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Resistencia a la flexión de las cerámicas de recubrimiento para dióxido de zirconio, Esquemas y mapas conceptuales de Derecho

Un estudio sobre la resistencia a la flexión de materiales cerámicos de recubrimiento utilizados en restauraciones de dióxido de zirconio. Se analizan los resultados de tres métodos de ensayo: flexión en tres puntos, cuatro puntos y biaxial. Los resultados muestran que la resistencia de estos materiales es similar a la de los de restauraciones metal-cerámica, descartando que la tasa de fracaso se deba a baja resistencia. El documento también discute las diferencias en los valores obtenidos con los distintos métodos y su implicación al comparar datos. Este estudio proporciona información relevante sobre las propiedades mecánicas de los materiales cerámicos de recubrimiento utilizados en prótesis dentales de dióxido de zirconio.

Tipo: Esquemas y mapas conceptuales

2019/2020

Subido el 27/10/2023

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446 Quintessence técnica (ed. esp.). Volumen 20, Núm. 8. Octubre 2009
INVESTIGACIÓN
CERÁMICAS DE RECUBRIMIENTO
INVESTIGACIÓN
Estudios clínicos de larga duración han demostrado que el dióxido de zirconio estabili-
zado con itrio ofrece la suficiente resistencia para estructuras de puentes9,15. El eslabón
más débil de la cadena es la cerámica de recubrimiento, siendo la causa de fallo más
frecuente su desprendimiento de la estructura de dióxido de zirconio12,13,16. Entre otros
factores, se atribuye dicho desprendimiento a una deficiente resistencia de la unión3,5,7,
a una tensión interna excesiva en el material de recubrimiento debido a coeficientes
de expansión térmica mal adaptados1,2 o a una carga excesiva a causa de contactos
prematuros6.
Cuando el material de la estructura y la masa de recubrimiento poseen coeficientes de
expansión térmica distintos, durante el enfriamiento se generan tensiones internas en el
material de recubrimiento. El coeficiente de expansión térmica debería estar ajustado de
Resistencia a la flexión
de las cerámicas de recubrimiento
para dióxido de zirconio
¿Ejerce el método de ensayo alguna influencia sobre
los valores?
Jens Fischer, Bogna Stawarczyk y Christoph H. F. Hämmerle
Introducción
[Resumen]
El presente artículo discute
la fiabilidad clínica de las
restauraciones de dióxido de
zirconio. El principal problema
parece radicar en la elevada
tasa de fracturas de los
recubrimientos. La resistencia de
las cerámicas de recubrimiento
es uno de los factores que
determinan la estabilidad de
la restauración en su conjunto.
En consecuencia, el objetivo del
presente estudio fue analizar
comparativamente la resistencia
a la flexión de las cerámicas
de recubrimiento para dióxido
de zirconio. Los valores de
resistencia fueron determinados
aplicando tres métodos
de medición distintos, y se
compararon con los valores de
los materiales de recubrimiento
para la metalocerámica.
Palabras clave
Cerámica de recubrimiento.
Resistencia a la flexión. Dióxido
de zirconio. Metalocerámica.
(Quintessenz Zahntech.
2008;34(9):1138-45)
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INVESTIGACIÓN

CERÁMICAS DE RECUBRIMIENTO

Estudios clínicos de larga duración han demostrado que el dióxido de zirconio estabili-

zado con itrio ofrece la suficiente resistencia para estructuras de puentes9,15. El eslabón

más débil de la cadena es la cerámica de recubrimiento, siendo la causa de fallo más

frecuente su desprendimiento de la estructura de dióxido de zirconio12,13,16. Entre otros

factores, se atribuye dicho desprendimiento a una deficiente resistencia de la unión3,5,7,

a una tensión interna excesiva en el material de recubrimiento debido a coeficientes

de expansión térmica mal adaptados1,2^ o a una carga excesiva a causa de contactos

prematuros^6.

Cuando el material de la estructura y la masa de recubrimiento poseen coeficientes de

expansión térmica distintos, durante el enfriamiento se generan tensiones internas en el

material de recubrimiento. El coeficiente de expansión térmica debería estar ajustado de

Resistencia a la flexión

de las cerámicas de recubrimiento

para dióxido de zirconio

¿Ejerce el método de ensayo alguna influencia sobre los valores?

Jens Fischer, Bogna Stawarczyk y Christoph H. F. Hämmerle

Introducción

[Resumen] El presente artículo discute la fiabilidad clínica de las restauraciones de dióxido de zirconio. El principal problema parece radicar en la elevada tasa de fracturas de los recubrimientos. La resistencia de las cerámicas de recubrimiento es uno de los factores que determinan la estabilidad de la restauración en su conjunto. En consecuencia, el objetivo del presente estudio fue analizar comparativamente la resistencia a la flexión de las cerámicas de recubrimiento para dióxido de zirconio. Los valores de resistencia fueron determinados aplicando tres métodos de medición distintos, y se compararon con los valores de los materiales de recubrimiento para la metalocerámica.

Palabras clave Cerámica de recubrimiento. Resistencia a la flexión. Dióxido de zirconio. Metalocerámica.

( Quintessenz Zahntech. 2008;34(9):1138-45)

INVESTIGACIÓN

CERÁMICAS DE RECUBRIMIENTO

tal manera que el material de recubrimiento sea sometido a una ligera presión durante

el enfriamiento. Para ello, el coeficiente de expansión térmica de la cerámica debe ser

algo más bajo que el de la estructura. De este modo, el material de la estructura se

contrae algo más intensamente durante el enfriamiento, el material de recubrimiento

no puede acompañar completamente esta contracción y es sometido a presión.

Los materiales cerámicos toleran las cargas de presión mucho mejor que las cargas de

tracción. La causa de esta peculiaridad son las microfisuras que se forman en la super-

ficie debido al procesamiento. La carga de presión cierra estas fisuras, pero la carga de

tracción las ensancha. En consecuencia, bajo tracción aparecen en el extremo de la

fisura picos de tensión que no pueden ser compensados por deformaciones plásticas,

como sí ocurre en los metales, sino que a causa del comportamiento quebradizo de

la cerámica conducen a la destrucción de los enlaces atómicos y, por consiguiente, al

ensanchamiento de la fisura.

En sistemas metalocerámicos, una tensión excesiva todavía puede ser compensada par-

cialmente por la deformación elástica –y, a temperaturas superiores, también plástica–

de la estructura metálica. El dióxido de zirconio es quebradizo, y por lo tanto no cede

al estrés en esta medida. Así pues, es concebible que el estrés interno en recubrimiento

sobre dióxido de zirconio alcance niveles que no se dan en los sistemas metalocerámi-

cos. La suma del estrés interior y del estrés aplicado desde el exterior conduce entonces

a una fractura al superarse la resistencia propia del material de recubrimiento. Por lo

tanto, la resistencia propia del material de recubrimiento es un parámetro que se debe

tener en cuenta al considerar la estabilidad de los sistemas de cerámica sin metal. Los

sistemas metalocerámicos acreditan una fiabilidad clínica comparativamente elevada,

con tasas de fracaso del 0,34% para coronas individuales^10 y del 2,9% para puentes^11.

En consecuencia, debe procurarse que los materiales de recubrimiento para dióxido

de zirconio acrediten como mínimo la misma resistencia propia que los materiales de

recubrimiento para la metalocerámica.

La resistencia a la flexión de los materiales cerámicos puede medirse mediante el en-

sayo de flexión en tres puntos o el ensayo de flexión biaxial, ambos conforme a la ISO

6872:1995 (cerámica dental) o mediante el ensayo de flexión en cuatro puntos según la

DIN EN 843-1:2007 (Cerámica de alto rendimiento – Propiedades mecánicas de la cerá-

mica monolítica a temperatura ambiental – Parte 1: Determinación de la resistencia a la

flexión). En cada uno de estos tres métodos de ensayo se aplica una fuerza estática que

se incrementa hasta la fractura. En el ensayo de flexión en tres puntos (fig. 1) se coloca

un cuerpo de ensayo en forma de barra con las dimensiones ≥ 20 mm x 4 ± 0,25 mm

x 1,2 ± 0,2 mm con el lado plano sobre dos apoyos, los cuales presentan una distancia

entre sí de 12 a 16 mm y un radio de 0,8 mm. A continuación se carga simétricamente

entre dichos apoyos el cuerpo de ensayo con un punzón, el cual posee así mismo un

radio de 0,8 mm. La zona de estrés en el cuerpo de ensayo no es homogénea, sino

que presenta un máximo directamente bajo el punzón. En contraste, en el ensayo de

flexión en cuatro puntos (fig. 2) se aplica la carga mediante dos punzones. Se utiliza

también un cuerpo de ensayo en forma de barra, pero en este caso las dimensiones del

cuerpo de ensayo son de ≥ 25 mm x 2,5 ± 0,2 mm x 2 ± 0,2 mm. Los radios de los

apoyos y de los punzones son de 2,5 mm. Los apoyos están dispuestos en paralelo a

una distancia de 20 mm entre sí, mientras que los punzones se hallan a una distancia

INVESTIGACIÓN

CERÁMICAS DE RECUBRIMIENTO

flexión en cuatro puntos y ensayo de flexión biaxial. Para la comparación se utilizaron

tres cerámicas de recubrimiento para metalocerámica.

Los cuerpos de ensayo fueron elaborados conforme a las directrices de la ISO 6872:

(ensayo de flexión en tres puntos y ensayo de flexión biaxial), así como de la DIN EN

843-1:2005 (ensayo de flexión en cuatro puntos). Para la estratificación de los cuerpos

de ensayo se utilizaron moldes de acero divisibles. Cada polvo cerámico fue mezclado

con el líquido correspondiente y vertido en el molde, y se succionó con un papel el

líquido sobrante. Para la confección de los cuerpos de ensayo se utilizó exclusivamente

masa de dentina. El proceso de cocción tuvo lugar en un horno para cerámica dental

(Austromat D4, Dekema, Freilassing, Alemania), conforme a las directrices de los corres-

pondientes fabricantes de la cerámica (tabla 2). Durante la cocción se depositaron las

muestras sobre un soporte de cocción recubierto por una capa de arena de cuarzo. Tras

Tabla 1. Lista de las cerámi- cas de recubrimiento utilizadas. Las cerámicas para la técnica metalocerámica se presentan con fondo gris

Cerámica de Fabricante recubrimiento Cerabien ZR Noritake, Nagoya, Japón Creation Zl Metalordental, Oensingen, Suiza IPS e.max Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein Initial ZR GC, Tokio, Japón Lava Ceram 3 M Espe, Seefeld, Alemania Rondo Zirconia Nobel Biocare, Gotemburgo, Suecia Triceram Dentaurum, Ispringen, Alemania Vintage ZR Shofu, Kioto, Japón Vita VM9 Vita, Bad Säckingen, Alemania Zirox Wieland, Pforzheim, Alemania

Recordatorio: 0,01 mm = 10 mm

Cerámica Presecado Tasa de calen- Temperatura Tiempo de de recubri- Temperatura Tiempo tamiento de cocción retención miento (ºC) (min) (ºC/min) (ºC) (min) Cerabien ZR 600 5 45 930 1 Creation Zl 450 6 45 810 1 IPS e.max 400 4 50 750 1 Initial ZR 400 6 45 780 1 LavaCeram 450 6 45 800 1 Rondo Zirconia 575 5 45 925 1 Triceram 500 6 55 760 2 Vintage ZR 650 6 45 920 1 VM9 500 6 55 910 1 Zirox 575 3 45 900 2

Tabla 2. Programas de cocción para las distintas cerámicas. Durante todo el proceso de calentamiento se generó va- cío. Las cerámicas para la téc- nica metalocerámica se pre- sentan con fondo gris

Reflex 575 7 75 900 2 IPS d.sign 403 6 60 869 1 VM13 500 6 55 880 1

Reflex Wieland, Pforzheim, Alemania IPS d.sign Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein Vita VM13 Vita, Bad Säckingen, Alemania

CERÁMICAS DE RECUBRIMIENTO

la cocción se tallaron las muestras hasta las dimensiones deseadas, utilizando papel SiC

de los granos P220, P500 y P1200. Las superficies opuestas de los cuerpos de ensayo no

diferían en más de 0,05 mm en cuanto a paralelismo, tal como prescriben las normas.

Para cada serie de mediciones se utilizaron 10 cuerpos de ensayo. Se midieron con una

exactitud de 0,01 mm las dimensiones de cada cuerpo de ensayo. La medición de la

resistencia a la flexión tuvo lugar en una máquina universal para ensayos (Zwick Z010,

Zwick, Ulm, Alemania), con una velocidad de avance de 1 mm/min hasta la rotura (figs. 4

a 6). Se calculó la resistencia a la flexión como promedio de los valores de medición de

Fig. 4. Diseño del ensayo de fle- xión en tres puntos.

Figs. 5a y 5b. Diseño del ensa- yo de flexión biaxial: a) antes de la medición, el cuerpo de ensayo está intacto; b) tras la medición, el cuerpo de ensayo está roto.

Fig. 6. Diseño del ensayo de fle- xión en cuatro puntos.

a b

CERÁMICAS DE RECUBRIMIENTO

Mientras que los valores de resistencia en el ensayo de flexión en tres puntos no reve-

laron diferencias significativas con respecto a los materiales de recubrimiento metalo-

cerámicos IPS d.sign y Reflex, en el ensayo de flexión biaxial los valores de resistencia

de Cerabien ZR y Vintage ZR fueron significativamente más bajos que los valores de los

materiales de recubrimiento para la metalocerámica. En el ensayo de flexión en cuatro

puntos, los valores de Cerabien ZR, Initial ZR, IPS e.max, Lava Ceram, Vintage ZR y Zirox

fueron significativamente más bajos que los valores de la metalocerámica.

Los valores de medición demuestran que las resistencias de los materiales de recubri-

miento para dióxido de zirconio se sitúan al nivel de los materiales de recubrimiento

para la metalocerámica o –dependiendo del método de medición– como mucho li-

geramente por debajo de éstos. Dado que las diferencias en la resistencia entre las

distintas cerámicas son relativamente pequeñas, no es posible derivar de los resultados

ninguna recomendación en favor de una cerámica de recubrimiento concreta. De

hecho, además de la resistencia existen otros parámetros igualmente importantes para

una reconstrucción clínicamente exitosa, tales como la configuración de la estructura, la

interacción entre los coeficientes de expansión térmica del material de recubrimiento y

del material de la estructura, la solubilidad de la cerámica en el medio oral y el potencial

estético de la cerámica. Finalmente, es muy determinante la habilidad del protésico a

la hora de manipular los distintos materiales.

Los tres métodos de ensayo arrojan fundamentalmente la misma alienación de los

resultados, pero el ensayo de flexión en cuatro puntos permite la mejor diferencia-

ción entre las resistencias de las cerámicas. Así pues, para determinar la resistencia a

la flexión basta en principio con implementar el ensayo de flexión en tres puntos, a

no ser que se pretenda medir diferencias sutiles entre las distintas cerámicas. En este

caso es recomendable el ensayo de flexión en cuatro puntos. Las correspondencias

relativas entre los tres métodos de ensayo se cubren con resultados tomados de la

bibliografía8,14.

Las diferencias en los resultados de la medición de los tres métodos de ensayo pueden

explicarse de la siguiente manera: las mayores probabilidades de encontrar una fisura en

la zona de tensión principal que desencadena la fractura se dan en el ensayo de flexión

en cuatro puntos, toda vez que la tensión se genera entre los dos punzones. Tanto en

el ensayo de flexión biaxial como en el ensayo de flexión en tres puntos se genera más

bien una tensión local bajo el punzón. En consecuencia, las probabilidades de existencia

de una fisura en la zona de tensión son menores que en el ensayo de flexión en cuatro

puntos.

Los resultados aquí presentados demuestran que la tasa de fracaso incrementada descri-

ta en la bibliografía en restauraciones de dióxido de zirconio debido a desprendimientos

del material de recubrimiento no puede explicarse por una escasa resistencia de los

materiales de recubrimiento, dado que sus valores de resistencia se sitúan en el mismo

orden de magnitud que los materiales de recubrimiento para la metalocerámica. Como

explicación cabe pensar más bien en un problema a la hora de adaptar los coeficientes

de expansión térmica, tal como sospechan también otros autores1,2.

Los diferentes métodos de ensayo arrojan valores de resistencia distintos, de ahí que al

comparar los datos deba tenerse siempre en cuenta también el método de ensayo.

Discusión

CERÁMICAS DE RECUBRIMIENTO

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PD Dr. med. dent. Dr. rer. nat. Jens Fischer. Dipl.-Ing. (FH) Bogna Stawarczyk. Prof. Dr. med. dent. Christoph H. F. Hämmerle. Klinik für Kronen- und Brückenprothetik, Teilprothetik und zahnärztliche Materialkunde, Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde der Universität Zürich, Plattenstrasse 11, 8032 Zúrich, Suiza. Correo electrónico: jens.fischer@zzmk.uzh.ch

Correspondencia