Cerámicas dentales, grietas y fracturas

PROTESIS FIJA.
TEMA 12.
CERAMICAS DENTALES. GRIETAS Y FRACTURAS.
1. INTRODUCION.
2. FRACTURA FRAGIL.
2.1. CAUSAS.
2.2. CONTROL.
2.2.1. GRIETAS EN SUPERFICIE.
2.2.2. PROPAGACION DE LA GRIETAS.
2.2.3. MECANISMO DE COOK-GORDON.
2.2.4. SINTERIZACION.
3. MECANISMOS DE FORMACION DE GRIETAS.
3.1. CONTRACION.
3.1.1. MASA CERAMICA.
3.1.2. ESPESORES DIFERENTES.
3.1.3. ESPESORES FINOS.
3.1.3.1. CORONAS.
3.1.3.2. HOMBRO BISELADO.
3.1.3.3. ZONAS OCLUSARES.
3.2. CHOQUE TERMICO.
3.2.1. DURANTE EL CALENTAMIENTO.
3.2.2. DURANTE EL ENFRIAMIENTO.
3.3. SUPERFICIE CERAMICA IRREGULAR.
3.4. DEFORMACION METALICA.
3.4.1. DISEÑO INCORRECTO.
3.4.1.1. ESPESORES FINOS.
3.4.1.2. ESTRUCTURA METALICA.
3.4.2. FALTA DE AJUSTE MARGINAL.
3.4.2.1. DEFORMACION EN BROQUE DE LA ESTRUCTURA.
3.4.2.2. DEFORMACION A NIVEL DE ESPESORES FINOS DE LOS MARGENES.
4. MECANISMOS DE FRACTURAS.
4.1. POROS SUPERFICIALES.
4.2. CONTAMINACION METALICA.
4.3. FATIGA DE LA CERAMICA.
1. INTRODUCION.
De forma general las causas de posibles apariciones de grietas y fracturas puede ser lo
siguiente:
- Estructural.
- Diseño.
- Manipulación.
1. Estructural  depende de la composición química de la cerámica y también de la
estructura de la cerámica después del proceso de sinterización. Algunas cerámicas
son más resistentes que otras, es decir, estructuralmente son mejores. En este
aspecto solo puede intervenir el fabricante.
2. Diseño  el diseño incorrecto tanto de la estructura metálica como de la cerámica
pueden favorecer la aparición de grietas y fracturas. “no son Griffin”. Interviene el
clínico y el protésico.
3. Manipulación la correcta condensación “proporción agua/polvo en el cristal”. El
seguir los protocolos e intrusiones del fabricante nos garantiza el menor número
de grietas.
2. FRACTURA FRAGIL.
2.1. CAUSAS.
En los materiales cerámicos se deben tener en cuenta los siguientes principios:
1. No existe un sistema o técnica que pueda limitar o bloquear la fuerza aplicada a la
cerámica.
2. Las cerámicas poli cristalinas debido a su diferente coeficiente de expansión térmica,
en las diferentes capas puede ser el origen de grietas y fractura frágil.
3. Las microgrietas estructurales y no estructurales pueden provocar un mecanismo de
fractura frágil.
4. Cualquier grieta con las condiciones adecuadas puede provocar una fractura frágil.
2.2. CONTROL.
Ya que en cierta forma la etiología de la fractura frágil es inevitable, si podemos controlar
o retrasar la fractura final. Esto se puede hacer de la siguiente forma.
2.2.1.
GRIETAS EN SUPERIFICIE
Para controlar la producción de grietas en superficie se pueden realizar lo siguiente:
TRATAMIENTO QUÍMICO
Por medio del tratamiento con ácido fluorhídrico de la superficie de la pieza se pueden
eliminar las microgrietas de Griffith. En todo caso, las microgrietas profundas, estructurales o
no, son redondeadas disminuyendo la concentración de tensiones y aumentado su resistencia
a las fuerzas que allí se concentren.
GLASEADO
El objetivo es que en la superficie de la cerámica no se produzcan el mínimo de
irregularidades o surcos para conseguir una textura uniforme y lisa.
Una buena técnica de glaseado consigue disminuir mucho estos defectos superficiales.
2.2.2.
PROPAGACIÓN DE LA GRIETA
Impidiendo la propagación de las grietas, estamos aumentando la resistencia a la fractura de la
cerámica.
Para conseguir este objetivo se les incorpora algunas sustancias reforzadoras, que son
capaces de impedir la propagación de las microgrietas.
Estas sustancias son los Crack-Stoppers o detenedores de fracturas. Como crack-stoppers se
utilizan las siguientes sustancias:
- CUARZO
Es el material reforzador clásico. Pero en la actualidad se duda de su efectividad.
- ALÚMINA
Es el material reforzador actual más efectivo.
Se ha demostrado que su inclusión en un vidrio aumenta la resistencia de este.
2.2.3.
MECANISMO DE COOK-GORDON
Es el mecanismo por el cual las interfaces de la porcelana actúan como crack-stoppers o
detenedores de fracturas.
Esquemáticamente puede ser interpretado de esta manera: cuando la punta de la fisura
se aproxima y llega a la interface separada, su extremo se convierte en una superficie amplia y
pierde su valor como grieta aguda.
Las interfaces pueden producirse tanto en la estructura interna como las diferentes fases en el
proceso de laboratorio.
En las cerámicas policristalinas, en las que el coeficiente de expansión térmica es armónico, la
separación o límite entre las fases pueden impedir o estorbar la propagación de la grieta y
evitar la fractura.
2.2.4.
REACCIÓN QUÍMICA O SINTERIZACIÓN
La alúmina se incorpora en polvos de forma redonda, porque tiene mejor humectabilidad.
La acción, como reforzadora de la alúmina y el cuarzo, será efectiva si durante la cocción
tiene lugar una reacción química o una sinterización entre ellos y el resto de la masa.
A la temperatura de 1250-1500º C, los álcalis (K2O y Na2O), reaccionan con la alúmina y la
sílice para dar silicatos alumínico, potásicos y alumínico- sódicos.
Parece ser que la unión química se realiza mejor con la alúmina y en menor grado con el
cuarzo. Por esto el cuarzo no se le considera un reforzador antigrieta.
El cuarzo en este caso se cómo un cuerpo inerte, dentro de la estructura fundida, que puede
aportar traslucidez y mayor poder de refracción para mejorar la estética.
- SINTERIZACIÓN CORRECTA
La grieta no se propagará porque puede ser detenida por el crack-stopper o detenedor de
fracturas, actuando como tal.
- SINTERIZACIÓN NO CORRECTA
La grieta evolucionará sorteando el material de relleno y continuando su propagación.
3. MECANISMOS DE FORMACION DE GRIETAS.
3.1. CONTRACION.
3.1.1. MASA CERAMICA.
No hay que confundir las microgrietas estructurales o de Griffin con las grietas que se pueden
producir durante la cocción y el enfriamiento de la masa cerámica. Estas grietas comprenden
todo el espesor de la capa y a veces se manifiestan como líneas de fracturas con los márgenes
no separados. Estas grietas se producen principalmente:
- por una condensación inadecuada.
- Un enfriamiento cerámico no correcto.
3.1.2. ESPESORES DIFERENTES.
Existe el riesgo de formación de grietas en aquellas zonas en las que existen diferentes
espesores de la masa cerámica.
El mecanismo de formación de grietas se justifica por diferentes mecanismos, la zona con más
espesor de cerámica experimenta mayor contracción al enfriarse con respecto a la zona de
menor espesor y se originan una grieta “propiedad de conductividad térmica”.
El espesor no uniforma del metal influye en la velocidad de enfriamiento y calentamiento de la
cerámica.
3.1.3. ESPESORES FINOS
3.1.3.1. CORONAS.
Las coronas tienen que tener un espesor uniforme para hacer menos probable la aparición de
grietas en la cerámica, la labor del técnico es conseguir este diseño y que no sean espesores
muy finos.
3.1.3.2. HOMBROS BISELADOS.
Otro problema de espesores finos son la terminación con un hombro biselado, en este caso se
plantea dos soluciones:
- Dejar el bisel en metal para mejorar el ajuste del colado. Tiene inconvenientes:
1. Es poco estético.
2. La encía con el tiempo se retrae y queda expuesto el margen metálico y el
paciente cuestiona la estética.
- Recubrir el bisel con porcelana. Tiene inconvenientes:
1. La contracción de la cerámica deforma la estructura metálica. En espesores
muy finos la porcelana al contraerse puede deformar el metal y la corona no
ajusta bien.
2. Contorno gingival excesivo, desde un punto de vista Bio mecánico hacia los
tejidos blandos a largo plazo plantea problemas.
3. Márgenes desflecados en el metal debido a las sucesivas cocciones de la
estructura cerámica el metal a este nivel aparece superficie irregular que
provoca falta de apoyo en la cerámica y puede provocar grietas.
3.1.3.3. SUPERFICIES OCLUSARES.
En el caso en que superficies oclusares no exista suficiente espacio para colocar la cerámica
debe plantearse hacerla enteramente de metal o hacer que el antagonista ocluya en un islote
de metal, dejando la cerámica en las zonas que no haya oclusión.
No se aconseja hacer una reducción excesiva del metal para colocar encima la cerámica
porque se puede producir una distorsión de los márgenes del metal y la porcelana al no tener
un soporte rigido salta
3.2. CHOQUE TERMICO.
3.2.1. DURANTE EL CALENTAMIENTO.
La porcelana se debe calentar en forma muy progresiva en todas sus capas. Si el calentamiento
es muy brusco el agua contenida en la cerámica y según la cantidad de vapor de agua que se
produzca:
- Estallido de la corona.
- La aparición de grietas.
- Si el vapor de agua no es excesivo se originan vacíos o poros a nivel de la línea de
la unión entre las masas. Este poro durante las siguientes cocciones en la fase
acabado y pulido o en las primeras pruebas de cerámica salta.
Durante la técnica de glaseado si es un proceso “rápido” independientemente de la
temperatura se puede producir una grieta o un estallido por un mecanismo similar de un vaso
al añadir agua hirviendo.
3.2.2. DURANTE EL ENFRIAMIENTO.
El proceso de enfriamiento se origina una compresión desde la capa más externa a la más
interna esto puede dar lugar a la aparición de grietas. Las cerámicas actuales debido a su
composición química y al tamaño del grano no son tan sensibles a los procesos de
enfriamiento.
Antiguamente se hacía un proceso de templado en la cerámica.
3.3. SUPERFICIE CERAMICA IRREGULAR.
Las grietas que se originan por irregularidades en la superficie se obtendrán resultados
diferentes según qué tipo de fuerza sea.
“la cerámica resiste bien la fuerza de compresión pero no aguanta fuerzas tangenciales”.
Esta superficie irregular son las grietas estructurales o de Griffin o grietas no estructurales que
pueden aparecer por las siguientes circunstancias:
- Partículas de polvo en la superficie.
- Contaminación del trabajo en el laboratorio de protesis. “cera, revestimiento”.
- Surcos o muecas producidas por una fase de repasado o desgaste.
3.4. DEFORMACION METALICA.
Las estructuras metálicas, tanto de aleaciones nobles como las de no nobles, con las sucesivas
cocciones experimentan una deformación, que se traduce en que la adaptación al modelo no
es tan perfecta como lo era antes de hacer la cocción de la cerámica.
Los factores que pueden influir directamente para producir la distorsión de estas
estructuras metálicas son los siguientes:
- Diseño incorrecto.
- Falta de ajuste marginal.
3.4.1.
DISEÑO INCORRECTO.
Tratando de esquematizar los efectos de un diseño incorrecto, que puede representar un
factor de riesgo añadido a la aparición de grietas (no microgrietas de Griffith) tendríamos lo
siguiente:
3.4.1.1.
ESPESORES FINOS.
CONTRACCIÓN DE LA PORCELANA.
La contracción de la porcelana con la subsiguiente deformación del metal sobre todo a
nivel de espesores finos.
Debido a que se suceden diferentes cocidas el metal dilatará y contraerá, produciendo grietas.
RIGIDEZ DE LA PORCELANA
La disminución en la resilencia del metal (capacidad elástica del metal) debido a la rigidez de
la cerámica. Si se hace una prueba, puede ocurrir que la porcelana se raje o se salte sobre todo
a nivel de espesores finos. La dilatación del metal no es gradual sino dando
“saltos” mecánico de fuerzas.
3.4.1.2.
ESTRUCTURA METÁLICA.
DIFERENTES ESPESORES
Es indudable que un espesor de metal fino al lado de uno de mayor espesor influye en la
velocidad de calentamiento y enfriamiento de la cerámica y eventualmente se originan
tensiones en la zona cubierta por cerámica.
FALTA DE APOYO
La falta del debido apoyo de la estructura metálica durante las cocciones, contribuye a un
indebido diseño de la estructura.
Tucillo y Nielsen, demostraron que una estructura se deforma por su propio peso al estar
soportada por los extremos, sin apoyos intermedios, durante las cocciones, y por eso se
recomienda usar apoyos efectivos para evitar la deformación.
CREEP O FLUENCIA
La utilización de aleaciones que a determinadas temperaturas presentan el fenómeno de
“creep” o fluencia, pierden, de forma momentánea la rigidez necesaria para servir de apoyo a
la cerámica. Esto puede suceder cuando los puntos de fusión del metal y la cerámica están
muy cercanos entre sí.
3.4.2.
FALTA DE AJUSTE MARGINAL
Realmente no se sabe si la falta de ajuste marginal se debe a lo siguiente:
3.4.2.1.
DEFORMACIÓN EN BLOQUE DE LA ESTRUCTURA
DESGASEADO
La deformación originada durante la desgasificación del metal puede deberse a la liberación
por las altas temperaturas de las tensiones internas originadas en la estructura metálica
durante el colado, enfriamiento y la manipulación del metal durante el repasado y el acabado.
GLASEADO
Debido a la temperatura del glaseado, cuando se realiza a 20º C por encina de la
temperatura de cocción de la dentina.
SALIDA DEL HORNO
También puede influir la rapidez con que las estructuras e sacan del horno para el
enfriamiento, ya que si éste es brusco, el cristal tiene mayor tendencia a la contracción de
tensiones residuales.
3.4.2.2. DEFORMACIÓN A NIVEL DE ESPESORES FINOS DE LOS MÁRGENES.
La causa puede estar en dos hechos, siendo posible que actúen de forma sinérgica:
1. En la deformación del metal.
2. En las fuerzas contráctiles que la porcelana al enfriarse va a ejercer sobre el metal.
4. MECANISMOS DE FRACTURAS.
4.1. POROS SUPERFICIALES.
- Si la estructura metálica tiene un poro “externo” necesariamente la porcelana se
fractura a ese nivel por falta de apoyo.
- En espesores muy finos donde no hay poros superficiales y debido a las diferentes
cocciones puede aparecer una perforación en el metal que representa una falta de
apoyo y aparece una fractura.
- Si en el colado hay incrustaciones de gases en forma de poros internos debido a la
temperatura de la cocción se producen dilataciones de esos gases de tal magnitud
que rompe la estructura metálica. Representa una falta de apoyo y fractura
posterior.
4.2. CONTAMINACION METALICA.
La estructura metálica debido a una manipulación incorrecta puede quedar restos de
materiales que supongan una falta de apoyo de la cerámica sobre el metal. Suelen ser dos
causas:
- Contacto con las manos.
- Innecesario pulido con la fresa de goma en la estructura metálica.
4.3. FATIGA DE LA CERAMICA.
La fractura por fática mecánica ocurre en materiales con cierta capacidad elástica. Este tipo de
fatiga no es posible en la cerámica pero si un proceso muy parecido. Las porcelanas en un
ambiente de cierta humedad provoca un proceso de corrosión en el fondo de las microgrietas,
produciendo un desgaste y un afilamiento de dicha grietas. Para prevenir este mecanismo:
- Los fabricantes están consiguiendo cerámica más estables en ambientes húmedos.
- La importancia de una buena técnica de glaseado para evitar la contaminación del
agua.