Revista Dental de Chile 2014; 105 (3) 20-23 Reporte Clínico Autores: Profundidad de curado de resinas compuestas fluidas activadas con luz halógena y L.E.D. a través de distintos espesores de resina compuesta indirecta. 1 Mair Caro Cohen. David Aizencop Colodro. 3 Manuel Ehrmantraut Nogales. 2 1 Depth of cure of flowable composite resin activated with quartz tungsten halogen and L.E.D. units through different thicknesses of indirect composite resin. Cirujano Dentista Practica privada. 2 Profesor Asistente Area de Biomateriales Odontológicos, Departamento de Odontología Restauradora. Facultad de Odontología, Universidad de Chile. 3 Profesor Asociado Area de Biomateriales Odontológicos, Departamento de Odontología Restauradora. Facultad de Odontología, Universidad de Chile. Resumen Se evalúa la influencia del espesor de una resina compuesta indirecta en la profundidad de polimerización de resina fluida al ser activada con distintas fuentes de luz, interponiendo bloques de resina compuesta indirecta de distinto grosor. Se polimerizó resina fluida en un conformador metálico de 4 mm. de profundidad y 6 mm. de diámetro, interponiendo bloques de resina compuesta indirecta de 3 y 4 mm. de espesor, utilizando luz halógena y luz LED durante 40 seg. Terminada la iluminación se retiró el material sin polimerizar y se midió la resina endurecida con un pie de metro digital, con sensibilidad de 0,01 milímetros. Los valores fueron tabulados y sometidos a test estadísticos donde se encontró diferencia entre los grupos (p<0,05). El uso de luz LED aumenta la profundidad de polimerización de la resina fluida subyacente a la resina indirecta y ésta a mayor grosor disminuye la efectividad de polimerización. Palabras claves: Profundidad de polimerización, fotoactivación, resinas fluidas, resinas indirectas. Summary There has been evaluated the influence of the thickness of indirect composite resin thickness in depth of cure of flowable resins using different light sources, interposing indirect composite resin blocks of different thickness. Flowable resin was polymerized in a metallic forming of 4 mm. of high and 6 mm. of diameter, interposing compound indirect resin blocks of 3 mm. and 4 mm. of thickness, using halogen light and LED light during 40 seconds. After photocuring, the material without polymerizing was withdrawn and the hard resin was measured, with sensibility of 0, 01 millimeters. The values were tabulated and analyzed, statistical differences between the groups were found (p<0,05). The use of LED light increases the depth of cure of flowable composite through the indirect resin blocks Nevertheless, when increasing the thickness of the indirect resin block the efficiency of curing decreases. Key words: Depth of cure, photoactivation, flowable resin composites, indirect composites resins. Introducción En la rehabilitación de piezas dentarias que han sufrido pérdida parcial de su estructura, se han desarrollado las resinas compuestas, formadas por una matriz orgánica, un relleno inorgánico, y un agente bifuncional que mantiene la integridad del material, uniendo los dos componentes anteriores. Al polimerizar, la fase orgánica sufre contracción que es minimizada gracias a la fase inorgánica(1). Esta contracción también se puede controlar mediante técnica incremental, sin embargo esto no resulta práctico en grandes restauraciones(2,3). Cuando las restauraciones son de mayor tamaño se utilizan las resinas compuestas de proceso indirecto, que permiten confeccionar adecuadamente las restauraciones en su forma anatómica, márgenes y oclusión y a la vez disminuir los efectos negativos de la contracción 20 de polimerización y la tensión derivada de ésta(2,3). La fijación de las restauraciones indirectas estéticas se realiza con los cementos de resina compuesta, debido a su afinidad química con las resinas indirectas y a sus propiedades estéticas. Estos cementos pueden ser activados de manera química, física, o por ambos sistemas (Dual)(4), siendo estos dos últimos los más utilizados. Los cementos de activación física por luz presentan tiempo de trabajo extendido respecto a los de curado dual, además de mayor estabilidad del color (5). Las resinas compuestas fluidas han sido propuestas como alternativa a los cementos de resina de fotoactivación ya que se ha determinado que cuentan con las propiedades necesarias Revista Dental de Chile 2014; 105(3) para actuar como agentes cementantes, dado que presentan adecuado grosor de película y propiedades mecánicas similares a la de los cementos de resina(6,7). Sin embargo, para alcanzar sus propiedades mecánicas óptimas esta debe ser irradiada con una intensidad suficiente de luz a fin de iniciar el proceso de polimerización y garantizar el curado adecuado del material. Factores como el material y espesor de la restauración interpuesta, el tiempo de exposición y la unidad de fotoactivación utilizada inciden en la cantidad de luz que finalmente será capaz de activar la resina subyacente(8). La cantidad de luz resultante determinará tanto las propiedades mecánicas finales de la resina como la profundidad máxima de polimerización. Por otra parte, cuando el curado es insuficiente, la cantidad de monómero residual puede potencialmente causar reacciones biológicas adversas(9, 10,11). Para activar las resinas compuestas, las fuentes de luz más utilizadas son la luz halógena (Quartz Tungsten Halogen [QTH]) y la luz emitida por diodos (Light-Emitting Diode [L.E.D.]). Las unidades de luz halógena emiten un rango de longitudes de onda entre los 400 a 500 nm. Por otra parte las unidades L.E.D. emiten luz dentro de un rango acotado de longitudes de onda, con máxima intensidad cercana al máximo de activación de la canforoquinona (468 nm.), el iniciador de polimerización de resinas compuestas más utilizado en la actualidad(12). Por estas razones señaladas anteriormente es que nos planteamos la hipótesis que existen diferencias significativas en la profundidad de polimerización de resina compuesta fluida al interponer bloques de resina compuesta de procesado indirecto de distinto grosor. En virtud de lo anterior, al ser el espesor de la restauración interpuesta y la unidad de fotoactivación factores que inciden en la profundidad de polimerización de las resinas compuestas, este estudio tiene por objetivo determinar las diferencias en la profundidad de curado de resina compuesta fluida entre ambas fuentes lumínicas a través de distintos espesores de resina compuesta indirecta, simulando la activación que se realiza para fijar restauraciones indirectas. halógena. Los resultados fueron tabulados y divididos por 2, según la norma ISO: 4049:2009 y sometidos al test estadístico de Shapiro-Wilk, el cual arrojó normalidad para todos los grupos y posteriormente con el test de análisis de varianza ANOVA (one-way) con corrección de Bonferroni (p<0,05) incluyendo los grupos control, utilizando el programa computacional STATA®. Material y método Muestras El tamaño de la muestra para este estudio experimental fue determinado en mediante el Software G-Power 3 con un tamaño de efecto de 0.5 (Mediano) un poder estadístico de 0.8 calculado para 4 grupos de estudio con un intervalo de confianza definido como 95% (α =0,05). Figura 1: Esquema del proceso de fotoactivación. Se confeccionaron 2 especímenes de resina compuesta indirecta (Art-Glass® Heraeus Kulzer) color A3, con las siguientes medidas: Un espécimen de 3 mm. de alto y 6 mm. de diámetro, y otro espécimen de 4 mm. de alto y 6 mm. de diámetro. A través de ellos se polimerizó resina compuesta fluida, depositada en un formador metálico con perforaciones de 3 mm. de alto por 6 mm. de diámetro, indistintamente con luz halógena (Elipar® 2500, 3M ESPE) y luz de tipo led (Radii-Cal®, SDI, Australia) durante 40 seg., siguiendo el esquema que se muestra en la Figura 1. Terminada la activación de la resina compuesta fluida, se procedió a retirar el material no endurecido con espátula plástica como lo indica la norma ISO: 4049:2009. Retirado el espécimen del formador se midió su altura, que corresponde a la resina endurecida, con pie de metro digital Lizt® (Alemania), con sensibilidad de 0,01 milímetros. De esta manera se obtuvieron 60 cuerpos de prueba. Como grupo control se iluminó resina compuesta fluida directamente por 40 seg. en un espesor de 3 mm. sin interposición de resina compuesta indirecta. El resumen de los grupos se muestra en la Figura 2 (Flujograma). Ambas lámparas se calibraron con radiómetro Optilux® (Kerr, Demetron), para determinar su potencia donde los valores fueron: 1200mW/cm2 para lámpara LED y 600mW/cm2 para lámpara Fuente Lumínica. Resina Indirecta. (Bloque de Artglass®) Cubre-objetos. Formador Metálico. Resina Fluida. Figura 2: Flujograma de distribución y tratamiento de los grupos de estudio. Grupos “Halógena” Grupos “L.E.D” Grupos Experimentales (n=60) Grupo 1 (n=15) 3 mm. de Resina Indirecta 4 mm. de resina Fluida 40 segundos luz Halógena Grupo 3 (n=15) 3 mm. de Resina Indirecta 4 mm. de Resina Fluida 40 segundos luz L.E.D. Grupo 2 (n=15) 4 mm. de Resina Indirecta 4 mm. de Resina Fluida 40 segundos luz Halógena Grupo 4 (n=15) 4 mm. de Resina Indirecta 4 mm. de Resina Fluida 40 segundos luz L.E.D Grupos Control (n=16) Grupo Control Halógena (n=8) 4 mm. de Resina Fluida 40 segundos luz Halógena Grupo Control L.E.D. (n=8) 4 mm. de Resina Fluida 40 segundos luz L.E.D. Aspectos éticos Esta investigación, de tipo experimental in vitro, utilizó muestras de diferentes marcas comerciales de resinas compuestas disponibles en el mercado nacional, a saber Wave® (SDI) y Artglass® (Heraeus Kulzer). No se involucró la participación de seres humanos y/o animales, ni muestras de ellos. Por otro lado, debido a consideraciones bioéticas y metodológicas resulta poco viable determinar la profundidad de polimerización in vivo. Revista Dental de Chile 2014; 105(3) 21 Resultados La descripción de los datos se resume en la Tabla 1, donde se muestran los valores de profundidad de polimerización de los grupos control y experimentales, expresados en mm. Tabla 1: Descripción de los valores de profundidad de polimerización de los grupos control (n=16) y experimentales (n=60), expresados en mm. Grupos Los promedios (Medias) mostrados en la tabla fueron representados en el Gráfico 1, donde se observa las diferencias entre los grupos en estudio en lo que respecta a su profundidad de polimerización. Se realizó la comparación entre grupos experimentales y grupos control, utilizando el test ANOVA de una vía con corrección de Bonferroni, encontrándose diferencias estadísticamente significativas (p=0.000, Poder (1-ß)= 1.0). No así, al comparar ambos grupos control, donde no se encontraron diferencias estadísticamente significativas (p=1.000). Media + Desv. Standard Min. (mm.) Max. (mm.) Grupo 1 (n=15) 1.649 1.550 1.730 Grupo 2 (n=15) 1.224 1.170 1.280 Grupo 3 (n=15) 1.789 1.715 1.855 Grupo 4 (n=15) 1.316 1.230 1.380 Control Halógena (n=8) 2.000 1.985 2.015 Control LED (n=8) 2.001 1.985 2.015 Discusión La resina compuesta fluida al ser iluminada directamente con cualquiera de las dos fuentes de luz, obtuvo valores de profundidad de polimerización mayor que el mínimo exigido por la norma ISO: 4049:2009. Asimismo, los valores obtenidos al fotoactivar, con ambas unidades de luz a través de 3 mm. de resina indirecta Art-Glass®, se encuentran sobre esta medida. Por el contrario, al fotoactivar a través de 4 mm. de resina indirecta ninguna de las dos unidades alcanzó el mínimo de 1,5 mm. de profundidad de polimerización de resina fluida al iluminarla por 40 segundos. No obstante, este mínimo establecido en la norma ISO: 4049:2009 debiera resultar relevante para resinas de restauración directa, no así necesariamente para los cementos de resina. Esto debido a que por definición la profundidad de polimerización determina la profundidad máxima de curado en la que se obtiene un nivel adecuado de conversión del material. Esto implica, a pesar de que las muestras polimerizadas a través de 4 mm. de resina indirecta no alcanzan el mínimo de profundidad según la norma ISO: 4049:2009, existe un grado adecuado de conversión del material para las profundidades de polimerización obtenidas. Al comparar los grupos fotoactivados mediante luz L.E.D. y aquellos fotoactivados con luz halógena convencional se encontró diferencias significativas en todos los grupos. Los valores más altos a favor de la luz L.E.D. se explican dada la mayor potencia de salida de la lámpara L.E.D., respecto a la de luz halógena convencional. Esto también podría ser explicado por el hecho que el máximo de longitud de onda emitido por la lámpara L.E.D. (460 nm.) se encuentra más cercano al máximo de activación del fotoiniciador canforoquinona (468 nm.), y por lo tanto la intensidad de la luz entregada en este nivel en comparación con lámparas de luz halógena es mayor. Mousavinasab(15) encontró 22 diferencias significativas con mayores valores para profundidad de polimerización y menor producción de calor para resinas compuestas fotoactivadas mediante luz L.E.D. versus una lámpara halógena convencional. Es importante aclarar que la lámpara L.E.D. utilizada para este estudio corresponde a una lámpara de segunda generación, que presenta mayor potencia que la generación precedente(12). Ernst y cols.(16), estudiaron la profundidad de polimerización a una distancia de 7 mm. con luz L.E.D. de primera y segunda generación y luz halógena convencional, encontrando menores valores de polimerización para las lámparas L.E.D. de primera generación respecto a las de segunda generación y luz halógena convencional. En este estudio se mostró existencia de diferencias estadísticamente significativas en la profundidad de polimerización lograda al variar el espesor de la resina indirecta interpuesta de 3 mm. y 4 mm., tanto para aquellas muestras polimerizadas por medio de luz L.E.D. como halógena. Al comparar los tamaños de efecto (TE) y diferencia de medias (ΔX) al variar el grosor del cuerpo interpuesto de los grupos fotoactivados mediante luz L.E.D. (TE=5.91, ΔX=0,473 mm.) versus aquellos fotoactivados mediante luz halógena (TE=5.31, ΔX=0,425 mm.) existe menor variación entre los grupos fotoactivados por esta última. Esto se puede deber a aumento de temperatura asociado a la polimerización con lámparas convencionales, lo que según Hansen y Amussen(17) puede ocasionar leve aumento en la profundidad de polimerización. Sin que esto se entienda como ventaja a favor de las lámparas halógenas convencionales ya que un pequeño aumento en la profundidad de polimerización es a expensas de aumento de la temperatura excesivamente alta. Además, al comparar los TE obtenidos al variar 1 mm. el grosor del cuerpo interpuesto para ambas unidades Revista Dental de Chile 2014; 105(3) de luz, resultaron en promedio 6.5 veces mayores que los TE asociados a la variación de la fuente de luz para un mismo grosor del cuerpo de resina indirecta Art-Glass® interpuesto. Esto implica que la variación en la profundidad de polimerización al variar el cuerpo interpuesto en 1 mm. resulta más importante que el asociado al hecho de cambiar el tipo unidad de luz utilizada. El-Mowafy y cols.(18) comprobaron que siempre existe atenuación de la luz al atravesar estructuras indirectas y que estos valores disminuyeron hasta un 70% al atravesar cuerpos de resina de solo 1 mm. de grosor, siendo la luz completamente bloqueada al utilizar grosores de 4 mm. A pesar de que es posible entregar suficiente energía radiante a través de espesores de hasta 4 mm. para alcanzar cierto grado de conversión que permite lograr profundidades de polimerización importantes de la resina compuesta fluida subyacente, la literatura recomienda sin embargo, recurrir a cementos de resina de curado dual toda vez que grosor de la restauración a cementar sea mayor a 2 mm.(19,20). En un estudio comparativo de la profundidad de polimerización de resinas compuestas fotopolimerizadas con lámpara L.E.D. y halógena convencional realizado con diversas marcas de resina compuesta se determinó que la luz L.E.D. resultó con mayores valores de profundidad, para algunas de estas, mientras que con otras se obtuvieron mayores valores con luz halógena convencional; igualmente en algunas marcas no se encontraron diferencias estadísticamente significativas(21). Sin embargo, esto fue realizado según los tiempos indicados por los fabricantes, 25 segundos para la lámpara L.E.D. y 40 segundos para la unidad halógena convencional. Esto indica que, si bien, la intensidad y longitud de onda emitidas por la unidad de polimerización son importantes en determinar la profundidad de polimerización esta es también dependiente de la composición de la resina a polimerizar. La distancia desde la que es aplicada la luz también parece ser un factor influyente en la profundidad de polimerización dada la naturaleza divergente de la luz generada por las unidades L.E.D. y halógenas. Sin embargo, un estudio que determinó las diferencias obtenidas al alejar progresivamente la luz hasta 15 mm. a pesar de haber encontrado disminución estadísticamente significativa en la profundidad de polimerización determinó que este efecto no resultaba determinante en las características de polimerización(22). respecto a la unidad halógena convencional Elipar® 2500 (3M ESPE.) al interponer cuerpos de resina indirecta ade 3 y 4 mm. siendo esta diferencia estadísticamente significativa (p<0,05). Asimismo, es posible lograr profundidades de polimerización adecuados tanto con luz L.E.D. de segunda generación como con unidad halógena convencional al polimerizar resina fluida a través de cuerpos de resina indirecta de hasta 3 mm. por 40 segundos. Estos valores resultan insuficientes al aumentar el espesor de la resina indirecta a 4 mm. según la norma ISO: 4049:2009, por lo que es recomendable utilizar un cemento de activación dual cuando las restauraciones son de 4 mm. de espesor o más. Conclusiones Existen diferencias significativas en la profundidad de polimerización de resina compuesta fluida al interponer cuerpos de resina indirecta, siendo estas diferencias mayores a medida que aumenta el grosor del cuerpo interpuesto. Es posible lograr mayor profundidad de polimerización de la resina compuesta fluida mediante la unidad L.E.D. Radii-Cal® (SDI) Conflicto de interés Gráfico1: Valores promedio (medias) de profundidad de polimerización, separados por grupos control (n=16) y experimentales (n=60), expresados en mm. Profundidad de Polimerización (mm.) Los autores declaran haber recibido el aporte del material WaveR, SDI, Australia para la experimentación a través de la firma Zabala&Herrera, representante nacional de la Marca antes mencionada, a quienes agradecemos su aporte. Media 2,5 2 1,5 1 2 1,789 1,649 2,001 1,316 1,224 0,5 0 Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4 Grupo 5 Control Halógena Bibliografía 1. Anusavice K. Phillips. Ciencia de los Materiales Dentales. 11ma Edición. Madrid: Elsevier, 2004. 2. Jackson RD. Indirect Resin Inlay and Onlay Restorations: A Comprehensive Clinical Overview. Pract Periodont Aesthet Dent 1999; 11(8):891-900. 3. Nandini S. Indirect resin composites. J Conserv Dent 2010; 13:184-94. 4. Ferracane JL. Resin composite State of the art. Dental Materials. 2011; 27(1):29-38. 5. Manso A, et al. Cements and adhesives for allceramic restorations. Dent Clin North Am. 2011; 55(2):311-32. 6. Barceleiro MO, De Miranda MS, Dias KR, Sekito T. Shear bond strength of porcelain laminate veneer bonded with flowable composite. Operative Dentistry, 2003; 28:423–428. 7. Schulze KA, Marshall SJ, Gansky SA, Grayson W M. Color stability and hardness in dental composites after accelerated aging. Dent Mater 2003; 19(7):612619. 8. Emami N, Sjödahl M, Söderholm KJM. How filler properties, filler fraction, sample thickness and light source affect light attenuation in particulate filled resin composites. Dent Mater. 2005; 21(8):721-30. 9. Ozyesil, AG, Usumez A, Gunduz B. The efficiency of different light sources to polymerize composite beneath a simulated ceramic restoration. J Prosthet Dent 2004; 91(2):51-7. 10.Caughman, WF, Chan DC, Rueggeberg FA. Curing potential of dual-polymerizable resin cements in simulated clinical situations. J Prosthet Dent 2001; 86(1):101-6. 11.Krifka S, et al. Resin monomer-induced differential activation of MAP kinases and apoptosis in mouse macrophages and human pulp cells. Biomaterials 2010; 31(11):2964-75. 12.Rueggeberg FA. State of the art: Dental photocuring. A review. Dent Mater 2011; 27:39–52. 13.Aranda N,Aizencop D, Ehrmantraut M, Comparación de la Profundidad de Fotopolimerización de Resinas Fluidas a través de 4 Porcelanas de Alta Opacidad, Revista Clínica de Periodoncia, Implantología y Rehabilitación Oral, en prensa. 14.ISO: No. 4049 Dentistry Polymer-based filling, restorative and luting materials (2009a) extraida de Heintze SD, Zimmerli B. Relevance of in vitro tests of adhesive and composite dental materials, a review in 3 parts; part 1: approval requirements and standardized testing of composite materials according to ISO specifications. Schweiz Monatsschr Zahnmed. 2011; 121(9):804-16. 15.Mousavinasab SM, Meyers I. Comparison of Depth of Cure, Hardness and Heat Generation of LED and High Intensity QTH Light Sources. Eur J Dent. 2011; 5(3):299–304. 16.Ernst CP, Meyer GR, Müller J, Stender E, Ahlers MO, Willershausern B. Depth of cure of L.E.D v/s QTH light-curing devices at a distance of 7 mm. J Adhes Dent 2004; 6(2):141-50. 17.Hansen EK, Asmussen E. Correlation between depth of cure and temperature rise of a light-activated resin. Scand J Dent Res 1993; 101(3):176-9 18.El-Mowafy OM, Rubo MH. Influence of Composite Inlay/Onlay Thickness on Hardening of Dual-cured Resin Cements. J Can Dent Assoc 2000 Mar; 66 (3):147. 19.Myers ML, Caughman WF, Rueggeberg FA. Effect of restoration composition, shade and thickness on the cure of a photoactivated resin cement. J Prosthodont 1994; 3(3):149-57. 20.Breeding LC, Dixon DL, Caughman WF. The curing potential of light-activated composite resin luting agents. J Prosthet Dent. 1991; 65(4):512-8. 21.Bader M, Baeza R, Muñoz R, Ehrmantraut M. Estudio comparativo de la profundidad de polimerización de resinas compuestas fotopolimerizadas con lámpara L.E.D. y lámpara halógena convencional. Rev. Fac. Odont. Univ. de Chile 2004; 22(1):19-31. 22.Dunne S, Millar B. Effect of Distance from Curing Light Tip to Restoration Surface on Depth of Cure of Composite Resin. Primary Dental Care 2008; 15(4):147-52. CORRESPONDENCIA AUTOR Manuel Ehrmantraut Nogales. Area de Biomateriales Odontológicos, Departamento de Odontología Restauradora, Facultad de Odontología, Universidad de Chile. Sergio Livingstone 943, 3º piso. Independencia, Santiago, RM, Chile. [email protected] La firma Zabala&Herrera, aportó con el material WaveR, para la realización de este trabajo. Revista Dental de Chile 2014; 105(3) 23