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Nova

Print version ISSN 1794-2470

Nova vol.19 no.36 Bogotá Jan./June 2021  Epub Jan 17, 2022

https://doi.org/10.22490/24629448.5296 

Artículo original producto de la investigación

Resistencia a la fractura de coronas dentales fabricadas análogamente vs tecnología cad-cam. Estudio In vitro

Fracture resistance of analogally made dental crowns vs cad-cam technology. In vitro study

Salvador Insignares Ordoñez1 
http://orcid.org/0000-0001-6567-3511

Antonio Díaz Caballero2  * 
http://orcid.org/0000-0001-9693-2969

Yureinys Beleño Quintero3 
http://orcid.org/0000-0002-2862-4793

Salin Insignares Buelvas4 
http://orcid.org/0000-0001-8957-7831

1 Odontólogo Universidad de Cartagena. Especialista en Rehabilitación oral Universidad CIEO. Docente Universidad de Cartagena. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6567-3511 Google académico: https://scholar.google.es/citations?view_op=list_works&hl=es&user=dCM9OooAAAAJ

2 Odontólogo Universidad de Cartagena. Doctor en Ciencias Biomédicas Universidad de Cartagena. Especialista en Periodoncia Universidad Javeriana. Magister en Educación Universidad del Norte. Docente Universidad de Cartagena. Director Grupo GITOUC. ORCID: http://orcid.org/0000-0001-9693-2969 Google académico: https://scholar.google.com/citations?user=TfBMjpEAAAAJ&hl=es

3 Odontóloga Universidad de Cartagena. ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2862-4793 Google académico: https://scholar.google.es/citations?user=rkvogGsAAAAJ&hl=es

4 Odontólogo Universidad de Cartagena. Especialista en Rehabilitación sobre Implantes Universidad CIEO. ORCID: http://orcid.org/0000-0001-8957-7831 Google académico: https://scholar.google.es/citations?user=udxHSFEAAAAJ&hl=es


Resumen

Antecedentes.

La resistencia a la fractura de las coronas puede tener influencia en su ocurrencia, de acuerdo con el método de fabricación usado, ya sea análogamente o por medio de tecnología Cad-Cam.

Objetivo.

Comparar la resistencia a la fractura de las coronas individuales realizadas por dos métodos de fabricación, bajo diseño asistido por ordenador y fabricación computarizada (CAD-CAM) e inyectadas.

Método.

Estudio in vitro. Tamaño de la muestra 20 coronas en dos grupos: 10 coronas bajo tecnología CAD-CAM y 10 coronas inyectadas. Fueron sometidas a cargas compresivas en una máquina de ensayos universal, con una velocidad de 1mm/min y una carga de celda de 5kN hasta obtener la fractura máxima de estas. Los datos se analizaron estadísticamente utilizando las pruebas Shapiro Wilk, Mann Whitney p=0,05.

Resultados.

Las coronas fabricadas por Cad-Cam obtuvieron un mínimo de 602,5 Newton y un máximo de 1093 Newton, mientras que las coronas fabricadas análogamente obtuvieron un mínimo de 525,2 Newton y un máximo de 1773 Newton en el experimento con la máquina de ensayo universal para lograr su fractura. Se obtuvo una diferencia significativa en la prueba de resistencia a la factura entre ambos métodos de fabricación (p <0,001).

Conclusión.

Las coronas de Disilicato de litio Prensadas obtuvieron una mayor resistencia a la fractura que las coronas fabricadas via CAD-CAM.

Palabras claves: (decs bireme): coronas; resistencia flexional; odontología; prostodoncia; laboratorio

Abstract

Background.

The fracture resistance of the crowns may have an influence on their appearance, according to the method of making them, either analogously or by means of Cad-Cam technology.

Objective.

To compare the resistance to the fracture of the individual crowns made by two manufacturing methods, under computer-aided design and computerized manufacturing (CAD-CAM) and injected.

Methods.

In vitro study. Sample size 20 crowns in two groups: 10 crowns using CAD-CAM technology and 10 crowns injected. Crowns were subjected to compressive loads in a universal testing machine, with a speed of 1mm / min and a cell load of 5kN until obtaining the maximum bill for these. Data were statistically analyzed using the Shapiro Wilk tests, Mann Whitney p = 0.05.

Results.

Crowns manufactured by Cad-Cam obtained a minimum of 602.5 Newton and a maximum of 1093 Newton, while the crowns manufactured analogously obtained a minimum of 525.2 Newton and a maximum of 1773 Newton in the experiment with the machine Universal test to achieve their fracture. A significant difference was obtained in the invoice resistance test between both manufacturing methods (p <0.001).

Conclusion.

Pressed Lithium Disilicate crowns obtained higher fracture resistance than crowns under design and manufacturing by computer (CAD-CAM).

Keywords: (mesh database): dental crown; flexural strength; dentistry; tooth preparation, prosthodontic; laboratories, dental

Introducción

Las coronas dentales se vienen utilizando desde mucho tiempo atrás en la historia de la odontología 1, para la confección de estas se utilizan diversos materiales incluyendo los cerámicos, los cuales pueden presentar diversos patrones de comportamiento a las fuerzas de masticación o incluso se puede observar diferentes rangos de resistencia a la fractura de esas coronas. De ahí la importancia de considerar la resistencia de los materiales utilizados en la confección de una restauración 2. La resistencia es definida como la máxima tensión requerida para fracturar una estructura según la fuerza aplicada 3.

Las cerámicas de uso odontológico se clasifican en: feldespáticas, disilicato de litio, alúmina y zirconia, dependiendo de su composición química y dureza 4. El disilicato de litio posee diversos componentes que potencializan su resistencia, entre estos resaltan; el feldespato, responsable de la translucidez, cuarzo que compone la fase cristalina, caolín que proporciona plasticidad 5. Dicha resistencia supera el valor límite de 100 MPa, establecido por Goujat et al 6, registrado entre 100-300 MPa y una resistencia a la flexión de 350 MPa, estos están considerados dentro de los niveles bajos, por ello su uso está indicado en coronas individuales 7.

Con respecto al diseño y fabricación de las coronas individuales se han venido desarrollando de manera análoga a lo largo de la historia; en la actualidad, con el advenimiento de los avances tecnológicos se han implementado equipos computariza-dos, estos prometen mayor confiabilidad y exactitud de las coronas, entre estos se tiene CAD-CAM definido como sistema tecnológico para el diseño y elaboración de restauraciones dentales por ordenador 8.

El sistema maquinado el IPS E.max CAD, utiliza Metasilicato de Litio fresado, el cual, ha registrado que mantiene una resistencia flexural de 234N 6, este se somete a tratamiento térmico llamado cristalización, generando la transformación de la microestructura para convertirse así en disilicato de Litio, material a utilizar en la presente investigación 9.

El objetivo de esta investigación fue establecer la resistencia a la fractura de las coronas de disilicato de Litio fabricadas por dos técnicas diferentes.

Metodología

Estudio In vitro de tipo experimental.

Selección de muestra: se fabricaron un total de 20 coronas dentales, las cuales se dividieron en dos grupos según el método de fabricación implementado. Grupo A de 10 coronas inyectadas. Grupo B de 10 coronas bajo tecnología CAD-CAM.

Preparación del muñón: se implementó el uso de un primer molar permanente inferior previamente extraído, el cual fue tallado con las medidas establecidas para la adaptación de una corona totalmente cerámica: cara oclusal 2mm, caras libres y proximales de 1.5mm y zona cervical de 0.8mm, con una terminación en chaflán. Con esto se evita que el resultado final se viera afectado por algún punto de la metodología aplicada. con base a la información existente en varios estudios relacionados.

Se procedió a empotrar el molar tallado en un bloque de acrílico de 3cm x 3cm como base.

Diseño y elaboración de las coronas: se dividió en etapas.

Primera etapa: impresión digital del primer molar inferior previo al tallado, con un escáner óptico (Omnicam- Sirona-Besheim-Alemania) para obtener la anatomía ideal de las coronas individuales.

Segunda etapa: escaneo del muñón del primer molar inferior para el diseño de las coronas individuales.

Tercera etapa: diseño de las 20 coronas estandarizadas con el software InLab (Sirona, Besheim, Alemania); una vez que el software superpuso la corona sobre el muñón, se verificó que toda la superficie de esta tuviera el grosor mínimo de 2mm, posterior a esto se ordenó el fresado de 20 coronas. El grupo A de 10 coronas E-max CAD LT (Ivoclar vivadent, Schaan, Liechtenstein), las cuales posteriormente pasaron a un proceso de cocción de cristalización junto al glaseado, este fue hecho con pasta IPS E-max CAD Crystall/Glaze(Ivoclar vivadent, Schaan, Liechtenstein) en el horno de inyección y cristalización EP 5000(Ivoclar vivadent). Las 10 coronas del grupo B fueron fresadas en Telio CAD PMMA(Sirona).

Test de compresión: las coronas y el análogo de pilar son llevadas al laboratorio de ensayos mecánicos de la Universidad Nacional de Colombia. Las muestras se sometieron a una fuerza compresiva y progresiva para analizar el límite de fractura de estos elementos. Para la aplicación de esta fuerza se realizó en la máquina universal de ensayo marca Shimadzu®; utilizando una punta cilíndrica de extremo redondeado con un diámetro de 3mm, colocado en la fosa funcional a manera de trípode; con una velocidad de 1mm/min hasta conseguir la fractura completa de las coronas, colocando como límite de fuerza 5 KN, equivalente a 509 Kilogramos-fuerza o 0.005 megapascales.

Análisis y recolección de datos: la recolección de datos se realizó mediante el software TRAPEZIUM X (Shimadzu), estos datos fueron organizados en dos tablas correspondientes a cada subgrupo en el programa Excel. Como pruebas estadísticas se aplicó Shapiro Wilk, para observar la característica de distribución de los datos, prueba no paramétrica Mann Whitney correspondiente a muestras independientes para comparar la resistencia compresiva entre ambos grupos.

Figura 1 Protocolo de preparación del muñón y coronas de disilicato de litio tanto Inyectadas y fresada. (a) Primer molar inferior para diseño de muñón. (b) Molar tallado, siguiendo todos los parámetros señalados en la metodología. (c) Pastilla de Emax Press LT A3. (d) bloque para fresado de Emax CAD LT A3.5. (e) Corona de Emax Press saliendo del horno EP5000 del proceso de Inyectado. (f) Corona de Metasilicato de litio saliendo de el proceso de fresado antes de pasar por el proceso de cristalización. (g-h) Muestra sometida a cargas compresivas en máquina de ensayos universal. 

Resultados

Se evaluó la resistencia a la fractura de 20 coronas dentales, utilizando disilicato de litio bajo dos métodos de fabricación; las muestras se dividieron en dos grupos de 10 coronas denominados con el nombre de: coronas CAD-CAM (grupo A) y coronas inyectadas (grupo B).

Posteriormente, se procedió a la carga de todas las muestras en la máquina de ensayo universal hasta lograr la factura máxima para la evaluación de la resistencia de ambos grupos, la cual se midió en megapascales (MPa). Para la aplicación de la carga compresiva se implementó una máquina de ensayos universal marca Shimadzu, con carga de celda de 5kN a una velocidad de 1mm/min hasta obtener la fractura de las coronas de la muestra; como resultado, el grupo de coronas diseñadas bajo el método análogo obtuvo una media de 1182 newton y en las coronas manejadas con tecnología CAD-CAM una media de 854.6 newton, determinando así, una diferencia significativa (P= 0,01) entre ambos métodos; ambos grupos estuvieron por encima de los valores mínimos requeridos para un material restaurador en el sector posterior.

Se obtuvo que los valores de cada grupo seguían una distribución normal mediante el test de Shapiro Wilk. El grupo de coronas fresadas arroja unos valores de comportamiento homogéneo y el grupo de coronas inyectadas arroja unos valores heterogéneos, lo que indica que el límite a fractura es mayor en el grupo de inyectadas, como se observa en las Tablas 1 y 2.

Tabla 1 Resultados de análisis descriptivo de coronas fresadas. 

Fuente: Elaboración propia.

Tabla 2 Resultados de análisis descriptivo de coronas inyectadas. 

Fuente: Elaboración propia.

Se realizó un análisis de datos de manera comparativa con la prueba no paramétrica de Mann Whitney; los valores obtenidos se muestran en la tabla 3.

Tabla 3 Resultados de comparación de ambos grupos de coronas individuales. 

Fuente: Elaboración propia.

En cuanto a la resistencia a la fractura entre los dos materiales sometidos a la prueba se encontró diferencias estadísticamente significativas en las medianas entre los dos grupos; el grupo A correspondiente a coronas CAD-CAM y grupo B a coronas inyectadas con un valor de p<0.01.

Las coronas que mostraron mayor resistencia a la fractura fueron las del grupo B (inyectadas) como muestra la figura 2.

Fuente: Elaboración propia.

Figura 2 Gráfico de cajas y bigotes con la comparación entre las fuerzas de resistencia a la fractura soportadas por los dos tipos de coronas. 

Discusión

El presente estudio comparó la resistencia a la fractura de coronas de disilicato de litio elaboradas bajo dos métodos de fabricación; el primer grupo de coronas se manejó de manera análoga, el segundo con diseño y fabricación por ordenador (CAD-CAM).

Martínez y cols 10, compararon la resistencia a la factura de coronas de disilicato de litio fabricadas bajo tecnología CAD-CAM y de manera análoga, usó pilares personalizados para el sector anterior y coronas para un central superior, la resistencia del disilicato de Litio fue de 558.5±35 kg, la cual es superior a las fuerzas ejercidas en el sector anterior. Se tomó un primer molar inferior para ser utilizado como pilar para adaptar las coronas dispuestas como muestras, debido a que en la zona de primeros molares se registra la mayor carga a las fuerzas masticatorias.

Magne y Cheung en 2017 11 mencionan que la fuerza máxima promedio de mordida voluntaria en la región de molares con coronas cerámicas es de 866 Kg, fuerza que equivale a 85N fuerza. Lo que muestra una semejanza con los resultados obtenidos en la presente investigación con las coronas fresadas, existe una comparación en los rangos de las fuerzas obtenidas.

Nishigawa y cols en el 2001 12 determinaron que en procesos de bruxismo la fuerza máxima promedio nocturna es de 42,3N equivalente a 438 kg fuerza y la fuerza máxima registrada fue de 81N equivalente a 794.34 kg, con una duración de 7 segundos. Esos datos muestran comparativamente que las coronas fabricadas en el presente estudio para testear la fuerza de resistencia a la fractura, en ambos estilos de confección, superan ampliamente las fuerzas que pueden detectarse durante el bruxismo. Eso tiene la implicación que pueden resistir más, pero a la vez pueden inducir eventualmente a mayores fuerzas de bruxismo. Tanto las inyectadas como las maquinadas superaron ese valor.

El estudio de Zahran, El-Mowafy, Tam, Watson, Finer en el 2008, utilizó un primer molar inferior en ivorina como muestra de preparación del tallado y tomando la impresión de donde se replicaron 13, conservando las dimensiones establecidas para el tallado de un molar. Este estudio a diferencia del actual donde se utilizó un molar natural previamente extraído, en el cual, se tomaron los escaneos que obtuvieron las diferentes coronas evaluadas, permitió la replicación o contrastación del método.

La preparación del molar de donde se obtuvieron las coronas se realizó de acuerdo con lo planteado por Yi-hong Liu et al en el año 2014 14, donde se tuvo en cuenta la influencia de la altura del muñón y un ángulo de convergencia total de 6 grados, un chaflán profundo de 1,0 mm, altura de preparación de 5mm y reducción oclusal de 1,5-2,0 mm.

Martínez y cols 10 realizaron la comparación de coronas en distintos materiales cerámicos, dentro de este, el disilicato de litio fabricado manualmente y fabricadas con tecnología CAD-CAM; con diferencia significativa (P=0,05) frente a la resistencia a la fractura. Lo anterior es similar a lo encontrado en el presente estudio.

Bacigalupe y Villablanca en el 2014 15, muestran que al aplicar la fuerza compresiva sobre coronas cerámicas con propiedades similares a la implementada en la actual investigación y bajo fabricación con CAD-CAM se obtuvo una media de 1.579 newton, siendo su valor máximo de resistencia a los 1.713,0N y valor mínimo de 1.457,4N, arrojando diferencias con los resultados de esta investigación, en el cual, la media para coronas fresadas fue 854.6 newton, siendo su valor máximo de resistencia a los 1093N y valor mínimo de 602,5N; la no cementación de las coronas en el ensayo generó diferencia significativa con el estudio referenciado; "El uso del sistema Cad-Cam permitió determinar el grosor homogéneo del elemento cementante (40µ) y la línea de cementación (20µ) dimensiones mínimas para este objetivo que al entender actual aporta significativamente a la resistencia de las coronas utilizadas" 15.

Majed Al-Akhalia et al en el 2017 16 demostraron que las coronas cerámicas monolíticas de Emax CAD superaron fuerzas compresivas mayores de 900 N, y además, refieren que se diferencia a las pruebas realizadas en el material con métodos biaxiales flexurales en los cuales se dan resistencias mucho menores de 530N. Magne y Cheung 11 realizaron pruebas comprensivas similares; probaron 10 coronas de Emax CAD, mostrando que el 100% de las coronas resisten a fuerzas menores a 800N, el 80% resistió a fuerzas de 1000N, el 50% a fuerzas de 1200N y el 30% a fuerzas de 1400N.

Los resultados del presente estudio muestran que la media en Newton en la resistencia compresiva de ambos tipos de coronas monolíticas de disilicato de Litio se encuentra por encima de 800 N, siendo el de las coronas inyectadas 1182 N y el de las coronas fresadas de 854.8 N. Varga et al en 2011 17, registraron la media de fuerza oclusal ejercida de manera voluntaria en personas con oclusión normal es de 777.7±78N. Teniendo en cuenta esto una persona con una oclusión sana o patológica y completa no es capaz de fracturar una corona de Emax Press de forma voluntaria.

La aplicabilidad clínica de este estudio radica en conocer la resistencia de la fractura de las coronas totalmente cerámicas, que son confiables en relación con el manejo del material generando con una resistencia a fuerzas masticatorias superiores a las registradas. El uso de la tecnología CAD-CAM brinda un tiempo menor de diseño y fabricación de coronas y reduce también el margen de error que pueda presentarse durante el diseño. Sailer y cols en el 2017 18, hacen referencia al tiempo de trabajo del laboratorio utilizando el sistema CAD-CAM.

Indican que es significativamente más corto que el convencional, también, exponen que la calidad de las coronas no difiere después de la fabricación bajo CAD-CAM y análogamente. Aunque no se evaluó el tiempo de fabricación en la presente investigación, si se obtienen unas coronas de alta calidad tanto de laboratorio como clínicas.

Conclusiones

La resistencia compresiva de ambos métodos de fabricación superó los estándares establecidos en las fuerzas masticatorias, haciéndose aceptables para su uso. Las coronas de Disilicato de litio Prensadas obtuvieron una mayor resistencia a la fractura que las coronas fabricadas vía CAD-CAM.

Referencias

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Sitio de realización del trabajo: Universidad de Cartagena.

Declaración de conflictos de interés: ningún conflicto declarado.

Aportes de cada uno de los investigadores.

Salvador Insignares: concepción de la idea de investigación. Seguimiento y mejoramiento de las técnicas de laboratorio. Correcciones de borradores. Aprobación de documento final.

Salin Insignares: trabajo de laboratorio. Escaneo de molar. Preparación de inyección y fresados. Preparación y correcciones de borradores. Aprobación de documento final.

Yureinys Beleño: trabajo de laboratorio. Escaneo de molar. Preparación de inyección y fresados. Preparación y correcciones de borradores. Aprobación de documento final.

Antonio Díaz Caballero: seguimiento del proyecto. Ajustes metodológicos. Preparación y corrección de borradores. Aprobación de documento final.

Recibido: 14 de Agosto de 2020; Aprobado: 16 de Diciembre de 2020

* Correo electrónico de correspondencia: adiazc1@unicartagena.edu.co

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