y resistencia flexural mayores en relación a la resina nanoparticulada, cuando ambas fueron fotopolimerizadas por luz halógena (30 segundos) con una intensidad de 650mW/cm2. También, demostró que el compuesto nanoparticulado presentó un grado de conversión mayor (y, por tanto, mayor contracción de polimerización) cuando es comparado al microhíbrido ¹⁹.

Por tanto, hay una relación directa entre las partículas de carga de un compuesto y su módulo de elasticidad. Luego, aumentándose el contenido de carga, y, por consiguiente, disminuyéndose la capacidad de flujo, se eleva en la misma proporción el módulo de elasticidad. Sin embargo, por otro lado, una alta incorporación de carga disminuye la cantidad de matriz orgánica presente en el compuesto, contribuyendo así para una reducción en la contracción de polimerización observada ^13,18,20.

Entretanto, a pesar del hecho de que un módulo de elasticidad mayor (mejor comportamiento mecánico) y contracción de polimerización menor sean extremamente deseables a cualquier compuesto, estos datos merecen ser evaluados con atención. El aumento en el módulo de elasticidad, causado por una mayor cantidad de incorporación de carga, así como por el tipo y tamaño medio de esta carga, disminuye la capacidad de flujo del compuesto durante su proceso de polimerización y obstruye su reordenación espacial en virtud de la mayor rigidez, llevando a la generación de estrés. Por tanto, otra relación directa puede ser establecida entre la incorporación de carga y el estrés de contracción presentado, el cual puede ser comprendido como resultado del producto entre la cantidad de contracción y el módulo de elasticidad (Ley de Hooke) ^3,21-26.

En resumen, un aumento en el contenido de carga y en el módulo de elasticidad reduce la contracción de polimerización, al mismo tiempo que elevan el estrés generado. Esa reducción en la contracción puede ser entendida como un menor grado de conversión de monómeros en cadenas poliméricas, lo que compromete las propiedades mecánicas y maximiza la susceptibilidad del compuesto al desgaste en función del tiempo. También, monómeros e iniciadores residuales (sin reacción) pueden influenciar la biocompatibilidad del material restaurador, además de haber la tendencia de descenso de la estabilidad de color ^17,26.

Por último, se resalta o resultado obtenido por el compuesto Filtek Z350 cuando es fotopolimerizado por luz halógena convencional, led de baja y alta intensidad (tabla 4), donde se observa una media de hendidura de contracción significativamente mayor obtenida a través da activación por las dos primeras fuentes de luz citadas.

En ese sentido, el concepto de energía para polimerización puede respaldar tal descubrimiento. Ésta se refiere a cantidad de energía necesaria para fotopolimerizar una resina compuesta, y puede ser calculada por el producto de la intensidad emitida por la fuente luminosa (mW/cm²), con el tiempo empleado (o recomendado) para la fotoactivación de cada incremento resinoso (en segundos). El resultado puede ser expresado en mJ/cm² (milijoules por centímetro cuadrado), o en J/cm² (joules por centímetro cuadrado) ^24,27.

Así, considerándose una intensidad de luz de 400mW/cm² y 150mW/cm², para los aparatos de luz halógena convencional y led de baja intensidad, respectivamente, obtenemos energías de polimerización de 8.000mJ/cm2 y 3.000mJ/cm2 para el compuesto Filtek Z350 cuando es fotoactivado por las dos fuentes de luz, obedeciéndose un tempo de activación de 20 segundos, al mismo tiempo que o led de alta intensidad presenta energía en torno de 12.000 mJ/cm².

Esta diferencia sería responsable por una mayor conversión da resina compuesta Filtek Z350 cuando es fotopolimerizada por el led de alta intensidad, lo que se traduciría en mayor contracción de polimerización y, por consiguiente, mayor media de hendidura de contracción, ratificando la hipótesis de que el grado de conversión estaría mucho más asociado a la energía disponible para la polimerización, que relacionado a la intensidad de luz empleada (27). Entretanto, en el presente estudio, tal situación no puede ser observada.

En ese contexto, destacamos estudios anteriores que evaluaron los efectos del acabado inmediato, o retardado por 24h, en el sellado marginal de cavidades de clase V, restauradas con resinas compuestas microhíbridas o microparticuladas, y observaron que los compuestos de micropartículas son sensiblemente afectados por la realización del acabado inmediato, resultando en la formación de hendiduras marginales significativamente mayores ^28-31.

Diversas razones pueden explicar tal descubrimiento, como el hecho de que partículas de carga menores interfieran más decisivamente en el proceso de fotoactivación, por reflejar y dispersar buena parte de la energía luminosa disponibilizada por el aparato fotopolimerizador, resultando, por tanto, un menor grado de conversión y, por consiguiente, propiedades mecánicas insatisfactorias^28-31.

En ese contexto, aunque este estudio no tenga trabajado con compuesto de micropartículas, el raciocinio anterior tal vez pueda ser aproximado de la resina compuesta de nanopartículas Filtek Z350, la cual presenta una incorporación de carga ligeramente menor, además de partículas también menores (nanopartículas) (aunque este material cuente también con la presencia de los nanoaglomerados en su estructura), en relación a los demás compuestos estudiados.

Así, probablemente en virtud de la menor resistencia mecánica del compuesto Filtek Z350 cuando es expuesto a menores energías para polimerización (luz halógena convencional y led de baja intensidad), el acabado inmediato (realizado en este estudio por la secuencia de lijas) pareció comprometer el sellado marginal da matriz metálica ^28,29,32, conforme observado por la formación de hendiduras significativamente mayores.

Por fin, debemos enfatizar la necesidad de continuas investigaciones que incluyan las llamadas resinas compuestas de baja contracción, objetivando la elucidación del complejo proceso de contracción de los compuestos odontológicos, a través de la utilización de otros diseños metodológicos, además de la imprescindible conducción de estudios clínicos.

CONCLUSIÓN

• La resina compuesta de baja contracción Filtek P90 presentó los menores valores de hendidura de contracción de polimerización, independiente de la fuente e intensidad de luz utilizadas en la fotoactivación;
  
  
• La resina compuesta nanoparticulada Filtek Z350 presentó los mayores valores de hendidura de contracción de polimerización, independiente de la fuente e intensidad de luz utilizadas en la fotoactivación;
  
  
• La resina compuesta nanoparticulada Filtek Z350 fue la única que presentó diferencias significativas en la hendidura de contracción de polimerización cuando fue fotoactivada con fuentes e intensidades de luz distintas.