Propiedades Físicas De Los Materiales Dentales a4h56

BIOFÍSICA

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MATERIALES DENTALES

Paralelo # 1 – Primer semestres

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

Facultad Piloto de Odontología BIOFÍSICA Dra. Karla Monard 1er Semestre Paralelo 1 Integrantes:

1. Chile Carlos 2. González Tamara 3. Guacho Paola 4. Izquieta David 5. Medina Mario 6. Padilla Katherine

Año lectivo 2013 – 1er Semestre INTRODUCCION

El análisis y estudio de las propiedades de los materiales dentales, son de vital importancia porque ayudan entender y a hacer uso correcto de estos materiales que, a lo largo de la carrera universitaria y profesional, utilizamos para mejorar la calidad de vida de las personas, aplicando los distintos tipos de técnicas protésicas. Todo esto se ha buscado con el fin de crear una técnica eficaz y biocompatible con el paciente, procurando evitar futuras complicaciones en cualquier caso que pudiera presentarse. En este trabajo, nuestro grupo intenta dejar de forma muy clara y básica la definición de Materiales Dentales, como objeto de desarrollo del profesional; también se explicará detalladamente cada una de las propiedades de los materiales dentales según la clasificación correspondiente. MATERIALES DENTALES Los materiales dentales son la base fundamental de la odontología restauradora, protésica y de otras especialidades; por lo que es necesario conocer cuáles son éstos, basándonos en su estructura interna, observar su comportamiento físico, mecánico y físico-químico en su uso odontológico. Podemos reconocer los materiales dentales desde el punto de vista de su aplicación como materiales de obturación, restauración, impresión y protésicos, y conociendo esto manipularlos con seguridad y adecuadamente. Los cinco grupos de materiales empleados en odontología son Rígidos, Termoplásticos, Polímeros, y Elásticos. A pesar de las mejoras en las propiedades físicas de estos materiales, ninguno de ellos es permanente. Esto se debe a que un material ideal debería: 1. Ser biocompatible 2. Adherirse a la estructura dentaria o al hueso de manera permanente. 3. Tener el aspecto natural de la estructura dentaría y de otros tejidos visibles 4. Tener propiedades similares a las del esmalte, la dentina y otros tejidos dentales 5. Poder restaurar tejidos o regenerar aquellos que faltan o que están dañados. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MATERIALES DENTALES Antes de indicar las propiedades de cada grupo de materiales uno a uno, debemos identificar de forma general las Propiedades de los materiales dentales. Para ello debemos clasificar las propiedades. Propiedades Mecánicas

Son las Propiedades basadas en las características de cada uno de los materiales y su comportamiento de su estructura interna cuando son sometidos a fuerzas externas que pueden producir Tensión y Deformación. Estas propiedades están relacionadas con la DUREZA de los materiales en su relación con las piezas dentarias:  

Abrasión: El desgaste de la estructura dentaria a través de procesos mecánicos anormales tales como rechinar, raspar o rozar. Atrición: El desgaste de la estructura dentaria de forma fisiológica como resultado del o diente a diente, que involucra las superficies incisales y oclusales.

Se relacionan porque los materiales que se empleen en restauraciones y obturaciones estarán sometidos a las mismas cargas físicas a la que están sometidas las piezas dentarias, por lo tanto debe tener RESISTENCIA. a) Tensión.Es la resultante de las fuerzas internas generadas por las uniones de los átomos y moléculas que no permiten separarse y que se oponen a las fuerzas externas. b) Deformación.Es la consecuencia de la tensión, donde se modifica la estructura interna del material frente a las fuerzas externas que producen una modificación en la posición y la distancia entre los átomos y las moléculas, que exteriormente se traduce en un cambio de forma del cuerpo. "Las tensiones inducidas son proporcionales a las deformaciones producidas hasta una tensión máxima, que se denomina límite proporcional". Esto constituye el enunciado de la llamada LEY DE HOOKE, y de ello se deduce que límite proporcional es la tensión máxima que se puede inducir a un material sin que se pierda la proporcionalidad entre tensión y deformación. Si se establece la relación (cociente) entre cualquier tensión que no supere el límite proporcional y la correspondiente tensión, se encontrará un valor “constante”; esa constante se llama MÓDULO DE ELASTICIDAD que es la relación numérica entre tensión y deformación cuando se cumple la ley de Hooke. En fórmula: E= T/D Donde E, es el módulo de elasticidad; T, la tensión igual o inferior al límite proporcional y D la deformación producida por T. c) Resistencia.-

Si se excede el límite proporcional se puede llegar a la ruptura; pero, mientras se mantenga en la tensión máxima es lo que se conoce como RESISTENCIA, otra de las propiedades físicas de los materiales dentales. d) Fragilidad.Indica escasez de deformación permanente. Con un material de este tipo no puede obtenerse un cuerpo deformándolo, ya que al intentar deformado lo único que se logra es romperlo. Todas estas propiedades están sujetas a la deformación. Según la deformación podemos decir que hay propiedades Elásticas y No Elásticas: 

Elásticas.-

e) Flexibilidad.Puede someterse a tensión pero sin sufrir deformación permanente, presenta Deformación elástica. Deformación elástica: comportamiento en el que un cuerpo al someterse a tensión se deforma pero al desaparecer la tensión, también desaparece la deformación. f)

Resilencia.Es la capacidad de almacenar energía cuando el material se deforma elásticamente; la energía puede ser devuelta al retirarse la fuerza, porque la deformación había sido hecha dentro del rango elástico. Esta propiedad también le da la capacidad de absorber impactos sin sufrir alteración visible. 

No Elásticas.-

g) Relajación.Un material deformado, tiene una estructura interna inestable; la relajación devuelve el equilibrio a las moléculas. Por efecto del calor ocurre una distorsión en la estructura interna que devuelve el equilibrio, como es el caso de las impresiones elastoméricas. h) Fluencia.Se define como la deformación plástica de un material sometido a una carga estática o a una fuera constante y que depende del tiempo. Como es el caso de la exposición térmica, crea una deformación permanente en función del tiempo de exposición. i)

j)

Tenacidad.Característica de los materiales dúctiles y maleables, y representa la energía necesaria para romper el material. Rigidez.-

Es la dificultad con que se puede deformar un cuerpo. k) Ductilidad.Es la capacidad que tiene un material de deformarse permanentemente bajo cargas de tracción (Fuerzas externas). Es necesario evaluarla para verificar hasta qué porcentaje de la longitud inicial se deforma cuando se lo rompe bajo tracción, para evitarlo o no según sea el caso. l)

Maleabilidad.Es la capacidad que tiene un material de deformarse permanentemente bajo cargas compresivas, lo contrario de la ductilidad.

m) Viscosidad.La viscosidad es la resistencia de un líquido a fluir, le da consistencia pero no volumen. n) Adhesión.Cualquier mecanismo que se emplea para mantener partes en o. De acuerdo con esto puede clasificarse a la adhesión, según sea el mecanismo que se utilice para lograrla, en dos categorías: mecánica y química. 

Mecánica: Las partes se mantienen en o sobre la base de la penetración de una de ellas en las irregularidades que presenta la superficie de la otra. Así quedan ambas trabadas, impidiendo ello su desplazamiento o separación.



Química: Se produce cuando las partes se mantienen en o sobre la base de la fuerza lograda por la formación de uniones químicas entre ambas superficies involucradas, sean aquéllas primarias (iónicas, covalentes, etc.) o secundarias

Propiedades Físico-Químicas Estas propiedades tienen relación con los cambios de estado, así como también de composición y reacciones por exposiciones físicas. Abarca tres aspectos: 1. pH El pH o Potencial de Hidrógeno, es una magnitud que está sujeta a una escala estándar sobre una valoración de 14, que determina si una sustancia es neutra, ácida, o alcalina. Cuando el pH de la sustancia es igual a 7 es Neutro, si disminuye de este valor la solución se vuelve Ácida, mientras que si supera ese valor la sustancia será Alcalina.



Acidez.- Los iones de hidrógeno, por tener carga positiva, son atraídos hacia átomos que tienen una carga negativa. En términos de pH, esto significa que los iones de hidrógeno pueden ser transferidos de una sustancia alcalina a una sustancia ácida y viceversa. Usualmente, ya que un estado neutral es más estable, los iones pasarán de un ácido a una sustancia alcalina. Esto es lo que pasa cuando la gente habla de "neutralizar un ácido".



Alcalinidad.- los valores mayores a 7 tienen menores concentraciones de iones de hidrógeno, a menor concentración de Hidrógeno, será más alcalina la sustancia.

2. Polimerización El proceso de polimerización es complejo y envuelve numerosos pasos. Al principio, se forman cadenas poliméricas lineares, las cuales se van ramificando, formando cadenas cruzadas entre las cadenas lineares, constituyendo una verdadera red polimérica. A medida en que las cadenas poliméricas van aumentando en tamaño, aumentan también su peso molecular y su dureza. Polímeros: son cadenas largas, entrecruzadas y repetidas de muchas unidades llamadas monómeros (moléculas pequeñas de bajo peso molecular).  

Los polímeros lineales y ramificados se fusionan. Los polímeros entrecruzados no se fusionan.

El grado de Polimerización está dado por la cantidad de unidades monoméricas en el polímero. Las distribuciones heterogéneas o copolímeros se obtienen a partir de polimerización por radicales libres, mientras que las más homogéneas provienen de la polimerización aniónica. La polimerización se da por: Adición.- Se da cuando la molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos. Condensación.- se da si la molécula de monómero pierde átomos cuando pasa a formar parte del polímero. 3. Cristalización Para los materiales rígidos la TEMPERATURA tiene un efecto fundamental y muy útil para su aplicación en las técnicas protésicas y restauradoras. Esto es lo que se conoce como PROPIEDAD TÉRMOFÍSICA, a partir de la cual se puede solidificar el material o fusionar. Cuando el trabajo con estos materiales se lo realiza en el frío, se produce Endurecimiento debido a que hay una compactación en la estructura microscópica y que se traduce en una deformación macroscópica conocida como deformación por frío. Por lo contrario, cuando éstos materiales son expuestos a tratamiento térmico, se puede producir, o bien ENDURECIMIENTO o ABLANDAMIENTO.

4. Solubilidad Se destaca esta propiedad en los materiales dentales porque muchos son los que tenemos que combinarlos en busca de la reacción deseada para cada situación independiente y nos permite crear mezclas y soluciones. Solución: es una mezcla de dos o más componentes, perfectamente homogénea ya que cada componente se mezcla íntimamente con el otro, de modo tal que pierden sus características individuales. Esto último significa que los constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase (sólida, líquida o gas) bien definida. Mezcla: es un sistema material formado por dos o más sustancias puras mezcladas pero no combinadas químicamente. En una mezcla no ocurre una reacción química y cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas. No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas, es decir, que sus componentes pueden reaccionar entre sí en determinadas condiciones ambientales. En esta propiedad es muy importante tomar en cuenta  Tamaño de las partículas.- tanto en una mezcla como en una solución, ya que de eso depende la diferencia entre Soluciones (mezclas homogéneas) y Mezclas heterogéneas.  Concentraciones.- de esto depende la viscosidad y la densidad de la mezcla (homogénea o heterogénea).  Estados de la materia.- puede alterarse el estado dependiendo de la mezcla, y producto de esto, se puede tener como resultado mezclas sólidas, líquidas o gaseosas de acuerdo a cada reacción, y un estado que también se puede obtener por una reacción de gelificación, el ESTADO COLOIDAL. 5. Adsorción Es un proceso por el cual átomos, moléculas e iones son atrapados o retenidos en la superficie de un material. El resultado es la formación de una película líquida o gaseosa en la superficie de un cuerpo sólido o líquido. MATERIALES RÍGIDOS Son materiales que al endurecer tienen una consistencia rígida o dura. Presentan distintas propiedades a los otros tipos de materiales, por lo que se detallarán las propiedades de acuerdo a cada material. 1. YESOS EXPANSIÓN DE FRAGUADO:  Varía de 0.07-0.5. A mayor cantidad de agua, disminuye.  A mayor espatulado, aumenta la expansión.

 

Las sustancias químicas como el sulfato de potasio, Bórax o Citrato de potasio, aumentan la expansión, pero hacen que endurezca más rápido. Expansión higroscópica: suele ser el doble de la expansión normal de fraguado. Es el crecimiento hacia afuera de los cristales de dihidrato. Esto es útil porque en la superficie de o entre el yeso y alginato hay expansión higroscópica.

CONTRACCIÓN DE FRAGUADO:  Al endurecer el yeso, las moléculas se acercan al pasar las uniones primarias a secundarias, pero hay repulsión por los cristales de forma desordenada; la expansión supera a la contracción, pero al principio hubo contracción. RESISTENCIA COMPRESIVA:  Puede ser húmeda o seca. La húmeda se refiere a inmediatamente cuando se tiene el fraguado final, es la mitad de la compresiva seca; para una mufla, a la resistencia seca se llega a los 7 días. RESISTENCIA A LA ABRASIÓN: En general es baja. El que tiene resistencia aceptable es el velmix y el yeso tipo V. Existen barnices endurecedores.



RESISTENCIA TRACCIONAL:  Hay una húmeda y otra seca. La húmeda es la mitad de la seca. DUREZA SUPERFICIAL: Es aceptable en yeso tipo III y tipo IV



Existen distintos tipos de yeso, pero los más usados en odontología son:

Tipo

Nombre

Relación agua-polvo

II.

Piedra

50 mg/25 ml

Tiempo fraguado I: 8

Resistencia

Usos

++

Etapas de Laboratorio

+++

Modelos

++++

Modelos que necesitan espesores muy delgados de yesos

F: 20-25 I: 15 III.

Duro

50 mg/15 ml F:30 I: 15

IV.

Extra duro

50 mg/12 ml F:30-40

2. MODELINA DENTAL.          

Ablandarse a una temperatura superior a la bucal, para tener plasticidad. Al enfriarse a la temperatura de la boca, endurece para poder ser retirada de boca. Rigidez y fragilidad. Contracción de 0.3%*. Mala conductividad térmica. Mala estabilidad dimensional. Calentamiento lento, progresivo y controlado del compuesto para modelar. Alto coeficiente de expansión térmica. Distorsión elevada al remover de estructuras retentivas. Pobre estabilidad dimensional.

Usos: o o

Tipo I: Impresiones en prostodoncia total y coronas individuales. Tipo II: Realización de portaimpresiones individuales.

MATERIALES TERMOPLÁSTICOS 1. CERAS DENTALES Se usan en casi todos los tratamientos de odontología restauradora.

Las propiedades más notables de las ceras son las propiedades físicas térmicas: TERMOPLASTICIDAD Es su propiedad física térmica principal, es la capacidad que tienen estos materiales para ablandarse mediante la acción del calor. INTERVALO DE FUSIÓN Compuestas por moléculas de distinto peso molecular. No tienen punto de fusión, sino intervalo de fusión. EXPANSIÓN TÉRMICA Las ceras se expanden cuando aumenta la temperatura y se contraen cuando la temperatura disminuye. Esta propiedad puede modificarse mezclando diferentes tipos de cera. La expansión y la contracción de las ceras dentales debido a los cambios de temperatura son bastante pronunciados. En general, las ceras dentales y sus componentes tienen coeficientes de variación térmica superior a los de cualquier otro material. – Punto de fusión. – Temperatura de transición sólido – sólido.* ESCURRIMIENTO Es el deslizamiento de moléculas unas sobre otras (deformación plástica). Depende de la temperatura, fuerza aplicada y tiempo. TENSIONES RESIDUALES Al enfriar bajo presión se obliga a los átomos y moléculas a acercarse más. Al volver a calentar la cera, estas tensiones se liberan, produciéndose cambios dimensionales. DUCTILIDAD Aumenta al incrementarse la temperatura de la cera. Es la capacidad de estirarse en forma de alambre. MALEABILIDAD Es la capacidad que tienen de ser laminadas. CONDUCTIVIDAD TÉRMICA Las ceras poseen mala conductividad térmica; debido a su estructura y composición, la transmisión de los cambios térmicos se produce de forma lenta. MECÁNICAS. – Fluidez. – Fragilidad.

Por ello, para lograr un calentamiento adecuado de las mismas y aprovechar sus propiedades, es preciso realizar un calentamiento uniforme y en bloque de toda la masa de la cera, no tan sólo de un extremo o de la superficie de la misma. Funden sin degradarse. MATERIALES POLÍMEROS 1. RESINAS 

PROPIEDADES TÉRMICAS o Coeficiente de variación térmica o Temperatura de transición del vidrio: endurece al fotopolimerizarse.



PROPIEDADES ELÉCTRICAS o Moleculares No polares.- débiles fluctuaciones eléctricas que cambian la simetría esférica de los campos electrónicos que rodean los átomos. o Moléculas covalentes polares.- atracción eléctrica entre dipolos resultantes de enlaces polares.



PROPIEDADES ÓPTICAS

2. GUTAPERCHA Los conos de gutapercha usados como material de relleno de los conductos radiculares, se presenta en tres formas cristalinas: alfa, beta y gamma, que confieren distintas propiedades a cada tipo de gutapercha.

 

ALGA: es natural y de baja viscosidad, a baja temperatura CRISTALINA BETA: se obtiene por calentamiento de la forma alfa y su enfriamiento brusco. Su temperatura de fusión y su viscosidad son altas. Es bajo esta forma cristalina que se presenta la gutapercha de los conos convencionales.

MATERIALES ELÁSTICOS Los materiales de impresión ideales deberían cumplir con ciertos requisitos, entre ellos:  Fácil manipulación  Compatibles con los tejidos bucales.  Resistencia al desgarro.  Fidelidad: capacidad de reproducir con exactitud los detalles.  Hidrofílicos, aunque pueden ser hidrofóbicos.

Hules de Polisulfuro

Elastómeros

Poliéteres

Siliconas

Materiales de Impresión Elásticos

Reversibles Hidrocoloides Irreversibles

Pueden ser: ELASTÓMEROS o HIDROCOLOIDES 1. ELASTÓMEROS a) Hules de Polisulfuro: Propiedades

 Tiempo de fraguado o polimerización: 6-9 minutos  La temperatura influye directamente sobre el fraguado, si se calienta la loseta o la espátula se puede acelerar el tiempo de fraguado por ejemplo.  Resistencia al desgarre alta  Alta recuperación elástica  Flexibilidad  Buena fidelidad en la reproducción de detalles  Es hidrofóbico, es decir rechaza el agua, por lo que se debe tener más cuidado en la toma de impresión.  Color, sabor y aspecto no tan agradables.  Sufre cambios dimensionales (de tamaño).

b) Poliéteres: Propiedades

        

Combinación de propiedades características de hules de polisulfuro y siliconas. El tiempo de polimerización: rango promedio de 1.5 a 3 minutos. Es menos elástico que los polisulfuros y las siliconas. Menor recuperación elástica No es tan hidrofóbico. Resistencia al desgarre y fractura no es tan buena como los demás elastómeros. Es menos hidrofóbico. Excelente fidelidad en la reproducción de detalles. Buena estabilidad dimensional c) Siliconas: Propiedades

 Tiempo de polimerización: 3 a 5 minutos  Las propiedades elásticas mejoran con el tiempo de polimerización, es decir, mientras más tiempo se deje la impresión en la boca, más fiel será.  Son muy exactas en la reproducción de detalles.  Tienen características hidrofóbicas.  Las siliconas por condensación no tienen buena estabilidad dimensional.  Las siliconas por adición tienen una excelente estabilidad dimensional.  Color, sabor y olor agradables. 2. HIDROCOLOIDES: Propiedades Generales  Sustancias parecidas a las gelatinas.  Son materiales idóneos para impresiones por su alta fidelidad.

    

Son sustancias con mucha elasticidad. Se clasifican como el cuarto estado de la materia: el estado coloidal Son hidrofílicas. Presentan 2 fases: fase dispersa (polvo) y fase dispersante (agua) Gelificación: término que se utiliza para referirse al endurecimiento de los hidrocoloides para poder retirarlos de la boca.  Presentan 2 fenómenos que afectan la estabilidad dimensional de la impresión:  Imbibición: ganancia de agua, se produce una expansión.  Sinéresis: pérdida de agua, se produce una contracción. a) Hidrocoloides Reversibles: Propiedades

 Capacidad de pasar del estado sol (sólido o semisólido) a gel (gelatinoso, gélido).  Son reversibles por efecto de la temperatura.  Alta fidelidad de copia y capacidad de reproducción en los modelos. b) Hidrocoloides Irreversibles: Propiedades

 Son los llamados alginatos.  Sus moléculas se unen por fuerzas químicas, por lo que la impresión es irreversible, una vez completada la gelificación, el material no se puede volver a usar.  Hay 2 tipos: de gelificación rápida (1-2 minutos) y de gelificación normal (2-4 minutos)  Buena fidelidad de copia.  Se deterioran a temperaturas elevadas y en ambientes húmedos.