Resistencia a las fuerzas de tracción de la unión esmalte

Rev Esp Ortod 2002;32:317-23
Artículo original
Resistencia a las fuerzas de tracción
de la unión esmalte-bracket de
productos adhesivos
VALENTINA OTAL1
JOSÉ ENRIQUE ESPASA2
JUAN RAMÓN BOJ3
JOSÉ DURÁN3
Valentina Otal
RESUMEN
Este trabajo evalúa la capacidad adhesiva a las 24 h de 5 adhesivos de ortodoncia, 2 autopolimerizables, System 1+® (S)
y Rely a bond® (RB), y 3 fotopolimerizables, Transbond® (T), Enligth® (E) y Sequence® (Se) (los adhesivos RB, E, y Se son
liberadores de flúor), para lo que se mide su resistencia a la tracción y se localiza el lugar de la fractura. La resistencia a la
tracción se realizó con una máquina de ensayos de tracción electrónica con una velocidad de 1 mm/m. Tras la descementación
de la bracket se evaluó la superficie del esmalte utilizando el índice de adhesivo remanente (ARI). La media mayor de la
resistencia a la tracción fue para el grupo T (6,45 ± 2,12 MPa; p < 0,05), estadísticamente significativa con respecto a los otros
grupos. El lugar de fractura se localizó a nivel adhesivo-bracket metálica en todos los grupos estudiados. El tipo de
polimerización del adhesivo no influyó en la cantidad de resina residual dejada sobre el esmalte; sin embargo, los adhesivos
con flúor se correspondieron con un índice ARI más bajo.
Palabras clave: Resistencia a la tracción, adhesión de brackets, índice adhesivo remanente.
Enamel-bracket tensile bond strength of adhesive products
Otal V1, Espasa JE2, Boj JR3, Durán J3
ABSTRACT
This study compares bond strength after 24 hours of five composites: two self-cured, System 1+® (S) and Rely a bond® (RB),
and three ligth-cured, Transbond® (T), Enligth® (E) and Sequence® (Se). RB, E, and Se are fluoride releasing adhesives. The
tensile bond strength were tested on electronic tensile tester, crosshead speed 1 mm/m. After bracket removal, the enamel surface
of the debonding site was examined and assessed with the adhesive remanent index (ARI). The mean tensile bond strength was
found to be significantly greater for T (6,45 ± 2,12 MPa; p < 0,05). Bond failure was at adhesive-bracket base for all groups.
Self or ligth curing didn’t show relation with residual debris on enamel after debonding, but ARI scores were lower with fluoride
releasing adhesives. Rev Esp Ortod 2002;32:317-23
Key words: Tensile bond strength, bracket bonding, adhesive remanent index.
Correspondencia:
Dra. Valentina Otal Mateo
C/ Balbino Orensanz, 13, 2º A
50014 Zaragoza
41
1
Profesora asociada
Profesor titular
Catedrático
Universidad de Barcelona
2
3
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Otal V, et al.: Resistencia a la tracción de productos adhesivos
INTRODUCCIÓN
Durante el tratamiento ortodóncico con aparatología fija es frecuente la observación de descalcificaciones del esmalte así como la aparición de manchas blancas y caries, originando un problema grave
que hay que prevenir (Fig. 1). La higiene bucal es
más difícil, lo que predispone a una acumulación de
placa que puede ocasionar una desmineralización
del esmalte y, por tanto, caries1-3 aun en sujetos con
muy buena higiene bucal4.
Estas descalcificaciones pueden observarse ya a
las 4 semanas, son sobre todo visibles al descementar la aparatología fija ortodóncica y presentan un
aspecto de mancha blanca, causando un problema
estético difícil de resolver incluso años después del
tratamiento5. Se presentan especialmente en las áreas
cervicales de la cara vestibular. Los dientes permanentes más afectados en orden decreciente son: los
primeros molares superiores, incisivos laterales superiores y caninos inferiores1,3.
Así, durante los tratamientos de ortodoncia hay
que extremar las medidas preventivas encaminadas
a evitar la retención de placa en la aparatología,
sobre todo en los márgenes de ésta con el esmalte.
Se debería dejar una distancia adecuada entre la
bracket y la encía para posibilitar una mejor higiene
bucal1. Ésta debería complementarse con la utilización de una pasta fluorada y colutorios de flúor.
Se conocen los efectos del flúor en la inhibición
de la actividad bacteriana6, en la remineralización de
pequeñas lesiones de descalcificación2,7,8,9, así como
en la disminución de la caries dental2,5,8,10. Todo ello
tenga quizás un efecto sinérgico2,5,11, pero el uso de
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una pasta de dientes o del colutorio no es suficiente
para inhibir el desarrollo de la lesión alrededor de la
bracket2,11, aunque sí previene y disminuye la tasa
de descalcificación en pacientes con aparatología
fija9,12,13.
Pero en todo lo anterior se observa que se depende en mucho de la colaboración del paciente. Se han
propuesto diversas medidas, cuyo objetivo es conseguir que la aplicación del flúor sea efectiva y tenga
una acción prolongada en el tiempo sobre el esmalte
dental, impidiendo la formación de descalcificaciones como son: el realizar aplicaciones tópicas de
flúor antes, durante o después del grabado ácido;
añadir flúor a las ligaduras elásticas, o la realización
de un tratamiento secuencial con fosfato acidulado
seguido de fluoruro de estaño. Es preferible disponer
de flúor en bajas dosis durante un tiempo prolongado, ya que aumenta la resistencia del esmalte a la
caries11,14, previene y disminuye la desmineralización en el tratamiento ortodóncico7,8,11. En cambio,
las aplicaciones tópicas con alta concentración tras la
colocación de brackets da pocos beneficios15.
Por ello, se están desarrollando materiales que
adhieran la bracket al esmalte dental en cuya composición se encuentre el flúor para disminuir las descalcificaciones a lo largo del tratamiento ortodóncico, actuarían de reservorio primario de iones flúor
proporcionando concentraciones locales de iones
fluorados de una forma continua, y exactamente en
los lugares más susceptibles a la desmineralización,
como son el esmalte adyacente a las brackets ortodóncicas. Existen estudios en los que se ha visto
una ausencia total de descalcificación en el esmalte
alrededor de brackets adheridas con estos materiales16. Servirían de reservorio primario de iones flúor.
Estos nuevos adhesivos esmalte dental – bracket,
además de poseer unas propiedades de adhesión
adecuadas para soportar las fuerzas producidas durante el tratamiento ortodóncico, deberían causar el
menor daño al esmalte dental en el momento de
retirar las brackets, tener una acción preventiva en
la aparición de descalcificaciones y, secundariamente, de las lesiones de mancha blanca y caries.
Los objetivos del presente estudio son:
Figura 1. Descalcificaciones secundarias al tratamiento
ortodóncico.
1. Cuantificar la resistencia a la tracción entre el
esmalte y la bracket metálica al utilizar distintos adhesivos. Se comparan resinas liberadoras de flúor con resinas no liberadoras de
flúor, ya sean auto o fotopolimerizables.
42
2. Estudiar la localización de la fractura y clasificar las muestras utilizando el índice ARI después
de la aplicación de fuerzas de tracción, tras la
descementación de la bracket del esmalte.
3. Analizar si existe una relación entre la resistencia a la tracción de los adhesivos empleados con el adhesivo remanente sobre el esmalte tras la descementación.
MATERIAL Y MÉTODO
Se escogió una muestra formada por 100 terceros
molares incluidos, extraídos quirúrgicamente. Se conservaron en un recipiente con agua destilada. Se formaron 5 grupos, constituido cada uno por 20 molares escogidos al azar.
Se utilizaron los siguientes adhesivos ortodóncicos
(todos ellos sistema una pasta o no-mix) (Tabla 1):
• Tres adhesivos liberadores de flúor: uno autopolimerizable, el Rely a bond® (Reliance Orthodontics Products, Inc., Itasca. Illinois, EE.UU.)
con el flúor en forma de ácido fluorhídrico; y
2 fotopolimerizables, los adhesivos Sequence® y Enligth® (ORMCO Corp., Glendora,
California, EE.UU.) ambos con el flúor ligado
al boro.
• Dos adhesivos no liberadores de flúor: uno
autopolimerizable, el System 1+® (ORMCO
Corp., Glendora, California, EE.UU.) y otro
fotopolimerizable, el Transbond® (Unitek Corp.,
Monrovia, California, EE.UU.).
Tabla 1. Adhesivos utilizados, tipo de
polimerización, contenido en flúor y fabricante
Adhesivo
System 1+
®
Polimerización
Flúor
Química
No
Rely a bond® Química
Transbond®
Luz
Sequence®
Luz
Enligth®
Luz
Fabricante
ORMCO Corp., Glendora,
California, EE.UU.
Sí (HF) Reliance Orthodontics
Products, Inc., Itasca,
Illinois, EE.UU.
No
Unitek Corp., Monrovia,
California, EE.UU.
Sí (BF3) ORMCO Corp., Glendora,
California, EE.UU.
Sí (BF3) ORMCO Corp., Glendora,
California, EE.UU.
“Resistencia a la tracción de productos adhesivos”. Otal V, Espasa JE, Boj JR, Durán J
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El esmalte se limpió con una mezcla de polvo de
piedra pómez libre de flúor y agua, utilizando una
copa de goma acoplada a un micromotor durante 10 s.
Se retiraron los restos de polvo con agua y se secó.
Posteriormente se grabó el esmalte de cada molar
con ácido ortofosfórico al 37% en forma de gel
durante 60 s. Luego se lavó y secó. El esmalte
aparecía con un tono color blanco tiza.
Se colocó la bracket (Ultraminitrim edgewise
brackets® 0,47x0,76 mm/0,0185x0,030’’, torque 0º,
angulación 0º: Dentaurum, Pforzheim, Alemania)
con el adhesivo correspondiente sobre el esmalte
siguiendo las instrucciones del fabricante, y con el
extremo de una sonda se presionó en el centro de la
bracket durante unos segundos para lograr una buena adaptación y evitar un grosor excesivo de la
resina. Se retiraron los excesos de adhesivo del
margen de la bracket.
Después de la adhesión y tras esperar 5 min,
cada molar se introdujo en un molde relleno de yeso
piedra. Se sumergieron en un baño de agua destilada a 37 ºC durante 24 h.
Se procedió a colocar cada muestra en el soporte
inferior de una máquina de ensayos de tracción de
5KNw (Electronic Tensile Tester, modelo QC-II1565XS, nº de serie 30506, Twing-Albert Instrument Company, Philadelphia, EE.UU., 19154) de
forma que la superficie de la bracket fuera paralela
al suelo. Para ello, se introdujo en el surco principal
de la bracket una varilla de acero de 0,16 pulgadas de
diámetro como indicador. A cada bracket se le ataron
2 ligaduras de acero de 0,10 pulgadas de diámetro,
una a las aletas mesiales y otra a las distales y sus
extremos fueron apresados por la mordaza superior.
La tracción se inició a una velocidad del cabezal
constante de 1 mm/min (Fig. 2).
La prueba finalizaba en el momento en que se
producía una fractura por tracción a nivel bracketadhesivo, adhesivo-esmalte o en el propio esmalte.
Se desecharon todas aquellas muestras en las que se
produjo fractura del yeso durante la prueba de tracción. Al tener que eliminar varias muestras se restringió cada grupo a 15, despreciando los valores
máximos y mínimos.
A continuación se evaluó, tanto con inspección
visual como con un microscopio óptico binocular
(Nikon SMZ-2T, Japón, Macro 60 aumentos), el
adhesivo remanente en el esmalte dental. Se clasifi-
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Figura 3. ARI = 0. No queda adhesivo en el esmalte.
Figura 2. Colocación de la muestra en la máquina de
ensayos.
có cada muestra según el índice de Årtun y Berglan
(1984), o también llamado índice del adhesivo remanente o ARI. Es una técnica clínica que evalúa la
cantidad residual del composite sobre el esmalte
tras el fracaso de la adhesión. Sirve de orientación
del lugar donde principalmente se produce la fractura (bracket-adhesivo, adhesivo-esmalte, dentro del
propio esmalte) (Tabla 2 y Figs. 3, 4, 5, y 6).
Figura 4. ARI = 1. Queda menos de la mitad del adhesivo
remanente en el esmalte.
RESULTADOS
El grupo correspondiente al adhesivo Transbond®
presenta una media de resistencia a la tracción
Tabla 2. Índice del adhesivo remanente (ARI)
Valor
Criterio
Interpretación
0
No queda adhesivo en el esmalte
1
Menos de la mitad del adhesivo
permanece en el esmalte
Fractura
en la unión
esmalte-cemento
2
3
Más de la mitad del adhesivo
permanece en el esmalte
Todo el adhesivo queda en el
diente, con la huella de la bracket
Figura 5. ARI = 2. Queda más de la mitad del adhesivo
remanente en el esmalte.
Fractura
en la unión
adhesivo-bracket
“Resistencia a la tracción de productos adhesivos”. Otal V, Espasa JE, Boj JR, Durán J
(6,45 MPa ± 2,12) superior a la del resto de los
grupos, siendo, además, el grupo más homogéneo.
A su vez, sus valores máximo y mínimo son superiores a los demás grupos (Tabla 3).
44
Tabla 3. Estadística descriptiva: resistencia a la tracción
Grupo
Sequence®
Enligth®
Transbond®
Rely a bond®
System 1+®
Media
(MPa)
Desviación
estándar (MPa)
Mínimo
(MPa)
Máximo
(MPa)
Rango
(MPa)
Coeficiente
de variación (%)
Error
típico
2,39
4,10
6,45
3,77
3,44
0,94
2,15
2,12
2,12
1,37
0,9
0,9
2,1
0,7
1,4
3,7
8,1
9,5
6,9
6,0
2,8
7,2
7,5
6,2
4,6
39,4
52,4
32,9
56,1
39,9
0,24
0,55
0,55
0,55
0,35
IC 95%. “Resistencia a la tracción de productos adhesivos”. Otal V, Espasa JE, Boj JR, Durán J
Se observa en todos los grupos que el lugar más
frecuente de fracaso en la adhesión se sitúa entre la
malla de la bracket y el adhesivo. La consecuencia
clínica de lo anterior es que, al descementar las
brackets, quedan restos de resina sobre el esmalte
dental que necesitan un tiempo extra de sillón para
retirarlos. La adhesión entre el adhesivo y el diente
debe ser mucho mayor que la fuerza de adhesión
anotada. El grupo más homogéneo fue Enligth®, con
un ARI de 3 constante en todas las muestras.
DISCUSIÓN
Figura 6. ARI = 3. Queda todo el adhesivo sobre el esmalte.
El análisis de la varianza o ANOVA confirma la
existencia de diferencias significativas en cuanto a
las resistencias a la tracción entre los tipos de
adhesivo utilizado. Con el método de comparación
múltiple de Scheffê, se observa que el adhesivo
Transbond® es el único que tiene diferencias significativas con el resto de adhesivos, no existiendo, en
cambio, diferencias significativas entre los demás.
En la tabla 4 se muestra la estadística descriptiva
(índice de confianza del 95%) correspondiente a
cada grupo de población.
Tabla 4. Estadística descriptiva: índice ARI
Sequence®
Enligth®
Transbond®
Rely a bond®
System 1+®
Media
Desviación
estándar
Coeficiente de
variación (%)
2,27
3
1,80
2,53
1,67
1,28
0
1,26
0,74
1,05
0,56
0
0,70
0,29
0,63
“Resistencia a la tracción de productos adhesivos”. Otal V, Espasa JE, Boj JR, Durán J
45
Los resultados de los estudios in vitro deben
interpretarse con cuidado. Existen factores difícilmente controlables que pueden influir en la efectividad de
un adhesivo y no relacionarse directamente con las
propiedades mecánicas o físicas del mismo, como
son: la selección de la bracket, la contaminación y
humedad durante su colocación, los problemas durante la polimerización y la fuerza de masticación.
También, observar que no existen unas técnicas
estandarizadas de evaluación de los materiales, haciendo difícil la comparación entre lo obtenido de
diferentes estudios17. Al revisar la literatura, se observa que no existe una uniformidad de resultados
en las investigaciones sobre resistencia a la tracción.
Esta variabilidad puede deberse a la utilización de
diferentes sustratos, método de preparación de los
especímenes, procedimientos de adhesión, condiciones de conservación y métodos de ensayo. Todo
ello condiciona la disparidad de valores hallados
entre unos trabajos y otros e incluso dentro de un
mismo proyecto de investigación.
Son pocos los estudios en los que se valora la
resistencia a la tracción de adhesivos con flúor
respecto a adhesivos sin flúor. La mayoría de trabajos se centran más en los beneficios que pueden
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Otal V, et al.: Resistencia a la tracción de productos adhesivos
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Se ha comprobado que los adhesivos autopolimerizables al inicio de su polimerización poseen
unos valores bajos de adhesión, aumentando luego
con el tiempo, a diferencia de los fotopolimerizables que desde el principio presentan fuerzas de
magnitud suficiente, aunque éstas también se incrementan ligeramente con el tiempo20,21. Esto hace
que los adhesivos fotopolimerizables, al tener mayor fuerza inicial, sean más atractivos para el clínico en el cementado ortodóncico.
La región crítica para la fractura sería aquella
zona del adhesivo más cercana al punto de aplicación de la fuerza. Un objetivo de los adhesivos es
que al descementar la bracket la estructura del
esmalte no quede dañada y que reste la menor o
nula cantidad de resina sobre su superficie. Se
conseguiría, además, un ahorro de tiempo de sillón
al necesitar menor cantidad de trabajo para eliminar
los restos de adhesivo, dañando menos el esmalte y
manteniendo la integridad de la estructura dental.
En la mayoría de los trabajos revisados se observa que al realizar una fuerza de tracción sobre una
bracket adherida con una resina al esmalte dentario,
el fracaso de la adhesión se sitúa entre la malla de
la bracket metálica y el adhesivo22-26. Estos resultados coinciden con los de nuestro trabajo. El punto
más débil de la unión entre el esmalte – adhesivo –
bracket metálica correspondería a la interfase adhesivo-metal. Se supone que los restos de adhesivo
que quedan sobre el esmalte necesitarían fuerzas
mayores para su descementación.
Esto contrasta con lo habitualmente observado
in vivo, la mayoría de fracasos de adhesión tras la
colocación de brackets se observa a nivel esmalteadhesivo, posiblemente se deba a las dificultades
para conseguir un aislamiento adecuado y para acceder al diente27.
Actualmente se están desarrollando investigaciones utilizando un primer acidificante, evitando el
paso del grabado ácido y la aplicación de la resina
líquida. Se ha visto que dejan menos cantidad de
resina que los sistemas de adhesivos que usan la
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tener las resinas con flúor en la protección del
esmalte dental11,16, ya que se libera en las zonas
próximas que es donde realmente se necesita, y en
la observación de la capacidad que tienen estas
resinas de captar flúor, comportándose como reservorios de este ion18.
Rev Esp Ortod 2002:32
técnica de grabado clásico con ácido ortofosfórico
utilizado como material de grabado ácido28. Todavía
se necesitan más investigaciones sobre ello.
Al igual que en el trabajo de O’Brien et al.29, no
hemos observado una relación directa entre la fuerza de tracción ejercida y la cantidad de adhesivo
remanente sobre el esmalte. Puede que ello se deba
a la intervención de factores, como son las propias
características del adhesivo y el diseño de la base de
la bracket29,30.
CONCLUSIONES
– El adhesivo fotopolimerizable y sin flúor Transbond® presenta a las 24 h una resistencia a la
tracción superior, de forma estadísticamente significativa (p < 0,05), a los demás adhesivos estudiados.
– El lugar más frecuente de la fractura, producida en la descementación por fuerzas de tracción a
las 24 h se ha encontrado a nivel adhesivo-bracket
metálica en todos los grupos estudiados.
– Únicamente el adhesivo liberador de flúor
fotopolimerizable Enligth® mostró una relación uniforme entre la resistencia a la tracción y el índice
ARI obtenido, presentando un valor constante de 3.
– Al estudiar el índice ARI entre los adhesivos
con flúor y sin flúor, los primeros mostraron un
valor más constante con una media menor de 2,
mientras que los segundos presentaron gran aleatoriedad con una media mayor de 2.
– Atendiendo al tipo de polimerización (autofoto) de los adhesivos estudiados, se apreció que
éste no influyó en la cantidad de adhesivo remanente encontrado sobre el esmalte medido por el
índice ARI.
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