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Introducción
El desarrollo de los biomateriales cerámicos como la zirconia de uso odontológico se encuentra actualmente en auge. El mecanismo por el cual, se utilizan restauraciones de zirconia es a partir de sistemas digitales utilizando el diseño asistido por ordenador/manufactura asistida por ordenador (CAD/CAM). 1,2 La zirconia tetragonal policristalina estabilizada con itrio (YTZP) se presentó inicialmente como subestructura para restauraciones totalmente cerámicas. Las restauraciones de zirconia en odontología tanto para coronas y puentes dento e implanto asistidas se popularizó debido a su alta resistencia a la fractura al compararlas con cerámicas a base de sílice. La misma presenta una resistencia flexural de más de 900 MPa, tenacidad a la fractura de 4 hasta 8 MPa√m y un módulo elástico de 210 GPa. 3-5 Además de su superioridad mecánica, la zirconia presenta una excepcional biocompatibilidad1,6, junto con una alta estabilidad química2,7, y propiedades ópticas favorables. 6,7
Sin embargo, cuando las restauraciones de zirconia son realizadas sobre sustratos con pobre retención mecánica, su desempeño clínico depende mayoritariamente del establecimiento de una fuerte adhesión entre el agente cementante y la zirconia. 8-10 Los tratamientos adhesivos utilizados para otras cerámicas dentales no son efectivos sobre la superficie de la zirconia, debido a que la misma es químicamente inerte y no polar, por lo que no es susceptible a los ataques ácidos ya que no presenta fases vítreas en su composición. A su vez, la falta de sílice en su composición imposibilita la unión química generada por el agente silano. 11-13
Por esto, se han sugerido diferentes medios para la fijación de restauraciones en zirconia, incluyendo cementos de ionómero de vidrio modificados con resina y agentes de fijación resinosos convencionales y autoadhesivos. El uso de agentes de fijación resinosos en zirconia, requiere de un pre-acondicionamiento químico el cual utiliza monómeros con grupos funcionales específicos. El uso de productos que contienen monómeros con esteres fosfatados (10-metacriloxidecil dihidrogeno fosfato (10-MDP) han sido vastamente reportados, y su aplicación luego de pre-tratamiento mecánico de la superficie de zirconia resulta en un aumento en la resistencia adhesiva. 6 El acondicionamiento con monómeros 10-MDP es considerado un tratamiento químico no destructivo que funcionaliza la superficie inerte del YTZP, permitiendo una adhesión química en la superficie. 14-16
En la búsqueda de simplificar los protocolos adhesivos, los fabricantes han incorporado estos monómeros con grupos funcionales específicos como el 10-MPD y el agente silano en sistemas adhesivos multiuso denominados adhesivos Universales. Estos sistemas adhesivos pretenden ser más rápidos, menos sensibles en su técnica y más simples de usar, logrando uniones adhesivas a diferentes sustratos como metales, cerámicas vítreas, dentina y esmalte sin la necesidad de pre-tratamientos en la superficie. 16,17 El arenado con partículas de alúmina sobre la superficie de zirconia, en conjunto con la aplicación de monómeros funcionales específicos es hasta el momento, el protocolo establecido en la literatura y recomendado por diversos fabricantes. 4,18-20
A pesar de esto, existe controversia en cuanto a la durabilidad de esta unión al ser sometida a envejecimiento artificial. 18-21 El establecimiento de un protocolo óptimo para la adhesión de restauraciones de zirconia aún no ha sido establecido, por lo que genera un área de gran interés y desarrollo científico. Estos protocolos mejorarían el desempeño y sobrevida de las restauraciones realizadas en la clínica. Por todo lo planteado anteriormente, el objetivo de este trabajo fue analizar la resistencia de unión inmediata y después de un periodo de envejecimiento al cizallamiento a restauraciones de zirconia utilizando sistemas adhesivos que contienen la molécula 10-MDP en su composición. La hipótesis nula a evaluar es que no habrá diferencias en la resistencia de unión al cizallamiento ni en la durabilidad de la misma entre los diferentes agentes de acondicionamiento químico.
Metodología
Preparación de los especímenes
Se utilizó un disco parcialmente sinterizado de zirconia (Ceramill Zolid, Amann Girrbach AG; Koblach, Austria) el cual fue cortado utilizando una microcortadora (LECO VC50, LECO; St. Joseph, MI. EEUU) creando especímenes rectangulares (20mm x 20mm x 3mm). Se crearon 5 especímenes por cada grupo, obteniendo un total de 20 especímenes. Una vez fresados, los especímenes fueron sinterizados de acuerdo con las especificaciones del fabricante utilizando un horno de alta temperatura Ceramill Therm 3 (Amann Girrbach AG; Koblach, Austria). La sinterización se realizó a 1450 °C durante 2 horas con una rampa de calentamiento de 8°C/min. Una vez concluido, las muestras se dejaron enfriar de forma lenta hasta alcanzar la temperatura ambiente, siguiendo las indicaciones del fabricante
Las muestras totalmente sinterizadas fueron incluidas en tubos de PPL utilizando resina acrílica, dejando expuesta una de las caras del cuerpo de prueba. Las superficies expuestas de zirconia fueron pulidas secuencialmente con lijas de carburo de silicio de granulometría 220, 400 y 600 a modo de estandarizar las superficies. Entre cada una de las lijas, las superficies de zirconia fueron lavadas con agua destilada durante 10s. Al finalizar el proceso de pulido, las muestras fueron lavadas en baño ultrasónico con alcohol isopropílico 99% durante 3 minutos.
Una vez limpios, los especímenes fueron sometidos a un proceso de arenado con partículas de óxido de aluminio (Basic Classic, Renfert, Alemania) de 50 micrómetros de tamaño, durante 15 segundos a una distancia de 10 mm y una presión de 0.25 MPa. Luego, los especímenes fueron nuevamente lavados ultrasónicamente durante 3 minutos en alcohol isopropílico 99%.
Posteriormente, los especímenes se dividieron aleatoriamente en 4 grupos (www.randomizer.org) de acuerdo con el agente de acondicionamiento químico aplicado: Grupo SBU - Single Bond Universal (3M ESPE; St. Paul, MN, USA), Grupo TBU - Tetric N Bond Universal (Ivoclar Vivadent; Schaan, Liechtenstein), Grupo PZM - Peak ZM (Ultradent; South Jordan, UT, USA) y Grupo ZP - Z Prime (Bisco; Schaumburg, IL, EEUU). La composición de los agentes de acondicionamiento químico utilizados en este estudio se encuentra resumida en la Tabla 1. Los diferentes agentes de acondicionamiento químico fueron aplicados en la superficie pulida y arenada de los especímenes de zirconia siguiendo de manera estricta las indicaciones del fabricante.
Tabla 1. Material, fabricante, composición, lote y procedimiento de aplicación de los agentes de acondicionamiento utilizados.
**Información disponibilizada por el fabricante.10-MDP: 10-metacriloiloxidecil dihidrogeno fosfato. Bis - GMA: bisfenol A glicidil metacrilato. UDMA: dimetacrilato de uretano. HEMA: 2-hidroxietil metacrilato. DDMA: dimetacrilato de decametileno. TEGDMA: trietilenglicol dimetacrilato. BPO: peróxido de benzoilo. BTM: 2-benzotriazolil-4-metilfenol.
Una vez aplicados los agentes de acondicionamiento químico, se colocó una matriz de silicona cilíndrica con 4 orificios de 1,4 mm de diámetro interno sobre la superficie de zirconia. Cada uno de los orificios se llenó con agente de fijación resinoso dual convencional (RelyX ARC, 3M ESPE, St. Paul, MN, USA) manipulándolo conforme a las instrucciones del fabricante y fotopolimerizado durante 20 segundos con una unidad de fotopolimerización (Optilight MAX, Gnatus; Ribeirão Preto, Brasil) con una intensidad de 1000mW/cm2 previamente testeada con un radiómetro (Bluelight Metter, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein). Después de la fotopolimerización, la matriz de silicona fue removida para exponer los 4 cilindros de agente de fijación resinoso. La Figura 1 representa gráficamente los pasos en la metodología.
Prueba de resistencia de unión al microcizallamiento
Todas las muestras obtenidas fueron almacenadas en agua destilada a 37°C durante 24 h. Inmediatamente luego de las 24 horas, 2 de los 4 cilindros de resina de cada uno de los especímenes fueron sometidos al ensayo de microcizallamiento. Finalizado el ensayo inmediato, los especímenes con los 2 cilindros de resina restantes fueron almacenados en agua destilada a 37 °C durante 6 meses. Pasado el periodo de envejecimiento los 2 cilindros restantes en cada espécimen fueron sometidos al ensayo de microcizallamiento.
Este ensayo se ejecutó utilizando una máquina de ensayos mecánicos universal (CMT 2000; MTS SANS, China) a una velocidad de cruceta de 1.0 mm/min. La resistencia de unión (en MPa) fue calculada dividiendo la carga (en Newtons), con el área de interfaz de la unión (mm2).
La organización de las muestras se realizó de manera aleatoria por grupo; 5 bloques de zirconia con 2 cilindros de resina para ensayo inmediato y 2 cilindros de resina para ensayo luego del envejecimiento en cada bloque (n=10):
Grupo SBU-i: Aplicación de Single Bond Universal. Ensayo de cizallamiento inmediato.
Grupo SBU-e: Aplicación de Single Bond Universal. Ensayo de cizallamiento luego de 6 meses de envejecimiento.
Grupo TBU-i: Aplicación de Tetric Bond Universal. Ensayo de cizallamiento inmediato.
Grupo TBU-e: Aplicación de Tetric Bond Universal. Ensayo de cizallamiento luego de 6 meses de envejecimiento.
Grupo PZP-i: Aplicación de Peak ZM. Ensayo de cizallamiento inmediato.
Grupo PZP-e: Aplicación de Peak ZM. Ensayo de cizallamiento luego de 6 meses de envejecimiento.
Grupo ZP-i: Aplicación de Z Prime. Ensayo de cizallamiento inmediato.
Grupo ZP-e: Aplicación de Z Prime. Ensayo de cizallamiento luego de 6 meses de envejecimiento.
Análisis estadístico
Los datos fueron analizados para verificar el cumplimiento de la normalidad y la homogeneidad de la varianza. Una vez comprobados estos supuestos, los datos de resistencia de unión al microcizallamiento fueron analizados estadísticamente mediante un ensayo de ANOVA de dos vías para examinar el efecto de los factores (agente de acondicionamiento químico y envejecimiento) en la variable dependiente. El análisis post-hoc se realizó mediante la prueba de Tukey, para comparar las medias de resistencia de unión entre grupos individuales. Los análisis estadísticos se realizaron utilizando el software SigmaPlot 12.0. Para todas las pruebas, la significancia estadística se estableció en 0.05.
Resultados
La Figura 2 muestra los resultados de resistencia de unión al microcizallamiento de todos los grupos analizados de forma inmediata y luego de 6 meses de envejecimiento.
Letras mayúsculas diferentes indican diferencias estadísticamente significativas entre los diferentes agentes de acondicionamiento químico evaluados a las 24 horas. Letras minúsculas diferentes indican diferencias estadísticamente significativas entre los diferentes agentes de acondicionamiento químico evaluados a los 6 meses. Las columnas debajo de la misma línea horizontal indican ausencia de diferencias estadísticamente significativas para cada agente de acondicionamiento químico entre inmediato y envejecido.
De acuerdo con el ANOVA de dos vías, la resistencia de unión al microcizallamiento no fue influenciada significativamente por el factor acondicionamiento químico (p = 0,058) ni por el factor envejecimiento (p = 0,216). Por otro lado, la interacción de ambos factores resultó significativa (p=0,005).
Al analizar el factor acondicionamiento químico a las 24 horas, se observa que el valor más alto fue para el grupo Z Prime, sin embargo, no hubo diferencias estadísticamente significativas con las demás estrategias adhesivas (p≥0,426). Por otro lado, al analizar el factor Grupo a los 6 meses de envejecimiento, el grupo Z Prime presentó los valores de adhesión más bajos, siendo estos significativamente menores al resto de los grupos (p≤0,016). El resto de los grupos no mostró diferencias significativas entre ellos (p≥0,993).
Al analizar el factor tiempo, en cada una de las estrategias adhesivas utilizadas, se observó la disminución significativa en el grupo Z Prime (p<0,001), mientras que el resto de los grupos no presentó diferencias significativas al comparar los resultados inmediatos con los resultados luego de 6 meses de envejecimiento (p≥0,216).
Discusión
El presente estudio evaluó la resistencia de unión al microcizallamiento inmediato y envejecido de un agente de fijación resinoso dual convencional a la superficie de óxido de zirconio mediante el uso de diferentes promotores de unión química. Los resultados no evidenciaron una diferencia estadísticamente significativa en la adhesión inmediata y envejecida de los diferentes grupos, a excepción del Z Prime donde se observó una disminución de la fuerza adhesiva entre los valores inmediatos y envejecidos. Por todo esto, la hipótesis nula fue parcialmente aceptada.
Al evaluar los valores de resistencia de unión inmediata los valores oscilaron entre 17.9 MPa hasta 19 MPa no mostrándose una diferencia estadísticamente significativa entre los grupos (p≥0,426), estos valores se condicen con lo observado en la literatura. 17,22 Por otro lado, los valores de resistencia de unión después del periodo de envejecimiento oscilaron entre 16.2 MPa hasta 19.1 MPa, no observándose diferencias en los grupos SBU, TBU, PZM (p≥0,993). Estos resultados podrían explicarse debido a que se observa una similitud en la composición de los promotores químicos, los cuales son basados en el monómero fosfatado 10-Methacryloyloxydecyl dihidrógeno fosfato (10-MDP). 18,23-25 Esta molécula presenta la capacidad de generar enlaces entre los grupos fosforilos divalentes de monómero MDP y grupos hidroxilo en la superficie de zirconia. 22,26 En la literatura se relatan diferentes protocolos clínicos para el tratamiento de la superficie de la zirconia, no existiendo superioridad al comparar los diferentes acondicionadores en base a 10-MDP. 23,27 Sin embargo, varios autores concluyen que el tratamiento mecánico sumado a la imprimación con un adhesivo universal o primer específico para zirconia propicia adecuados valores en estudios in vitro. 10,18
Se ha relatado que para proporcionar una unión confiable, la presencia del monómero 10-MDP es fundamental, adquiriendo menor relevancia la concentración del mismo. (27) A pesar de esto, los resultados del presente trabajo mostraron una disminución significativa de la adhesión en el grupo en el cual se utilizó un primer específico para zirconia (p≤0,016). Se ha demostrado que el envejecimiento de los cuerpos de prueba conlleva a una disminución en los valores de adhesión, 24,28 esto podría deberse a que el enlace podría debilitarse por la hidrólisis del mismo al mantenerse almacenado en agua durante 6 meses. 17
En el presente estudio, se observó una disminución en los valores adhesivos del grupo ZP cuando fue sometido a envejecimiento mediante almacenamiento en agua. Además, autores han relatado un comportamiento inferior de primers específicos para zirconia al compararlo con otros promotores de unión, como lo son los adhesivos universales. 29,30 Esto podría deberse a la presencia de carga y de monómeros más resistentes a la degradación hidrolítica como es el Bis-GMA. 25 Otros factores que podrían explicar esto podrían ser las diferencias en concentraciones y grado de pureza de los monómeros funcionales utilizados en cada producto. 29 Por otro lado, ZP contiene Bis-GMA sin un sistema de iniciación, por lo que, al no estar polimerizado, podría acelerar la hidrólisis de la capa adhesiva disminuyendo así los valores de la resistencia de unión. 31
En la literatura se establece que valores entre 15-25 MPa en estudios de laboratorio son considerados adecuados para el uso clínico, 32 y que valores menores a 13 MPa pueden ser considerados críticos. 19 Por lo tanto, todos los materiales analizados en el presente estudio se encuentran dentro de los estándares mencionados. A pesar de esto, la comparación y extrapolación de datos in vitro en desempeño clínico se dificulta, debido a que otros factores son tenidos en cuenta al momento de analizar estos últimos, como la conformación cavitaria, espesor y terminación de la restauración, entre otros 33 y a los parámetros evaluados a nivel clínico como ser caries secundaria, fractura del material o salud gingival. 34 Los autores consideran que las posibles fallas clínicas podrían deberse a la aplicación incorrecta de los protocolos clínicos utilizados por los profesionales. Dentro de esto podríamos mencionar, ignorar la contaminación de la superficie de zirconia con saliva luego de la prueba en boca, 35,36 la aplicación incorrecta de los promotores de unión (frotar, evaporar y/o fotopolimerizar), 37 o el arenado inadecuado de la superficie interna de la restauración. 27
Los resultados observados en el presente estudio deben ser analizados con cautela, debido a la naturaleza in vitro de este estudio, no se puede simular completamente un escenario clínico. Además, en la literatura se ha mencionado una gran variabilidad en las metodologías in vitro lo que conlleva a una dificultad en la comparación de los datos. 23 Por otro lado, se utilizó un único agente de fijación, y solo se analizaron 4 promotores de unión.
Conclusiones
A pesar de las limitaciones del presente estudio, los resultados sugieren que los adhesivos universales con 10-MDP presentan una resistencia de unión inmediata similar a los acondicionadores de superficie químicos específicos para zirconia. Después de un periodo de envejecimiento, los adhesivos universales parecen tener una mejor estabilidad en la resistencia de unión.
