Recibido para Arbitraje: 05/10/2015
Aceptado para Publicación: 19/01/2016
Los procedimientos adhesivos son actualmente los más utilizados en los procesos de restauración, debido a la gran mejoría de sus propiedades mecánicas y la unión a la estructura dentaria. Aunque existe buen rendimiento clínico, las interfaces adhesivas también presentan falla a lo largo del tiempo, lo que conduce a problemas en la restauración como la microfiltración, la tinción y la sensibilidad dentinaria, comprometiendo así el resultado final. Varios estudios se han desarrollado para identificar las causas de los mecanismos de envejecimiento y el consecuente fracaso de las restauraciones adhesivas y probar nuevas alternativas para reducir al mínimo o incluso evitar la degradación de la unión de interfaz de resina de dentina, especialmente en sistemas adhesivos simplificados. Esta revisión de la literatura tiene como objetivo resaltar las principales causas de la degradación de la interfaz adhesiva a través del tiempo, así como las técnicas probadas en laboratorio y clínicamente destinadas a reducir este problema.
Palabras clave: Dentina; Biomimetismo; La permeabilidad de la dentina; Adhesivos de dentina.
The bonding procedures are currently the most widely used in restorative procedures, due to the large improvement in their mechanical properties and bonding to tooth structure. Although good clinical performance, the adhesive interfaces also fail over time, which leads to problems in the restoration such as leakage, staining and sensitivities, thus affecting the final result. Several studies have been developed to indicate the causes of aging mechanisms and consequent failure of adhesive restorations and test new alternatives to minimize or even avoid the degradation of resin-dentin bonded interface, mainly in simplified adhesive systems. This literature review aims to highlight the main causes of degradation of the adhesive interface over time, as well as laboratory and clinically tested techniques that aim to reduce that problem.
Key words: Dentin; Biomimetics; Dentin permeability; Dental adhesives.
CORRESPONDENCIA: [email protected]
En las últimas décadas, los sistemas adhesivos han evolucionado y se han convertido en uno de los principales responsables por las restauraciones adhesivas en el esmalte y la dentina, con resultados inmediatos satisfactorios1,2. No obstante, a pesar de los grandes avances en la tecnología adhesiva, la durabilidad clínica de la interfaz dentina-resina es todavía demasiado corta3,4.
La adhesión a la dentina es menos durable y más compleja que en el esmalte, ya que la dentina es un sustrato con humedad inherente, lo que dificulta la penetración de monómeros hidrófobos contenidos en la formulación de los adhesivos. Además, también tiene una mayor cantidad de componentes orgánicos5.
Para hacer los adhesivos más compatibles con la dentina húmeda fueron necesarios algunos cambios en su composición, como la adición de monómeros hidrófilos y/o ácidos, dependiendo del tipo de sistema que está siendo usado (los de grabado independiente o los autograbadores), facilitando así la penetración dentro de la fibras de colágeno desmineralizadas6.
La búsqueda de técnicas más simplificadas y rápidas ha estimulado la aparición de sistemas adhesivos simplificados, reduciendo el número de pasos, con los adhesivos de grabado independiente de dos pasos y sistemas autograbadores de un paso3,7. Sin embargo, hubo un aumento de la hidrofílicidad de estos sistemas haciéndolos verdaderas membranas semipermeables, que se tradujo en una mayor degradación de la interfaz adhesiva a lo largo del tiempo, y en consecuencia, el fracaso de la restauración8.
Las principales causas de envejecimiento a lo largo del tiempo de las uniones resina-dentina son: la alta hidrofílicidad de los comonomeros9,10; la discrepancia en la profundidad de la desmineralización de la dentina y la penetración del adhesivo10,11; el aprisionamiento de los disolventes y / o agua dentro de la capa híbrida6,7; y la activación de las enzimas proteolíticas presentes en la dentina y la consiguiente degradación de las fibras colágenas por la acción de estas enzimas2,12-14.
Hay muchos intentos de mejorar el desempeño clínico de las restauraciones producidas por la técnica adhesiva, intentando evitar las fallas y la rápida degradación de la interfaz adhesiva5,15-17. Entre las alternativas propuestas, se pueden citar: la aplicación de una capa hidrófoba adicional6,18,19; técnica de adhesión húmeda en etanol10,20,21; aplicación de clorhexidina (CHX) en la dentina desmineralizada12,15,22; y la adición de 10-metacriloxietil dihidrógeno-fosfato (10-MDP)4,23, zinc16,24,25 o biovidrio en la formulación de los adhesivos2,8,12.
El propósito de esta revisión bibliográfica es resaltar las principales causas de la degradación de la interfaz adhesiva a lo largo del tiempo, así como algunas de las estrategias que se están evaluando actualmente para minimizar o incluso evitar este envejecimiento longitudinal, y así poder estimular nuevas investigaciones científicas en torno a estas alternativas para que, en el futuro, puedan aplicarse clínicamente.
Se seleccionaron 42 artículos científicos en el período de 2004-2014 en las bases de datos PubMed y Scielo que presentaron investigaciones clínicas y de laboratorio con respecto a la degradación de la interfaz adhesiva. Así, este trabajo se divide en dos partes: causas de la degradación; y estrategias para mejorar la longevidad de la interfaz adhesiva.
Se encontraron en la literatura tres causas principales para la degradación de la interfaz de unión resina-dentina: el aumento de la hidrofilia en la capa híbrida; degradación por enzimas proteolíticas; y atrapamiento de disolventes residuales en la interfaz adhesiva.
Según algunos autores, el aumento de la hidrofilia en la capa híbrida puede ser proveniente tanto de la composición de los sistemas adhesivos, principalmente los más simplificados, como de la presencia de agua que queda entre las fibrillas de colágeno desmineralizadas después de la técnica adhesiva convencional3,5-7.
La adición de mayores cantidades de monómeros hidrófilos en los sistemas adhesivos simplificados provoca un aumento de la sorción de agua mediante la capa híbrida formada. Esta alta permeabilidad promueve la degradación hidrolítica a lo largo del tiempo, creando microfallas en la interfaz de unión resina-dentina que pueden conducir a la pérdida de la restauración o la microfiltración secundaria6.
Otro problema observado está relacionado con los disolventes incluidos en los actuales sistemas adhesivos simplificados. Estos disolventes facilitan el transporte de monómeros hidrófilos por la red de colágeno desmineralizada26,27. Sin embargo, es fundamental que se produzca la evaporación completa de este disolvente para no interferir en la conversión de los monómeros en polímeros6,7. Desafortunadamente, esta eliminación no se logra por completo, dejando una parte del disolvente o agua intrínseca retenidos dentro de la capa híbrida formada8,26. Estos dos factores facilitan la degradación de la interfaz, una vez que quedan más susceptibles a los efectos deletéreos del agua y de las enzimas proteolíticas.
El tercer problema descrito en la literatura es la degradación de la interfaz por enzimas proteolíticas, tales como las metaloproteinasas (MMPs) y las catepsinas cisteínas11,13. Los autores informan que los adhesivos convencionales requieren un paso aislado de grabado ácido en la estructura de dentina antes de su aplicación6,7. Se observa que la profundidad de la desmineralización causada por el ácido es típicamente mayor que la penetración de los monómeros adhesivos dentro de la dentina desmineralizada, dejando algunas fibras de colágeno no protegidas11,24. De esta manera, son más susceptibles a las acciones de estas enzimas, que son capaces de hidrolizar ambos componentes de la matriz extracelular como monómeros resinosos hidrófilos14,28.
Después del descubrimiento de las causas principales de la pérdida de la longevidad de las interfaces adhesivas, estrategias alternativas han comenzado a ser investigadas y desarrolladas para intentar reducir o evitar esa degradación a lo largo del tiempo. A continuación serán analizadas algunas de ellas:
2.1- AUMENTO DEL TIEMPO DE APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS ADHESIVOS:
Para evitar el problema del atrapamiento del disolvente y/o agua en la capa híbrida, se sugiere aumentar el tiempo de aplicación de los sistemas adhesivos para evaporar cualquier disolvente, ya que este proceso puede promover la disminución de la cantidad de disolvente residual y la consiguiente reducción de agua en la capa híbrida29. Cuanto más tiempo se espere para polimerizar el adhesivo, sea de forma pasiva o activa con chorros de aire, mayor cantidad de disolvente se evaporará y mejor será la calidad de la unión, ya que habrá un mayor grado de conversión27.
A pesar de una mejora en la longevidad, esta técnica intenta resolver solamente una de las causas de la degradación. Por lo tanto, se sugiere que sea asociada con otras técnicas que buscan tratar las otras causas del problema.
2.2- APLICACIÓN DE UNA CAPA HIDRÓFOBA ADICIONAL:
Los sistemas adhesivos simplificados, de grabado independiente de dos pasos y autograbadores de un solo paso, son más atractivos para el clínico porque reducen el tiempo de aplicación y sensibilidad de la técnica debido a la reducción de pasos clínicos1,7,30. Sin embargo, hubo un aumento de la hidrofílicidad de estos productos, comprometiendo el desempeño clínico de las restauraciones30. Los adhesivos autograbadores de un solo paso, en particular, son altamente hidrófilos y fallan más rápido en comparación con otros adhesivos con más pasos, presentando una menor resistencia de unión inmediata9.
Una forma de combatir la hidrofílicidad de los sistemas adhesivos simplificados, sean de grabado independiente o autograbadores, sería la aplicación de una capa adicional de monómero hidrófobo6. Esta aplicación adicional resulta en una capa híbrida más hidrófoba y más sellada, que influye directamente en la durabilidad de la unión4. Además, esta capa híbrida es más espesa y uniforme y también más resistente a la degradación hidrolítica, dado que disminuye la permeabilidad de esta interfaz, disminuyendo el libre paso del agua a través de ella18.
Un estudio clínico aleatorizado19 usando capa hidrófoba adicional mostró éxito clínico de esta técnica, con aumento en las tasas de retención de las restauraciones adheridas. Es importante destacar que este procedimiento hace con que los sistemas adhesivos simplificados vuelvan a sus formas tradicionales de tres pasos en el sistema de grabado independiente y dos pasos en el sistema autograbador, resultando en un aumento del “tiempo clínico” para la aplicación de los procedimientos adhesivos, lo que puede ser un problema para la difusión de la técnica.
2.3- TÉCNICA DE LA ADHESIÓN HÚMEDA EN ETANOL:
La adhesión resina-dentina es menos durable que la adhesión resina-esmalte, ya que la adhesión a la dentina depende de compuestos orgánicos, además de sufrir interferencias de los fluidos dentinarios llevando a una disminución constante en la resistencia de la unión a lo largo del tiempo, con la consiguiente pérdida de las restauraciones hechas por ambos sistemas adhesivos, de grabado independiente y autograbadores31.
Los monómeros hidrófilos, utilizados en los sistemas adhesivos para facilitar la penetración en la dentina húmeda, son susceptibles a la sorción de agua y un rápido deterioro de las propiedades mecánicas20.
Con la prueba de que el componente resinoso hidrófilo de la capa híbrida es el más susceptible a la degradación hidrolítica, disminuyendo la eficacia y durabilidad de las restauraciones adhesivas, se buscó estabilidad de la capa híbrida mediante la aplicación de monómeros más hidrófobos. No obstante, la infiltración de monómeros más hidrófobos en la dentina desmineralizada y húmeda es inviable, ya que los mismos son insolubles en agua, impediendo, de ese modo su penetración en los espacios fibrilares31.
Para alcanzar la penetración de monómeros hidrófobos, como el Bis-GMA, es necesario realizar, con etanol absoluto, la saturación de la dentina desmineralizada. Esto mantendrá la dentina expandida, evitando la ruptura de las fibras de colágeno y permitiendo su posterior infiltración, ya que ese componente es soluble en etanol5, surgiendo entonces la Técnica de la Adhesión Húmeda en Etanol (TAHE).
Esta técnica consiste en conducir monómeros hidrófobos al interior de la dentina desmineralizada saturada con etanol. Además de la sustitución del agua dentro de las fibras colágenas desmineralizadas por el etanol, se debe diluir los monómeros hidrófobos con una solución de etanol absoluto, formando la sustancia conocida como “primer hidrófobo”. Esta mezcla es más permeable y compatible a nueva condición de la dentina y crea una capa híbrida más fuerte y más durable32.
Diversos estudios de laboratorio20,21,33 fueron desarrollados para probar esta nueva técnica, entre ellos Shin, Yao, Huenergardt, Walker y Wang33, que obtuvieron en su estudio una adhesión más duradera a través de la técnica de saturación con etanol. Un resultado similar se obtuvo por Sadek, Castellan, Braga, Mai, Tjäderhane, Pashley y Tay21, donde la resistencia de la unión adhesiva y la capa híbrida formada por la técnica de la saturación con etanol se ha preservado a lo largo del tiempo.
A pesar de los resultados de laboratorio satisfactorios después de la aplicación de la TAHE, se han realizado pocos estudios clínicos para evaluar su eficacia clínica. Dos trabajos10,34 evaluaron clínicamente restauraciones adhesivas hechas por esta técnica y no observaron diferencias estadísticamente significativas entre los grupos convencional y TAHE después de 12 meses de acompañamiento.
Un problema presentado por esta técnica es que aumenta el número de pasos clínicos y el tiempo de aplicación, no siendo atractiva para los clínicos que buscan una mayor velocidad en la técnica. Además, se intenta solucionar solamente uno de los problemas relacionados con la degradación, que es la sorción de agua y la degradación hidrolítica, pero no actúa sobre las MMPs.
En vista de esto, más investigaciones acerca de esta técnica deben ser desarrolladas para alcanzar resultados clínicos más satisfactorios y demostrar su superioridad en la preservación de la interfaz a lo largo del tiempo.
2.4- APLICACIÓN DE CLORHEXIDINA:
La degradación de las fibrillas de colágeno se puede acelerar mediante la reactivación de las enzimas endógenas MMPs, presentes en un estado latente en la dentina15,22,28. Situaciones como la liberación de ácidos en el desarrollo de las caries y grabado ácido antes de la aplicación del adhesivo pueden reactivarlas14.
El digluconato de clorhexidina es un antimicrobiano de amplio espectro que se une a los aminoácidos de la dentina y continúa matando a las bacterias durante varias horas35. Además, es capaz de inhibir ciertos tipos de MMPs incluso en bajas concentraciones2,11.
Los estudios in vitro han demostrado que el uso de clorhexidina, después del grabado ácido, no comprometió la adhesión de los sistemas adhesivos de grabado independiente ni autograbadores15,22. Todavía, se demostró que la aplicación de la sustancia antes o después del grabado ácido aumenta la resistencia de unión35.
Después de un ensayo clínico de seis meses comparando la interfaz de unión resina-dentina con o sin la aplicación de la clorhexidina después del grabado ácido, se observó que la integridad de la capa híbrida se mantuvo en el grupo tratado con el agente antimicrobiano, mientras que en el grupo control hubo una desintegración gradual de la red fibrilar22.
Estudios han propuesto la asociación de la aplicación de la clorhexidina con la técnica de adhesión húmeda en etanol, porque de esa manera dos problemas podrían superarse: la degradación hidrolítica y la degradación de las fibras de colágeno a través de la acción de enzimas proteolíticas36,37. Simões, Basting, Amaral, Turssi y França36 no observaron diferencias en la resistencia de la unión in vitro o in situ cuando se combinaron las dos técnicas; ya Ekambaram, Yiu, Matinlinna, King y Tay37 observaron mejora tanto en la resistencia de la unión como en la nanoinfiltración después de 12 meses en un estudio in vitro con combinación de las técnicas.
A pesar de los resultados prometedores, el número de estudios de laboratorio es todavía escaso, por lo que se necesitan más investigaciones sobre esta asociación para ver si realmente hay sinergismo de las técnicas.
2.5- ADICIÓN DE 10-MDP:
Monómeros funcionales ácidos ejercen un papel importante en el desempeño del adhesivo y en las propiedades fisicoquímicas de los adhesivos autograbadores38. Actualmente algunos de estos sistemas tienen en su composición el 10-metacriloxietil dihidrógeno-fosfato, más conocido como 10-MDP, un monómero funcional que es capaz de interactuar con la hidroxiapatita residual mediante conexiones iónicas primarias4,11,23.
Este monómero funcional es formado por un grupo polimerizable de metilmetacrilato, necesario para el endurecimiento del adhesivo, y un grupo funcional ácido (grupo fosfato), que permite la interacción fuerte y estable con el calcio de la hidroxiapatita. Los dos grupos están separados por una cadena de carbono larga23.
El modo de interacción del 10-MDP la estructura dentaria, mediante conexiones micromecánicas y químicas, se asemeja a la forma en que los ionómeros de vidrio interactúan con sustratos dentales4. Este monómero es considerado actualmente el estándar de oro dentro de los sistemas autograbadores38.
El 10-MDP tiene una capacidad relativamente fuerte de descalcificación-adhesión, haciendo que el calcio sea liberado rápidamente para formar sales de monómero-calcio estables, en forma de nanocapas, que se consideran más estables y resistentes a los efectos deletéreos del agua, aumentando así la durabilidad de la interfaz adhesiva23. Esta mayor resistencia al agua puede atribuirse a su cadena carbónica hidrófoba separadora38.
Sin embargo, a pesar de la adición del 10-MDP en adhesivos autograbadores débiles minimizar la nanoinfiltración y establecer un enlace químico más estable con la hidroxiapatita, es incapaz de evitar la reducción de la resistencia de unión con el paso del tiempo, ya que no elimina por completo la degradación enzimática del colágeno. En este sentido, es necesario tratamiento adicional con otras sustancias inhibidoras, como la CHX, para obtener resultados más duraderos11.
La incompleta impregnación de las fibras de colágeno por monómeros de los sistemas autograbadores puede ocurrir y causar la hidrólisis de la capa híbrida39, a pesar de la infiltración del monómero ser prácticamente simultánea con la desmineralización, lo que reduce significativamente el número de fibras sin protección, así como la nanoinfiltración7.
Además, otro problema que conduce a un aumento en la sorción de agua y falla en la interfaz adhesiva es la presencia dentro de la capa híbrida de polímeros MDP no reaccionados con el calcio, tanto en la superficie del esmalte como de la dentina, debilitando la unión39.
2.6- ADICIÓN DE ZINC:
Un efecto obtenido en la presencia de zinc (Zn) en la composición de los sistemas adhesivos convencionales es la inhibición de la desmineralización de la dentina e inducción de su remineralización25. El uso de adhesivos que contienen Zn en su composición puede aumentar la durabilidad de la interfaz de unión resina-dentina, ya que aumenta la resistencia a la degradación por las enzimas MMPs16.
Un estudio de laboratorio24 comparó un sistema adhesivo de grabado independiente simplificado (grupo control) con otros dos sistemas adhesivos experimentales, también de grabado independiente simplificado, pero que contenían ZnO o ZnCl2 en su formulación. Después del almacenamiento durante un período de un mes y tres meses, observaron un fracaso estadísticamente significativo en la interfaz resina-dentina del grupo control. La posible conservación en los grupos experimentales puede haber sido por la liberación de iones de Zn, que son inhibidores de las MMPs. También en esta investigación, se observó un aumento en la dureza de la capa híbrida en los adhesivos con Zn, probablemente debido a la precipitación mineral dentro de la matriz orgánica, resultante del proceso de remineralización inducida por el zinc.
Sauro, Osorio, Osorio, Watson y Toledano8 observaron que, al añadir un material bioactivo inductor de calcio y fosfato más el Zn, los resultados fueron más satisfactorios en comparación con los adhesivos que contenían solamente el biomaterial en su composición, probablemente debido a la suma de los efectos de Zn tanto en la remineralización como en la protección de las fibras de colágeno de la acción de las MMPs.
Por otro lado, no parece haber beneficios en la adición de Zn en adhesivos autograbadores, probablemente debido a una posible interacción química entre el MDP y el Zn38. En un estudio de laboratorio38 se observó que la adición de nitrato de Zn en la composición de adhesivos autograbadores de dos pasos y un solo paso, que contenían MDP, resultó en una disminución significativa en la resistencia de la unión después de 24 horas y aumento de la nanoinfiltración en la interfaz adhesiva, probablemente debido a tener ocurrido más conexiones entre el Zn-MDP que entre Ca-MDP.
Esta línea parece prometedora, pero más estudios aún necesitan ser hechos para establecer adecuadamente el papel del zinc en la mejora de la longevidad clínica en sistemas adhesivos de grabado independiente.
2.7- ADICIÓN DE MATERIALES BIOACTIVOS - BIOVIDRIOS:
Estudios recientes han apostado en la estrategia de la mineralización biomimética que consiste en la remineralización de las regiones de las fibras de colágeno desmineralizadas debido al grabado ácido y no protegidas después de la imbricación de los adhesivos, con el fin de aumentar la calidad y la durabilidad de las interfaces resina-dentina12,17,40.
El propósito de la adición de materiales bioactivos en la interfaz adhesiva es para remineralizar la región desmineralizada de la capa híbrida mediante la liberación de iones calcio y fosfato, consiguiendo respuesta positiva del tejido dental, con la reducción de la micropermeabilidad a lo largo de la interfaz adhesiva por cristalización de minerales8. Por lo tanto, hubo un aumento en las investigaciones en torno a los biomateriales que están liberando iones y que tengan propiedades bioactivas/biomiméticas8,13.
La biomodificación de la dentina se ha investigado como una estrategia terapéutica biomimética para aumentar la resistencia mecánica de la red de colágeno y también controlar las tasas de degradación de los componentes de la matriz extracelular13.
La estrategia de la mineralización biomimética parece ocurrir en dos fases: en la primera se forma una fase líquida de fosfato de calcio amorfo, ocupando los espacios nanoscópicos en las fibras de colágeno desmineralizadas. La siguiente fase, una matriz de fosfoproteína se encarga de la deposición de apatita dentro de las fibras de colágeno, mineralizándolas41.
Estos materiales pueden tener un comportamiento mecánico similar a los cementos de ionómero de vidrio40. Por lo tanto, los adhesivos que contienen biovidrio pueden liberar iones de su composición, tales como calcio y fosfato, por el esmalte y la dentina adyacente al material, causando una disminución en la desmineralización causada por la exposición al ácido2,42.
En un estudio in vitro40 se observó que la liberación continua de iones calcio y fosfato en los adhesivos que recibieron adición de materiales bioactivos indujeron la remineralización de la capa híbrida y recuperaron las propiedades mecánicas de las fibras de colágeno deficientes de mineral, confirmando los beneficios de estos materiales en la durabilidad de la unión resina-dentina.
Como las fibras colágenas que se estabilizan por los cristales de apatita intrafibrilar e interfibrilar en los tejidos mineralizados no se degradan con el tiempo, la remineralización de la capa híbrida por la biomimética parece ser un enfoque lógico para extender la longevidad de las uniones resina-dentina, pero más estudios de investigación deben hacerse antes de proponer esta técnica clínicamente12.
Varias estrategias se han investigado en los intentos de aumentar la durabilidad de las interfaces adhesivas resina-dentina, con resultados prometedores. En base a esta revisión de la literatura es posible hacer las siguientes consideraciones: