REVISIÓN DE TEMA

CEMENTACIÓN DE ESTRUCTURAS PARA PRÓTESIS PARCIAL FIJA EN ZIRCONIA

¹ Residente de posgrado, especialista en Rehabilitación Oral, Universidad del Valle, Cali, Colombia ² Especialista en Rehabilitación Oral, Universidad Militar Nueva Granada, Fundación CIEO. Profesor de posgrado, especialista en Rehabilitación Oral, Universidad del Valle, Cali, Colombia

RECIBIDO: MARZO 27/2012-ACEPTADO: ENERO 22/2013

Echeverri DM, Garzón H. Cementación de estructuras para prótesis parcial fija en zirconia. Rev Fac Odontol Univ Antioq 2013; 24(2): 321-335.

RESUMEN

Gracias a la naturaleza de la zirconia, la odontología moderna cuenta con un material alternativo que ofrece estética, biocompatibilidad y alta resistencia a las cargas masticatorias para la elaboración de estructuras cerámicas en las prótesis fijas. Sin embargo su misma naturaleza le confiere una limitación, que es la adhesión, situación que lo limita para ciertas aplicaciones clínicas, y no permite obtener las ventajas de una cementación adhesiva, tales como mejor retención, prevención de microfiltración, e incremento de la resistencia a la fractura y fatiga de la restauración. Este artículo pretende revisar aspectos relacionados a los protocolos de cementación empleados hasta el momento para estructuras de prótesis fija en zirconia sobre dientes naturales, su resultado en el tiempo y las posibilidades de tratamiento de superficie para la zirconia que se encuentran en investigación. Aún no existe literatura concluyente que soporte la superioridad de la cementación adhesiva de la zirconia sobre la cementación convencional, a su vez, no existen a la fecha estudios clínicos que soporten la efectividad y durabilidad de los nuevos protocolos propuestos para generar rugosidad y activar químicamente la superficie de zirconia.

Palabras clave: zirconia, cementación, prótesis fija.

INTRODUCCIÓN

El avance de la tecnología en el campo de los biomateriales de uso odontológico, ofrece posibilidades interesantes para la elaboración de prótesis fijas que reúnan de forma equilibrada los requisitos biomecánicos y estéticos en la cavidad oral.

Una de las posibilidades para la elaboración de restauraciones completamente cerámicas de alta resistencia,¹ es el uso de las cerámicas basadas en zirconia. Este material, que ofrece baja conductividad térmica, bajo potencial de corrosión, buen contraste radiográfico, biocompatibilidad, estética y propiedades mecánicas sobresalientes como alta resistencia flexural y estabilidad química,^{2, 3} las cuales son sumadas al desarrollo de la tecnología CAD/CAM, se presenta como una alternativa promisoria para la elaboración de prótesis parcial fija completamente cerámica en el sector posterior.^{4, 5}

La zirconia, es un material polimórfico que presenta tres formas dependientes de la temperatura que son: 1) monoclínica; (de temperatura ambiente a 1.170 °C) con un comportamiento mecánico reducido que contribuye a una disminuida cohesión de las partículas cerámicas y por lo tanto de la densidad; 2) tetragonal (1.170-2.370 °C) que permite una cerámica con propiedades mecánicas mejoradas y 3) cúbica (2.370° C al punto de fusión) con propiedades mecánicas moderadas. ^{6, 7} Cuando se añaden a la zirconia cantidades de óxidos estabilizadores como el magnesio, cerio, itrio y calcio, se obtiene zirconia parcialmente estabilizada (PSZ) en una forma multifase, es posible mantener la fase tetragonal en una condición metaestable a temperatura ambiente, lo cual permite la aparición de un fenómeno llamado endurecimiento por transformación.² Durante este fenómeno, la zirconia tetragonal cristalina parcialmente estabilizada, en respuesta a estímulos mecánicos, como estrés tensil e inicio de fisuras, se transforma a su fase monoclínica más estable con un incremento local en volumen de aproximadamente 4%. Este incremento en volumen cierra el inicio de la fisura, y bloquea efectivamente la propagación de la misma. Este proceso de transformación es el que confiere a la zirconia su fuerza y resistencia. Comparada con la alúmina, la zirconia tiene dos veces su resistencia flexural debido parcialmente a su tamaño de grano y al mecanismo de transformación mencionado.⁸

De los tres tipos de cerámicas con base en zirconia de uso odontológico a la fecha (cerámicas de alúmina reforzadas con zirconia, zirconia parcialmente estabilizada con magnesio y zirconia policristalina tetragonal con 3% mol contenido de itrio (Y-TZP), el Y-TZP es la forma más utilizada en odontología por su alta resistencia flexural reportada en un rango de 900 a 1.200 MPa.

Mientras las cerámicas tradicionales se componen principalmente de una matriz vítrea y una fase cristalina de relleno, los materiales cerámicos de alta resistencia como la alúmina y la zirconia, son primariamente cristalinos, son químicamente más estables y no son fácilmente hidrolizadas, por lo tanto no son vulnerables al protocolo de grabado con ácido fluorhídrico y silanización para generar rugosidad y activación química de la superficie, como se hace normalmente en la cerámicas a base de sílice.⁹ Por esto las restauraciones con estructuras en zirconia son cementadas generalmente de forma convencional; sin embargo, existen numerosas investigaciones que han concentrado sus esfuerzos en encontrar mecanismos que sin afectar su estructura y propiedades, hagan de la zirconia una superficie más activa y propicia para una cementación adhesiva y de esta forma obtener los beneficios de la mejor retención, mayor resistencia a la microfiltración y mejor resistencia a la fractura y fatiga de la restauración, que se le atribuyen a la cementación adhesiva. Por otro lado, es importante destacar que los seguimientos clínicos reportan la descementación entre las complicaciones más frecuentes de las restauraciones con estructuras en zirconia sobre dientes naturales en un periodo de 3 a 5 años, junto a la delaminación de la cerámica veneer que es la principal complicación y la presencia de caries secundaria.

Por esto el profesional de la odontología actual se ve en la necesidad y tiene la responsabilidad de conocer a fondo este material, identificar sus ventajas, desventajas, indicaciones, contraindicaciones, y protocolos de manejo, entre estos, el proceso de cementación, para mejorar el pronóstico clínico.

El objetivo de esta revisión es brindar información acerca de los tratamientos de superficie de este sustrato cerámico para la cementación, y los cementos empleados hasta el momento para estructuras de prótesis fija en zirconia sobre dientes naturales, un análisis de los resultados clínicos de estos en el tiempo, y las nuevas posibilidades que se encuentran en investigación.

CEMENTACIÓN CONVENCIONAL VERSUS CEMENTACIÓN ADHESIVA

Al analizar la naturaleza química y las propiedades fisicomecánicas de la zirconia, surge el siguiente interrogante, ¿la cementación adhesiva, realmente ofrece mejores resultados de longevidad en las restauraciones de zirconia, con respecto a la cementación convencional?

Aunque bien es cierto que esta cerámica de alta resistencia no puede pasar por un proceso de grabado acido ni ser adherida fácilmente,¹⁰ hay quienes afirman que esta situación no se presenta como una desventaja absoluta, pues contando con una buena preparación dental que genere la adecuada resistencia mecánica y forma de retención, son susceptibles de ser cementadas por métodos convencionales.

Raigrodski¹¹ destacó como una ventaja, la posibilidad de cementar restauraciones completamente cerámicas como las de estructuras en zirconia, por métodos convencionales sin comprometer su longevidad, especialmente en situaciones en las cuales la línea terminal está colocada dentro del surco, ya sea en busca de estética, por la necesidad de obtener una forma de retención y resistencia, por caries extendida o por una restauración preexistente. Explica que esta situación puede expandir el armamentario de la odontología restaurativa y proveer una restauración cerámica predecible.

Se ha reportado que las restauraciones cerámicas cementadas adhesivamente a la dentina en comparación con las cementadas de forma mecánico-retentivas son más resistentes,¹² que la cementación adhesiva mejora la longevidad de las restauraciones cerámicas¹³ y que los cementos resinosos presentan una excelente habilidad para minimizar la filtración de las coronas completamente cerámicas;^{14, 15} sin embargo, es de gran importancia tener en cuenta que estos son estudios in vitro en donde se han analizado principalmente restauraciones elaboradas en cerámicas vítreas o de óxido de aluminio. Por su parte Rosentritt,¹⁶ en 2009, analiza la influencia del tipo de cementación en la fuerza de fractura y el comportamiento a la fractura de coronas metal porcelana y coronas completamente cerámicas, incluidas las de estructura en zirconia. Este estudio indica que la fuerza de fractura y el comportamiento a la fractura de todos los tipos de coronas estudiados no depende del material de la cofia ni del tipo de cementación, por esto se puede concluir que la cementación adhesiva, la cual es requerida para otros sistemas cerámicos, no es necesaria para las coronas con cofias de cerámica de alta resistencia como la zirconia, concluyendo que la cementación adhesiva para este tipo de restauraciones se hace innecesaria desde el punto de vista biomecánico.

Ernst en 2005¹⁷ hizo pruebas de fuerza de retención in vitro para cuatro sistemas de cementos resinosos, un compomero cementante, ionómero de vidrio convencional, un ionómero modificado con resina, y un cemento resinoso autoadhesivo, en un intento por comprobar que la cementación adhesiva generaría un incremento significativo en la fuerza de retención para coronas con cofias en óxido de zirconio, sin embargo en este estudio se concluye que solo unos pocos agentes cementantes resinosos mostraron una mediana de fuerza de resistencia significativamente mayor a los ionómeros de vidrio convencional, e ionómero de vidrio modificado con resina y que es evidente que esta cementación convencional provee una fuerza de resistencia similar a la adhesiva en este sustrato cerámico. Igualmente Palacios en 2006,¹⁸ evaluando la capacidad de retención de coronas a base de óxido de zirconio, con 3 agentes diferentes de cementación (ionómero de vidrio modificado con resina, cemento de resina autoadhesivo y un cemento de resina convencional), sugiere en este estudio in vitro que estos tres tipos de cemento, presentan capacidades similares de obtener una retención exitosa de cofias a base de óxido de zirconio, haciendo un arenado a la superficie de zirconia, con partículas de óxido de aluminio de 50 Μs, seguida por una apropiada limpieza de la corona antes de la cementación.

Edelhoff¹⁹ explicó que las estructuras a base de óxidos cerámicos presentan mayor resistencia flexural en comparación con las estructuras cerámicas vítreas, por esto la influencia del modo de cementación sobre la resistencia de la restauración se ve disminuida. Concluyó que la principal indicación para optar por una cementación adhesiva para restauraciones a base de óxidos cerámicos de alta resistencia, como es el óxido de zirconio, es cuando se pretende evitar la pérdida de retención, especialmente en el caso de pilares cortos.

PROTOCOLOS DE CEMENTACIÓN EN EL TIEMPO

Al intentar definir un protocolo de cementación para restauraciones a base de óxido de zirconio, que garantice efectividad en la retención de la restauración en el tiempo, sin afectar las propiedades de su estructura, es de gran utilidad observar en los estudios de seguimiento clínico, la influencia del tipo de cementación y tratamiento de superficie de la zirconia, sobre el porcentaje de descementación y demás complicaciones biomecánicas de estas restauraciones sobre dientes naturales.

A continuación se presenta una tabla que resume los datos de varios estudios de seguimiento,^{11, 20-34} con respecto al material cementante utilizado, tratamiento de superficie para la zirconia, y el porcentaje de fallas reportado por descementación (tabla 1).

Las principales complicaciones de las prótesis fijas en zirconia son: fractura de porcelana veneer, descementación y caries secundaria.²⁸

Entre la descripción de los procedimientos clínicos de estos estudios de seguimiento, se define una preparación del pilar con ángulos de convergencia que oscilan entre los 4²⁶ y los 15°,^{20, 25} siendo prevalentes, preparaciones con un ángulo de convergencia entre los 6 y 10°,³¹ tal como lo indica el fabricante del material de zirconia. Es importante tener en cuenta este aspecto, y entenderlo como un factor de gran influencia en el grado de retención de la restauración, se ha demostrado que disminuir el grado de convergencia de la preparación a 10° incrementa exponencialmente el grado de retención,³⁵ a pesar del cemento utilizado.

En los estudios tanto in vitro, como clínicos, aparecen los materiales, como agentes cementantes de elección para las restauraciones a base de zirconia.

Cementos utilizados para las restauraciones con estructura de zirconia

Fosfato de zinc

Ionómero de vidrio convencional

Ionómero de vidrio modificado con resina

Compomero

Cemento de resina a base de Bis GMA

Cemento de resina con monómero MDP

Cemento de resina autoadhesivo

Se reportan tasas de descementación de 0,^{11, 20, 26, 31, 32} de 3^{22, 24, 25} de 5²³ y hasta de 12%.²⁹ Los autores comentan que no existe claridad si esta pérdida de retención es por fallas en la preparación o por deficiencias en la cementación. Muchas de las prótesis descementadas fueron nuevamente cementadas, toda vez que la integridad del diente y la restauración lo permitían.

La preparación de la zirconia con arenado antes de la cementación fue hecho solo en seis estudios.^{21, 22, 24, 27, 28, 31} El protocolo de arenado de la superficie interna de la zirconia se hizo con partículas de óxido de aluminio, de 50 o 110 Μs de tamaño de partícula, a 2-2,5 bares de presión, por 10 s aproximadamente y posterior limpieza con etanol. En los otros estudios no se especifica ningún tipo de tratamiento de superficie previo a la cementación.

Evaluando las tasas de descementación entre los que hacen arenado y los que no lo hacen, no se observa una correlación directa entre arenado y complicaciones de descementación.

Molin, en 2008,²³ reporta que los pilares cementados con fosfato de zinc mostraron una incrementada brecha del margen protésico en 3 años de seguimiento, posiblemente este cemento genere más microfiltración en las restauraciones de zirconia con el paso del tiempo.

Roediger²⁹ mostró alta tasa de descementación de prótesis parciales fijas en zirconia cementadas convencionalmente con fosfato de zinc, y explica que la adaptación interna reducida de las estructuras de zirconia, es un factor que contribuye a esta alta tasa de descementación. Una publicación que compara clínicamente la adaptación interna de las prótesis fijas de metal porcelana y aquellas con estructura en zirconia, revela que las estructuras en zirconia tienen menor adaptación interna en comparación a las de metal porcelana y por lo tanto generan mayor capa de cemento. La adaptación interna cumple un papel importante para la estabilidad a largo plazo de todas las restauraciones completamente cerámicas. Una capa de cemento más gruesa resultante de mayor espacio interno entre la estructura dentaria y la restauración, conduce a una significativa disminución de la carga de fractura flexural de la cerámica. La capa de cemento de mayor grosor proporciona un soporte para la estructura cerámica con un módulo de elasticidad más bajo, posiblemente genera una mayor absorción de agua, degradación hidrolítica del cemento, y alteración de las propiedades mecánicas del mismo.³⁶

Schmitt, en 2009,²⁶ destaca que lo más importante para el éxito de la cementación es la adaptación y la retención de la estructura con el pilar.

Finalmente, Schley en 2010,³⁷ explica que no existe una razón clara para explicar la descementación de las restauraciones con estructura en zirconia en estos estudios de seguimiento clínico, debido a que tanto las prótesis cementadas de forma convencional y las prótesis cementadas con técnica adhesiva, perdieron su retención, además se emplearon ángulos de preparación similares en cada estudio, por lo tanto la retención no fue claramente influida por la forma del pilar y la cementación con cementos adhesivos no se muestra ventajosa en comparación con la cementación convencional.

CEMENTANTES Y TRATAMIENTOS DE SUPERFICIE EN INVESTIGACIÓN

A pesar de la cuestionada relevancia de aplicar técnicas de cementación adhesiva en estructuras cerámicas de alta resistencia como la zirconia, este sigue siendo tema de investigación en la actualidad.

Bien se sabe que la adhesión de un agente cementante a una superficie cerámica requiere el pretratamiento de este material cerámico. Los tratamientos de superficie que implican grabado ácido y silanización aplicados a las cerámicas a base de sílica en el protocolo de una cementación adhesiva, no son aplicables a las cerámicas a base de óxido de zirconio debido a la ausencia de una matriz vítrea y a su naturaleza relativamente inerte que la convierte en una superficie de baja reactividad.^{17, 38, 39} Por esto se han investigado diferentes métodos para crear rugosidad y activar químicamente la superficie de la zirconia mejorando la adhesión, y que a su vez no se vea afectada la integridad y las propiedades de la estructura. En la tabla 2 que se presenta a continuación se nombran algunos de los procedimientos propuestos que se encuentran en investigación para generar rugosidad de superficie y activar químicamente esta cerámica de alta resistencia (tabla 2).

Los diversos estudios que evalúan los efectos del arenado como tratamiento de superficie previo a la cementación de restauraciones a base de zirconia son contradictorios. Hay quienes sostienen que el arenado con partículas de óxido de aluminio de la zirconia es un procedimiento que conduce a la transformación de la fase tetragonal a la monoclínica, creando una capa de compresión efectiva que incrementa la resistencia flexural del material,⁴⁰ además de que incrementa su energía superficial, el área superficial para la adhesión y la humectabilidad de la misma, mejorando así la resistencia adhesiva a los cementos resinosos.⁴¹

Yang, en 2010,⁴² evalúo la resistencia tensil adhesiva y los porcentajes de modos de falla en muestras de cerámica de zirconia sin arenar, con arenado regular a 0,25 MPa de presión, y a baja presión de arenado de 0,05 MPa, usando un cemento autoadhesivo resinoso; sin uso previo de imprimador adhesivo, con un imprimador con contenido de monómeros acrilatos de ácido fosfórico, y con 2 imprimadores con monómeros fosfato MDP. En este estudio in vitro que simula las condiciones orales a largo plazo, se encuentra que la superficie de zirconia sin arenar, no produjo una unión adhesiva durable del cemento a la zirconia a largo plazo, a pesar del uso de imprimadores, se asume que cuando está pulida la superficie de zirconia, hay uniones químicas con el cemento, pero estas uniones no son resistentes a la hidrolisis y la resistencia adhesiva cae a cero, lo que sugiere que la activación de la superficie y el efecto limpiador del arenado son necesarios para una unión química resistente a la hidrólisis a largo plazo. Esta condición mecánica superficial puede mejorar la unión cerámica-resina por incrementar la rugosidad superficial y el área de adhesión, mejorar la humectabilidad para los adhesivos y remover cualquier contaminante orgánico de la superficie cerámica.

Se concluye también que para usar cementos de resina que contienen monómeros adhesivos fosfato (MDP- 10-methcryloyloxydecyl dihydrogenphosphato) se debe arenar la superficie de zirconia a una presión de 0,25 MPa. Si por el contrario se pretende manejar bajas presiones de arenado a 0,05 MPa, debe combinarse con el uso de imprimadores con contenido de MDP.⁴²

Por su parte, Shahin, en 2010,⁴³ evaluó la influencia del tipo de cementante y del arenado sobre la retención de coronas a base de zirconia y encontró que además de que el cemento de resina con contenido de MDP produjo una retención más alta estadísticamente significativa con respecto a los cementos convencionales, demuestra que el arenado con partículas de óxido de aluminio de 50 Μs a 0,25 MPa por 15 s incrementa la retención de la corona a pesar del cemento usado. El incremento de la retención corresponde a un incremento de la microrrugosidad de la superficie abrasionada de la zirconia, que mejora la traba micromecánica de los agentes cementantes a las superficies cerámicas, lo cual explica el resultado obtenido.

Durante el procedimiento de prueba de la restauración previo a la cementación adhesiva se hace esencial evitar la contaminación de la superficie de la zirconia tanto por la saliva como por materiales a base de silicona que son utilizados para el ajuste de la estructura. Se ha encontrado también, que el método más efectivo en la limpieza de esta superficie para la óptima adhesión es arenarla con óxido de aluminio de 50 Μs a 2,5 bares de presión por 15 segundos.⁴⁴

Por otro lado, existen quienes afirman que el arenado puede afectar la superficie cerámica y su longevidad por crear microfracturas que pueden reducir la resistencia a la fractura de la cerámica. Zhang en el 2004,⁴⁵ en un intento por demostrar que las fallas producidas por el arenado en la superficie cerámica pueden disminuir la resistencia de estas, particularmente al estar sujetas a cargas cíclicas de fatiga, hizo un estudio in vitro con muestras de alúmina de grano fino y Y-TZP, donde los resultados indican que el estrés compresivo superficial generado sobre la cerámica por el proceso del arenado no es suficiente para contrarrestar la disminución de resistencia por parte de las microfracturas que genera el mismo proceso y que el comportamiento incluso de los materiales más resistentes, como el Y-TZP, puede verse en riesgo por los efectos nocivos combinados del arenado y las cargas de fatiga, especialmente en áreas delgadas de la restauración. Por lo tanto el arenado sobre las cerámicas en protocolos clínicos y de laboratorio, debe ser minimizado.

Debido a esta dualidad de conceptos, y a la falta de información clínica sobre los efectos del arenado en la zirconia, algunos fabricantes de cerámica de zirconia no recomiendan el arenado previo a la cementación.

Otro mecanismo propuesto para incrementar la reactividad de la superficie de zirconia es la activación de la superficie que consiste en el arenado con partículas de sílice, que quedan incluidas en la zirconia y podría subsecuentemente reaccionar con un imprimador o silano de manera similar a las cerámicas a base de sílice. Sin embargo, se ha encontrado que los valores de resistencia adhesiva de este método sobre la zirconia son menores que para otros tipos de cerámica,⁴⁶ y que definitivamente no garantizan una adhesión efectiva y durable en el tiempo.¹⁷

Aunque a la fecha no existe consenso y literatura de peso sobre un método de acondicionamiento de la superficie de la zirconia que se presente como el mejor para incrementar su resistencia adhesiva, en los últimos estudios acerca de los procedimientos de modificación mecánica y química de la superficie se ha demostrado que el arenado con partículas de óxido de aluminio mayores a 50 Μs a 0,25 MPa de presión por aproximadamente 10 a 15 s y la aplicación de imprimidores de zirconia y de resinas cementantes con monómeros fosfato (MDP) incrementa la resistencia adhesiva de una forma durable y práctica.^{39, 47-50} El grupo éter fosfato del monómero adhesivo MDP, se une directamente a los óxidos metálicos, lo que sugiere una unión química entre el MDP y los óxidos de alúmina y zirconia.⁴¹

CONCLUSIONES

Aún no existe literatura concluyente que soporte la superioridad de la cementación adhesiva de la zirconia sobre la cementación convencional, a su vez, no existen a la fecha estudios clínicos que soporten la efectividad y durabilidad de los nuevos protocolos propuestos para generar rugosidad y activar químicamente la superficie de zirconia. Sin embargo, los estudios in vitro y clínicos de seguimientos suelen respaldar el arenado con partículas de óxido de aluminio, de la superficie de zirconia previo a la cementación, como un procedimiento útil, práctico y seguro, para incrementar la resistencia adhesiva y existe un importante número de estudios que reconocen la habilidad de los imprimadores o cementos de resina con monómeros acídicos fosfato (MDP), para incrementar dicha resistencia, haciéndose útiles en casos donde las condiciones de la preparación sean desfavorables desde el punto de vista mecánico, como una altura pobre del muñón. Se hace importante así, tener en cuenta otros aspectos influyentes en la retención de las restauraciones como la adaptación interna de la restauración, la altura del muñón, y el grado de convergencia de la preparación, al momento de planificar y preparar una pieza dentaria para recibir una restauración a base de zirconia, así como entender que debido a la dificultad de obtener hoy en día una real cementación adhesiva a la zirconia, se limita el uso predecible de este material, a la elaboración de restauraciones que generen una forma de resistencia mecánica como lo son las coronas de recubrimiento completo y las prótesis parciales fijas.

CORRESPONDENCIA

Diana Margarita Echeverri Palomino

Universidad del Valle

Facultad de Odontología

Cali. Colombia

Correo electrónico: decheverri22@hotmail.com

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