Unidad 1 Biomateriales

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PRINCIPIOS CIENTIFICOS BASICOS DE LOS BIOMATERIALES

INTRODUCCION

Los materiales dentales constituyen la base de toda odontologa restauradora y de toda la odontologa.

Este estudio requiere un conocimiento bsico de la estructura de la materia. La comprensin de las propiedades de los materiales permite escogerlo apropiadamente y predecir su comportamiento.

REQUISITOS

Los materiales dentales :

No deben ser txicos, importante para el paciente, el profesional y el personal auxiliar.No deben ser irritantes para los tejidos.No deben producir reacciones alrgicas No han de ser mutagnicos ni carcinognicos.

CLASIFICACIN

De acuerdo a las compatibilidades biolgicas se clasifican en :

Los que contactan con los tejidos blandos en el interior de la boca.Los que podran afectar a la salud o vitalidad de la pulpa dentalMaterial de relleno del canal radicular despus de un tratamiento de conductosLos que afectan a los tejidos duros del dientelos que se usan en el laboratorio dental .

RIESGOSIrritaciones en la mucosa bucal.Materiales de cura periodontales con fibras de asbesto altamente txico para las vas respiratorias ,actualmente no se usa.La amalgama dental contiene mercurio y los vapores de mercurio son txicos por e al obturar cuidar el exceso de mercurio.En los materiales de impresin elastomricos se emplean compuestos metlicos como estao y plomo

RIESGOSAlergia al niquel de las aleaciones sobre todo en restauraciones, las porcelanas pueden contener uranio.

Los materiales de laboratorio presentan vapores que se producen al troquelar metales de baja fusin

Las partculas de slice de materiales de revestimiento como los aglutinados con yeso, fosfato etc, y los fluidos que contienen fluoruros son de riesgo para la salud.

EVALUACIN BIOLGICA Para la evaluacin de materiales se usan mtodos como:Toxicidad sistemtica aguda: se puede establecer con experimentacin animal como por ejemplo con ratas y administrando el material.

EVALUACIN BIOLGICA1.Por va oral o intravenosaIrritacin cutnea: se utilizan por ejemplo conejos albinos, en los que se controla el eritema y el edema de la pielSensibilidad cutnea :para ello se usan conejillos de IndiasIrritacin de la mucosa bucal: para investigarla se inserta por ejemplo, el material en las bolsas de las mejillas de un hmster Mutagnesis y Carcinognesis

EVALUACIN BIOLGICALas pruebas en uso :pueden aplicarse en materiales de obturacin y en materiales de relleno de canal radicular, para ello se utilizan animales no roedores como monos, perros ,gatos y hurones.Las pruebas in vitro: que utilizan tcnicas de cultivo de tejidos estn adquiriendo creciente importancia.

Slo despus de una evaluacin biolgica satisfactoria stos materiales pueden introducirse en investigaciones clnicas controladas.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES DENTALESDeben ser compatibles con los tejidos vivos, ya sean duros o blandos (en boca, cavidad orbitaria y odo).Sus propiedades se clasifican en:

BIOLGICAS: resultado o reaccin de un tejido duro o blando frente a un material.

2. QUMICAS: reacciones que sufre el material frente a cambios de pH, inicos o frente a estmulos elctricos

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES DENTALES3. FSICAS O BIOFSICOS: engloban las propiedades de manipulacin, adhesin, variaciones dimensionales (trmicas o elctricas), etc.

4. MECNICAS Y BIOMECNICAS: son propiedades fsicas que aparecen cuando se ejerce una fuerza sobre el material

NORMALIZACIN

Para todos los materiales de uso odontolgico existen normas (aparecen en 1919)

Existen institutos de normas: ADA, ISO, FDI.

La normalizacin fija requisitos de un material; orienta al fabricante en cuanto a dichos requisitos; permite al profesional el uso de materiales de buena calidad.

TOLERANCIA BIOLGICA O BIOCOMPATIBILIDAD

Los materiales deben ser biocompatibles para lograr este objetivo se realizan distintos tipos de ensayos:

INICIALES O PRELIMINARES: se hacen en un cultivo de clulas vivas (de ratas) (son 28 ensayos).ENSAYOS SECUNDARIOS: para ver si el material es alrgico o carcinognico; se introduce el material en tracto intestinal de rata; luego se insertan en cavidad bucal de las ratas.ENSAYOS PRECLNICOS: en personas determinadas, voluntarias.

PROPIEDADES MECANICAS

1)PROPIEDADES DE MANIPULACIN: Normalmente pasa de un estado lquido a slido; este endurecimiento puede ser a causa de una reaccin qumica o metalogrfica, la que se produce al hacer reaccionar 2 o ms compuestos activos del material. As podemos definir:El tiempo de endurecimiento de cualquier material: se mide en minutos, desde que se hacen reaccionar hasta que ha endurecido o fraguado totalmente; normalmente el promedio es 6 a 7 min.El tiempo de trabajo: est inserto en el anterior; comienza con el inicio de la reaccin hasta que el material pueda ser manipulado antes que endurezca.


2)DENSIDAD: Relacin entre masa y volumen. Permite saber qu volumen de un material debemos usar para una accin odontolgica. Adquiere relevancia en los materiales que se usan en prtesis removibles (acrlicos), donde se requiere poco peso, gran volumen y resistencia


3) DEFORMACIN: Cuando a un material se le aplica una fuerza externa se produce una deformacin, se modifican sus dimensiones , es decir el material se puede distender o comprimir.

La deformacin puede ser plstica o elstica Si el material vuelve a su longitud original cuando cesa la carga la deformacin es ELASTICA Si cesa la carga y existe un cambio permanente de longitud ,la deformacin es PLASTICA.


4) TENSIN:

A la deformacin se asocia el fenmeno de la tensin ; una fuerza interna medida por unidad de superficie que se aplica en un material, y es igual y opuesta a la carga o fuerza aplicada tambin por unidad de superficie.

La tensin se mide por unidades de superficie (N/m2, ..newton sobre metro cuadrado etc..) por lo tanto la tensin T=F/S, donde F es la carga o fuerza aplicada y S es el rea del material donde se aplica la fuerza..

4) TENSINUn material puede ser sometido a tensin por compresin ,por traccin o a fuerzas tangenciales, por ejemplo:

Una barra se dobla porque tiene carga en 3 puntos: la porcin inferior est sometida a traccin, la superior a compresin lo que deforma la barra en tres puntos


4) COMPRESIN Y TRACCIN 4.1 Relacin: Tensin - Deformacin Si confrontamos la tensin con la deformacin en un material en traccin o compresin se producen distintas deformaciones.4.2 Lmite proporcional Es la mxima tensin que es proporcional a la deformacin, por ejemplo los materiales de cermica se rompen a menudo cuando la tensin es superior al lmite.

4) COMPRESIN Y TRACCIN

4.3 Lmite elstico Es comn que un material pueda ser forzado por encima del lmite proporcional y todava se comporte de forma elstica, es decir que cuando se retira la fuerza vuelve a su forma original.

El lmite elstico es la fuerza mxima que el material puede soportar sin deformarse permanentemente.


4.4 Deformacin plsticaUn material alcanza el punto de deformacin plstica cuando existe un incremento rpido en la deformacin sin que exista aumento de fuerza es decir la misma fuerza lo deforma ms rpido, el material no vara de volumen cuando se deforma plasticamente.B . lmite elsticoC. deformacin plstica


4.5 Ductilidad y MaleabilidadLa forma de alambre puede alterarse en algunos metales a sta propiedad se le llama Ductilidad,La maleabilidad esta relacionada con la ductilidad , es la posibilidad de deformar un material mecnico sin que se rompa o agriete; por ejemplo el oro puede laminarse y batirse en lminas finas que pueden translucir la luz, este metal es altamente maleable.


4.6 Resistencia a la traccin y compresinEs la mxima fuerza que un material puede soportar, en compresin y traccin sin fracturarse.Se expresa: LRT o lmite de resistencia a la traccin.Se mide aplicando la fuerza de traccin directamente a la muestra, los materiales con baja ductilidad se fracturan a nivel de los extremos (materiales frgiles)La resistencia a la traccin se calcula

2PRT= ----- ntdP es la carga necesaria para fracturar el material y t y d son el grosor y el dimetro de la muestra.


4.7 Resiliencia y tenacidadEl mdulo de resiliencia es la cantidad mxima de energa que un material puede absorber sin sufrir una deformacin permanente.

La tenacidad de un material es la capacidad que tiene para absorber energa sin fracturarse.

5) RESISTENCIA AL IMPACTO

Existen 2 tipos de instrumentos para las pruebas de impacto.Con el instrumento de Charpy la muestra se sostiene horizontalmente por los extremos y con el instrumento de Izod el material se sujeta por un extremo y se aguanta verticalmente

Pueden obtenerse resultados inconsistentes, porque las muestras se rompen por diferentes sitios para esto se mellan las muestras, entonces el material se fractura en la muesca pues es la parte ms dbil.

5) RESISTENCIA AL IMPACTO

Una muesca hace que el material sea ms frgil.La resistencia al impacto varia mucho dependiendo del ngulo de la muesca.

6) RESISTENCIA A LA FATIGALa aplicacin repetitiva de una carga pequea sobre un material puede causar su fractura, ste fenmeno se denomina fatiga, los aparatos o restauraciones dentales son propensos a stos fracasos.

Esta se estudia en el laboratorio realizando sobre una muestra muchos dobleces o movimientos de torsin y se cuenta el nmero de ciclos que un material puede resistir a una fuerza conocida.

7) DUREZA

Capacidad de un material para resistir la penetracin superficial llamada indentacin.

Un indentador de dimensiones conocidas se prensa dentro de un material con una carga conocida y durante un tiempo determinado.

La dureza se calcula por la profundidad o por el rea de indentacin; una indentacin pequea indica un material duro y viceversa.

8) RESISTENCIA A LA ABRASIN

Pueden realizarse pruebas para abrasionar o araar un material en condiciones controladas.

Se puede medir la profundidad de la abrasin y el peso del material eliminado.

PROPIEDADES REOLOGICAS

La ciencia que estudia los fluidos y la deformacin de la materia se llama reologa.

Muchos materiales dentales se mezclan como pastas fluidas que luego se solidifican

El fraguado de estos materiales conlleva un cambio en la viscosidad y despus el desarrollo de un mdulo elstico a medida que progresa la solidificacin; stos define un tiempo de trabajo y un tiempo de fraguado.

Tiempo de trabajo: es el periodo durante el cual el material puede manipularse, idealmente sin que se espese.2.Tiempo de fraguado: es el tiempo en que el material ha alcanzado cierto grado de rigidez

PROPIEDADES REOLOGICAS

1. ViscosidadLa viscosidad de un fluido es su resistencia a fluir, la viscosidad de un fluido depende de:

La naturaleza de la sustanciaLa temperatura, la viscosidad disminuye al aumentar la temperaturaPresin a muy altas presiones la viscosidad es mayor

Existen fluidos Newtonianos y No Newtonianos los mismos en que la deformacin no tiene lmites se llaman tambin seudoplsticos como polmeros, saliva. Fluoruros..

Tambin existen aparatos para medir la viscosidad llamados: Viscosmetros capilares, de cada de cuerpo, rotacionales, cilndricos coaxiales, de plato cono, de huso giratorio, plastmetro de platos paralelos e instrumentos cualitativos.

PROPIEDADES TERMICAS

En la boca , los materiales estn sujetos a variaciones de temperatura .Conductividad trmica: Es la cantidad de calor que pasa por segundo entre las caras de un material, la capacidad de un material para conducir calor.

Hay buenos y malos conductores. Los buenos son los metlicos (por la disponibilidad de sus electrones); malos conductores o aislantes son los cermicos y orgnicos.

PROPIEDADES TERMICAS

2. Difusin trmica : En la boca los cambios de temperatura son transitorios, para expresar la rapidez con que el material se calienta antes de alcanzar un estado estable es importante la difusin trmica3. Expansin trmica: Es la proporcin en la que un material se expande o se contrae ,cuando su temperatura se hace descender o aumentar en 1C.

CONSIDERACIONES DENTALES

Sera deseable que los materiales de la base de las prtesis dentales transmitieran algn calor a las superficies mucosas, de esa manera el paciente tendras sensibilidad de fro o calor de los alimentos.

Por el contrario los materiales de relleno no deben transmitir calor a la pulpa o al diente, los cementos con baja difusin trmica se usan para recubrimiento pulpar.


1. COLOR Depende de la capacidad que tenga el material de transmitir, reflejar o absorber energa qumica, trmica o elctrica. Est en directa relacin con la estructura electrnica del lugar. El color se define como longitud de onda reflejada, energa radiante visible. Depende del objeto, la fuente luminosa y el ojo humano. Luz es toda aquella energa que se encuentra en el rango electromagntico 400 - 720 nanmetros.


2. REFLEJAR LA LUZ: es la capacidad de cualquier cuerpo que no absorba parte o que no absorba ninguna de las longitudes de onda de la luz blanca.

3. TRANSMISIN DE LUZ: es el grado de facilidad o dificultad que opone un objeto a la transmisin de luz.

4. TRANSPARENCIA: el material permite que pase por completo la luz.

5. TRANSLUCIDEZ: parte de la luz pasa y el resto es dispersado (refraccin) por el objeto.

6. OPACIDAD: el material absorbe toda la luz o simplemente la refleja.

CONSIDERACIONES DENTALES7.FORMA SUPERFICIAL DEL OBJETO: La apreciacin del color va a depender de esto; influye la estructura del objeto, el brillo, si est pulido o no, y la morfologa superficial.El atributo del color (o tinte o matiz) es el nombre del color. El valor es el grado de luminosidad u oscuridad que tenga un determinado color; va en una escala de 0 (negro) a 10 (blanco); los intermedios son grises .Croma o intensidad de color mide la intensidad del color. La saturacin es la fuerza que tiene ese color: rojo puro, rosados, etc.

METAMELISMO

Cuando el color de un determinado material vara por la luz que lo est afectando. Aspectos Fisiolgicos y sicolgicos: a) La retina del ojo contiene clulas especializadas que se llaman bastones y conos, los estmulos recibidos por los conos dan como resultado la deteccin del color.

8.METAMELISMOAspectos Fisiolgicos y sicolgicos: b) Algunas personas tienen una visin defectuosa del color, esto se debe a anomalas celulares. c) El ojo no es igualmente sensible a todos los colores, la mayor sensibilidad es para el amarillo.

Despus de mirar constantemente un color por un largo periodo , se puede producir fatiga y el ojo no responde bien a ese color.Pueden darse ilusiones pticas.

SISTEMA DE COORDENADAS DEL COLOR DE MUNSELL En el eje vertical se sita el grado, el tono se representa por un crculo y el croma es la distancia desde el centro.

9.LUZ

Cuando un rayo de luz incide sobre un objeto puede ocurrir:a)Transmisin de luz: las sustancias transparentes transmiten luz, un rayo de luz cambia de direccin al contactar con los materiales.b) Absorcin de luz: los materiales opacos absorben la luz, cada una de las capas sucesivas de una sustancia a travs de la cual pasa la luz absorbe la misma fraccin de sta.c) Dispersin de la luz: en algunas circunstancias puede ser dispersada por la materia, si parte de la luz se dispersa y otra se transmite el material es translcido

10. ESTETICA

Factores son importantes:

El fabricante es quien pigmenta los materiales y debe tenerse cuidado en la seleccin del matiz del material para dar el color exacto,necesario guas de colores,y comprobar el color en adecuadas condiciones de luz.Los materiales estticos deben tener color permanente no mancharse debido a factores externos ,ni decolorarse por factores internos como cambios qumicos en los componentes del materialLos materiales deben ser translcidos Algunos materiales como la porcelana contienen agente fluorescentes que realzan la esttica.

EFECTO DE LOS MATERIALES EN EL ENTORNO

No deben tener efectos perjudiciales para la boca ni para el organismo como se ha anotado en las caractersticas biolgicas.

EFECTO DEL ENTORNO SOBRE LOS MATERIALES

No deben disolverse en la saliva ni en lquidos que se suelen introducir en la bocaNo debe perder brillo ni corroerseDeben poseer fortaleza, rigidez, dureza, resistencia a la abrasinSer estticos cuando se requiera en prtesis y restauraciones anterioresLas propiedades reolgicas antes anotadas

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