INTRODUCCIÓN

En odontología restauradora, los sistemas metal-cerámicos han sido considerados durante décadas como el estándar dorado para la fabricación de restauraciones, como las coronas individuales y prótesis parcial fija.¹ No obstante, el interés de clínicos y pacientes por resultados estéticos y materiales con mayor biocompatibilidad han facilitado la aparición de sistemas restauradores totalmente cerámicos con unas propiedades estéticas y biológicas superiores.²

Los sistemas completamente cerámicos que se comercializan actualmente son el disilicato de litio, las cerámicas infiltradas y la zirconia (Y-ZTP). Entre ellos, la zirconia presenta propiedades mecánicas superiores indicadas para la fabricación de restauraciones de tres o más unidades en el sector posterior. No obstante, la disposición policristalina del Y-ZTP disminuye sus propiedades estéticas, haciendo necesario la utilización de cerámicas con alto contenido de sílice como la feldespatica para conseguir restauraciones estéticamente satisfactorias.³

A pesar de las altas propiedades mecánicas de restauraciones con estructuras a base de zirconia, ensayos clínicos controlados han encontrado un alto porcentaje de complicaciones de desprendimiento o “chipping” de la cerámica de recubrimiento en restauraciones con estructuras en zirconia al ser comparados con restauraciones metal-cerámicas.⁴ En referencia a las causas de estas complicaciones, autores sugieren que un diseño inadecuado de la estructura,⁵ diferencias en el coeficiente de expansión térmica de las cerámicas⁶ y un enfriamiento acelerado de la cerámica de recubrimiento, ocasionan tensión residual excesiva de ésta, generando micro-fracturas o desprendimiento de la cerámica de recubrimiento al recibir cargas masticatorias.⁷ Para controlar esta tensión residual se ha sugerido la utilización de protocolos de enfriamiento lento durante el proceso de cocción⁸ y espesores menores a 1,5 mm de la cerámica de recubrimiento.⁹ Sin embargo, la alta opacidad de la zirconia limita el uso de estas restauraciones en el sector anterior donde la estética se vería comprometida cuando se utilicen espesores de cerámica de recubrimiento menores a los descritos anteriormente.¹⁰ Teniendo en cuenta esta situación clínica, se ha propuesto mimetizar las estructuras de Y-ZTP mediante la aplicación de un liner sobre ésta, que permita mejorar las propiedades ópticas de las restauraciones.¹¹ Empero, no es claro el efecto en la resistencia adhesiva que puede causar la aplicación de un liner a una estructura en zirconia que será cubierta con cerámica feldespática.¹²⁾⁽¹³

El propósito de este estudio fue identificar si la utilización de un liner afecta la resistencia adhesiva de la cerámica de recubrimiento a la zirconia mediante la utilización de un protocolo de enfriamiento lento.

MATERIALES Y MÉTODOS

Preparación de los bloques de zirconia

Fueron fabricados y seccionados con un disco Ultrathin®, veinte bloques de cerámica Y-TZP presintetizada: 10 (IPS e.max ZirCAD, (Ivoclar vivadent®) y 10 (Ecco Amann Girrbach Zirconio®) de 12 mm x 11 mm x 4 mm (Figura 1), pulidos con lija # 600 y 1000, luego se sinterizaron en un horno Zircomat-Vita con un tiempo de incremento de temperatura durante 60 min, hasta conseguir una temperatura final de 1530 °C por un espacio de dos horas (la duración del programa incluida la fase de enfriamiento a 200 °C, es de 6,0 horas). A continuación los bloques se lavaron con agua, se midieron y se examinaron las muestras minuciosamente con lentes de aumento (Lupa MAGNIFYN LENSES bio-art) para verificar que no exhibían fracturas.

Figura 1 Diseño de los cuerpos de prueba cerámica feldespática y zirconia 

Fabricación de la cerámica de recubrimiento sobre los bloques de zirconia

Cada uno de los veinte bloques de zirconia recibió cerámica de recubrimiento (IPS e.max) de 5 mm x 11 mm x 4 mm, (Figura 1) de la siguiente forma:

Aplicación liner

Los grupos uno y tres (con liner) fueron lavados con abundante agua y limpiados con alcohol isopropílico, se mezcló el IPS e.max Ceram ZirLiner con el líquido IPS e.max Ceram ZirLiner Buil-Up hasta conseguir una consistencia cremosa, para luego ser aplicado sobre la superficie de zirconia hasta lograr un color verdoso uniforme, el grosor de capa después de la cocción fue aproximadamente de 0,1 mm, se dejó secar durante cinco min y fue llevado al horno de cocción de acuerdo a las especificaciones (Tabla 1).

Tabla 1 Temperaturas y tiempos de cocción modificada de Vita (www.vita.com). 

Aplicación cerámica recubrimiento

Sobre la superficie de cada muestra de zirconia sinterizada se aplicó la cerámica de recubrimiento IPS e.max Ceram Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein, en el proceso de estandarización se utilizó una matriz de silicona (Elite Zhermack) con medidas de 5 mm x 11 mm x 4 mm de largo, esto con el fin de estandarizar las dimensiones de la cerámica de recubrimiento.

La cerámica IPS e.max Ceram se preparó con el líquido recomendado por el fabricante (IPS e.max Ceram Build-Up Liquid) (Tabla 2). Se utilizó la técnica de estratificación,¹⁴ condensando la cerámica capa a capa, el exceso de humedad se eliminó con toalla de papel absorbente y el molde de silicona (Elite Putty - Zhermack) fue retirado cuidadosamente, las muestras se llevaron a un horno de cerámica (Programat P 300, Ivoclar Vivadent) para su cocción a 750 °C, este paso se efectúo hasta conseguir el tamaño deseado de 5 mm x 11 mm x 4 mm.

Tabla 2 Materiales a evaluar: Zr zirconio), Y ( (itrio), Hf (hafnio), Al (aluminio), Si (silicio), Zn (zinc), Na (sodio), K (potasio), Ca (calcio), P (fosforo). 

Durante el último ciclo de cocción para la cerámica de recubrimiento se utilizó un protocolo de enfriamiento lento, en el momento que la temperatura del horno (Programat P 300; Ivoclar Vivadent) llego a 500 °C la muestra permaneció cinco min con la mufl a abierta parcialmente un 30% (Figura 2). Las condiciones del cuarto se encontraban libres de alguna situación que lograse afectar el protocolo de enfriamiento lento (ej: aire acondicionado, ventiladores, ventanas, etc).⁸

Figura 2 Proceso de enfriamiento de la cerámica 

Prueba de re sistencia adhesiva (cizallamiento)

Las muestras se colocaron en una máquina universal (Modelo 3366, INSTRON Corp., Norwood, MA, USA) y se estabilizaron utilizando una mordaza en acero inoxidable fabricada a la medida para obtener una posición adecuada y fi rme durante la prueba (Figura 3). Se aplicó una carga paralela al eje axial de la muestra, ubicando la punta del instrumento de corte lo más cerca posible de la interfaz cerámica/zirconia, con una velocidad de 1mm/min hasta la fractura, registrándose la carga en unidades Newton (N). La resistencia de unión en MPa se calculó dividiendo la carga (N) al momento de fractura sobre el área de unión.

Figura 3 Estabilización de las muestras durante la prueba de cizallamiento. 

Resistencia de Unión (MPa) = Carga (N) / Área (mm)²

Para verifi car si existía diferencia estadísticamente signifi cativa en la resistencia adhesiva entre los cuatro grupos de estudio se utilizó la prueba estadística ANOVA.

RESULTADOS

A la prueba de resistencia adhesiva (SBS): la media (SD) de los valores de resistencia adhesiva obtenida en la prueba de laboratorio fue la siguiente: 15,22 MPa para el grupo Ecco sin aplicación de liner (EX); 15,33 MPa para el grupo Ecco con aplicación de liner (EL); 16,36 MPa para el grupo Ivoclar sin liner (IX) y 13,54 MPa para el grupo Ivoclar con liner (IL) (Tabla 3). La mayor fuerza adhesiva de cerámica de recubrimiento a la zirconia se obtuvo en el grupo IX, es decir, en los bloques de zirconia de Ivoclar sin la aplicación del liner; sin embargo, la prueba ANOVA indica que no existen diferencias estadísticamente significativas entre los cuatro grupos estudiados al realizar la prueba de resistencia adhesiva (p=0,662.), (Figura 4).

Tabla 3 Resultados de resistencia adhesiva de las muestras. 

σMAX: Esfuerzo Máximo - **SD: Desviación Estándar

Figura 4 No se observa diferencia estadísticamente significativa, todos los grupos presentaron valores extremos fuera del campo. 

Análisis de las superficies fracturadas

Se observó un tipo de falla combinada en todas las muestras (Figura 5), caracterizadas por fractura en la interfaz (falla adhesiva) zirconia-cerámica feldespática y fractura de las cerámicas de recubrimiento (falla cohesiva) (Figura 6).

Figura 5 Imágenes con estereomicroscopio del tipo de falla en los cuatro grupos. 

Figura 6 Falla combinada en los bloques de zirconia. 

Los resultados de este estudio confirmaron nuestra hipótesis nula: “no existe diferencia al evaluar la resistencia adhesiva entre la cerámica de recubrimiento a la zirconia con y sin la aplicación de liner mediante la utilización de un protocolo de enfriamiento lento”.

DISCUSIÓN

Estudios clínicos reportan delaminación o fractura de la cerámica de recubrimiento como la principal complicación en restauraciones con estructuras en zirconia.⁴

Por esta razón, investigadores han tratado de entender y mejorar la resistencia adhesiva de la cerámica de recubrimiento a la zirconia mediante la evaluación de sus propiedades mecánicas,¹⁵ los procesos de fabricación de estructuras en zirconia, ⁽¹⁶ tratamientos sobre la superficie de la zirconia¹²⁾⁽¹⁷ y el comportamiento de cerámicas de recubrimiento con diferentes coeficientes de expansión térmica sobre una marca de zirconia en particular.¹⁷⁾⁽¹⁸

La presente investigación evalúo y comparó la resistencia adhesiva que tiene una cerámica de recubrimiento sobre bloques de zirconia de diferente fabricante (Ecco Amann Girrbach Zirconia - Ivoclar e.max ZirCAD) y la conveniencia de utilizar un liner, mediante un protocolo de enfriamiento lento como sugieren algunos autores.^{8)(9)(19)(20)(21}

La utilización del liner se ha propuesto para mejorar las características estéticas de las restauraciones con estructuras en zirconia.¹¹ Sin embargo, algunos autores sugieren que al utilizar un liner se puede afectar la resistencia adhesiva de la cerámica de recubrimiento a la zirconia. ¹²⁾⁽²² En el presente estudio, la aplicación de un liner sobre los bloques de zirconia no afectó la fuerza adhesiva de la cerámica de recubrimiento a la zirconia. Estos resultados coinciden con las investigaciones realizadas por Fischer y cols.¹³ y Aboushelib y cols.,²³ las cuales indican que la utilización del liner no afecta la resistencia adhesiva de la cerámica de recubrimiento a la zirconia.

Se han descrito protocolos de enfriamiento lento, para la fabricación de restauraciones con estructuras en zirconia.^{8)(9)(19)(20)(21} El manejo de estos protocolos disminuyen significativamente la tensión residual que se genera en la cerámica de recubrimiento con estructuras en zirconia.²⁴⁾⁽²⁵ Algunos autores sugieren que una tensión residual excesiva en la cerámica de recubrimiento sometida a cargas oclusales podría ser uno de los factores que propician la aparición de chipping o delaminación de la cerámica de recubrimiento con estructuras a base de zirconia.^7)(21)(26 Se ha descrito una relación entre la utilización de protocolos de enfriamiento lento y disminución de la fuerza adhesiva de la cerámica de recubrimiento a la zirconia,²⁰ este hallazgo probablemente sea una explicación a los resultados obtenidos en esta investigación, donde la resistencia adhesiva máxima es de 16,36 MPa. Estos resultados son menores al compararlos con resultados de estudios que se realizaron sin la utilización de protocolos de enfriamiento lento y promediaron resistencia adhesiva de 20 hasta 35 Mpa.6, ^{13)(17)(22)(23}

Al evaluar el tipo de falla obtenido en el total de las muestras de la presente investigación encontramos que todas mostraron fallas de tipo combinado (adhesiva/cohesiva). Este resultado podría estar relacionado con el espesor de la cerámica de recubrimiento utilizado (4 mm), siendo mayor al 1,5-2 mm sugerido por el fabricante. Lo anterior puede asociarse a un incremento en la tensión residual, y en la disminución de la resistencia a la fractura de la cerámica.²⁷⁾⁽²⁸ Por otra parte, el método utilizado para evaluar la resistencia adhesiva, está asociado a una grieta en la zona de aplicación de la fuerza, sea la razón por la cual se presentaron fallas adhesiva/cohesiva; y no debe interpretarse este tipo de fallas como una cerámica de recubrimiento demasiado frágil como lo sugieren algunas investigaciones.^{13)(17)(23)(29}

Como recomendación se debe tener en cuenta que durante el proceso de fabricación de una restauración sobre zirconia es más importante la manipulación de la cerámica de recubrimiento⁷, considerar la propiedad térmica del material, en especial el coeficiente de expansión térmica CET,^6)(13)(30 y un adecuado diseño de la estructura para soportar la cerámica de recubrimiento,⁵ que la utilización o no de un liner.

CONCLUSIONES

Con las limitaciones de este estudio se considera que la aplicación de liner no alteró la fuerza de adhesión entre la cerámica de recubrimiento y los bloques de zirconia utilizando un protocolo de enfriamiento lento.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen la colaboración del Sr. Oscar Pascuas por la fabricación de las muestras, y a la Dra. Adriana Jaramillo por la asesoría en la metodología.

CONFLICTO DE INTERÉS

Los autores declaran no tener ningún conflicto de interés