El objetivo de este estudio in vitro fue analizar la rugosidad superficial y la alteración de color de dos tipos de ionómeros vítreos luego de ser sometidos a diferentes soluciones. En una matriz de teflón (8x2mm), fueron confeccionados 60 cuerpos de prueba con 2 tipos de ionómeros fotopolimerizables: 30 para el Fuji II LC (M1) y otros 30 para el Ketac N100 (M2). El aparato utilizado fue el Elipar Freelight 2 3M Espe. La fotopolimerización se realizó por 20 segundos cada cuerpo de prueba. Luego de la confección, los sesenta cuerpos de prueba fueron mantenidos en gasa humedecida por 24 hs en estufa a 37ºC y luego se clasificaron y luego se dividieron en tres grupos de 10 cada uno para ser sometidos a 3 tipos diferentes de soluciones: agua destilada (S1), bebida carbonatada (S2) y jugo cítrico (S3) por 90 segundos diariamente durante 14 días. Las lecturas de la alteración de color, obtenidas a través de un colorímetro, y las de rugosidad superficial, realizadas por medio del rugosímetro, fueron realizadas a las 48 hs. (T0) y luego a los 14 días (T1). Los resultados obtenidos fueron sometidos al test ANOVA y Tukey (p≤0.05). Los resultados mostraron que; a) La bebida carbonatada (S2) tuvo mayor media de alteración de color (ΔE*) en relación a las otras soluciones, b) que Ketac N100 (M2) tuvo mayor media con respecto a la rugosidad superficial en la interacción material por solución. Por tanto, se concluyó que trascurrido determinado período de tiempo las propiedades estéticas y físico-mecánicas de los materiales estudiados se ven afectados.
Palabras clave: ionómeros vítreos, nano ionómeros, rugosidad superficial, alteración de color, bebidas carbonatadas, jugo cítrico.
O objetivo deste estudo in vitro foi analisar a rugosidade superficial e a alteraçã o de cor de dois tipos de ionômeros de vidrio após serem submetidos a diferentes bebidas. Em uma matriz de te ón (8x2mm), foram confeccionados 60 corpos de prova com 2 tipos de ionômeros fotopolimerizáveis: 30 para o Fuji II LC (M1) e outros 30 para o Ketac N100 (M2). O aparelho utilizado foi o Elipar Freelight 2 3M Espe. A fotopolimerização foi realizada por 20 segundos em cada corpo de prova. Após a confecçã o, os 60 corpos de prova foram mantidos em gaze umedecida por 24 hrs em estufa a 37o C e divididos em 3 grupos de 10 cada um, para ser submetidos a 3 tipos diferentes de soluçõ es: água destilada (S1), bebida carbonatada (S2) e suco cítrico (S3) por 90 segundos diariamente durante 14 dias. As leituras de alteraçã o de cor, obtidas através de um colorímetro, e das de rugosidades superficial, realizadas por meio do rugosímetro, foram realizadas após 48 hs. (T0) e após 14 dias (T1). Os resultados obtidos foram submetidos à test ANOVA e Tukey (p≤0.05). Os resultados mostraram que; a) a bebida carbonatada (S2) teve maior media de alteraçã o de cor (ΔE*) em relaçã o às outras soluçõ es, b) que Ketac N100 (M2) teve maior media com respeito a rugosidade superficial na interaçã o material pela soluçã o. Podemos concluir que a partir de determinado período de tempo as propriedades estéticas e físico-mecânicas dos materiais estudados são afetadas.
Palavras chave: ionômeros de vidrio, nanoionômeros, rugosidade superficial, estabilidade da cor, bebidas carbonatadas, suco cítrico.
The aim of this in vitro study was to examine the surface roughness and discoloration of two types of glass ionomer had been subjected to different solutions. In a matrix of Teflon (8x2mm), 60 test bodies were prepared with 2 types of resin modified glass ionomers: 30 for Fuji II LC® (M1) and the other 30 for Ketac N100® (M2). The apparatus was Freelight two 3M ESPE Elipar. Photopolymerization was carried out for 20 second each test body. After the preparation, the seventy-two specimens were kept in gauze soaked for 24 hours in an oven at 37°C and then were sorted and divided into three groups of 12 each to be subjected, for 90 seconds each day at 3 different types of solutions: distilled water (S1), carbonated beverage (S2) and citrus juice (S3) for 14 days. Readings from discoloration, obtained through a colorimeter, and the surface roughness made using the profilometer were performed after 48 hours (T0) and after day 14 (T1). The results were submitted to ANOVA and Tukey test (p ≤ 0.05). The results showed that: a) The carbonated beverage (S2) had higher mean discoloration (ΔE *) compared to the other solutions, b) Ketac N100®(M2) had higher mean with respect to the interaction surface roughness material solution. Therefore, it was concluded that certain period of time elapsed aesthetic properties and physico-mechanical properties of the material studied are affected.
Key words: glass ionomer, nano ionomer, surface roughness, color stability, cola beverage, orange juice.
En las últimas décadas, ha aumentado considerablemente la necesidad de encontrar materiales más estéticos y biocompatibles no solo en adultos sino también en niños.1
Los cementos de ionómeros vítreos han sido ampliamente utilizados en la Odontología restauradora debido a sus ventajosas propiedades como son la biocompatibilidad, la adhesión a la estructura dental y la liberación de flúor.2 Estudios laboratoriales han demostrado claramente el gran efecto cariostático que poseen los ionómeros en el desarrollo y avance de la lesión cariosa. La superficie del esmalte y la dentina adyacente a la obturación con cementos de ionómeros vítreos son resistentes al ataque ácido, lo que indica que pueden inhibir la desmineralización causada por el ataque ácido a la estructura dental.3 La liberación de flúor de los materiales dentales fue ampliamente estudiada.4 Esta propiedad es una de las características más importantes de los cementos de ionomeros vítreos y no ha sido superada por ningún otro material. Estos estudios han comprobado que los iones Fˉ contenidos en el material pueden, fortalecer la estructura dental, promover la remineralización e inhibir, así, la desmineralización dental.
La adhesión del material a las paredes cavitarias de la restauración es una de las propiedades más importantes que debe presentar el material ideal pues esto previene la microfiltración. La microfiltración es definida como el pasaje químicamente indetectable de bacterias, fluídos, moléculas o iones entre la restauración dentaria y las paredes cavitarias.
Los cementos de ionómero de vidrio son biomateriales muy eficaces por su adhesión al tejido dentinario. Clínicamente, el enlace ionómero de vidrio-diente parece resistir muy bien al ambiente agresivo de la cavidad oral.7
En una revisión bibliográfica, el mejor resultado entre cinco mecanismos diferentes de adhesión clínica se ha documentado con los cementos de ionómeros vítreos. Su porcentaje promedio anual fracaso fue significativamente menor que la de los otros sistemas adhesivos también evaluados.8
Sin embargo, estos materiales tienen algunas limitaciones clínicas tales como la sensibilidad a la humedad durante su aplicación, el prolongado tiempo de fraguado que dificulta la terminación y el pulido, la deshidratación del mismo y la baja textura superficial, lo que disminuye la resistencia mecánica del material. Las bajas propiedades mecánicas de estos materiales hacen que sean de uso limitado.9
Estas limitaciones han sido superadas por la introducción de las resinas modificadas-cementos de ionómero vítreos. Dentro del campo de las resinas modificadas-cementos de ionómero vítreos han sido desarrollados los nanoionómeros, que han combinado el beneficio de los cementos ionómeros con resina modificada junto a la tecnología del nanorelleno. Hoy día, existen una gran variedad de tipos de cementos de ionómeros vítreos disponibles en el mercado.
La nanotecnología, también conocida como de ingeniería molecular o nanotecnología molecular, es la producción funcional de materiales y estructuras dentro de un intervalo de 0,1 a 100 nanómetros - la nano escala - por varios métodos físicos o químicos. El gran interés en su uso, parte de la idea que puedan ser utilizados para modificar la estructura de los materiales y mejorar las propiedades eléctricas, químicas, mecánicas y ópticas.10
En los últimos años, la nanotecnología ha sido utilizada en diferentes tipos de resinas compuestas. Recientemente, ha sido introducido al mercado, un cemento de ionómero vítreo modificado con resina basada en la nanotecnología el KetacN100® - 3M-ESPE, el cual posee propiedades mejoradas en cuanto a la textura superficial y la estética.11
Los nano rellenos incorporados a los cementos de ionómeros vítreos mejoran aparentemente sus propiedades mecánicas.12
Recientes estudios experimentales in vitro han conducido a observar la influencia de soluciones fluoradas en la rugosidad superficial y la dureza de las restauraciones luego de sumergirlas en las mismas.13
También se observaron cambios en la estabilidad de color de los materiales estéticos, principalmente en resinas compuestas, luego de ser sumergidos en bebidas gaseosas y otros líquidos como el café y el vino.14 Pero básicamente han sido poco estudiados aún, los cementos ionoméricos, sumergidos en líquidos habitualmente consumidos por los niños, como podríamos citar las bebidas carbonatadas y los jugos cítricos.15 Por tanto, estos análisis aún son limitados.
Además podemos agregar que, los estudios comparativos existentes, en cuanto a beneficios y limitaciones de un u otro tipo de cementos ionómeros vítreos indicado para cada caso son todavía escasos.16 Así también, las evaluaciones comparativas de las diferentes propiedades mecánicas han sido aún poco estudiadas; por lo cual, el propósito de este trabajo será evaluar la rugosidad superficial y la alteración de color de dos tipos diferentes de cementos de ionómeros vítreos modificados sometidos a diferentes soluciones, de manera a determinar el grado de alteración en dichas propiedades que éstos producen en dichos materiales, para ampliar y difundir los conocimientos con base científica.
El objetivo de este estudio fue evaluar, in vitro, la alteración de color y la rugosidad superficial de dos tipos de cementos de ionómeros vítreos modificados luego de ser sumergidos a tres diferentes tipos de bebidas.
Para el desarrollo experimental de este estudio fueron utilizados dos tipos de cementos de ionómeros; uno, con resina modificada y el otro un nanoionómero, ambos de color A2 (Tabla 1) y tres tipos de soluciones (Tabla2), conforme a las especificaciones contenidas en sus respectivos cuadros.
Para la confección de los cuerpos de prueba fueron utilizados los siguientes materiales:
Para las lecturas de color fue utilizado el COLORIMETRO - modelo Color Guide 45/0, BYK-Gardner (Gerestreid, Alemania), y las lecturas de rugosidad superficial fueron obtenidas con el RUGOSIMETRO – modelo SJ-201 P/M (Mitutoyo, Tokyo, Japón) - Aparatos del Departamento de Materiales Dentales de la Facultad de Odontología de Ribeirão Preto de la Universidad de San Pablo.
Para evaluar in vitro la influencia de las soluciones cítricas y carbonatadas en la alteración del color y la rugosidad superficial sobre dos diferentes tipos de cementos de ionómeros vítreos fue realizado un estudio piloto que permitió determinar los niveles de los factores en estudio, padronizar la técnica de confección de los especímenes, establecer las condiciones del estudio y controlar los factores que podrían interferir en el análisis. Los factores en estudio están descriptos con sus respectivas siglas y diferentes niveles, a seguir:
M1- Fuji II LC.
M2- Ketac N100.
S1- Agua destilada (control) S2- Bebida Carbonatada. S3- Desafío Cítrico.
T0– Tiempo inicial. T1 – A los 14 días.
En el plan piloto también fue determinado el número de cuerpos de prueba para cada condición experimental y el número de lecturas para las variables en estudio. Se adoptó el delineamiento experimental según el modelo factorial 2x3x2.
La muestra del experimento tuvo 60 cuerpos de prueba, hechos 30 con Fuji II LC y 30 con Ketac N100, siendo n=10 para cada condición experimental. Para la variable - alteración de color – y los parámetros L*, a* y b* fueron establecidas un total de 120 lecturas. Para la variable - rugosidad superficial - fue establecida la realización de tres lecturas para cada cuerpo de prueba, en el tiempo inicial (T0) y el tiempo final (T1) totalizando un número de 360 lecturas.
Las variables de respuestas continúas fueron:
Fue determinada la realización de los análisis estadísticos, por medio de la aplicación de Adherencia a Curva Normal, lo que definió la utilización del test paramétrico ANOVA (p<0.05) y el test complementario de Tukey. El nivel de significancia adoptado fue 5%. Para este análisis estadístico se utilizo el programa estadístico GMC – versión 2002.
Para la confección de los cuerpos de prueba fueron empleados los cementos de ionómeros vítreos con resina modificada Fuji II LC y el Ketac N100 de color A2 cuyas especificaciones fueron descriptas en el Cuadro 1.
Los cuerpos de prueba fueron confeccionados y obtenidos con una matriz de teflón de 8 milímetros de diámetro y 2 milímetros de espesor. Los cementos de ionómeros vítreos fueron incorporados en la matriz en un único incremento con jeringa de inserción (3M-Espe). Luego de la inserción del material, fue colocada una tira de celuloide y encima una loseta de vidrio fue colocada sobre la matriz de teflón con una carga de 500 gramos durante 30 segundos para garantizar que toda la matriz fuese llenada y permitir también así la eliminación del exceso de material. Luego de la remoción de la carga se realizó la fotopolimerización del material con el aparato de fotopolimerización Elipar 3M-Espe de acuerdo a las indicaciones del fabricante (Cuadro 1). Antes de realizar cada fotopolimerización, la potencia del aparato (600mW/cm²) fue testeada mediante el uso del radiómetro - Demetron Reseach Corp.
Luego de realizar la fotopolimerización, los cuerpos de prueba fueron retirados de la matriz y mantenidos en contenedores con gasa humedecida con agua destilada durante 24 horas en estufa a una temperatura de 37ºC ± 1ºC , para luego de este tiempo ser pulidos con los discos Super Snap (Shofu®). Primero con los discos de grano grueso y luego con discos de grano fino, humedeciendo la superficie intercaladamente para que no se produzca un resecamiento y posteriormente el resquebrajamiento de la superficie, lo que, consecuentemente alteraría la superficie a ser evaluada.
La cara del espécimen o cuerpo de prueba que ha sido pulida se ha marcado debidamente ya que luego servirá de guía para su posicionamiento en el aparato, tanto en el rugosímetro como en el colorímetro espectrofotométrico.
Los cuerpos de prueba fueron almacenados en recipientes plásticos debidamente identificados conteniendo gasa humedecida con 5 ml. de agua destilada cada recipiente, en estufa a una temperatura de 37ºC ±1ºC, hasta el momento de ser sometidos a las lecturas iniciales, tanto para rugosidad superficial como para color, para luego realizar la inmersión en las diferentes soluciones propuestas.
Las lecturas del color fueron realizadas inmediatamente luego de 24 horas del término del período experimental. Para la evaluación del color fue empleado el espectofotómetro PCB 6807 BYK Gardner - modelo Color Guide 45/0, (Gerestsreid, Alemania), con abertura focal de 11 mm y la geometría óptica utilizada fue de D65 de iluminación y el ángulo de observación de 10º (REIS, 2003). Con una pinza clínica fue manipulado cada cuerpo de prueba, de manera a evitar el contacto con la mano del evaluador, ya que esto podría depositar residuos o grasa y de esta forma alterar o influenciar los valores encontrados. Los cuerpos de prueba fueron también secos con papel absorbente para impedir la interferencia de la humedad en los valores de la lectura.
El aparato emite una fuente de luz con ondas de entre 400 a 700 nm sobre el objeto y mide la reflexión de este espectro. La geometría de medición utilizada fue de 45/0, lo que significa, que el proceso se establece a una iluminación circular de 45º y se observa a un ángulo de 0º. El aparato de medición utiliza dos electrominescentes de alta duración para iluminar la muestra.
Para los objetos translúcidos, el valor del color del plano de fondo es adicionado al valor del color del objeto, siendo así los cuerpos de prueba colocados sobre un bloque de fondo de color blanco y opaco (Standard For 45º, 0º Reflectance and Color Gardner Laboratory Inc. Bethesda, Maryland 20014). (Reis, 2003).
Las medidas del color fueron obtenidas por el sistema de color CIE L*a*b*. La diferencia total entre dos estímulos de color (ΔE*) fue calculada automáticamente por la siguiente fórmula:
ΔE*=
El sistema CIE L*a*b* utiliza tres parámetros para definir color; estos son: luminosidad, matiz y saturación (COMISSION INTERNATIONALE DE L’ECLARE, 1978). La luminosidad representa el grado de claro u obscuro de un objeto y está representado por el valor L*, siendo L*=100 para blanco y la L*=0 para negro. Los parámetros de a* y b*, llamados escala cromática (matiz), representan el rojo si es +a* y el verde si fuese –a*, el amarillo en cuanto sea +b* y el azul si es -b* (Schulze et al, 2003). La saturación y la intensidad del matiz es dado por el valor numérico de a* y b*. Los valores de ΔL*, Δa*, Δb* corresponden a la diferencia de los valores de L*, a*, b*, respectivamente, en comparación a la primera lectura de color o inicial. (Figura 1).
Este sistema consiste en dos ejes a* y b* que forman ángulos rectos y representan la dimensión de la tonalidad o color. El tercer eje es la luminosidad L*. Este es perpendicular al plano a*b*. Con este sistema cualquier color puede ser especificado con las coordenadas L*, a*, b*. El cambio de color, ΔE*, es comúnmente usada para representar una diferencia de color (Freitas, 2006).
Para las lecturas de rugosidad superficial fue utilizado el rugosímetro Mitutoyo SJ-201P (Tokio – Japón). Para la obtención de la lectura de rugosidad, la aguja del rugosímetro recorre una distancia de 2, 0 mm (meter cutt-off) en cada medida sobre el cuerpo de prueba con una velocidad de 0,5 mm/s.
Al ser accionado el aparato, la aguja realiza el recorrido en una única dirección, detectando así las irregularidades de la superficie medida. Esas irregularidades corresponden a picos, valles y ondas. De esta manera, se obtiene un valor que constituye la rugosidad media (Ra) de las superficies.
Para la realización de las lecturas, los especímenes tuvieron una de sus facetas marcadas y esto servía como guía para las lecturas, para que la misma fuese realizada en la misma cara en los dos momentos de la lectura, así como también para el posicionamiento de espécimen en el rugosímetro para leerlo.
En cada cuerpo de prueba se realizaron tres lecturas en lugares diferentes de la superficie de la muestra. Luego de las tres lecturas, los valores medios de la rugosidad de superficie fueron calculados.
Luego, los cuerpos de prueba fueron sumergidos en las distintas soluciones (S1, S2 y S3) por 14 días. Las bebidas fueron cambiadas cada 24 horas. Los cuerpos de prueba eran sumergidos cada día durante 90 segundos.
Luego de 14 días, los mismos procedimientos realizados en la primera fase fueron repetidos con cada uno de los cuerpos de prueba y todas las lecturas fueron hechas como se ha descrito previamente.
Los datos de las variables Alteración de color (Delta E) y Rugosidad superficial fueron sometidos al test de adherencia a la curva normal y siendo la distribución de la muestra normal, para los datos de ambos ensayos. Así, se realizó el análisis de Varianza para las dos variables.
El análisis de la Tabla 3 de varianza, obtenido por el Test ANOVA, se verifica que el factor Solución y la Interacción Solución x Material tuvieron efecto estadísticamente significante (p≤0,01) sobre la variable de estudio, la alteración de color. Con el objetivo de identificación de las diferencias de comportamiento fue utilizado el Test complementar de Tukey. El factor Material no tuvo efecto estadísticamente significante.
Esto significa que:
El efecto estadísticamente significante del factor Solución, puede verificarse por medio de la diferencia entre las medias de alteración de color entre las soluciones estudiadas. En la Tabla 4 de medias y en el Gráfico 1, se observa que la Bebida Carbonatada (S2) presentó mayor media que las Soluciones: Agua destilada (S1) y el Desafío Cítrico (S3), que a su vez fueron estadísticamente iguales entre sí.
El factor Material no tuvo efecto significativo sobre la alteración de color. Las medias con las cuales se confeccionó el Gráfico 2, están agrupadas en la Tabla 5 a seguir.
La importancia de esta interacción está en la significancia estadística verificada. Esto principalmente porque cuando fue analizado el factor Material aisladamente, no tuvo efecto significante sobre la alteración de color. Para una mejor comprensión, el análisis de la Tabla 6, en el sentido de las líneas, se puede observar que para el Material Fuji II LC® (M1), la Bebida carbonatada (S2) determinó menor media de alteración de color, que cuando fue sometido a la acción del Agua destilada (S1), y una media estadísticamente igual que la media que presentó el Desafío cítrico (S3). La media de alteración de color promovida por la Solución S2 (Bebida Carbonatada) para el Material KetacN100® (M2), fue la mayor que las determinadas por S1 (Agua destilada) y S3 (Desafío Cítrico), que a su vez fueron estadísticamente iguales entre sí.
Realizándose las comparaciones en el sentido de las columnas, se verifica que el Agua destilada (S1) promovió menor media de alteración de color para el Material KetacN100® (M2) que Fuji II LC® (M1); la Bebida carbonatada (S2), promovió mayor media para el Material KetacN100® que para Fuji II LC®. Y la Bebida S3 (Desafío cítrico) promovió medias estadísticamente iguales entre sí, para los dos materiales estudiados. Esto puede ser mejor visto en los Gráficos 3 y 4, a seguir.
La importancia de esta interacción está en la significancia estadística verificada. Esto principalmente porque cuando fue analizado el factor Material aisladamente, no tuvo efecto significante sobre la alteración de color. Para una mejor comprensión, el análisis de la Tabla 6, en el sentido de las líneas, se puede observar que para el Material Fuji II LC® (M1), la Bebida carbonatada (S2) determinó menor media de alteración de color, que cuando fue sometido a la acción del Agua destilada (S1), y una media estadísticamente igual que la media que presentó el Desafío cítrico (S3). La media de alteración de color promovida por la Solución S2 (Bebida Carbonatada) para el Material KetacN100® (M2), fue la mayor que las determinadas por S1 (Agua destilada) y S3 (Desafío Cítrico), que a su vez fueron estadísticamente iguales entre sí.
Realizándose las comparaciones en el sentido de las columnas, se verifica que el Agua destilada (S1) promovió menor media de alteración de color para el Material KetacN100® (M2) que Fuji II LC® (M1); la Bebida carbonatada (S2), promovió mayor media para el Material KetacN100® que para Fuji II LC®. Y la Bebida S3 (Desafío cítrico) promovió medias estadísticamente iguales entre sí, para los dos materiales estudiados. Esto puede ser mejor visto en los Gráficos 3 y 4, a seguir.
Para el análisis estadístico de los datos de Rugosidad superficial (Ra) se aplicó el Test de Adherencia a la Curva Normal que demostró que la muestra fue normal para la variable Rugosidad Superficial, siendo así fue utilizado luego el test paramétrico ANOVA.
El factor Solución no tuvo un efecto estadísticamente significativo sobre la rugosidad superficial (μm), cuando fue analizado aisladamente. Las medias para este factor constan en la Tabla 8 y Gráfico 5, a continuación
El factor Material, cuando fue analizado aisladamente, mostró tener efecto estadísticamente significativo sobre la rugosidad superficial. En la tabla 9 se observa que el Material Fuji II LC® (M1) determinó menor media de rugosidad superficial que el Material Ketac N100® (M2). Gráfico 6.
El tiempo fue el factor que, siendo analizado aisladamente, demostró tener un efecto estadísticamente significante sobre la rug