Sandra Moreno, OD¹, Miguel León, OD², Liliana Marín, OD³, Freddy Moreno, OD⁴

* Investigación desarrollada a través de la beca-pasantía de Jóvenes Investigadores e Innovadores de COLCIENCIAS propuesta Nº P-2005-0140.
1. Odontóloga, Joven Investigadora e Innovadora, COLCIENCIAS 2005-2006. e-mail: odsandramoreno@hotmail.com
2.Director, Grupo de Investigación Cirugía Oral y Maxilofacial, Universidad del Valle, Cali, Colombia.
e-mail: miguelev@telesat.com.co
3. Coordinadora, Laboratorio de Identificación Especializada (LABIESCI), Cuerpo Técnico Investigativo (CTI), Fiscalía General de la Nación, Seccional Buga, Colombia. e-mail: lilimarin18@hotmail.com
4. Coordinador, Línea de Investigación en Antropología Dental y Odontología Forense del Grupo Cirugía Oral y Maxilofacial, Universidad del Valle, Cali, Colombia. e-mail: freddymg@univalle.edu.co
Recibido para publicación febrero 26, 2007 Recibido para publicación enero 18, 2007

Objetivo: Describir el comportamiento de los tejidos dentales (esmalte, dentina y cemento) y de cuatro materiales de uso odontológico (amalgama de plata, resina compuesta, ionómero de vidrio y cemento de óxido de zinc modificado) al ser sometidos a la acción de altas temperaturas, con el fin de establecer parámetros que se puedan aplicar a los métodos de identificación odontológica forense para el caso de cadáveres o restos humanos quemados, carbonizados o incinerados.

Materiales y métodos Se realizó un estudio experimental in vitro para observar los cambios físicos macroscópicos y microscópicos de los tejidos dentales y cuatro materiales de uso odontológico en 199 dientes humanos, sometidos a altas temperaturas (200ºC, 400ºC, 600ºC, 800ºC, 1000ºC, 1200ºC).

Resultados: Los tejidos dentales y los cuatro materiales estudiados presentan gran resistencia a las altas temperaturas sin variar considerablemente su estructura, de tal manera que pueden llegar identificarse, pues en cada rango de temperatura se presentaron cambios físicos característicos y repetitivos como estabilidad dimensional, fisuras, grietas, fracturas, textura, color, carbonización e incineración.

Conclusiones Dada la naturaleza de este estudio, la descripción del comportamiento a la acción de las altas temperaturas de los tejidos dentales y de los materiales de uso odontológico puede guiar el proceso de identificación de un individuo cuyo cuerpo haya sido sometido a la acción del fuego y que implique eliminación de las huellas digitales, alteración de tejidos blandos y ausencia de otros elementos; lo cual puede llevar a una identificación positiva o fehaciente de un ser humano.

Palabras clave: Odontología forense; Identificación humana; Diente; Materiales dentales; Temperatura.

In vitro behavior of the dental tissues and some dental materials subjected to high temperatures with forensic purposes

SUMMARY

Objectives To describe how diverse dental tissues (enamel, dentin and cement) and four dental materials (amalgam, composite, glass ionomer and zinc oxide modified cement) react after high temperature exposure. Dental tissue and dental materials can be used to identify human remains.

Methods and materials: An experimental in vitro study was carried out to determine physical macroscopic and microscopic changes in dental tissues and four dental materials, using 199 extracted teeth after high temperature exposition. Fire exposure at diverse temperatures ranking (200ºC, 400ºC, 600ºC, 800ºC, 1000ºC, 1200ºC) were performed in dental materials and tissues to determine their physical stability.

Conclusions: This study determines that hard dental tissues and dental materials were able to resist high temperatures without high physical variants that may facilitate forensic identification of human remains after fire exposure.

Keywords: Forensic odontology; Human identification; Teeth; Dental materials; Temperature.

En Colombia la situación política, social y económica de los últimos 25 años desencadenó una crisis de valores que desvirtúa el derecho y respeto por la vida de los seres humanos, evidenciado en un índice promedio de más de 60 muertes violentas por 100, 000 habitantes¹.

En cuanto a muertes relacionadas con quemaduras y según el último informe del Instituto Nacional de Medicina Legal y Ciencias Forenses, en 2005 hubo 237 casos de muertes por explosivos y minas antipersonales², 154 quemados por fuego y 200 electrocutados³, donde la identificación se desarrolló a partir de las huellas dactilares y la carta dental, de acuerdo con la Ley 38 de enero de 1993, que unifica la dactiloscopia y adopta la carta dental como sistemas de identificación en Colombia⁴.

Históricamente, los dientes han sido los primeros elementos estudiados para establecer la identidad de las personas fallecidas, cuando quedan irreconocibles por las características de la causa de muerte y por la magnitud de la destrucción corporal. Esto es posible debido a que pese a las condiciones extremas de muerte, los dientes son las estructuras que mejor se conservan del cuerpo humano^5-7; en efecto, el esmalte dental es el tejido más duro del organismo y se preserva en situaciones extremas de pH, salinidad, humedad, altas temperaturas^8-16.

No obstante su alta resistencia, se debe tener en cuenta que los dientes, articulados funcional y fisiológicamente en los alvéolos del maxilar y la mandíbula, se encuentran protegidos por tejido óseo esponjoso y cortical, y por tejidos blandos mucosos, epiteliales y musculares, que en el caso de exposición a altas temperaturas los aíslan durante algún tiempo^{10, 17}.

La identificación a través de los dientes de un individuo quemado, carbonizado o incinerado se hace al comparar los registros post-mortem con la historia clínica odontológica pre-mortem a través de información proporcionada por el sistema estomatognático^{10, 18}.

Norrlander¹⁹ clasifica las quemaduras corporales en cinco condiciones:

Dentro de esas categorías a los odontólogos se les llama para ayudar a identificar las víctimas quemadas en las clases tercera, cuarta y quinta, donde la destrucción de los tejidos es extensa y no es posible identificarlas por métodos convencionales como reconocimiento visual o huellas dactilares.

Así, resulta evidente que la verificación de la identidad de víctimas quemadas se dificulta según las condiciones postmortem de la evidencia y de la cantidad y calidad de la información pre-mortem, y que debido a la poca investigación científica experimental se limita el empleo de métodos eficaces que determinan positivamente las características de algún material de uso odontológico específico deformado por las altas temperaturas. Las comparaciones o cotejos más frecuentes se realizan a partir de tratamientos odontológicos como restauraciones protésicas y obturaciones, rasgos morfológicos dentales y óseos individualizantes, variaciones patológicas individuales^{11, 20-22} y obtención de ADN de la pulpa en dientes que no se hayan afectado por las altas temperaturas^23-25.

Quizás el primer proceso de identificación odontológica en un desastre producido por acción del fuego que se informa en la literatura, fue el presentado por el Dr. Oscar Amoedo en 1897 ante el Congreso Médico Internacional de Moscú con el nombre «Función de los dentistas en la identificación de las víctimas de la catástrofe del Bazar de la Caridad», que tuvo lugar el 4 de mayo del mismo año en París. Los 30 cuerpos que resultaron quemados y que no se pudieron identificar visualmente o a través de los despojos de ropas y objetos personales lo fueron por métodos odontológicos^{6, 26, 27}.

Otra identificación famosa fue la de los cadáveres deformados por el fuego de Adolfo Hitler y su mujer Eva Braun Hitler. Las investigaciones de peritos rusos en los archivos del odontólogo del Führer, y las indagaciones a la auxiliar de éste y al laboratorista dental, permitieron identificar a Hitler por medio del cotejo de los registros post-mortem obtenidos en la necropsia con la historia clínica odontológica y las radiografías dentales, pues se lograron 26 concordancias (prótesis parcial fija superior anterior, prótesis parcial fija cantilever inferior, obturaciones en oro, porcelana y amalgama, endodoncias y alteraciones periodontales en dientes inferiores anteriores). Para la identificación de la esposa se observaron una prótesis parcial fija inferior derecha en oro y porcelana y una obturación en distal del premolar superior izquierdo que iba a funcionar como apoyo de una prótesis parcial fija que nunca se realizó^{6, 27}.

En Colombia, el Dr. Yesid Valdéz, pionero de la odontología forense, con los estudiantes de odontología de la Universidad Javeriana contribuyeron, primero con la identificación de los cuerpos quemados de las víctimas del holocausto del Palacio de Justicia en 1985 (exhumadas once años después por orden de la Fiscalía General de la Nación para realizar la identificación y reconstrucción facial de los restos óseos, y cotejarlos con los protocolos de necropsia, bajo la asesoría del Departamento de Antropología de la Universidad Nacional de Colombia). Otro tanto se hizo con la identificación de los cadáveres incinerados a través del examen dental de las víctimas de la explosión del avión de Avianca en 1989^{6, 27, 28}.

Por tal razón, la comprensión de los cambios físicos macro y microestructurales que ocurren en los tejidos dentales y en los materiales de obturación dental al ser sometidos a altas temperaturas, podrá eventualmente, apoyar la evaluación de los restos humanos quemados, carbonizados o incinerados para determinar qué tipos de tratamientos odontológicos existían en la boca y los biomateriales dentales con que se elaboraron, lo que permitirá aplicar cotejos pre- y post-mortem con la historia clínica odontológica y establecer la identificación fehaciente de un individuo o sus restos mortales. Por tanto, los resultados expuestos en esta investigación contribuyen a la generación de nuevo conocimiento en el área de la odontología forense, específicamente en el campo de la identificación odontológica.

MATERIALES Y MÉTODOS

Este es un estudio experimental in vitro acerca del comportamiento a la acción de altas temperaturas de los tejidos dentales (esmalte, dentina y cemento) y cuatro materiales de uso odontológico: amalgama de plata y resina compuesta, ambos materiales de obturación definitiva; ionomero de vidrio, empleado como base de los materiales de obturación definitivos y protector pulpar; y cemento de óxido de zinc modificado, que se utiliza como material de obturación temporal. Para ello se recolectó una muestra escogida por conveniencia, de 200 dientes posteriores (premolares y terceros molares) recién extraídos por motivos ortodóncicos y periodontales, que no presentaran caries, restauraciones, tratamientos de endodoncia, patología pulpar y malformaciones congénitas. Finalmente la muestra quedó constituida por 199 dientes debido a la pérdida de un diente durante el proceso de aplicación de temperaturas. Las variables tenidas en cuenta en este estudio se deben a los cambios micro y macroscópicos observados en los tejidos dentales y en los materiales de uso odontológico (Cuadros 1, 2, 3, 4, 5, 6). Estos cambios se agruparán para facilitar la discusión en desadaptación marginal de las obturaciones; fractura de la unión amelocementaria y separación de la corona; fisuras, grietas, aspecto cuarteado y fracturas de los tejidos dentales y los materiales de uso odontológico; cambios en la textura; cambio de color y niveles de carbonización e incineración.

Manejo y conservación de la muestra. Inmediatamente después de ser extraídos los dientes, se procedió a lavarlos con agua no estéril para eliminar residuos de sangre y se introdujeron en un recipiente oscuro con solución fijadora cloramina T al 5% (100 g tosilcloramida sódica diluida en 2 litros de agua destilada) durante una semana. Después se colocaron los dientes en solución salina a una temperatura de 37ºC con una humedad relativa de 100%, y se cambió la solución salina cada dos semanas según las normas ICONTEC 4882\2000³¹ e ISO/TS 11405/2003³², hasta iniciar los procedimientos en las muestras.

Preparación de las cavidades. Los 199 dientes que conforman la muestra se organizaron al azar en tres grupos de 50 dientes y uno de 49, de tal forma que a los del Grupo 1 no se les hizo ningún tipo de tratamiento odontológico, los del Grupo 2 se obturaron con amalgama de plata (GS-80 SDI®) con base en ionomero de vidrio (Vitrebond® 3M-ESPE®), los del Grupo 3 se obturaron con resina compuesta (Z100® 3M-ESPE® con base en ionomero de vidrio (Vitrebond® 3M-ESPE®), y los del Grupo 4 se obturaron con cemento de óxido de zinc modificado (Coltosol® Coltene-Whaledent®).

Un solo operador puso en una base de cera cada uno de los dientes y procedió a hacerles una cavidad oclusal Tipo I sin afectar la pulpa dental con una pieza de alta velocidad marca NSK® con refrigeración constante y fresas de diamante de grano medio-fino en forma de pera (Diatech®) a una profundidad de 3 mm, diámetro mesio-distal de 3 mm y diámetro vestíbulo-lingual de 2 mm de acuerdo con la Norma ICONTEC 4882/200231, medidas que se estandarizaron por medio de topes de caucho para limas de endodoncia y medición constante con una sonda peridontal Hu Friedy®. Una vez hecha la cavidad, a cada diente se le efectuó una profilaxis con agua oxigenada para desinfectar la cavidad y disminuir la tensión superficial de la dentina a fin de optimizar las propiedades adhesivas de la resina compuesta.

Obturación de las cavidades. Las cavidades de los dientes del Grupo 2 se obturaron con amalgama de plata (GS-80 SDI®) por medio de la técnica convencional de empacado, condensado, bruñido y pulido de la restauración, y se dejó previamente ionomero de vidrio (Vitrebond® 3M-ESPE®) como base de la cavidad.

A los dientes del Grupo 3 se les aplicó ionómero de vidrio (Vitrebond® 3M-ESPE®) como base de la cavidad; se les hizo un grabado ácido del esmalte por 15 segundos y acondicionamiento de la dentina por 10 segundos con ácido fosfórico al 35% (3M-ESPE®); se les aplicó adhesivo (Single Bond® 3M-ESPE®) con micro-cepillo en dos capas dejando impregnar la primera 20 segundos mediante chorro de aire indirecto por cinco segundos para que el adhesivo penetrara los túbulos dentinales y una segunda capa para homogeneizar la superficie evitando zonas secas, y se polimerizó el agente adhesivo por 40 segundos con una lámpara de foto-polimerización (Spectrum 800® Dentsply®); por último se empacó la resina compuesta (Z100® 3M-ESPE®) mediante técnica por incrementos oblicuos, que se polimerizaron, cada uno de ellos, por 40 segundos con una lámpara de foto-polimerización (Spectrum 800® Dentsply®) hasta obturar por completo la cavidad. Se finalizó con el pulido y brillado de la restauración para eliminar la capa inhibida superficial.

Los dientes del Grupo 4 se obturaron con cemento de óxido de zinc modificado (Coltosol® Coltene-Whaledent®) por medio de la técnica convencional de empacado, condensado y bruñido.

Aplicación de temperaturas. Una vez hechas las obturaciones, lo dientes se llevaron a bandejas individuales confeccionadas con material de revestimiento refractario (Cera-Fina® Whipmix®) para facilitar su manipulación de acuerdo con el prototipo patentado por la Unidad de Materiales Dentales del Departamento de Odontoestomatología de la Universidad de Pavía (Italia); y se sometieron al calor directo dentro de un horno tipo mufla (Thermolyne®) previamente calibrado a seis diferentes rangos de temperatura (200ºC, 400ºC, 600ºC, 800ºC, 1000ºC, 1200ºC) con una tasa de ascenso de 10ºC por minuto desde una temperatura inicial de 34ºC (temperatura ambiente) hasta alcanzar cada uno de los rangos propuestos (Cuadro 7). Terminada la aplicación del rango de temperatura específico, se retiraron los dientes del horno y se esperó a que se enfriaran a temperatura ambiente. Una vez fríos, se rociaron con laca para cabello con el fin de conferirles cierto grado de resistencia y facilitar su manipulación^{7, 10}.

Observación macroscópica y microscópica. Un examinador observó y describió los cambios macroestructurales de los tejidos dentales y los cuatro materiales de obturación mediante visión directa de la muestra, apoyado por imágenes digitales obtenidas en una cámara digital (Olympus® C3000). De igual forma se empleó un estereomicroscopio con 10 aumentos (Carl Zeiss®) para demostrar y describir los cambios microestructurales en la muestra.

RESULTADOS

Grupo 1 (dientes sin tratamiento odontológico)

Análisis macroscópico. A los 200ºC hay pérdida de brillo del esmalte y del cemento, la corona adquiere una leve coloración parda y los rebordes de las cúspides se tornan blancos. A los 400ºC se observa la corona con una tonalidad más oscura, carbonización de la placa bacteriana, fisuras en el esmalte, estallido del mismo en la zona cervical, y el cemento adquiere un color café oscuro (Fotos 1, 2, 3, 4). A los 600ºC la corona toma un color café intenso con manchas negras, hay separación esmalte-dentina a nivel del margen cervical, grietas longitudinales y aspecto cuarteado del esmalte; la dentina está carbonizada y a nivel de la raíz se observan grietas longitudinales y el cemento es color café oscuro (Fotos 5, 6). A los 800ºC la corona es gris con los rebordes cuspídeos blanco-tiza, la placa bacteriana se torna gris oscuro y el cemento se observa de color blanco-azuloso en algunos especímenes, cambios que evidencian incineración de los tejidos dentales a partir de este rango de temperatura (Fotos 7, 8, 9, 10). A los 1000ºC en algunos dientes hay fragmentación del esmalte, la dentina se aprecia de color blanco con manchas gris-azuloso, y el cemento se torna de color blanco-tiza con aspecto cuarteado (Fotos 11, 12). A los 1200ºC el esmalte (que adquiere un color blanco-tiza) y la dentina se fragmentan en la mayoría de la muestra y se observan fracturas del tercio medio y grietas longitudinales y transversales de la raíz (Fotos 13, 14). (Cuadros 1, 2, 3, 4, 5, 6).

Análisis microscópico. Se aprecian cambios relevantes a partir de los 400ºC, cuya observación evidencia la aparición de fisuras longitudinales en el esmalte y fractura del mismo a nivel del margen cervical (Fotos 1, 3). A los 600ºC se nota fractura y separación esmalte-dentina en el margen cervical, cuarteado del esmalte y del cemento, así como grietas longitudinales en este último. A los 800ºC surgen grietas en el esmalte y la dentina advierte signos de incineración (Foto 9). A los 1000ºC la dentina expuesta presenta un color blanco (Fotos 11, 12). A los 1200ºC se observa exposición de la cámara pulpar en la mitad de la muestra, lo cual permite señalar cambios como calcinación de la pulpa, diferenciación de la dentina circumpulpar, el techo de la cámara pulpar tiene un tono de color gris más oscuro, y grietas transversales internas de la dentina que se continúan en la raíz hacia el cemento (Fotos 13, 14). (Cuadros 1, 2, 3, 4, 5, 6).

Grupo 2 (dientes obturados con amalgama de plata y base en ionómero de vidrio)

Análisis microscópico. A los 200ºC se evidencia la desadaptación marginal de la amalgama, opacidad, textura rugosa y nódulos o balas en la superficie. A los 400ºC se perciben los mismos cambios en la amalgama que en el rango de temperatura anterior, la placa bacteriana está carbonizada, aparecen fisuras longitudinales en el esmalte y fractura del esmalte cervical (Foto 3). A 600ºC el esmalte y el cemento presentan un aspecto craquelado, se observan grietas longitudinales en el cemento, y se aprecian pigmentos rosados en el esmalte de la corona y en la amalgama. La dentina presenta signos de carbonización, grietas y fracturas continuas, y pigmentos rosados en las zonas que limitan la cavidad y que entran en contacto con la obturación en amalgama. A los 800ºC se observan los mismos cambios antes mencionados además de un halo dorado que surca los rebordes cuspídeos de la corona y grietas transversales en la raíz (Foto 10). En los dientes que presentaron exposición de la cámara pulpar por fractura, se observó el tejido pulpar incinerado y diferenciación de la dentina circumpulpar. A 1000ºC se encuentran, además de los cambios descritos en el rango de temperatura anterior, ausencia de rastros de pulpa en los dientes con exposición pulpar, grietas en la superficie interna de la dentina, y reborde cuspídeo con pigmentos rosados y dorados. La amalgama muestra grietas, aspecto craquelado, fracturas, y desalojo de la cavidad, situación que permitió observar el ionómero de vidrio igualmente con aspecto cuarteado. A los 1200ºC existe desalojo de la obturación en más de la mitad de la muestra, y grietas y aspecto craquelado en el ionómero de vidrio expuesto. En los dientes que presentan fragmentación y desprendimiento del esmalte a manera de casquete, la dentina oclusal se queda atrapada en la morfología del esmalte (Cuadros 1, 2, 3, 4, 5, 6).

Grupo 3 (dientes obturados con resina compuesta y base en ionómero de vidrio)

Análisis macroscópico. A los 200ºC la obturación en resina compuesta presenta retracción marginal y coloración marrón. A los 400ºC hay aumento del brillo de la resina y desadaptación marginal (Foto 2). A los 600ºC el color de la resina se torna negro grisáceo (Foto 5), aparecen grietas y ocurre desalojo de la obturación en algunos dientes. A 800ºC la resina se observa de color blanco-tiza (Foto 8), en la mayoría de la muestra hay desalojo de la obturación y exposición del ionómero de vidrio que se observa de color negro, con grietas y desadaptado. A los 1000ºC la corona adquiere un color gris oscuro, la dentina expuesta se aprecia blanca con manchas grises azulosas, y en la mitad de la muestra ha ocurrido pulverización del esmalte y fractura radicular. El ionómero de vidrio presenta un color negro grisáceo (Foto 11). A los 1200ºC la corona cambia a un color blanco-grisáceo, en la mayoría de la muestra ocurrió desalojo de la obturación y desaparición del ionómero de vidrio. Además, se aprecia fragmentación de la dentina. (Cuadros 1, 2, 3, 4, 5, 6)

Análisis microscópico. A los 200ºC se evidencia un espacio entre el borde cabo de la cavidad y el material de obturación causado por la retracción marginal de la resina. A 400ºC se hallaron fisuras longitudinales en el esmalte y fractura en la zona cervical del mismo, carbonización de la placa bacteriana, desadaptación marginal y vetas blancas en la resina. A los 600ºC se aprecia el esmalte y el cemento con un aspecto cuarteado; grietas longitudinales en el esmalte, en el cemento, en la resina; y carbonización y vetas grises en la zona marginal de la resina (Foto 5). A los 800ºC ocurrió desalojo de la resina en la mayor parte de la muestra, la dentina se ve carbonizada con grietas y fisuras internas, el ionómero de vidrio expuesto también exhibe grietas, la resina está incinerada y se puede observar dentina oclusal atrapada dentro del casquete de esmalte. A los 1000ºC hay exposición pulpar en la mayoría de la muestra, que permite evidenciar la calcinación del tejido pulpar, la diferenciación de la dentina circumpulpar (Foto 8, 11), fracturas coronales que se continúan del esmalte a la dentina, dentina interna de color gris-azuloso (la externa es de color blanco-tiza), y fractura del ionómero de vidrio. En la mitad de los dientes ocurrió pulverización del esmalte y de la resina. A los 1200ºC la mayor parte de la corona está fragmentada y en el resto, el esmalte está pulverizado; la dentina se encuentra igual que en el rango anterior; la resina, agrietada e incinerada, se desaloja de la cavidad en la mayoría de la muestra; y en poco menos de la mitad de los dientes, hubo exposición de la cavidad pulpar donde no se hallaron rastros de tejido pulpar (Cuadros 1, 2, 3, 4, 5, 6).

Grupo 4 (dientes obturados con cemento de óxido de zinc modificado)

Análisis macroscópico. A 200ºC se encuentra desadaptación marginal, grietas en la superficie y expansión dimensional del cemento de óxido de zinc modificado. A los 400ºC hubo estallido del esmalte cervical, fisuras longitudinales en el esmalte, y color pardo del material de obturación (Foto 4). A los 600ºC el cemento de óxido de zinc se torna de un color gris oscuro, presenta grietas, contracción dimensional y desadaptación marginal (Foto 6). A los 800ºC el material se aprecia blanco-tiza y en un tercio de la muestra ocurrió desalojo de la obturación. A los 1000ºC se observa el esmalte alrededor de la obturación de color blanco, la corona gris oscuro, el cemento temporal color blanco-tiza y de aspecto cuarteado, y grietas y fracturas en un cuarto de la muestra. A los 1200ºC se presentó fragmentación del esmalte y de la dentina, y grietas transversales en la raíz (Foto 14) (Cuadros 1, 2, 3, 4, 5, 6).

Análisis microscópico. A los 200ºC en el cemento de óxido de zinc modificado se pueden observar grietas en la superficie, expansión, textura rugosa y porosidad. A los 400ºC el material se torna opaco, y se aprecian fisuras longitudinales y fractura del esmalte cervical (Foto 4). A los 600ºC el esmalte y el cemento muestran un aspecto cuarteado. De igual forma se aprecian grietas longitudinales y contracción del cemento temporal, dentina carbonizada en la mitad de la muestra y exposición pulpar, lo que permitió evidenciar incineración del tejido pulpar (Foto 6). A los 800ºC continúa el proceso de contracción del cemento, y la dentina carbonizada presenta fisuras y grietas internas. A los 1000ºC la obturación se desalojó de la cavidad en la mitad de la muestra, mientras que a los 1200ºC el desalojo se apreció en casi toda la muestra, además de fragmentación del esmalte, dentina de color blanco, signo de incineración, y exposición de la cavidad pulpar de algunos dientes sin rastros de tejido pulpar (Cuadros 1, 2, 3, 4, 5, 6).

DISCUSIÓN

Esta investigación in vitro evidencia cómo los tejidos dentales y los materiales de uso odontológico empleados presentaron comportamientos diferentes en cada rango de temperatura, sin embargo in vivo estos cambios pueden variar según factores extrínsecos como tiempo de exposición al ataque térmico, naturaleza de la causa del fuego, participación de sustancias combustibles, curva de elevación de la temperatura y sustancias empleadas para extinguir el fuego, y factores intrínsecos como el coeficiente térmico de expansión y de los tejidos y los materiales, además del punto de fusión de estos últimos. De igual forma, in situ, los dientes no se exponen de manera directa al fuego (sobre todo los dientes posteriores), por lo menos al principio, pues se encuentran protegidos por los tejidos periorales, la musculatura facial y para el caso de la raíces la mucosa y el tejido óseo de los maxilares. Además, a medida que aumenta la temperatura del cuerpo, desde el sistema digestivo se expelen gases que al llegar a la cavidad oral proyectan la lengua en dirección postero-anterior y hacen que los dientes queden inmersos en la misma^{7, 8, 10, 14, 19, 33, 34}.

Esta separación entre la obturación y los tejidos dentales aumentó a medida que subió la temperatura hasta el desalojo de las cavidades; para el caso de la amalgama a partir de los 1000ºC, la resina a partir de 600ºC y el cemento de óxido de zinc modificado a partir de 800ºC. Con respecto al ionómero de vidrio al ser empleado como base de la cavidad se encontró protegido por la amalgama y la resina, pero al ocurrir el desalojo de éstas se evidenciaron fracturas y pérdida del material entre los 1000ºC y 1200ºC. En el caso del cemento de óxido de zinc modificado, se observó una expansión dimensional a manera de un hinchamiento de la superficie que se mantiene hasta los 600ºC, lo cual se atribuye a la pérdida de agua sin llegar a la deshidratación completa. Cabe anotar que los materiales de uso odontológico presentan un coeficiente térmico de expansión muy similar al de los tejidos dentales por debajo de los 100ºC^{35, 36}, por tanto, los materiales inician una expansión y al aumentar la temperatura ocurre una contracción dimensional por pérdida de las propiedades. En el caso del cemento de óxido de zinc modificado esta contracción se evidencia a partir de 800ºC.

Fractura de la unión amelocementaria y separación de la corona. El esmalte presenta un alto contenido inorgánico (de 96% a 99%) en virtud de su estructura mineral conformada por gran cantidad fosfato de calcio en forma de cristales de apatita^{37, 38}, por lo cual Yamamoto et al., citados por Espina et al.³⁹, manifestaron en 1990 que este tejido es un mal conductor del calor. De allí, que al someterse a altas temperaturas pierda rápidamente su escaso contenido de agua y su matriz de colágeno, lo que ocasiona una fuerte contracción del tejido que induce cambios en la organización de dichos cristales y la posterior aparición de fisuras, grietas, aspecto craquelado y fracturas³⁹. Asimismo, la dentina, con un alto contenido orgánico y 12% de agua^{38, 40}, se demora algún tiempo en deshidratarse⁴¹, y como la protegen el esmalte (dentina coronal) y los tejidos periodontales (dentina radicular), esto permite cierto margen de contracción térmica entre ambos tejidos, lo que ocasiona que en la unión amelocementaria el esmalte se fracture a los 200ºC y que haya una separación del esmalte y de la dentina del margen cervical a partir de los 400ºC. Nossintchoux³³ y Valdéz y Casas²⁷ habían referido hallazgos semejantes.

De igual forma, a medida que la exposición a la altas temperaturas continúa, los tejidos dentales pierden su integridad⁹, de tal manera que a los 800ºC la carbonización de la dentina hace que ésta al reducirse produzca disminución del volumen radicular^{27, 22}, y que en la corona el esmalte se separe a manera de un casquete, fenómeno que ocurrió en algunos especímenes a partir de los 800ºC hasta los 1200ºC. Günther y Schmidt en 1953, citados por Rötzscher et al.¹⁵, informan que esta separación se dio a los 400ºC, mientras que Merlati et al.¹⁴ la describen a partir de los 800ºC.

Es de interés enfatizar que dentro del casquete de esmalte queda retenida cierta cantidad de dentina coronal debido a la invaginación oclusal (surcos y fisuras) en este tejido (Foto 7); por tanto, es evidente que las zonas de fractura de la dentina, debido a los coeficientes de expansión térmica y a la posterior pérdida de volumen, se dan a nivel coronal en la imbricación macroscópica y a nivel cervical en la línea amelocementaria.

Fisuras, grietas, aspecto cuarteado y fracturas de los tejidos dentales y los materiales de uso odontológico. En todos los dientes se observan fisuras en el esmalte a partir de los 400ºC, que se convierten en grietas a los 600ºC como lo describieron Günther y Schmidt¹⁵, y Nossintchoux³³. Además, se puede observar un aspecto cuarteado de la corona y la raíz (Foto 5), que se produce en la superficie del esmalte y del cemento debido a las diferencias entre los coeficientes de expansión térmica de los tejidos y los materiales dentales, y que se conserva hasta los 1200ºC.

La fragmentación del esmalte se describe a partir de los 600ºC y su pulverización en algunos dientes a los 1200ºC. Microscópicamente, en el cemento se observan fisuras a los 400ºC, aspecto cuarteado a partir de los 600ºC, y desde este punto hasta los 1200ºC, grietas longitudinales que se continúan con la dentina radicular y ocasionan es algunos especímenes fragmentación de las raíces, lo que coincide con lo descrito por Merlati et al.¹⁴ y que en muchos casos constituyen líneas de fractura de la raíz (55.6% de los dientes sanos, 44.4% de los dientes obturados con amalgama y resina, y 22.2% de los dientes obturados con óxido de zinc modificado). No obstante Nossintchoux³³ describe fisuras y roturas en las raíces a partir de los 175ºC.

En los dientes obturados se observaron grietas en la dentina que como se continuaban desde el esmalte y el cemento, se hicieron visibles por la fractura de la corona y/o de la raíz a partir de los 600ºC.

Para el caso de la amalgama, microscópicamente se observó el aspecto craquelado desde 600ºC, y a partir de 800ºC las grietas se hacen visibles macroscópicamente hasta 1200ºC. Algunos especímenes presentaron fractura de la obturación a partir de 600ºC y desalojo de la misma desde los 1000ºC; esto es semejante a los informes de Merlati et al.⁴²

En cuanto a la resina, se observaron grietas a partir de los 600ºC hasta los 1200ºC. Algunos especímenes presentaron desalojo de la obturación desde los 600ºC y fracturas a los 1000ºC; en el ionómero de vidrio se aprecian grietas, fracturas y desalojo a partir de los 800ºC, cambios que se pueden relacionar con la exposición del material en los especímenes donde ocurrieron fractura coronal y radicular, y desalojo de las obturaciones; el cemento de óxido de zinc modificado presentó grietas a partir de los 200ºC, desalojo desde los 800ºC y fractura en los 1000ºC.

Se debe destacar que los nódulos varían de tamaño conforme la temperatura aumenta hasta que el mercurio se evapora totalmente de la aleación en un punto de ebullición que va desde los 39ºC hasta los 360ºC³³, de allí en adelante el mercurio al evaporarse arrastra partículas de plata, que a temperaturas mayores a los 800ºC conforma lo que Günther y Schmidt¹⁵ denominan «balas de plata» (Foto 12) y proporcionan al material restaurador una textura rugosa durante todos los rangos de temperatura y rebabas en los bordes marginales.

En lo que concierne a la resina, su textura se torna rugosa conforme la temperatura aumenta hasta incinerarse a los 1000ºC. El ionómero de vidrio, una vez expuesto en los dientes fracturados y en las cavidades que sufrieron desalojo de la obturación, tomó un aspecto rugoso. El óxido de zinc modificado tras la pérdida de agua se vuelve igualmente rugoso.

Cambio de color. Dentro del comportamiento de los tejidos y de los materiales dentales, según se oberva en este estudio, el cambio de color fue lo más característico en cada rango de temperatura, y se encontró en relación directa con el nivel de carbonización e incineración de los dientes y sus obturaciones. La corona a los 200ºC se tornó de un color pardo claro, los rebordes cuspídeos blancos y la placa acumulada en los surcos y fisuras se carbonizó con un color pardo oscuro. Como el esmalte es translúcido sufre un proceso de carbonización gradual en cada cambio de temperatura, que Günther y Schmidt¹⁵ denominaron «carbonización invisible», que afecta principalmente su grado de opacidad o pérdida de brillo, por tanto los cambios de color en la corona se reflejarán en los cambios de la dentina, que variarán a pardo oscuro en los 400ºC, café con pigmentos negros en los 600ºC, gris con pigmentos negros en los 800ºC, gris en los 1000ºC y gris con vetas blanco tiza en los 1200ºC (esta vetas se generan por incineración incompleta del esmalte, que pierde su aspecto translúcido). De la misma manera, las raíces cambian su color en virtud de los cambios del cemento, pues son de color café oscuro entre los 400ºC y 600ºC, blanco azuloso en los 800ºC y blanco tiza entre los 1000ºC y los 1200ºC. Todos estos cambios de color fueron descritos por Merlati et al.^{14, 42}

En los dientes cuya corona y raíz presentaron fracturas que exponen la dentina, se pudo observar que ésta se torna de un color negro a partir de los 600ºC, blanco-tiza en los 800ºC y blanca con manchas gris-azuloso entre los 1000ºC y los 1200ºC. En los especímenes en los que hubo exposición de la cámara pulpar y los conductos radiculares, es posible diferenciar la dentina circumpulpar o dentina secundaria fisiológica, que rodea la pulpa^{40, 43}, entre los 600ºC y los 1200ºC, asociada con un color siempre más claro que el resto de la dentina primaria, quizás por contar con células activas (odontoblastos) que se carbonizan e incineran mucho más rápido que la dentina primaria; de esta forma la dentina secundaria se torna gris cuando la dentina primaria se encuentra carbonizada de color negro entre los 600ºC y los 800ºC, y blanco tiza cuando es de color blanco-azuloso y blanco entre los 1000ºC y los 1200ºC, respectivamente (Fotos 8, 9 y 11).

También vale la pena destacar cómo la dentina primaria coronal que entre los 1000ºC y los 1200ºC es de color blanco-azuloso o blanco-tiza, conserva un área pigmentada de color negro que implica que aún no se ha incinerado completamente (Foto 11), situación que no ocurre en la raíz, esto se relaciona con la protección del esmalte como aislante térmico al igual que los materiales de uso odontológico para el caso de los dientes obturados; y que entre los 400ºC y los 800ºC es posible, en algunos especímenes, observar trazas del tejido pulpar incinerado, hallazgo descrito por Günther y Schmidt¹⁵.

En relación con los materiales dentales, la amalgama en los 200ºC y 400ºC pierde el brillo debido a la evaporación del mercurio¹⁴ y experimenta un cambio de color negro mate desde los 600ºC (Foto 10). Una característica interesante respecto a este material de restauración son los pigmentos que puede ocasionar en los tejidos dentales por la disociación de los metales que lo conforman. A los 600ºC las raíces presentan un brillo metálico plateado atribuido a trazas de mercurio liberadas durante su evaporación (Foto 9), según lo definieron Günther y Schmidt¹⁵.

Merlati et al.^{14, 42} refieren la aparición de pigmentos rosados en la raíz y en la corona de los dientes obturados con amalgama y sometidos a 1000ºC y 1100ºC como en este estudio (Fotos 10 y 13); sin embargo, en la observación microscópica, se advirtieron estos pigmentos en el esmalte alrededor de la amalgama entre los 600ºC y 1200ºC, en la dentina que conformó los límites de la cavidad y que entró en contacto con el material de obturación a los 600ºC, en el cemento a los 800ºC, y en la misma amalgama a los 600ºC, que se asocian con la oxidación por altas temperaturas que sufre el cobre cuyos óxidos volátiles liberados a partir de los 450ºC generan un pigmento rojizo-pardo^{15, 44, 45}.

Otra característica importante del color, es la formación de un halo dorado que circunscribe la tabla oclusal a través de los rebordes cuspídeos de los dientes obturados con amalgama entre los 800ºC y los 1200ºC (Foto 10), asociado con vapores de óxido de mercurio en tonos rojizos y amarillentos⁴⁶, al mismo cobre^{44, 45}, y a un sedimento pardo que dejan los óxidos de plata liberados a partir de los 962°C⁴⁷.

En lo referente a la resina, tomó un color marrón claro con vetas blancas a los 400°C (Foto 2), descrito por Merlati et al.⁴², como café amarillento, y aumenta su brillo. Ya en los 600°C la resina cambia a un color negro-grisáceo (dado por vetas grises) (Foto 5), debido según Merlati et al.¹⁴, a la combustión de la matriz acrílica, y, a partir de los 800°C hasta los 1200°C un color blanco-tiza (Fotos 8, 11). ]]>
El ionómero de vidrio de los dientes fracturados y en los que se obturaron con amalgama, pasa de un color blanco a los 1000°C y a marrón claro a los 1200°C, mientras que en los dientes obturados con resina cambió a un color gris oscuro en los 800°C y 1000°C (Foto 11).

Quizás el material de uso odontológico más constante fue el cemento de óxido de zinc, que únicamente cambió de color a gris oscuro a los 600°C (Foto 6), para adquirir un tono blanco más deslumbrante desde los 1000°C (Foto 14), como lo refieren Günther y Schmidt¹⁵.

Niveles de carbonización e incineración. Un diente expuesto a altas temperaturas sufre una serie de cambios físicos macroscópicos que van desde quedar intacto, quemado (pigmentos superficiales y cambio de color), carbonizado (reducido a carbón por combustión incompleta) o incinerado (reducido a cenizas)¹⁰.

A los 200°C se puede decir que los tejidos y los materiales dentales se queman sin grandes cambios físicos estructurales, lo que se evidencia en la aparición de manchas pardas, pérdida de brillo (rebordes cuspídeos blancos), aumento de brillo (para el caso de la resina). A los 400°C la corona adquiere un color pardo oscuro, donde el esmalte se empieza a tornar opaco y la dentina inicia su proceso de carbonización, lo mismo que el cemento. De igual forma el color guía el estado de los tejidos y los materiales durante este rango. A los 600°C la dentina se encuentra totalmente carbonizada y se transluce a través de un esmalte muy opaco que da a la corona un aspecto grisáceo. La resina inicia su proceso de combustión al cambiar igualmente de color y la amalgama sufre cambios en la textura, producto de la evaporación del mercurio^{14, 33, 42}.

A los 800°C, la dentina que comienza su fase de incineración adquiere un aspecto blanco-azuloso con áreas de color negro (principalmente en la parte coronal), lo que evidencia que aún existe un proceso de carbonización. El esmalte se aprecia incinerado al igual que el cemento. En el caso de los materiales dentales se hace evidente la incineración de la resina y del cemento de óxido zinc, que se comporta como un yeso piedra¹⁵.

A los 1000°C y a los 1200°C la incineración de todos los tejidos y de los materiales se hace cada vez más notoria con base en el color, la textura y el estado fragmentado y pulverizado de algunos especímenes, situación que también describieron Merlati et al.^{14, 42}, a tal punto que el diente no se puede manipular ni mucho menos tocar, de no ser por las bandejas individuales de material de revestimiento¹⁴ y por la fijación de los ejemplares con laca para cabello¹⁰.

CONCLUSIONES

Los tejidos dentales, esmalte, dentina y cemento, presentan gran resistencia a la acción de las altas temperaturas, lo que le confiere a los dientes un apreciable estado de conservación sin serios cambios macroestructurales que afecten su morfología.

Los materiales de uso odontológico, amalgama, resina compuesta, ionómero de vidrio y cemento de óxido de zinc modificado, presentan gran resistencia a la acción de las altas temperaturas, y aunque en algunos casos se ven seriamente comprometidos en su macroestructura, se conservan dentro de las cavidades aun cuando el esmalte y la dentina presentan fracturas y fragmentación.

Los tejidos y los materiales dentales presentan una serie de cambios físicos macro y microestructurales específicos de cada rango de temperatura (color, textura, fisuras, grietas, fracturas, fragmentación), por lo cual su comportamiento puede evidenciar los grados de temperatura que se pudieron alcanzar para el caso de cadáveres quemados, carbonizados o incinerados.

En los dientes obturados con amalgama y resina compuesta (estos dos sistemas con ionómero de vidrio como protector pulpar y base de la cavidad), y con cemento de óxido de zinc modificado, se presentan una serie de fenómenos en los tejidos dentales (color, textura, fisuras, grietas, fracturas, fragmentación) específicos de cada rango de temperatura, que en caso de desalojo y pérdida del material de obturación, se puede llegar a inferir el tipo de material que ocupaba la cavidad, lo que es de gran utilidad en el momento de hacer el cotejo de los hallazgos postmortem con la historia clínica pre-mortem.

Conocer el comportamiento de los tejidos dentales y los materiales de uso odontológico a altas temperaturas resulta de gran importancia para la odontología forense en el proceso de identificar un individuo cuyo cadáver o restos hayan sido quemados, carbonizados o incinerados.

AGRADECIMIENTOS

Esta investigación se pudo desarrollar gracias a la colaboración de los técnicos de laboratorio dental Juan Manuel Martínez y Mónica García; al asesoramiento del odontólogo Carlos Alfonso Mejía, y de los profesores de la Unidad de Materiales Dentales del Departamento de Odontoestomatología «Silvio Palazzi» de la Universidad de Pavía (Italia), Giuseppe Merlati, especialista en biomateriales dentales y Caterina Savio, especialista en odontología forense y a la contribución de la Escuela de Odontología de la Universidad del Valle.

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