Características generales y propiedades de las cerámicas sin metal (III)

Porcelanas de concepción moderna, actual o vitrocerámicas

El desarrollo cerámico dental es actualmente imparable; surgen nuevos materiales así como innovadores métodos de trabajar las mismas o parecidas porcelanas por lo que la composición se explica ahora no sólo por los compuestos que los integran sino más bien por el método de procesado, lo que a su vez permite comprender mejor las características de los nuevos materiales utilizados. Las nuevas técnicas consisten en utilizar las distintas porcelanas aprovechando sus diferentes propiedades. En la tabla 7 se refleja la composición, con las limitaciones propias que presenta éste tipo de síntesis, de algunas cerámicas modernas.

En la actualidad hay varios sistemas de cerámica que han satisfecho las expectativas de la profesión dental17,18 recogidas en las tablas 8 y 9 donde aparecen reseñadas algunas características diferenciales entre las porcelanas vitrocerámicas. Estas porcelanas se fabrican en estado vítreo, no cristalino y se convierten posteriormente al estado cristalino mediante tratamiento calórico15 . Recordemos que se denomina estructura vítrea a todo fundido que solidifica en forma amorfa, mediante redes tridimensionales cuya principal característica es la falta total de simetría y donde ninguna unidad estructural se repite con intervalos regulares ni periódicos, es decir, sin seguir un patrón cristalino. Se denominan vitrocerámicas porque su dureza y rigidez es similar al vidrio (fig. 5). Su variedad es enorme y su composición muy heterogénea con mezclas muy complejas de diversos materiales pero todas o casi todas presentan en distintas proporciones sílice, alúmina, y partículas cristalizadas. El mayor problema que presentan es la necesidad de coloración externa que no es tan natural ni tan duradera como la porcelana convencional con pigmentos dispersos en el seno del material13 Tanto es así que para obtener la coloración definitiva es necesario aplicar vidrio coloreado sobre su superficie.

 

Aunque las características y las composiciones de algunas vitrocerámicas han sido reflejadas en las tablas 7 al 9, no nos es posible evaluar las mismas propiedades en todas las cerámicas revisadas pues los estudios consultados no valoran exactamente los mismos parámetros15,16.

La técnica de elaboración tan sólo se menciona pues no es objeto del presente artículo. Haremos mención a algunos aspectos puntuales dignos de destacar de las distintas porcelanas modernas que nos parecen que presentan algún interés clínico. Ante la imposibilidad de identificar las distintas vitrocerámicas por el componente mayoritario que las integra hemos optado por utilizar nombres comerciales para una mejor caracterización.

El material vitrocerámico se puede obtener por distintos métodos de procesado, se puede fundir, colar, infiltrar y tornear y según el método o forma de trabajarlo surgen nuevas clasificaciones del material más reciente o actual. Haremos un somero recorrido por algunos de ellos haciendo mención al nombre comercial de la genérica del grupo para facilitar la lectura.

1. Vitrocerámicas coladas: como la DICOR® y CERAPEARL®

En las vitrocerámicas coladas, el proceso de colado es similar al que se realiza para colar metales por el método de la cera perdida.

En concreto la cerámica Dicor® es una vitrocerámica colable con cristales de fluormica tretrasilícica y conversión por ceramización19**.

Esta cerámica se presenta como lingotes de vidrio con óxidos de aluminio y zirconio en proporciones variables que producen el bloqueo de los cristales de mica lo que aportan al material una resistencia transversal doble a la de la porcelana convencional con propiedades de comportamiento radiográfico y módulo elástico parecido al del esmalte15.

En las cerámicas coladas Dicor® la translucidez es máxima al carecer de coloración interna por lo que su efecto de mimetismo es importante aunque tiende ligeramente al gris por la formación de cristales de mica durante el proceso térmico; el efecto estético se controla y es sustancialmente mejor y más fácil de caracterizar cuando se fabrica sobre un núcleo aluminoso semiopaco y luego se recubre con cerámicas de alto contenido en leucita como la Optec® o la IPSEmpress ®17; sin embargo la diferencia de difusión térmica o incompatibilidad del vidrio con porcelanas feldespáticas aumenta la posibilidad de fracturas16. Por otro lado la contracción, durante el proceso, es importante, en torno al 16% lo que repercute en el ajuste marginal.

La Cerapearl® es una vitrocerámica de apatita colable que presenta una elevada resistencia pero ningún color inherente, que debe ser aplicado posteriormente16. En su composición el óxido de calcio ocupa un alto porcentaje así como el sílice, el anhídrido fosfórico y el óxido de magnesio. La formación durante el procesamiento de oxiapatita que posteriormente se transforma en hidroxiapatita, ha sido implicado como uno de los motivos que la hace ser más biocompatible que otras, por su similitud con los tejidos duros del diente.

2. Vitrocerámicas inyectadas o prensadas: como CERESTORE®, IPS EMPRESS®, OPTEC PRENSADA®, CERAPEARL ® colada son las de mayor contenido en leucita, especialmente la Optec® y la IPS-Empress® y su presentación suele ser en lingotes de vidrio que se ablandan con calor y se inyecta la masa en un molde a partir de un patrón previo. Es coloreada posteriormente o bien se recubren con otra porcelana por sinterizado11 (fig. 6). Las propiedades físicomecánicas de las porcelanas inyectadas son buenas, con resistencia a la flexión variable entre 180-200 MPa, el doble que las feldespáticas convencionales y resistencia a la abrasión similar o algo mayor que el diente natural13. No presentan contracción durante el proceso bajo presión lo que le permite múltiples cocciones y su estética es superior que la aportada por las porcelana aluminosas y similar a la conseguida con cerámica infiltrada con vidrio. Además son muy resistentes a la acción de disolventes (sólo tiene acción sobre ellas el ácido fluorhídrico) y la cocción al vacío mejora la resistencia a la fractura pero no evita la rotura ante impactos13. En concreto la cerámica IPS-Empress® es una cerámica vítrea reforzada con leucita que se prensa a alta temperatura en el interior de un revestimiento con base de fosfato. Esta porcelana el desarrollo del tipo 2 con un composición química a base de bisilicato de litio en elevada proporción (60% en volumen) y ortofosfasto de litio en menor proporción, le confiere distinta microestructura que la IPS-Empress® convencional y le proporciona ventajas como un aumento de resistencia a la flexión (350 ± 50 MPa)15. Ello ha conducido a un aumento de las indicaciones para puentes de hasta tres unidades, si bien esta indicación debe tomarse con enorme cautela.

 

3. Vitrocerámica infiltrada con vidrio: como la IN CERAM®

Son las de mayor contenido de alúmina (85%) y por tanto las de más elevada resistencia flexural (500-630 MPa)11,15 por lo que se pueden indicar no sólo para coronas unitarias sino también para puentes anteriores de pequeño tamaño13, si bien no hay estudios de los resultados a largo plazo.

En esta cerámica en el polvo sinterizado de alúmina, se infiltra vidrio entre las partículas de alúmina lo que proporciona una estructura sumamente resistente debido en parte a que los cristales de óxido de aluminio muy condensados limitan la propagación de fisuras y a que la infiltración de vidrio elimina la porosidad residual6 (fig. 7). Precisa una técnica muy elaborada y debido a su elevado contenido en alúmina (75-85% para In-Ceram® frente al 50% para las porcelanas aluminosas) es muy opaca, por lo que debe ser recubierta con porcelana por sinterizado para obtener las características ópticas.

 

De la In-Ceram® se comercializan tres variedades denominadas: alúmina, espinel de óxidos de aluminio y magnesio, y zirconio.

- La variedad In-Ceram alúmina®, tiene gran contenido de alúmina y su contracción de sinterizado es pequeña (0,3%) lo que unido a la escasa contracción por el tamaño de partícula da lugar a estructuras predecibles con ajuste marginal aceptable, tanto en coronas unitarias como en puentes de tres elementos (25 y 58µ respectivamente) 15, siendo ésta una de sus principales ventajas.

- In-Ceram espinel®, utiliza una mezcla de óxido de aluminio y magnesio cristalizado y tiene que ser trabajado en vacío. Las estructuras obtenidas son muy traslúcidas, (fig. 8) pero presentan una resistencia a la flexión menor (15 al 40% menos que las de alto contenido en alúmina), por lo que nunca deberan utilizarse en dientes posteriores.

 

- In-Ceram zirconio® está constituida por una mezcla de óxido de zirconio tetragonal (33%) y alúmina (67%)15 lo que posibilita uno de los valores más altos de tenacidad y elevación de la resistencia de flexión. Todo ello trae como consecuencia un aumento de la resistencia a la propagación de las fisuras. Los resultados son esperanzadores pero sin confirmar a largo plazo.

Investigadores como McLean consideran que los valores de resistencia alcanzados con esta cerámica constituyen un importante paso adelante en la historia de la cerámica dental, al conjugar la estética en sectores anteriores sin sacrificar la resistencia en posteriores.

4. Vitrocerámicas talladas o torneadas: como los sistemas PROCERA ALLCERAM ®, CEREC®, DICOR MGC®, DURET®, DENTICAID®, CELAY®, DUX®

Estos sistemas se utilizaron inicialmente para la fabricación de coronas y puentes combinadas con infraestructuras de titanio recubiertas de porcelanas de baja fusión. En la actualidad las porcelanas, bien feldespáticas o vitrocerámicas, son talladas o torneadas, sin que se astillen o fracturen sobre bloques adecuados al tamaño de la restauración, mediante un proceso de diseño asistido por ordenador (figs. 9 y 10).

 

 

Este tipo de porcelanas constan de un núcleo de alúmina de alta pureza densamente sinterizado, con un contenido de óxido de aluminio del 99,9%, lo que le confiere la mayor dureza entre los materiales cerámicos utilizados en dentistería20,21 con la posibilidad de sustituir las cofias de metal de las coronas. El mayor problema que presentan es la contracción entre el 15 y el 20% debido al alto contenido en alúmina, que se debe compensar con el aumento proporcional del tamaño del muñón16 La fabricación tiende a agrietar la cerámica lo que supone una debilidad considerable a nivel marginal y falta de ajuste. Otros estudios18 por el contrario ponen de manifiesto valores de ajuste marginal similares a los considerados como clínicamente aceptables.

La obtención de bloque de alúmina densamente sinterizada de alta pureza y tallada sobre muñones previamente ampliados para compensar la contracción posterior se produce por medios mecánicos altamente sofisticados y controlados por ordenador; se obtiene así una estructura cristalina con una media de tamaño del grano de 4µ y una resistencia flexural de 601 Mpa7, lo que la capacita para sustituir al metal si responde clínicamente a las buenas expectativas que apunta.

La translucidez y el color azulado que presentan las cofias de Procera y otros, debe ser complementado por los ceramistas, que generalmente recubren porcelanas de baja fusión15. El color todavía es un problema para este sistema pues la alúmina sinterizada puede variar su color dependiendo de la temperatura y es más difícil de controlar que en las porcelanas aluminosas.

Dado el auge y vertiginoso desarrollo que éstos métodos relativamente recientes están adquiriendo, diversos parámetros, como la resistencia a la flexión biaxial, a la compresión, a la tensión, efecto del grosor de la cofia, estabilidad del color con el paso del tiempo, biocompatibilidad, fracasos clínicos a los 5 y 10 años, etc., se han evaluado con resultados muy prometedores18.

 

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