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Escuela Técnica Superior de Ingeniería - Universidad de Sevilla | Aarón Rosales Pérez 1

Universidad de Sevilla

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA

PROYECTO FIN DE CARRERA

“ESTUDIO DE LA CORROSIÓN GALVÁNICA EN MATERIALES DE

ORTODONCIA. PAR ARCO-BRACKET

DIRECTOR: ANTONIO GABRIEL PAUL ESCOLANO

Vº Bº del Director del

Proyecto

AUTOR: AARON ROSALES PÉREZ

Estudio de la corrosión galvánica en materiales de ortodoncia. Par arco-bracket

2 Aarón Rosales Pérez | Escuela Técnica Superior de Ingeniería - Universidad de Sevilla

Agradecimientos

Éstas son las últimas líneas que escribiré del proyecto, y no quisiera hacerlo sin acordarme de

todas aquellas personas que, de un modo u otro, fueron indispensables para llegar hasta aquí.

Agradezco a todos los profesores que, yendo más allá de lo que les obliga un programa de

asignatura, nos enseñaron parte de sus conocimientos que adquirieron a lo largo de los años

como ingenieros. Evito nombrar a ninguno para no caer en el olvido de ninguno.

Especialmente quisiera nombrar a los profesores Antonio Gabriel, por haberme brindado la

posibilidad de realizar la presente investigación, y Laureano Soria por su amplia colaboración.

Quisiera nombrar también al técnico de laboratorio Manuel Periañez por su imprescindible

apoyo personal.

También quiero agradecer a todos aquellos profesores que, por transmitirme una serie de

valores, me permitieron llegar desde mi colegio a la Universidad, como mis profesores de física

y matemáticas Andrés Rodríguez Becerra y Antonio Torrecilla, mi profesora de química Laura

Cortegano, y profesores como José Manuel Jordán, José Manuel Fedriani y tantos otros, que

disculparán el no nombrarles.

No podría olvidarme de mis amigos, que de una u otra manera, hicieron el camino

infinitamente más sencillo: Javi, Titto, Casandra, Lucía, Amós, Mari, Chato, Almudena, Marta,

Noelia, Rafa, Pablo, Marichi, Adrián, Jorge, Óscar, David, Elena, Manolo, Fran… sin olvidarme

de Reyes, que ha sido la persona que me dio la lección más importante de la vida.

Si bien, todas las metas que fui alcanzando y me permitieron conocer y aprender de todos los

profesores fueron gracias a los que estuvieron dándome su apoyo incondicionalmente.

Empiezo por mi primo Eduardo, que la admiración que siempre me rindió fue el gesto más

grande que cualquier persona hizo hacia mí, y fue uno de los motivos por los que siempre

quise estar a su altura. Mis tíos Toñi y Eduardo, unos hermanos que me regalan siempre la

posibilidad de hablar de tú a tú. Mi abuela Balbina, siempre ahí y conmigo, una madre más.

Mis padres, José y Ana. Ojalá pudiera poner sus nombres a este proyecto, pues su esfuerzo,

dedicación y paciencia conmigo, valieron más que cualquier hora de estudio que pude invertir

hasta llegar hasta aquí.

Por todos ellos: profesores, primo Edu, tíos Toñi y Eduardo, abuela, papá y mamá, gracias por

todo.

Aarón Rosales Pérez

Cádiz, 10 de Julio de 2013.



Resumen

La ortodoncia tiene como objetivo la corrección de los defectos posicionales de las piezas

dentales en las personas. Para ello, diseña aparatos que instala en los pacientes para que

actúen sobre las piezas dentales, conduciéndolas hasta su posición y orientación ideal.

Desde los años 40 del siglo XX, se han ido desarrollando diferentes materiales con el fin de

optimizar el tratamiento y, de esta manera, reducir el coste económico y las molestias que

pudieran originar: desde los primeros usos en materiales como el oro, pasando por aceros

inoxidables, aleaciones de titanio, aleaciones de cobalto, hasta los actuales proyectos en

materiales compuestos.

La configuración del aparato de ortodoncia se compone de arco y bracket. El bracket es el

encargado de transmitir a la pieza dental la fuerza ejercida por el arco.

El desarrollo desde el punto de vista mecánico, la biofuncionalidad del material, ha ido siempre

en la vanguardia de la innovación. Paralelamente, se realizaba el estudio del material desde la

perspectiva de la biocompatibilidad. Estos estudios se basaban en la respuesta del organismo

hacia el material en estudio.

Pero un tratamiento ortodóncico no tiene una duración de días, sino de meses incluso años.

Esto tiene como consecuencia la evolución del material en el interior del organismo. Las

respuestas alérgicas o tóxicas de los pacientes a cierto tipo de material o el fallo del material

antes de la finalización del tratamiento han conllevado que la corrosión se sitúe como un

criterio básico en el diseño de materiales ortodóncicos.

Muchos son los estudios realizados sobre la corrosión de los materiales ortodóncicos, tanto in

vitro como en pacientes reales. Se ha estudiado la respuesta del material ante salivas

artificiales, enjuagues bucales, especias incluidas en la dieta alimentaria, tanto del bracket

como del arco.

Lo que se propone con este estudio es una nueva línea de investigación con respecto a la

corrosión de los elementos ortodóncicos: arcos y brackets. Por un lado se propone la

simulación del medio bucal mediante atmósfera de niebla de saliva artificial en contra de la

inmersión además de considerar una posible interacción galvánica entre los arcos y los

brackets.

El primer bloque consta de una revisión del estado del arte de los materiales en la ortodoncia.

Se realiza una presentación de los materiales utilizados, los tipos de aparatos y sus diferentes

configuraciones, la modelización de la cavidad bucal y mecanismos y formas de la corrosión en

los aparatos ortodóncicos.

El segundo bloque caracteriza el problema de la corrosión galvánica y su presencia en la

ortodoncia. Un modelo teórico, que sirve como primer acercamiento al problema que se

pretende estudiar.



En el tercer bloque se describe el ensayo tentativo realizado bajo las condiciones de niebla, y la

observación de la posible interacción galvánica entre los arcos dentales y brackets estudiados.

En el cuarto bloque se describen las conclusiones del estudio con todos los datos recogidos en

los tres bloques anteriores.

El quinto y último bloque propone diferentes líneas de investigación para el futuro.



Í ndice General

I. LA ORTODONCIA Y LOS MATERIALES ...........................................................................................14

I.1 INTRODUCCIÓN A LOS TRATAMIENTOS DE ORTODONCIA ......................................................................... 14 I.2 TIPOS DE APARATOS DE ORTODONCIA ................................................................................................ 15 I.3 CARACTERIZACIÓN DEL MEDIO BUCAL................................................................................................. 16

I.3.1 Condiciones generales .......................................................................................................... 16

I.3.2 Ingesta de especias y condimentos ...................................................................................... 18

I.3.3 Productos para la higiene dental .......................................................................................... 19

I.4 MATERIALES CONOCIDOS EN LA ORTODONCIA...................................................................................... 20 I.4.1 Breve desarrollo histórico de los materiales ortodóncicos

(17) ............................................... 20

I.4.2 Resumen de los materiales usados en la ortodoncia ............................................................ 28

I.5 TIPOS DE BRACKETS ........................................................................................................................ 30 I.5.1 Brackets convencionales

(19) .................................................................................................. 30

I.5.2 Brackets de autoligado(20)

..................................................................................................... 31

I.5.3 Brackets MIM ....................................................................................................................... 31

I.6 REQUISITOS QUE SE LE EXIGEN A LOS MATERIALES PARA ORTODONCIA ...................................................... 32 I.6.1 Propiedades mecánicas ........................................................................................................ 32

I.6.2 Fricción ................................................................................................................................. 32

I.6.3 Biocompatibilidad ................................................................................................................. 33

I.7 EL PROBLEMA DE LA CORROSIÓN EN MATERIALES DE ORTODONCIA ........................................................... 34 I.7.1 Película de pasivación ........................................................................................................... 35

I.7.2 Efecto de la porosidad en el comportamiento frente a la corrosión .................................... 36

I.7.3 El problema de la liberación de iones ................................................................................... 37

I.7.4 Formas de corrosión en los aparatos de ortodoncia arco-bracket.(32)

.................................. 40

I.7.5 Tratamientos superficiales de arcos NiTi .............................................................................. 45

II. LA CORROSIÓN GALVÁNICA: MODELIZACIÓN DEL PROBLEMA.....................................................49

II.1 MODELO DE LA CORROSIÓN GALVÁNICA (33),(38)

.................................................................................... 50 II.1.1 Espontaneidad de la corrosión galvánica ............................................................................. 51

II.1.2 Influencia de la concentración y de la temperatura ............................................................. 51

II.1.3 Influencia de la polarización y la pasivación ........................................................................ 52

II.1.4 La cinética de la corrosión galvánica. ................................................................................... 56

II.2 VARIABLES DEL MODELO DE CORROSIÓN ............................................................................................. 56

III. LA CORROSIÓN GALVÁNICA: ENSAYO TENTATIVO. ......................................................................58

III.1 INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS ............................................................................................................ 58 III.2 EL ENSAYO.................................................................................................................................... 59

III.2.1 La cámara de niebla(40)

..................................................................................................... 60

III.2.2 Condiciones de ensayo ..................................................................................................... 62

III.2.3 Seguimiento durante el ensayo ........................................................................................ 63

III.3 ARCOS Y BRACKETS ENSAYADOS ........................................................................................................ 63 III.3.1 Arcos dentales .................................................................................................................. 63

III.3.2 Brackets ............................................................................................................................ 63

III.4 LIMPIEZA DE ARCOS DENTALES Y BRACKETS .......................................................................................... 64 III.4.1 Limpieza antes del ensayo ............................................................................................... 64

III.4.2 Limpieza tras ensayo de los arcos dentales ..................................................................... 64

III.4.3 Limpieza tras ensayo de los brackets ............................................................................... 65

III.5 CARACTERIZACIÓN MACROSCÓPICA DE LOS ARCOS DENTALES ANTES DEL ENSAYO ........................................ 65 III.5.1 Arco A1 (Titanol) antes del ensayo ................................................................................... 66



III.5.2 Arco A2 (Titanol) antes del ensayo ...................................................................................66

III.5.3 Arco A3 (NiTi Termoactiva) antes del ensayo ...................................................................67

III.5.4 Arco A8 (Cobre-Niti) antes del ensayo ..............................................................................67

III.5.5 Arco A9 (Inoxidable sin níquel) antes del ensayo..............................................................68

III.6 CARACTERIZACIÓN MACROSCÓPICA DE LOS BRACKETS ANTES DEL ENSAYO ..................................................68 III.6.1 Bracket B1 (Inoxidable sin níquel) antes del ensayo .........................................................69

III.6.2 Bracket B2 (Inoxidable) antes del ensayo .........................................................................69

III.6.3 Bracket B3 (Titanio) antes del ensayo ..............................................................................69

III.6.4 Bracket B4 (Co-Cr sin níquel) antes del ensayo .................................................................70

III.6.5 Bracket B5 (Titanio) antes del ensayo ..............................................................................70

III.6.6 Bracket B6 (Inoxidable) antes del ensayo .........................................................................70

III.7 PROBETAS .....................................................................................................................................71 III.7.1 Preparación de las probetas .............................................................................................73

III.8 RESULTADOS .................................................................................................................................74 III.8.1 Exploración macroscópica de los arcos tras el ensayo .....................................................75

III.8.2 Exploración macroscópica de los brackets tras el ensayo ............................................. 106

III.8.3 Exploración macroscópica de la combinación del arco A9 (inoxidable sin níquel) con el

bracket B8 (inoxidable) ................................................................................................................... 112

III.8.4 Comparación de pesos antes y después del ensayo ...................................................... 115

III.9 RESUMEN DE RESULTADOS ............................................................................................................ 119 III.9.1 Probetas 1 a 9 (brackets inoxidable, titanio y Co-Cr) ..................................................... 119

III.9.2 Probeta 10 (Brackets inoxidables con arcos inoxidables in níquel) ............................... 121

IV. CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 123

IV.1 PROBETAS 1 A 9 (BRACKETS INOXIDABLE, TITANIO Y CO-CR) ................................................................ 123 IV.2 PROBETA 10 (BRACKETS INOXIDABLES CON ARCOS INOXIDABLES IN NÍQUEL) ........................................... 124

V. LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN PARA EL FUTURO ............................................................................ 126

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................. 129



Í ndice de Figuras

Figura I.1. Esquema de un aparato de ortodoncia fijo ..........................................................................15

Figura I.2. Esquema de un aparato de ortodoncia invisible ..................................................................15

Figura I.3. Diagrama tensión-deformación típica de los aceros inoxidables ..........................................21

Figura I.4. Diagrama tensión-deformación de NiTi clásico ....................................................................23

Ecuación / Figura I.5. Definición de resiliencia elástica .........................................................................23

Figura I.6. Comportamiento martensitico-austenítico de las aleaciones níquel-titanio. Elaboración

propia ..........................................................................................................................................27

Figura I.7. Imagen obtenida por microscopía óptica del bracket de titanio ..........................................30

Figura I.8. Bracket de titanio ................................................................................................................30

Figura I.9. Bracket tipo autoligable(21)

...................................................................................................31

Figura I.10. Bracket tipo MIM(22)

...........................................................................................................32

Figura I.11. Evolución de la cantidad de iones Ni liberados acumulados en 28 días ..............................39

Figura I.12. Evolución de la cantidad de iones Cr liberados acumulados en 28 días ..............................39

Figura I.13. Evolución de la cantidad de iones Cu liberados acumulados en 28 días .............................40

Figura I.14. Configuración arco-bracket frente a la aireación diferencial ..............................................42

Figura I.15. Corrosión intergranular en un AISI 304 sensibilizado. 100x(34)

............................................43

Figura I.16. Esquema del mecanismo de la eliminación de la capa pasiva debido al rozamiento ..........44

Figura I.17. Comparación entre la evolución de la liberación de Ni a lo largo del tratamiento entre un

NiTi no tratado y otro con un tratamiento de oxidación aplicado(02)

............................................46

Figura I.18. Concentración de níquel en función de la profundidad del arco NiTi .................................47

Figura II.1. Contacto metálico en presencia de electrolito en par arco-bracket ....................................49

Figura II.2. Modelo de corrosión galvánica ...........................................................................................50

Figura II.3. Curva de polarización (reacción anódica) ............................................................................52

Figura II.4. Curva de polarización (reacción catódica) ...........................................................................52

Figura II.5. Curva de polarización catódica ...........................................................................................53

Figura II.6. Curva de polarización anódica ............................................................................................54

Figura II.7. Diagrama de Evans .............................................................................................................55

Figura III.1. Cámara de niebla ...............................................................................................................60

Figura III.2. Cámara de niebla con las probetas ....................................................................................60

Figura III.3. Probetas colocadas en el interior de la cámara de niebla ..................................................60

Figura III.4.Probetas colocadas en el interior de la cámara de niebla (b) ..............................................60

Figura III.5. Probetas colocadas en el interior de la cámara de niebla (c)..............................................60

Figura III.6. Cámara de niebla salina utilizada en el ensayo ..................................................................61

Figura III.7. Esquema básico de un atomizador ....................................................................................61

Figura III.8. Esquema básico de la torre de aspersión ...........................................................................61

Figura III.9. Arco A1 (Titanol) (a) ..........................................................................................................66

Figura III.10. Arco A1 (Titanol) (b) ........................................................................................................66

Figura III.11. Arco A2 (Titanol) (a) .........................................................................................................66

Figura III.12. Arco A2 (Titanol) (b) ........................................................................................................66

Figura III.13. Arco A3 (NiTi Termoactiva) (a) .........................................................................................67

Figura III.14. Arco A3 (NiTi Termoactiva) (b) .........................................................................................67

Figura III.15. Arco A8 (Cu-NiTi) (a) ........................................................................................................67

Figura III.16. Arco A8 (Cu-NiTi) (b) ........................................................................................................67

Figura III.17. Arco A9 (Inoxidable sin níquel) (a) ...................................................................................68

Figura III.18. Arco A9 (Inoxidable sin níquel) (b) ...................................................................................68

Figura III.19. Montaje del bracket, arco y elástico. ...............................................................................68



Figura III.20. Bracket B1 (inox. sin níquel) (a) ....................................................................................... 69

Figura III.21. Bracket B1 (inox. sin níquel) (b) ....................................................................................... 69

Figura III.22. Bracket B1 (inox. sin níquel) (c) ...................................................................................... 69

Figura III.23. Bracket B2 (inoxidable) (a) .............................................................................................. 69

Figura III.24. Bracket B2 (inoxidable) (b) .............................................................................................. 69

Figura III.25. Bracket B2 (inoxidable) (c) .............................................................................................. 69

Figura III.26. Bracket B3 (Titanio) (a) .................................................................................................... 69

Figura III.27. Bracket B3 (Titanio) (b) ................................................................................................... 69

Figura III.28. Bracket B3 (Titanio) (c) ................................................................................................... 69

Figura III.29. Bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (a) ...................................................................................... 70

Figura III.30. Bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (b) ...................................................................................... 70

Figura III.31. Bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (c) ...................................................................................... 70

Figura III.32. Bracket B5 (Titanio) (a) .................................................................................................... 70

Figura III.33. Bracket B5 (Titanio) (b) ................................................................................................... 70

Figura III.34. Bracket B5 (Titanio) (c) .................................................................................................... 70

Figura III.35. Bracket B6 (inoxidable) (a) .............................................................................................. 70

Figura III.36. Bracket B6 (inoxidable) (b) .............................................................................................. 70

Figura III.37. Bracket B6 (inoxidable) (c) .............................................................................................. 70

Figura III.38. Probetas utilizadas en el estudio ..................................................................................... 73

Figura III.39. Arco A1 (Titanol) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.1) (a) ......................... 75

Figura III.40. Arco A1 (Titanol) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.1) (b) ......................... 75

Figura III.41. Arco A1 (Titanol) con bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.1) (a) ......................................... 76

Figura III.42. Arco A1 (Titanol) con Bracket B2 (inoxidable)(pareja 2.1) (b) .......................................... 76


Figura III.44. Arco A1 (Titanol) con bracket B6(inoxidable) (pareja 3.1) (b) .......................................... 76

Figura III.45. Arco A1 (Titanol) con bracket B3 (titanio) (pareja 4.1) (a) ............................................... 77

Figura III.46. Arco A1 (Titanol) con bracket B3 (titanio) (pareja 4.1) (b) ............................................... 77

Figura III.47. Arco A1 (Titanol) con bracket B5(titanio) (pareja 5.1) (a) ................................................ 77




Figura III.51. Arco A1 (Titanol) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.1) (a) ................................. 78

Figura III.52. Arco A1 (Titanol) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.1) (b) ................................. 78


Figura III.54. Arco A1 (Titanol) con bracket B4(Co-Cr sin níquel) (pareja 8.1) (b) .................................. 78



Figura III.57. Arco A2 (Titanol) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.2) (a) ......................... 79

Figura III.58. Arco A2 (Titanol) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.2) (b) ......................... 79


Figura III.60. Arco A2 (Titanol) con bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.2) (b) ......................................... 80


Figura III.62. Arco A2 (Titanol )con bracket B2 (inoxidable) (pareja 3.2) (b) ......................................... 80










Figura III.71. Arco A2 (Titanol) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 8.2) (a) ..................................83

Figura III.72. Arco A2 (Titanol) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 8.2) (b) ..................................83

Figura III.73. Arco A2 (Titanol) con bracket B4(Co-Cr sin níquel) (pareja 9.2) (a) ...................................83

Figura III.74. Arco A2 (Titanol) con bracket B4(Co-Cr sin níquel) (pareja 9.2) (b) ..................................83

Figura III.75. Arco A3 (NiTi termoactivo) con bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.3) (a) ...........................84

Figura III.76. Arco A3 (NiTi termoactivo) con bracket b2 (inoxidable) (pareja 2.3) (b)...........................84

Figura III.77. Arco A3 (NiTi termoactivo) con bracket B6 (inoxidable) (pareja 3.3) (a) ...........................84

Figura III.78. Arco A3 (NiTi termoactivo) con bracket B6 (inoxidable) (pareja 3.3) (b) ..........................84

Figura III.79. Arco A3 (NiTi termoactivo) con bracket B3 (titanio) (pareja 4.3) (a) ................................85

Figura III.80. Arco A3(NiTi termoactivo) con bracket B3 (titanio) (pareja 4.3) (b) .................................85

Figura III.81. Arco A3 (NiTi termoactivo) con bracket B5 (titanio) (pareja 5.3) (a) .................................85

Figura III.82. Arco A3 (NiTi termoactivo) con bracket B5 (titanio) (pareja 5.3) (b) ................................85

Figura III.83. Arco A3 (NiTi termoactivo) con bracket B5 (titanio) (pareja 6.3) (a) .................................85

Figura III.84. Arco A3 (NiTi termoactivo) con bracket B5 (titanio) (pareja 6.3) (b) ................................85

Figura III.85. Arco A3 (NiTi termoactivo) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.3) (a) ..................86

Figura III.86. Arco A3 (NiTi termoactivo) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.3) (b) ..................86





Figura III.91. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B (inox. sin níquel) (pareja 1.4) (a) .........................87

Figura III.92. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B1 (inox. Sin níquel) (pareja 1.4) (b) .......................87

Figura III.93. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.4) (a) ...............................88

Figura III.94. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.4) (b) ...............................88

Figura III.95. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B6 (inoxidable) (pareja 3.4) (a) ...............................88

Figura III.96. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B6 (inoxidable) (pareja 3.4) (b) ...............................88

Figura III.97. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B3 (titanio) (pareja 4.4) (a) .....................................89

Figura III.98. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B3 (titanio) (pareja 4.4) (b) ....................................89

Figura III.99. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B5 (titanio) (pareja 5.4) (a) ....................................89

Figura III.100. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B5 (titanio) (pareja 5.4) (b) ...................................89

Figura III.101. Arco A4 con Bracket B5 (pareja 6.4) (a) ..........................................................................89

Figura III.102. Arco A4 con Bracket B5 (pareja 6.4) (b) ..........................................................................89

Figura III.103. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.4) (a) .....................90

Figura III.104. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.4) (b) .....................90

Figura III.105. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 8.4) (a) .....................90

Figura III.106. Arco A4 (Nitinol Classic) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 8.4) (b) .....................90

Figura III.107. Arco A4 con Bracket B4 (pareja 9.4) (a) ..........................................................................91

Figura III.108. Arco A4 con Bracket B4 (pareja 9.4) (b) ..........................................................................91

Figura III.109. Arco A5 (NiTi) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.5) (a) ............................91

Figura III.110. Arco A5 (NiTi) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.5) (b).............................91

Figura III.111. Arco A5 (NiTi) con bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.5) (a) .............................................92

Figura III.112. Arco A5 (NiTi) con bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.5) (b) .............................................92

Figura III.113. Arco A5 (NiTi) con bracket B6 (inoxidable) (pareja 3.5) (a) .............................................92

Figura III.114. Arco A5 (NiTi) con bracket B6 (inoxidable) (pareja 3.5) (b) .............................................92

Figura III.115. Arco A5 (NiTi) con bracket B3 (titanio) (pareja 4.5) (a) ...................................................93



Figura III.118. Arco A5 (NiTi) con bracket B5 (titanio) (pareja 5.5) (b) ...................................................93


Figura III.120. Arco A5 (NiTi) con bracket B5 (titanio) (pareja 6.5) (b) ...................................................93

Figura III.121. Arco A5 (NiTi) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.5) (a) .....................................94



Figura III.122. Arco A5 (NiTi) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.5) (b) .................................... 94

Figura III.123. Arco A5 (NiTi) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 8.5) (a) .................................... 94




Figura III.127. Arco A6 (NiTi) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.6) (a) ............................ 96

Figura III.128. Arco A6 (NiTi) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.6) (b) ............................ 96

Figura III.129. Arco A6 (NiTi) con bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.6) (a) ............................................ 96

Figura III.130. Arco A6 (NiTi) con bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.6) (b) ............................................ 96

Figura III.131. Arco A6 (NiTi) con bracket B3 (titanio) (pareja 4.6) (a) .................................................. 97

Figura III.132. Arco A6 (NiTi) con bracket B3 (titanio) (pareja 4.6) (b) .................................................. 97











Figura III.143. Arco A7 (NiTi) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.7) (a) ............................ 99

Figura III.144. Arco A7 (NiTi) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.7) (b) ............................ 99

Figura III.145. Arco A7 (NiTi) con bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.7) (a) ............................................ 99

Figura III.146. Arco A7 (NiTi) con bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.7) (b) ............................................ 99

Figura III.147. Arco A7 (NiTi) con bracket B6 (inoxidable) (pareja 3.7) (a) .......................................... 100

Figura III.148. Arco A7 (NiTi) con Bracket B6 (inoxidable) (pareja 3.7) (b) .......................................... 100

Figura III.149. Arco A7 (NiTi) con bracket B3 (titanio) (pareja 4.7) (a) ................................................ 100

Figura III.150. Arco A7 (NiTi) con bracket B3 (titanio) (pareja 4.7) (b) ................................................ 100





Figura III.155. Arco A7 (NiTi) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.7) (a) .................................. 101

Figura III.156. Arco A7 (NiTi) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.7) (b) .................................. 101





Figura III.161. Arco A8 (Cu-NiTi) con bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.8) (a) ..................................... 102

Figura III.162. Arco A8 (Cu-NiTi) con bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.8) (b) ..................................... 102

Figura III.163. Arco A8 (Cu-NiTi) con bracket B6 (inoxidable) (pareja 3.8) (a) ..................................... 103

Figura III.164. Arco A8 (Cu-NiTi) con bracket B6 (inoxidable) (pareja 3.8) (b) ..................................... 103

Figura III.165. Arco A8 (Cu-NiTi) con bracket B3 (titanio) (pareja 4.8) (a) ........................................... 103

Figura III.166. Arco A8 (Cu-NiTi) con bracket B3 (titanio) (pareja 4.8) (b) ........................................... 103


Figura III.168 . Arco A8 (Cu-Niti) con bracket B5 (titanio) (pareja 5.8) (b) ........................................... 103


Figura III.170. Arco A8 (Cu-NiTi con bracket B5 (titanio) (pareja 6.8) (b) ............................................ 104

Figura III.171. Arco A8 (Cu-NiTi) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.8) (a) ............................. 104

Figura III.172. Arco A8 (Cu-NiTi) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.8) (b) ............................. 104


Figura III.173. Arco A8 (Cu-NiTi) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 8.8) (a)............................. 104

Figura III.174. Arco A8 (Cu-NiTi) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 8.8) (b) ............................. 104

Figura III.175. Arco A8 (Cu-NiTi) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 9.8) (a) ............................. 105

Figura III.176. Arco A8 (Cu-NiTi) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 9.8) (b) ............................ 105

Figura III.177. Bracket B1 (inoxidable sin níquel) con arco A8 (Cu-NiTi) (pareja 1.8) (a) ...................... 106

Figura III.178. Bracket B1 (inoxidable sin níquel) con arco A8 (Cu-NiTi) (pareja 1.8) (b) ...................... 106

Figura III.179. Bracket B1 (inoxidable sin níquel) con arco A8 (Cu-NiTi) (pareja 1.8) (c) ...................... 106

Figura III.180. Bracket B2 (inoxidable) con arco A3 (NiTi Termoactiva) (pareja 2.3) (a) ....................... 107

Figura III.181. Bracket B2 (inoxidable) con Arco A3(NiTi Termoactiva) (pareja 2.3) (b) ....................... 107

Figura III.182. Bracket B2 (inoxidable) con arco A4 (Nitinol Classic) (pareja 2.4)................................. 107

Figura III.183. Bracket B2 (inoxidable) con arco A5 (NiTi) (pareja 2.5) (a) ........................................... 108

Figura III.184. Bracket B2 (inoxidable) con arco A5 (NiTi) (pareja 2.5) (b) ........................................... 108

Figura III.185 Bracket B2 (inoxidable) con arco A5 (NiTi) (pareja 2.5) (c) ............................................ 108

Figura III.186. Bracket B2 (inoxidable) con arco A6 (NiTi) (pareja 2.6) ................................................ 108

Figura III.187. Bracket B2 (inoxidable) con arco A7 (NiTi) (pareja 2.7) (a) ........................................... 109

Figura III.188. Bracket B2 (inoxidable) con Arco A7 (NiTi) (pareja 2.7) (b) .......................................... 109

Figura III.189. Bracket B2 (inoxidable) con arco A8 (Cu-NiTi) (pareja 2.8) ........................................... 109

Figura III.190. Bracket B6 (inoxidable) con arco A2 (Titanol) (pareja 3.2) ........................................... 110

Figura III.191. Bracket B6 (inoxidable) con arco A2 (NiTi Termoactiva) (pareja 3.3) ............................ 110

Figura III.192. Bracket B5 (titanio) con arco A5 (NiTi) (pareja 5.5) ...................................................... 111

Figura III.193. Bracket B5 (titanio) con Arco A5 (Cu-NiTi) (pareja 6.8) ................................................. 111

Figura III.194. Arco A9 (inox. sin níquel) con bracket B8 (inoxidable) (pareja 10.1) (a) ...................... 112

Figura III.195. Arco A9 (inox. sin níquel) con bracket B8 (inoxidable) (pareja 10.2) (b) ....................... 112

Figura III.196. Arco A9 (inox. sin níquel) con bracket B8 (inoxidable) (pareja 10.2) (a) ....................... 112








Figura III.204. Bracket B8 (inoxidable) con arco A9 (inox. sin níquel) (pareja 10.6) (a) ....................... 114

Figura III.205. Bracket B8 (inoxidable) con arco A9 (inox. sin níquel) (pareja 10.6) (a) ........................ 114





Í ndice de Tablas

Tabla I.1. Reacciones en la metabolización de carbohidratos por las bacterias bucales ....................... 17

Tabla I.2. Composición de la saliva artificial Fusayama-Meyer(09)

(mg/Lagua) ........................................ 17

Tabla I.3. Composición de la saliva artificial Fusayama modificada alternativa(10)

(mg/ Lagua ) .............. 17

Tabla I.4. Composición de la saliva artificial AS(11)

(mg/ Lagua) ............................................................... 18

Tabla I.5. Composición de la saliva artificial AS-2(12)

(mg/ Lagua)............................................................ 18

Tabla I.6.Cantidades de iones cromo y níquel en la ingesta de comida ................................................ 18

Tabla I.7. Especias utilizadas en el estudio de Neelima(12)

.................................................................... 19

Tabla I.8. Concentración de fluoruros en productos de higiene dental(15)

............................................ 19

Tabla I.9. Características y comportamientos del acero inoxidable 304/316 ........................................ 22

Tabla I.10. Composición de la aleación Co-Cr ELGILOY® (%) ................................................................. 24

Tabla I.11. Composición de la aleación Ti-Beta TMA®(%) ..................................................................... 24

Tabla I.12. Comparativa de diferentes grados del Ti-Cp ....................................................................... 27

Tabla I.13. Propiedades mecánicas de aleaciones de titanio ................................................................ 28

Tabla I.14. Comparativa de las distintas familias más importantes de materiales de ortodoncia ......... 28

Tabla I.15. Materiales, y sus composiciones, de arcos referenciados en la bibliografía ........................ 29

Tabla I.16 Materiales, y sus composiciones, de brackets referenciados en la bibliografía .................... 30

Tabla I.17. Cantidades máximas de elementos agresivos para el organismo ....................................... 37

Tabla I.18. Dosis de níquel ................................................................................................................... 38

Tabla I.19. Ejemplo de composición de la soldadura en arco NiTi – bracket AISI 316 ........................... 38

Tabla III.1. Arcos dentales utilizados en el ensayo tentativo ................................................................ 63

Tabla III.2. Brackets utilizados en el ensayo tentativo.......................................................................... 64

Tabla III.3. Procedimiento de limpieza de los arcos dentales(41)

........................................................... 64

Tabla III.4. Procedimiento de limpieza de los brackets(41)

.................................................................... 65

Tabla III.5. Imperfecciones superficiales en arcos NiTi(43)

..................................................................... 65

Tabla III.6. Probetas con brackets inoxidables y arcos NiTi .................................................................. 71

Tabla III.7. Probetas con brackets de titanio y arcos NiTi ..................................................................... 71

Tabla III.8. Probetas con brackets de Co-Cr y arcos NiTi ....................................................................... 72

Tabla III.9. Probetas con brackets inoxidables y arcos inoxidables in níquel ........................................ 72

Tabla III.10. Probeta 1. Pesadas de brackets (B1) y arcos antes y después del ensayo ...................... 115

Tabla III.11. Probeta 2. Pesadas de brackets (B2) y arcos antes y después del ensayo ....................... 116


Tabla III.13. Probeta 4. Pesadas de brackets (B3) y arcos antes y después del ensayo ...................... 116






Tabla III.19. Probeta 10. Pesadas de brackets (B8) y arcos antes y después del ensayo ..................... 118

Tabla IV.1. Medias de las medidas de las pesadas en términos de pérdida de peso .......................... 119

Tabla IV.2. Brackets con signos de corrosión tras el ensayo ............................................................... 120

Tabla IV.3. Presencia y severidad de corrosión en arcos y brackets ................................................... 120



I. La ortodoncia

y los materiales

Estudio de la corrosión galvánica en materiales de ortodoncia. Par arco-bracket La ortodoncia y los materiales


I. La ortodoncia y los materiales

I.1 Introducción a los tratamientos de ortodoncia

Los aparatos de ortodoncia tienen como misión corregir la posición y la orientación de los

diente malocluidos o desviados. Esto se consigue mediante la aplicación de una fuerza sobre

los mismos hasta la posición considerada como ideal.(01)

El movimiento óptimo de los dientes se logra mediante la aplicación de fuerzas pequeñas y

continuas, minimizando la destrucción del tejido y la aplicación de una tensión relativamente

constante en el ligamento periodontal durante el movimiento dental:

-Una fuerza constante reduce el trauma del tejido y la incomodidad del paciente.

- Las fuerzas con valores altos pueden fomentar la hialinización del ligamento y puede

causar un daño irreversible del tejido. (02)

Existen diversos tipos de aparatos de ortodoncia La primera división es la de aparatos fijos y

removibles.

Los aparatos removibles son piezas acrílicas que mediante sujeciones metálicas se enganchan

a los dientes, pudiéndolos extraer en cualquier momento. Su uso está destinado a jóvenes a

los que se les quiere hacer correcciones moderadas durante la noche o unas horas al día.

Los aparatos fijos, esquematizado en la Figura I.1, son usados para tratamientos que duran

meses. Está compuesto por un alambre, que son los que aplican la fuerza para producir el

movimiento dental, y los brackets, que son los que ejercen la función transmisora de la fuerza

a la pieza dental.

Podemos dividir un tratamiento de ortodoncia en tres fases:

(1) Nivelación y alineación

(2) Cierre de espacios y la corrosión anterior y posterior

(3) Detalle y acabado

Los tratamientos actuales de ortodoncia utilizan arcos NiTi para la fase 1, y arcos de Titanio-

Beta o acero inoxidable para las fases 2 y 3, para los que se requieren niveles de fuerza

superiores. Este último tiene una duración de unos doce meses.(03)



Figura I.1. Esquema de un aparato de ortodoncia fijo

Figura I.2. Esquema de un aparato de ortodoncia invisible

I.2 Tipos de aparatos de ortodoncia

El mecanismo ideal de los aparatos de ortodoncia es el siguiente:

(1) El bracket es adherido a la pieza dental y será el medio de transmisión entre el arco y

el diente. El arco tiene la forma de la dentadura, o arcada, ideal. La posición diferente

a la ideal del diente transmite una fuerza, vía bracket, al arco.

(2) El efecto de acción y reacción activa el mecanismo del arco, para el cual ejerce otra

fuerza opositora para buscar la posición ideal.

(3) Esta fuerza es transmitida al diente nuevamente a través del bracket.

(4) A medida que se va alcanzan la posición deseada, el arco va desactivándose hasta

llegar a la posición ideal.

Los aparatos de ortodoncia podemos dividirlo en dos grandes grupos, según su posición en la

cavidad oral: visibles e invisibles.

Los aparatos “visibles” tienen la configuración dada en la Figura I.1. Es decir, los arcos se

adhieren a la superficie más exterior de las piezas dentales.

Los aparatos “invisibles” tienen la configuración dada en la Figura I.2. En esta configuración, los

brackets se adhieren en la superficie posterior del diente. De esta manera, el aparato se oculta

casi completamente visto desde fuera. Este tipo de ortodoncia también es conocida como

ortodoncia lingual.



Aparte de los requisitos mecánicos que le exigimos a los materiales de ortodoncia del aparato,

están los requisitos de salubridad, relacionados con los efectos alérgicos y tóxicos que un

material puede desarrollar en el interior del organismo, en este caso, la cavidad bucal. Los

primeros, componen la biofuncionalidad del aparato de ortodoncia, lo segundo la

biocompatibilidad.

Los conceptos de biofuncionalidad y biocompatibilidad estarán presentes a lo largo de

cualquier investigación sobre materiales de implantes en el organismo, de igual de

importancia: igual de importante es que un implante cumpla su misión rectificadora de algún

desperfecto, como que no implique el desarrollo de otros.

I.3 Caracterización del medio bucal

I.3.1 Condiciones generales

Resulta imposible hacer una caracterización exacta de las condiciones ambientales de trabajo

de los aparatos de ortodoncia, podernos destacar dos motivos:

(1) La cavidad bucal ofrece unas características diferentes dependiendo del paciente. La

salud, la higiene o la alimentación determinan las características del medio.

(2) Por esos mismos motivos, no nos encontramos ante un medio estático, sino dinámico.

Los parámetros que se establezcan para definir el medio bucal, tendrán un carácter

evolutivo constante.

Relacionado con el dinamismo de las condiciones del ambiente bucal, también podemos

afirmar que el movimiento de los arcos y la fricción con los brackets podría conducir a la

corrosión. (04)

En un primer acercamiento hacia la modelización del la cavidad oral, podemos establecer los

siguientes parámetros:

- Humedad

- Temperatura

- Acidez (medida a través del pH)

- Aireación (oxígeno disuelto)

- Materia disuelta (iones cloruro, fluoruros, sódicos, potásicos…)

- Presencia de microorganismos (flora bacteriana, caries…)

Estos parámetros muestran un entorno con tendencia a la posible corrosión de materiales que

residan en la cavidad bucal. La presencia de agua (humedad) y oxígeno disuelto (aireación)

cumplen con el requisito mínimo para la existencia de reacciones electroquímicas que

caracterizan los mecanismos de corrosión.



La presencia de microorganismo asegura el dinamismo de las condiciones bucales. Sus

metabolismos de los carbohidratos fermentables, implican reacciones que dan como resultado

la producción de ácidos, y con ello, variaciones del pH. En la tabla CARIES se muestran los

principales ácidos producidos, debido a la metabolización de carbohidratos tales como

glucosa, sacarosa y fructosa, por las bacterias bucales.(05)

Tabla I.1. Reacciones en la metabolización de carbohidratos por las bacterias bucales

ÁCIDO LÁCTICO ÁCIDO ACÉTICO ÁCIDO PROPIÓNICO

(H3C-CH(OH)-COOH) → C3H6O3 (H3C-COOH) → C2H4O2 (H3C-CH2-COOH) → C3H6O3

El ácido acético es usado en los estudios como agente para justar el pH.(06)

El nivel de acidez nos da una medida del nivel de agresividad de los iones presentes. Como

veremos, la presencia de ciertos iones significa el ataque a los mecanismos de protección

frente a la corrosión que tienen los materiales, es decir, a su capa de óxido pasivadora. [1]

Podemos afirmar que el pH tiene efectos significativos sobre la velocidad de corrosión,

teniendo mayor tendencia a aumentar el valor de esta cuanto menor es el valor de la acidez. El

pH no tiene valores constantes, por ejemplo(07):

- Saliva humana, en general, pH = {6,8}

- Dependiendo de alimentos y bebidas, pH = {2,11}. Influenciado directamente por la

ingesta de alimentos ácidos o básicos, y directamente por la metabolización de

materia ingerida por los microorganismos, como acabamos de ver.(08) En condiciones

normales, el pH oscila entre 4 a 5.5 y después de una comida, en zonas confinadas, cae

más bajo aún

La temperatura tendrá variaciones de valores muy altos, pero siempre tenderá a establecerse

alrededor de los 37 ºC.

Un gran número de ensayos simulan el comportamiento de materiales ortodóncicos en el

medio bucal con la saliva artificial de Fusayama. En las tablas Tabla I.2 y Tabla I.3 se muestran

dos composiciones alternativas de la misma.

Tabla I.2. Composición de la saliva artificial Fusayama-Meyer(09) (mg/Lagua)

NaCl KCL CaCL2 NaH2PO4 Na2S UREA1

400 400 795 690 5 500

Tabla I.3. Composición de la saliva artificial Fusayama modificada alternativa(10) (mg/ Lagua )

NaCl KCL CaCL2 NaH2PO4 Na2S UREA KSCN

400 400 795 690 5 500 300

1 CO(NH2)2



Las tablas Tabla I.4 y Tabla I.5 muestran las composiciones de otras salivas artificiales utilizada

en investigaciones se, que llamaremos AS-1 y AS-2, respetivamente.

Tabla I.4. Composición de la saliva artificial AS(11) (mg/ Lagua)

KCL NaHCO3 KSCN H2PO4 ÁCIDO LÁCTICO2

340 445 1500 585 Ajuste de pH

Tabla I.5. Composición de la saliva artificial AS-2(12) (mg/ Lagua)

Na2PO4 NaCl KSCN KH2PO4 KCL NaHCO3

260 6700 330 200 1200 32

Entre la materia disuelta en la saliva humana, existen elementos que aumentan la

susceptibilidad de los materiales a la corrosión. Destacamos los iones cloruros y fluoruros, que

tiene implicación directa en la estabilidad de la película pasiva de los materiales. Como

veremos más adelante, el ión cloruro se combina con el ión metálico para formar cloruro de

metal, facilitando la disolución de este último.(12) Si este ión metálico es el cromo o el titanio de

una capa pasiva, la capa pasiva queda debilitada. Los iones fluoruros serán objetivo de estudio

en el apartado correspondiente a los productos de higiene dental.

Entre la ingesta de comida podemos destacar la incorporación al organismos del cromo y del

níquel. Ambos están relacionados con efectos perjudiciales para la salud. La cantidad media

ingerida de ambos componentes podemos verla en la Tabla I.6.

Tabla I.6.Cantidades de iones cromo y níquel en la ingesta de comida

TIPO DE INGESTA IONES CR IONES NI

Alimentos (µg/día) 5-100 300-500

Agua potable (µg/L) 0.43 20

Se ha demostrado que los iones metálicos pueden ser liberados a partir de materiales

metálicos como el resultado de la corrosión.

Como ya hemos visto, el ambiente bucal tiene un estado dinámico en constante evolución. A

continuación estudiaremos dos casos precursores de este dinamismo como son la ingesta de

especias y los productos utilizados para la higiene bucal.

A través del consumo de té, suplementos dietéticos y agua embotellada con flúor pueden ser

ingeridos fluoruros sistémicos.(14)

I.3.2 Ingesta de especias y condimentos

Una investigación realizado por Neelima en 2011(12), evaluó la influencia de la combinación de

saliva artificial con especias y sal, que acompañan a las comidas, en la corrosión del acero

inoxidable 304, utilizado en tratamientos ortodóncicos.

2 C3H6O3



En dicho estudio se analizó los efectos corrosivos sobre el 304 de soluciones de agua destilada

con las especias trituradas de la tabla Tabla I.7 y la saliva artificial AS-2, cuya composición ya

vimos en la tabla Tabla I.5.

A todo ello, se le sumó el estudio de las mismas soluciones añadiéndole un 1% de NaCl, para

comparar los resultados.

Tabla I.7. Especias utilizadas en el estudio de Neelima(12)

Pimienta negra Chile rojo Clavo de olor Cilantro Comino Canela

Fenogreco Hinojo Corteza de canela Cúrcuma Biznaga

Como análisis de la corrosión, se compararon los valores de la densidad de corriente (Icorr),

como resistencia a la transferencia de carga a través de la película pasiva y una mejor

protección a la superficie. En base a los valores de Icorr, el orden de la agresividad de las

especias es:

Hinojo > Fenogreco > Pimienta negra > AS > Canela > Chile Rojo > Comino > Biznaga > Cilantro

> Clavo > Cúrcuma.

Observar que solo se encontró evidencias de picaduras en el comino, cúrcuma, chile rojo y

canela, ni siendo las que mayor densidad de corriente mostraron.

Al añadir 1% NaCl, todas las soluciones produjeron picaduras en el material a excepción del

cilantro, y se alteró el orden de las densidades de corriente:

Hinojo > Fenogreco > Pimienta negra > AS > Cilantro > Chile rojo > Comino > Biznaga > Cilantro

> Clavo > Cúrcuma.

Todo es debido a la compleja composición de las especias. Una de las conclusiones

importantes de este estudio es que el proceso de picadura es dependiente del pH de la

solución de ensayo.

I.3.3 Productos para la higiene dental

Durante el tratamiento de ortodoncia, los médicos recomiendan a sus pacientes usar

enjuagues bucales con flúor, en particular, ya que la mayoría son adolescentes que no siempre

siguen un régimen satisfactorio de higiene oral y presentan un alto riesgo de caries dentales.(09)

El uso diario de pastas, geles y enjuagues bucales supone la incorporación al ambiente bucal

de concentraciones elevadas de fluoruro, cuyos órdenes de magnitud están mostrados en la

tabla Tabla I.8.(06)

Tabla I.8. Concentración de fluoruros en productos de higiene dental(15)

PRODUCTO DE HIGIENE DENTAL [F-]

Enjuagues bucales ≈ 102 ppm

Dentífricos fluorados ≈ 102 – 103 ppm

Geles profilácticos ≥ 104 ppm



Estos productos de higiene bucal están compuestos de fluoruro sódico.(06) [13] Una cantidad

pequeña de éstos, en presencia del ácido acético segregado por las bacterias en sus procesos

metabólicos, una baja cantidad de fluoruro puede formar fluoruro de hidrógeno, HF. Esta

reacción queda expresada en la ecuación Y. (16)

Ecuación I.1. Reacción del fluoruro de sodio con el ácido acético

El ácido fluorhídrico (HF) es uno de los ácidos más fuertes inorgánicos conocidos. La liberación

de fluoruro tiene tres consecuencias principales:

- Inhibe el metabolismo bacteriano después de difundirse en las bacterias como

moléculas de fluoruro de hidrógeno (HF).

- Promueve la formación de glóbulos de fluoruro de calcio que se adhieren a la

superficie de los dientes estimulando la remineralización, protegiéndolos de los

ataques del ácido

- Degrada las aleaciones metálicas mediante la destrucción de la capa de óxido que las

protege.

El ácido fluorhídrico (HF), formado según la Ecuación I.1 reacciona con óxido de titanio,

disolviendo la capa pasivadora de óxido, según las ecuaciones Ecuación I.2 y Ecuación I.3.

Ecuación I.2. Reacción del óxido de titanio

con el fluoruro de hidrogeno (a)

Ecuación I.3. Reacción del óxido de titanio

con el fluoruro de hidrogeno (b)

I.4 Materiales conocidos en la ortodoncia

Los principales materiales usados en la historia de la ortodoncia son las aleaciones de oro, el

acero inoxidable austenítico, las aleaciones de titanio, las aleaciones de cobalto y materiales

compuestos.(17)

I.4.1 Breve desarrollo histórico de los materiales

ortodóncicos(17)

I.4.1.1 Aleaciones de oro

El primer material utilizado para usos de ortodoncia, tanto brackets como arcos, fue el oro:

único material que soportaba las condiciones intraorales. Debido a que el material puro

resultaba muy blando, el oro se combinaba con plata, paladio, platino y otros elementos,

variando de ese modo su comportamiento.

El elevado costo (recesión económica tras la II Guerra Mundial) y la aparición del acero

inoxidable hicieron que su uso fuese totalmente reemplazado en ortodoncia.



I.4.1.2 Aceros inoxidables (SS) (Años 40 – 50)

Introducidos en la ortodoncia durante los años 40 y 50 como materiales que resisten la acción

de los agentes químicos y que se encuentra en todas las secciones y tamaños imaginables,

presentando multitud de durezas, en función de los tratamientos. El contenido en cromo del

inoxidable, se oxida superficialmente como oxido de cromo formando una capa delgada y de

alta adherencia, protegiendo al material del medio ambiente en donde se encuentre. Su uso

tiene ventajas como bajo coste e inocuidad para los tejidos.

Los dos tipos de inoxidables que podemos encontrar en la ortodoncia son los martensíticos y

los austeníticos. Los martensíticos, pertenecientes a la numeración 400, son básicamente

aleaciones de hierro y cromo, conteniendo poco o nada de níquel, siendo esto una ventaja en

relación a la biocompatibilidad, como veremos más adelante. Otra ventaja es que forman

martensita a temperatura ambiente, lo que le da el nombre.

Los aceros inoxidables austeníticos, pertenecientes a la numeración 300, tienen otros

elementos aleantes además del hierro y el cromo. Es el caso del níquel, que le aporta mayor

ductilidad, tenacidad y resistencia a la corrosión. Otro efecto importante del níquel es el de la

estabilización de la austenita. En el acero al carbono la austenita es estable solo a altas

temperaturas, mientras que el efecto del níquel hace que en los aceros inoxidables

austeníticos la austenita sea estable a temperatura ambiente. La composición típica para uso

ortodóncico es el de 18-8 (%Cr - %Ni).

En la fig. Figura I.3 podemos ver el aspecto típico del diagrama de tensión-deformación de un

acero inoxidable. Sus dos características principales es que no presenta fluencia en la

transición del régimen elástico al régimen plástico y el alto valor del módulo elástico. Esta

rigidez obliga, para el alineamiento de dientes, el uso de alambres de pequeño tamaño. Esto

da lugar a un encaje muy holgado dentro de la ranura del bracket, pudiendo original una

pérdida de control durante el movimiento dental. La rigidez presenta la ventaja de resistir la

deformación causada por fuerzas de tracción extra e intraorales.

Figura I.3. Diagrama tensión-deformación típica de los aceros inoxidables

Aunque el acero inoxidable 18-8 (AISI 304, austenítico) es el más utilizado, también podemos

encontrar el acero AISI 316, que también es austenítico pero con la adición de Molibdeno,



mejora su resistencia a la corrosión. En la Tabla I.9. Características y comportamientos del

acero inoxidable 304/316podemos ver las principales características o comportamientos.(18)

Tabla I.9. Características y comportamientos del acero inoxidable 304/316

CARACTERÍSTICA COMPORTAMIENTO

Cr (> 16% p/p) + Mo Formación de una capa pasiva, cuyo comportamiento determina la resistencia a la corrosión

C (≤ 0.08% p/p) Equilibrio entre ductilidad y tenacidad. Variante C (≤ 0.03% p/p) de 304L y 316L, cuyo bajo contenido en carbono permite la no formación de carburo de cromo en procesos a altas temperaturas (soldadura), que provocaría, principalmente, corrosión intergranular

Estructura cristalina austenítica

Al no ser magnéticos, evita la polarización de tejidos.

I.4.1.3 Aleaciones níquel-titanio. NITINOL® (NiTi clásico) (años 60)

En los años 60, se desarrolló una aleación NiTi (titanio y níquel), cuyas propiedades novedosas

era una menor rigidez que el acero inoxidable y la capacidad de grandes deflexiones.

Las aleaciones NiTi tienen dos estructuras cristalinas diferenciadas: austenita y martensita. Son

nombrados así por analogía con el acero. La austenita tiene estabilidad termodinámica a

temperaturas, mientras que la martensita es estable a bajas temperaturas. La austenita es

dúctil y maleable, mientras que la martensita es frágil y dura. El módulo de la elasticidad de la

austenita es mayor que el de la martensita.

La transformación martensítica de austenita a martensita se caracteriza por producirse sin

difusión atómica: se produce por pequeños movimiento coordenado de átomos desde su

posición de equilibrio. Esta transformación se induce de dos maneras diferentes.

Con la aplicación de un descenso brusco de la temperatura se consigue romper la estabilidad

termodinámica de la austenita induciendo la fase martensita. Otra forma de conseguirlo es con

la aplicación de tensión sobre la austenita hasta un nivel suficiente.

La primera aleación NiTi comercializada, en 1971, se bautizó bajo la marca Nitinol ®, también

conocida como NiTi clásico o NiTi americano. Los elementos que la componen son el níquel

(52%), titanio (45%) y cobalto (3%). La adición del cobalto modifica la temperatura de

transición.

Las ventanas que presenta esta aleación es la capacidad de producir grandes deflexiones

debido a su escasa rigidez, como observamos en la Figura I.4. Siendo eficaz para los procesos

de alineación y nivelación, del tratamiento ortodóncicos.

Las desventajas son la escasa maleabilidad, la imposibilidad de individualización de la forma

del arco diferente al de la arcada ideal, mayor coeficiente de fricción y no es soldable. En el

proceso de fabricación, se aplica un trabajo en frío, perdiendo el efecto de memoria de forma

que si aprovecharan aleaciones años después, como veremos.



Figura I.4. Diagrama tensión-deformación de NiTi clásico

Se desarrolló una variante del NiTi americano o Nitinol®, conocido como el NiTi chino. La

diferencia está en el proceso de fabricación, con martilleos cortos, lo que provoca que la fase

estable sea la austenita. También posee una temperatura de transición más baja que el

Nitinol®, conllevando a que sus propiedades no cambian al variar la temperatura desde el

ambiente hasta la boca. Su rigidez es 73% menor que la del acero y un 36% que la del Nitinol®

clásico.

Ecuación I.4. Comparación de módulos de elasticidad de diferentes NiTi

Definimos el concepto de capacidad de recuperación o resiliencia elástica como el trabajo

externo realizado para deformar un material hasta su límite elástico. Otra definición es la

energía de deformación, por unidad de volumen, que puede ser recuperada de un cuerpo

deformado cuando cesa el esfuerzo que causa la deformación.

Ecuación / Figura I.5. Definición de resiliencia elástica

El NiTi chino posee una capacidad de recuperación de 1.4 veces superior al Nitinol®

clásico y 4.6 veces por encima de la del acero.

Ecuación I.5. Comparación de la capacidad de recuperación. NiTi y aceros.



I.4.1.4 Aleaciones Cobalto – Cromo. ELGILOY® (años 70)

En 1977 se comercializa una aleación Co-Cr, bajo la marca Elgiloy®, cuya composición es la

indicada en la Tabla I.10. Composición de la aleación Co-Cr ELGILOY® (%)

Tabla I.10. Composición de la aleación Co-Cr ELGILOY® (%)

CO (BASE) CR FE NI MO MN C BE

40 20 15.81 15 7 2 0.15 0.04

El molibdeno incrementa las propiedades mecánicas a elevadas temperaturas.

La capacidad de recuperación es inferior que la de los Nitinol, pero sigue siendo más elevada

que la de los aceros, en este caso, un 20% mayor.

Ecuación I.6. Comparación de la capacidad de recuperación. Elgiloy® y aceros

Otras ventajas sobre los alambres de acero inoxidable incluyen una mayor resistencia a la

fatiga y a la deformación.

Los dos criterios para sustituir el uso de inoxidables por los del Co-Cr cuando se necesiten la

capacidad de endurecimiento térmico de está y/o su resistencia adicional a la torsión.

I.4.1.5 Aleaciones Titanio – Beta. TMA® y BETA III® (1980)

En 1980 se desarrolla una aleación Titanio-Molibdeno. Éstas tienen las propiedades entre el

acero y las aleaciones NiTi. La Ecuación I.7 recoge esta característica.

Ecuación I.7. Comparación del límite elástico. TMA, NiTi y aceros.

La composición de la aleación TMA® se recoge en la tabla Tabla I.11. Composición de la

aleación Ti-Beta TMA® (%).

Tabla I.11. Composición de la aleación Ti-Beta TMA® (%)

TI MO ZR SN

80 11.5 6 4.5

Las ventajas, en comparación con el acero, el TMA tiene mayor límite elástico y capacidad de

recuperación, ecuación Ecuación I.7. También libera la mitad de fuerza que un alambre de

acero de calibre equivalente.

El contenido elevado de titanio da origen a la gran desventaja de las aleaciones TMA. La gran

reactividad superficial del titanio origina el peor coeficiente de fricción de todas las aleaciones



ortodóncicas. Se reserva su uso a técnicas como la de Bustone, donde debe combinarse

elasticidad con resistencia.

Para pacientes alérgicos al níquel, se ha comercializado un tipo de alambre con las

propiedades de la aleación TMA® pero sin níquel. Se bautizó con la marca BETA III®.

Para cuando se necesita un tratamiento con pequeñas activaciones o es preciso realizar

dobleces en el arco y que apliquen fuerzas ligeras, como en los acabados, existe un tipo de

arco con capacidad de recuperación baja, similar al acero inoxidable, y una rigidez menor que

el TMA®. Esta aleación se compone principalmente de titanio y niobio.

I.4.1.6 Aleaciones Níquel – Titanio. NiTi superelástico (NiTi

Japonés), NiTi termoelástico y NiTiCu (años 80)

Durante los años 80 se realizaron números estudios que dieron a lugar a unas aleaciones cuyo

comportamiento mecánico, dieron lugar a un nuevo concepto de la ortodoncia. Al igual que en

los primeros usos de aleaciones NiTi de los años 60 se aprovechaba las respuestas mecánicas

de las fase martensita (Nitinol clásico o americano) o de la fase austenita (Nitinol chino), en la

década de los 80 se utiliza la transformación martensítica entre una fase y otra.

Es el paso del concepto de estructuras cristalinas estáticas a dinámicas. En la Figura I.6.

Comportamiento martensitico-austenítico de las aleaciones níquel-titanio. Elaboración propia,

se observa los comportamientos diferentes de las fases martensita y austenita, y la

transformación de la estructura cristalina de una a otra. Esto deriva en el aprovechamiento del

comportamiento de memoria de forma y superelasticidad que ofrecen las aleaciones NiTi.

A una temperatura mayor que Md, se deforma la austenita plásticamente por el mecanismo de

deslizamiento. A estas temperaturas, el comportamiento es puramente austenítico, no

experimentando transformación por deformación a martensita Esto da lugar a la forma F1 del

arco, y esta será irreversible.

Posteriormente se enfría el arco hasta una temperatura menos que Mf, transformándose por

auto-acomodamiento en martensita, manteniendo la forma F1. Esta forma F1, será la forma

que deseamos tener en la dentadura.

- NiTi superelástico (NiTi Japonés). Este tipo de arcos hace uso de la superelasticidad a

temperaturas Af < T < Md. Son aleaciones martensíticas activas o pseudoelásticas.

1. Es necesario mantener el alambre en el rango de temperaturas Af < T < Md

2. La ligadura bracket-arco ejerce una fuerza que provoca una transformación a

martensita, activando el alambre, y llevando el alambre hasta la forma F2.

3. Los dientes se van alineando, la fuerza va cediendo y el alambre va sufriendo la

transformación a austenita, desactivando el alambre. El alambre va revirtiendo la forma

de F2 a F1.



Las fuerzas liberadas son ligeras y continuas, generando tensiones constantes durante largos

periodo de tiempo. Esto reduce la necesidad de cambiar los arcos, con ello, reduciendo el

tratamiento del paciente

Estos alambres tienen mayor fricción que el acero. Tampoco facilitan los dobleces y

soldaduras.

- NiTi termoelástico. Este tipo de arcos hace uso de la memoria de forma a temperaturas

menores que Md. Son aleaciones austeníticas activas.

1. A temperaturas menores que Mf, en estado martensitico, con un comportamiento

mecánico dúctil y maleable, se realiza la ligadura del bracket y alambre, originando una

evolución en el arco desde la forma F1 a F2, por el maclado de la martensita.

2. Una vez configurada la forma F2, la búsqueda de la forma F1 se consigue con variaciones

de temperatura. Calentando el alambre hasta temperaturas mayores que Af y menores de

Md se origina la transformación a austenita, con un comportamiento más rígido,

activándose el alambre y originando fuerzas constantes y ligeras. El demaclado revierte la

deformación, alcanzando nuevamente la forma F1.

Este tratamiento se basa en realizar el remodelado óseo a través de cargas dinámicas, siendo

más efectivo que los de naturaleza estática.

Arcos indicados para el alineamiento, nivelación y cierre de espacios de extracciones. Se

optimizan en su forma de NiTiCu.

- NiTiCu. Esta aleación de arcos dentales son una evolución de los NiTi termoactivos. La

adición del cobre, consigue reducir la histéresis entre las fases austenita y martensita en los

arcos Niti térmicos, representada por H en la Figura I.6.

De una manera simplificada, se podría decir que Mf = Ms = As = Af = Ttrans. Existen cuatro tipos

de arcos NiTiCu en función de la temperatura Ttrans. (15ºC, 27ºC, 35ºC y 40ºC). Cada uno

presenta comportamientos mecánicos diferentes, originando diferentes comportamientos.



Figura I.6. Comportamiento martensitico-austenítico de las aleaciones níquel-titanio.

Elaboración propia

I.4.1.7 Otras aleaciones de titanio (18)

El titanio comercialmente puro, denominado Ti-Cp, es extensivamente usado en implantes

dentales. Sus propiedades dependen del contenido de oxígeno disuelto, como podemos ver en

la tabla Tabla I.12. Comparativa de diferentes grados del Ti-Cp

Tabla I.12. Comparativa de diferentes grados del Ti-Cp

GRADO DEL TI-CP CONTENIDO EN OXÍGENO (%) RESISTENCIA (MPA)

1 0.18 170

4 0.4 485

El aumento adicional de la tenacidad proviene de la solución sólida intersticial, en la que los

átomos de oxígeno, carbono y nitrógeno endurecen por encapsulado en los intersticios de los

cristales.

La aleación de titanio con el aluminio y el vanadio también es de uso común en la ortodoncia.

La composición más habitual es un 5.5 - 6.5% en peso de aluminio y 3.5 - 4.5% en peso de

vanadio. Es frecuentemente llamada Ti-6Al-4V o simplemente Ti-6-4.

En la tabla Tabla I.13. Propiedades mecánicas de aleaciones de titanio, podemos realizar una

comparativa de algunas propiedades de estas dos aleaciones de titanio.



Tabla I.13. Propiedades mecánicas de aleaciones de titanio

ALEACIÓN TENSIÓN DE ROTURA (MPA) LÍMITE ELÁSTICO (MPA) ELONGACIÓN (%)

Ti Gr. 1-4 240 - 550 170 – 485 24 – 15

Ti-6Al-4V 860 795 10

I.4.1.8 Materiales en desarrollo. OPTIFLEX®.

Con el desarrollo de nuevos materiales para la industria aeronáutica, se están introduciendo

nuevos tipos de arcos, principalmente realizados de plásticos compuestos.

El Optiflex® es un arco no metálico con una estructura de fibras de vidrio óptico, con

revestimiento final de dióxido de silicio y recubrimiento de nylon.

I.4.2 Resumen de los materiales usados en la

ortodoncia

En la Tabla I.14, podemos comparar las distintas propiedades de las familias de materiales

metálicas más utilizadas en la ortodoncia.(18)

Tabla I.14. Comparativa de las distintas familias más importantes de materiales de ortodoncia

COMPORTAMIENTO ALEACIÓN CO-CR ACERO INOXIDABLE ALEACIONES DE TI

Resistencia a la corrosión *** ** ****

Tenacidad, estética ** *** ****

Resistencia al desgaste *** ** **

Biocompatibilidad **** ** ****

Comportamiento: Elástico

*

- Elgiloy®

** - AISI 304/316

***

-Nitinol®(NiTi clásico o

americano) (martensita) -NiTi Chino (austenita)

-Ti-Beta®(TMA y Beta III)

-Ti-6-4, TI-Cp

Comportamiento: Memoria de forma

* - NiTi termoelástico - NiTiCu

Comportamiento: Superelástico

* - NiTi japonés

Capa pasiva Óxido de cromo Óxido de cromo Óxido de titanio

A modo de ejemplo, en las tablas Tabla I.15 y Tabla I.16 se muestran una recopilación de todos

los materiales, con sus composiciones, referenciados en la bibliografía del presente estudio.



Tabla I.15. Materiales, y sus composiciones, de arcos referenciados en la bibliografía

EMPRESA TIPO/MARCA COMPOSICIÓN (% P/P)

American Orthodonics

NiTi Ni(52), Ti (48)

GAC International

NiTi Ni (52.9), Ti (47.1)

Neo SentalloyTM Ni (56), Ti (44) Sentalloy standardTM

Neo Sentalloy StandardTM

Ormco Co. NiTi Ni (52.4), Ti (47.6)

TMA (Ti-Mo) Ti (78), Mo (11), Zr (6), Sn (4.5)

Ti(77.8), Mo(11.3), Zr(6.6), Sn(4.3)

Ni-Ti (+Cr) Ni(54.9), Ti(44.9), Cr(0.2)

NiTi® Ni(54.90), Ti(44.84), Cr (0.2), C(0.06)

Cobre NiTi® Ni(49.10), Ti(45.64), Cu(5), Cr(0.2), C(0.06)

TMA Ti(81.65-74.15), Mo(10-13), Zr(4.5-7.5), Sn(3.75-5.25), C(0.10)

Ti-Nb FA TM Ti(57.9-53.2), Nb(42.1-46.8)

3M/Unitek NiTi (+ Cr) Ni (52) ,Ti (45), Cr (3)

Inoxidable 18-8 Fe(72), Cr (18), Ni(8)

Resilent® Fe(72), Cr (18), Ni(8)

NitinolTM Ni (56), Ti (44)

Ti-Beta III Ti(77.55), Mo (11.5), Zr (6), Sn (4.5), Fe (0.35), C (0.1)

Inoxidable Fe (683.85), Cr(19), Ni(9), Mn(< 2) , Si(< 1), C (< 0.03), P (< 0.045)

Permachrome Standard Fe(70.28), Cr(18.3), Ni(9.3), Mn(1.3), Si(0.75), S(0.04), C(0.03)

Nitinol Classic Ti(50.5), Ni(49), Cr(0.5)

Dentaurum Rematitan®Lite Ni (56) – Ti (44)

Remaloy® Co (54.5), Cr (19), Ni (23), Mo (3.5)


NiTiCu Ti(51), Ni (44), Cu(5)

Ti-Mo Ti(88), Mo(6.5), Zr(3.5), Sn (2)

Remanium® Fe(72.1), Cr(16.7), Ni(8.3), Mn(1.1), Si(1.1), S(0.3),

Mo(0.3), C(0.1)

Noninium® Fe(61.69), Cr(17.7) , Mn(16.4), Mo(2.1), N(1.0),

Si(0.9), C(0.1), Ni(0.1), S(0.01)

Taipei SY Ni(50), Ti (50)

Ormodent TMA Ti(75.5), Mo(14), Sn(5.5), Zr(5.5)

Ti-Nb Nb(52), Ti(48)

Ni-Ti Ni(55), Ti(45)

NiTiCu Ni(48), Ti(46.5), Cu(5.5)

Tomy Internacional

NiTi Ni(55.5), Ti(44.1)

Sentalloy Ni(51.8), Ti(48.2)

Orthodontics Rocky

Mountain

Elgiloy Azul (Co-Cr)

Co(40), Cr(20), Fe(15.8), Ni(15), Mo(7), Mn(2), C(0.15), Be(0.04)

Memory- Nitinol N Ni(55.96), Ti(44.02)



Metalle GmbH Nitinol S Ni (55.82),Ti (44.11)

Shenzhen Superline

Technology

NiTi comercial superelástico

Ni (52% at.), Ti(48 %at.)

Otros NiTi Ni (54.65), Ti(45.1), V(0.2), C (0.05)

Nippon Steel Corp.

Ti-Nb-Al Nb(24% mol), Al(3% mol)

Ti-Cr-Sn Cr(7% mol), Sn(3% mol)

Tabla I.16 Materiales, y sus composiciones, de brackets referenciados en la bibliografía

EMPRESA TIPO/MARCA COMPOSICIÓN (%P/P)

Leona Inoxidable

316


3M/Unitek MiniTwin Fe(73.12), Cr(15.30), Ni(3.72), Cu(3.54), Si(0.85), Mn(0.79)

Ormco Optimesh (MIM) Fe(75.81), Cr(16.84), Ni(4.45), Cu(3.84), Si(1.65)

Ortho 2 (OR) twin, G/O Ti-6Al-4V: Ti(base), Al(6%mol), V(4%mol)

Dentaurum Equilibrium® Ti (EQ) Titanio comercialmente puro

I.5 Tipos de brackets

Podemos agrupar los brackets en tres tipos, en función de su proceso de fabricación y forma:

I.5.1 Brackets convencionales(19)

Están formados por dos partes principales, como se muestra en la figura Figura I.7: la base y las

aletas.

La aleación de la base es de un metal más blando para facilitar la adherencia a la pieza dental,

a través de un adhesivo. El metal de las aletas se requiere una mayor dureza con el fin de

resistir las fuerzas aplicadas por los arcos.

Figura I.7. Imagen obtenida por microscopía

óptica del bracket de titanio

Figura I.8. Bracket de titanio



Este tipo de brackets, al estar compuesto por dos metales diferentes en contacto, es propenso

a sufrir interacciones galvánicas, que se tratará más adelante en el apartado I.7 sobre la

corrosión.

También tenemos que tener en cuenta la presencia de la soldadura de la aleta a la base, como

podemos observar en la figura Figura I.7. Imagen obtenida por microscopía óptica del bracket

de titanio La presencia de ésta puede tener consecuencias negativas, como la liberación de

iones que veremos más adelante.

I.5.2 Brackets de autoligado(20)

Es una evolución de los brackets convencionales. Elimina los problemas y riesgos de las

ligaduras de acero inoxidable o elásticas.

Existen varios diseños del autoligado:

- Modelo de ranura abierta: tubo rectangular cerrado.

- Modelo de la “pinza de muelle”: Una pinza mantiene el contacto arco-bracket.

Figura I.9. Bracket tipo autoligable(21)

La ventaja de este tipo de bracket es que la transmisión de fuerza entre el alambre y el bracket

es más efectiva. La desventaja es que la sujeción introduce más material, cuestión que habrá

que tener en cuenta a la hora de estudiar la corrosión galvánica y también, al haber más

material en contacto con el arco, la fricción será más problemática.

I.5.3 Brackets MIM

Los brackets moldeados por inyección de metal (MIM) presentan la ventaja de una distribución

elemental uniforme. Esto tiene como consecuencia evitar la interacción galvánica que se

producen en los otros tipos de brackets. Disminuyendo la liberación iónica en la cavidad oral y

evitando las consecuencias que ello conlleva.

Lo que debemos tener en cuenta es que es inevitable la interacción galvánica entre el bracket

y el arco, como veremos en el apartado I.7.4.1.



Figura I.10. Bracket tipo MIM(22)

I.6 Requisitos que se le exigen a los materiales para

ortodoncia

I.6.1 Propiedades mecánicas

Como ya vimos en el desarrollo histórico de los materiales en la ortodoncia, desde el punto de

vista mecánico podemos dividirlos en dos grupos.

1. Materiales con la típica respuesta elástica de la ley de Hooke. En la que un material

sometido a un esfuerzo de tracción se deforma proporcionalmente, cuya proporción

es el llamado módulo elástico o de Young, como refleja la Ecuación I.8.

Ecuación I.8. Ecuación Hooke. Comportamiento elástico.

Dicho comportamiento está relacionado con el desplazamiento atómico sin romper

enlaces ni modificar su estructura.

2. Materiales superelásticos, o pseudoelásticos y materiales con memoria de forma. La

transformación martensítica que sufren algunos materiales, como las aleaciones de

níquel-titanio, bajo ciertas condiciones de carga o temperatura, es aprovechada para

modelar las respuestas de dichos materiales, optimizando el tratamiento.

I.6.2 Fricción

Los dientes se mueven de forma intermitente a lo largo del arco de alambre. Son sometidos a

las fases a la carga de vuelco seguida de la de enderezamiento, además de los movimientos de

rotación. El arco se encuentra en contacto con la ranura del bracket. Este contacto metal-

metal conlleva problemas con la fricción y el desgaste del material. Por lo tanto, parte de la

fuerza ejercida por el arco se invertirá en vencer dicha fricción y otra parte en el movimiento

dental, como queda reflejado en la ecuación Ecuación I.9.

Ecuación I.9. Fuerza aplicada por el arco

Por una parte tenemos que a la fuerza necesaria para provocar el movimiento dental hay que

sumarle la necesaria para vencer la fricción. Por otra parte, como podemos observar en las



figuras Figura I.1 y Figura I.2, y en la fuerza aplicada tiene una fuerza de reacción sobre los

molares, pudiéndolos desplazarlos en dirección amesial.

Ecuación I.10. Efecto de reacción sobre los molares

Por lo tanto, la fricción tiene una doble consecuencia:

a) Amplifica la tensión de anclaje sobre los molares, pudiendo dañarlos.

b) Inhibe el movimiento dental hasta ser superada la fricción estática. Con ello, la

duración del tratamiento es mayor. Tratamiento.(01)

En la etapa inicial del tratamiento, la alineación, donde existen grandes desalineaciones, se

requieren grandes deflexiones y niveles bajo de fuerza (alta capacidad de deslizamiento). En

las fases intermedias y finales del tratamiento, las deflexiones ya no son tan elevadas, y los

materiales poseen menos elasticidad y mayor sección transversal.(02)

La fricción junto con el frotamiento de la superficie del arco con la del bracket, también

conlleva a problemas de biocompatibilidad, relacionado con la corrosión por rozamiento. Esto

lo iremos desarrollando de ahora en adelante.

I.6.3 Biocompatibilidad

Entendiendo la biocompatibilidad de un material como la permanencia en el interior del

organismo de un material durante un periodo de tiempo sin que haya consecuencias adversas

para el mismo, podemos establecer dos vías de estudios.

Una primera vía será la aceptación, por los tejidos de la cavidad bucal, de los materiales

ortodóncicos. Esta es una línea de investigación más que superada, ya que son estudios

estandarizados exigidos para la comercialización de los productos.

La segunda línea de estudio relacionada con la biocompatibilidad, es cómo evoluciona el

material en las condiciones de trabajo, y si dicha evolución puede causar problemas en el

organismo. En esta perspectiva nos enmarcamos con el presente estudio. Destacar su

importancia, pues un tratamiento ortodóncicos tiene la duración de meses, incluso años.

La biocompatibilidad se ve comprometida por la liberación de iones en la cavidad oral. Al

entrar en contacto en los tejidos locales y remotos, provocando efectos secundarios no

deseados(23):

- Fracaso del implante

- Carcinogénesis

- Osteolisis

- Periimplante

- Reacciones cutáneas alérgicas



- Acumulación de tejido

- Lesiones renales

- Hipersensibilidad

El problema de la liberación de iones tiene que ser estudiado como un problema de corrosión,

pues son los productos generados con ésta esos iones cuya biocompatibilidad del aparato de

ortodoncia pudiera entrar en peligro.

I.7 El problema de la corrosión en materiales de

ortodoncia

La resistencia a la corrosión de los aparatos de ortodoncia es importante, ya que tiene una

serie de consecuencias(24):

- Modificación de las activaciones de bracket-alambre.

- Estética del dispositivo.

- Aumento de adhesión microbiana.

- Aumento de la fricción entre el bracket y el alambre.

La corrosión puede afectar a las características mecánicas de un material. Puede desde

distorsionar su estructura hasta provocar fallos que conlleven a la fractura del mismo.(25) Los

ataques corrosivos localizados pueden debilitar la estructura y provocar la fractura. La

corrosión sobre toda la superficie del metal se considera menos destructiva que la localizada.

Una de las consecuencias evidentes de un ataque de agentes agresivos sobre el material es la

alteración del mismo. Es evidente que esto trae consigo modificaciones de la rugosidad del

material, pudiendo acarrear problemas debido a la fricción explicado en el apartado I.6.2.

La biocompatibilidad puede verse comprometida por la liberación de iones perjudiciales para

la salud mediante la solución de elementos del material.

Como vimos en el apartado I.4, tradicionalmente se han utilizado para la ortodoncia tres

familias principales de materiales metálicos:

- Aceros inoxidables.

- Aleaciones de titanio.

- Aleaciones Co-Cr.

A continuación resumimos estas tres familias de materiales ortodóncicos.

Dentro de las aleaciones de inoxidable, el uso más extendido son los austeníticos, y más

específicamente AISI 304 con la composición 18-8 (18% de cromo y 8% de níquel). También,

aunque en menor medida, se puede encontrar el AISI 316. La diferencia entre ambos es un



mayor contenido en níquel (10% – 12%) y la adición de molibdeno. Esto le reporta una mayor

resistencia a la corrosión debido a una mejoría en la estabilidad de la capa pasivadora.

Dentro de las aleaciones de titanio destacamos la de Titanio-Níquel, que dieron lugar al Nitinol

o NiTi clásico, al NiTi superelástico, al NiTi termoelástico o memoria de forma, y al NiTiCu.

También hay que incluir al llamado Titanio-Beta, TMA o Titanio-Molibdeno. La variante sin

níquel del TMA se conoce como BETA III.

El tercer grupo de familias tradicionales es la de las aleaciones Co-Cr.

A excepción de los arcos NiTi, la inmersión de los arcos de ortodoncia lingual en soluciones

salinas tiene efectos sobre la topografía superficial. (26)

Indicadores de tendencia a la corrosión: potenciales de ruptura / pérdida de níquel / cambios

de rugosidad de la superficie.(27)

I.7.1 Película de pasivación

El mecanismo de protección frente al ambiente de las tres familias mostradas anteriormente

son semejantes: la oxidación metálica de ciertos componentes del material en la superficie del

material formando una película pasiva de óxido transparente, delgada, uniforme, continua,

resistencia, estable y sobre toda la superficie.(28)

Se reivindica que la medición de la resistencia de le película de pasividad es el primer paso en

la evaluación de la biocompatibilidad de las aleaciones. Es importante destacar, que la

configuración de dicha película no depende de la estructura cristalográfica del material.(11)

La diferencia entre unas familias y otras reside en, debido a que tienen composiciones

diferentes, los elementos que forman dicha capa.

En las aleaciones de Titanio la película de pasivación presente principalmente de TiO2, de ahí

su buena biocompatibilidad. (11)

Las aleaciones de acero inoxidable como la de cobalto cromo comparten que su capa pasiva

está compuesta principalmente del óxido de cromo.

En los inoxidables el bajo contenido en cobre y pequeñas cantidades de molibdeno estabilizan

al cromo, mejorando la resistencia a la corrosión por picaduras.(28)

El níquel (8-12%) compite con el cromo para formar sales, permitiendo que más cromo esté

disponible para formar la capa pasiva. El problema viene en que la unión del níquel con los

compuestos intermetálicos no es fuerte, lo que da a lugar a la liberación de níquel sobre la

superficie metálica Esto conlleva a problemas de biocompatibilidad. También estabiliza la

austenita y disminuye la ductilidad.

Esta capa pasiva será la que proteja el material del ambiente agresivo en el que se encuentre.

Esto conlleva que la resistencia del aparato ortodóncico a la corrosión estará directamente

relacionado con la estabilidad de dicha película pasiva.



Es erróneo tener un concepto estático sobre dicha película. Los agentes agresivos irán

atacando constantemente a dicha capa, y disolviendo los componentes de ésta. Su respuesta

será una constante “autoreparación”, fenómeno conocido como el de autopasivación. Por lo

tanto, supondrá un estado dinámico de la misma.

Dicha autopasivación fue estudiada por Rondelli en el 2000. Los resultados fueron que en

condiciones de un ataque generalizado en condiciones normales, todos los materiales tenían

una capacidad de autoreparación de su película pasiva parecida. Pero, en ataques graves

localizados, el nivel de autopasivación tenía el siguiente orden(11):

Ni-Ti ≤ Inoxidable ≤ Co-Cr ≤ Aleaciones de titanio.

Por lo que las aleaciones de titanio, descartando la de Níquel-Titanio, y la de cobalto-cromo

son las que ofrecían mayores márgenes de seguridad.

Con la disminución del pH, el potencial de picado, el potencial de protección y la gama pasiva

disminuyeron.(29)

I.7.2 Efecto de la porosidad en el comportamiento

frente a la corrosión

Las aleaciones porosas de las aleaciones níquel-titanio han atraído una gran atención como

uno de los biomateriales con futuro dentro del mundo de la ortopedia debido a sus óptimas

propiedades mecánicas para estos tratamientos y a la posibilidad de adaptar la estructura de

poros al crecimiento de tejido.(30)

La estructura compleja y mayor área de superficie expuesta que ofrecen las zonas porosas

dificulta el proceso de liberación de iones de níquel, que estudiaremos a continuación.

Un estudio de Sun en 2011 propone la comparación de las características de corrosiones

níquel-titanio en muestras porosas y densas. Dicho estudio llego a las siguientes conclusiones:

a) La muestra porosa era más susceptible a la corrosión por picadura que la aleación densa.

Este resultado era esperable, principalmente por dos motivos:

- Al tener mayor área real de superficie expuesta, existe mayor susceptibilidad a la

corrosión.

- La calidad del acabado superficial, la cantidad de los residuos en la superficie y la falta de

homogeneidad de los poros, afecta a la formación y calidad de la película pasivadora de

óxido. Esto se manifiesta en un descenso importante del potencial de picadura.

b) Una porosidad baja (poros pequeños (secundarios) < 10 µm) mostraron mayoritariamente

poros secundarios, con ellos probabilidad de que exista solución atrapada aumenta, y con

ello, la susceptibilidad a la corrosión por picaduras aumenta.

- Al aumentar la porosidad (poros grandes: {100-200} µm), existe mayor número de poros

interconectados, lo que permite el flujo del líquido y menor probabilidad de picaduras.



c) Puesto que el potencial del electrodo varía con la distancia x en el poro, la tasa de

disolución del metal varía a lo largo de la superficie interna de los poros de acuerdo con el

comportamiento de polarización del metal bajo las condiciones electroquímicas locales,

como muestra la ecuación Ecuación I.11.

( ( ∫ ( (

E (x) es el potencial de electrodo a una distancia x en el poro E (0) es el potencial en la abertura del poro I (x) y R (x) son las magnitudes de la corriente que fluye respectivamente a una distancia x a través del electrolito de los poros y de la resistencia del paso del electrolito dentro del poro.

Ecuación I.11. Distribución del potencial en un poro

I.7.3 El problema de la liberación de iones

Como ya hemos visto, las películas pasivas están compuestas principalmente de óxido de

titanio, en las aleaciones de titanio, y de óxido de cromo, tanto en los aceros inoxidables como

en las aleaciones de cobalto-cromo.

Aunque los elementos anteriores son los componentes principales de las capas de óxido

pasivadoras de los materiales que estudiamos, no hay que olvidar la presencia de otros y sus

efectos perjudiciales sobre la salud.

En la tabla Tabla I.17 vemos los elementos presentes en la composición de los materiales

susceptibles de ser liberados y las cantidades máximas admisibles por el organismo.

Tabla I.17. Cantidades máximas de elementos agresivos para el organismo

ELEMENTO CANTIDAD MÁXIMA ADMISIBLE (mg/día)

Fe 56

Cr -

Ni 0.3-0.5

Mn 2

Cu -

Aunque el cromo puede conllevar problemas para la salud, se considera que tiene poca

toxicidad.(13)

Varias investigaciones estudiaron la influencia de la presencia de níquel en cultivos celulares,

llegando a las siguientes conclusiones:(31)

- Para abajas concentraciones de níquel, pueden producir estimulación leve del

crecimiento celular.

- Para concentraciones elevadas de Ni (15-30 mg/ml) la tasa de crecimiento de las

células entró en depresión, con cambios morfológicos.



El níquel puede causar hipersensibilidad, dermatitis de contacto, asma y citotoxicidad. Con

células humanas cultivadas, se informo que el níquel es moderadamente tóxico. Algunos

aspectos sobre el níquel son los siguientes:

- Las mujeres son diez veces más sensible al níquel que los hombres.

- Una ingesta de níquel pobre parece ocasionar una mejora de los actuales eccemas de

contacto crónicas.(10)

- 10-30% de la población femenina de Europa es alérgica al níquel.(08)

- Los iones liberados de los aparatos de ortodoncia en los estudios realizados revelan

que fueron insignificantes en comparación con la cantidad de comida diaria y la ingesta

de agua. Pero una cantidad pequeña de liberación podría producir sensibilidad cuando

los aparatos de ortodoncia se encuentran en lugar de 2 a 3 años.(13)

Tabla I.18. Dosis de níquel

NIVEL DE SUMINISTRO COMPOSICIÓN (µg/día)

Suministro diario en la ingesta de comida 300 – 500

Concentración crítica para inducir alergia 600 - 2500

El hierro es un componente de la hemoglobina, mioglobina y enzimas. Puede causar toxicidad

aguda.(01)

El cromo trivalente, presente en los alimento, es esencial para mantener el metabolismo

normal de la glucosa en el cuerpo humano. Su toxicidad es baja si no se ingieren dosis muy

altas.(01)

Con respecto al manganeso, es un elemento esencial en todas las especies de animales. La

deficiencia de este puede causar un pobre desempeño reproductivo, retraso del crecimiento y

un funcionamiento anormal de hueso y cartílago. Dosis altas pueden tener efectos bastantes

tóxicos.(01)

El cobre es más citotóxico que el níquel. (04)

Con relación a la cinética de la liberación de iones podemos discutir los resultados del estudio

realizado por Staffolani en 1999. En dicho estudio se midió la cantidad liberada de iones tras el

primer, 14 y 28 día de un aparato ortodóncico compuesto de bracket de inoxidable 316 y arco

con memoria de forma NiTi, unidos mediante soldadura cuya composición se muestra en la

Tabla I.19, en diferentes soluciones de distinta acidez. Ésta se ajustó con la adición de HCl. (04)

Tabla I.19. Ejemplo de composición de la soldadura en arco NiTi – bracket AISI 316

PALADIO, Pd COBRE, Cu PLATA, Ag

15 % 20 % 65 %

Los resultados se muestran en las gráficas, de iones acumulados-día: figuras Figura I.11, Figura

I.12 y Figura I.13.



Figura I.11. Evolución de la cantidad de iones Ni liberados acumulados en 28 días

En la Figura I.11 podemos observar como la velocidad de liberación de iones de níquel mayor

se da durante el primer día. Comparando los niveles de acidez pH 3.5 y pH 6.5, concluimos que

cuanto mayor es la acidez del medio, mayor agresión ejercerá sobre el material.

Figura I.12. Evolución de la cantidad de iones Cr liberados acumulados en 28 días

En la Figura I.12. Evolución de la cantidad de iones Cr liberados acumulados en 28 días,

podemos evaluar la evolución de la liberación de iones cromo por el aparato de ortodoncia. Al

igual que discutimos con el níquel, la liberación de cromo mayor se da durante el primer día., y

en mayor medida para niveles de acidez superior.



Figura I.13. Evolución de la cantidad de iones Cu liberados acumulados en 28 días

Los iones liberados de cobre se muestran en la figura Figura I.13. Evolución de la cantidad de

iones Cu liberados acumulados en 28 días Este cobre podría estar relacionado con la

soldadura. Es interesante observar como a pH 3.5 la velocidad aumenta al final del ensayo, a

diferencia del níquel y el cromo.

Tras una visión general sobre la corrosión y las consecuencias que puede conllevar en los

aparatos de ortodoncia, a continuación resumimos los principales mecanismos de corrosión

que se dan durante el tratamiento: corrosión galvánica, uniforme, por aireación diferencial,

grieta y picaduras, intergranular, por rozamiento, por tensión y por fatiga.

Aunque la cantidad de los iones de Níquel liberados pudiera estar muy por debajo de la

concentración crítica (300-500 µg/día), podría ser suficiente para inducir a largo plazo

respuestas inflamatorias o alterar el comportamiento celular.(02)

I.7.4 Formas de corrosión en los aparatos de

ortodoncia arco-bracket.(32)

I.7.4.1 Corrosión galvánica

Cuando dos materiales o aleaciones con distinta composición y unidos eléctricamente quedan

expuestos a un electrolito pueden sufrir los efectos del mecanismo de corrosión.

Las composiciones elementales diferentes de estos dos tipos de aleaciones dan lugar a

diferencias en sus potenciales de corrosión. Si dicha diferencia de potencial entre dos tipos de

metales es suficientemente alta, el metal menos estable tiende a corroer y a oxidar mediante

liberaciones de iones en la solución a medida que se desintegra.(19)

Estas células galvánicas también pueden originarse en otras circunstancias diferentes a la de

materiales con diferente composición, como a un diferencial de pH, acabados superficiales

diferentes (rugosidad) o al trabajo debido a una flexión repetida de endurecimiento.

En el presente estudio, pueden darse tres situaciones posibles de corrosión galvánica.



a) En un mismo bracket o arco, con una composición binaria, pueden resultar zonas con

un material predominante y otra próxima del otro material. Esta situación es candidata

para una corrosión galvánica.

b) En la configuración de un aparato desmontable con la unión de un bracket con un arco

de materiales diferentes, también se dan los requisitos necesarios para la corrosión

galvánica. La soldadura de la base con la aleta en el bracket, con material de aporte

diferente al arco o al bracket, también puede intervenir.

c) En la configuración de un aparato desmontable con la unión de un bracket MIM con un

arco de materiales diferentes. En este caso, no existe soldadura en el bracket por lo

que no intervendría en la corrosión.

En el estudio de Siargos de 2009, se comparó la interacción galvánica entre dos tipos brackets

inoxidables, convencionales y MIM con arcos NiTi. La conclusión a la que se llegó es que dichos

brackets producen similares diferenciales de potencial con los arcos.(19)

Puesto que este mecanismo de corrosión es el objeto de nuestro estudio, en el capítulo II,

realizamos un análisis más exhaustivo.

I.7.4.2 Ataque uniforme

Macroscópicamente, el ataque uniforme es una forma de corrosión electroquímica que ocurre

con igual intensidad en toda la superficie expuesta. El metal se somete a una redacción redox

con el entorno circundante. A nivel microscópico, las reacciones de oxidación y reducción

tienen lugar azarosamente sobre la superficie metálica.(33)

I.7.4.3 Corrosión por aireación superficial

En la configuración del aparato ortodóncico existen cavidades, tal como se indica en la Figura

I.14, que pueden albergar microorganismos formadores de placa.

En la tabla Tabla I.1. Reacciones en la metabolización de carbohidratos por las bacterias

bucalesya vimos las reacciones químicas del metabolismo de dichos organismos. Como

consecuencia de ello, en la cavidad donde resida el microorganismo se produce una reducción

del pH y el agotamiento del oxígeno. Es decir, una zona donde se combina la dificultad de

pasivación del material con un incremento del ataque de los iones agresivos circundantes.



Figura I.14. Configuración arco-bracket frente a la aireación diferencial

I.7.4.4 Corrosión de la grieta y por picadura

El mecanismo de corrosión es bien parecido al explicado en el punto anterior con la aireación

diferencial. En este caso, la cavidad no se debe a la configuración del aparato, sino a defectos

superficiales del material.

Los brackets y arcos no tienen sus superficies perfectamente lisas. Microscópicamente,

pueden existir pequeñas cavidades como pozos o grietas.

Podemos dividir en dos fases el estudio de la corrosión por picaduras: la nucleación y el

crecimiento. La nucleación o inicio de la picadura se debe a pequeñas grietas o alteraciones

puntuales de la composición. Una vez iniciada, la fase de crecimiento es semejante al

mecanismo de corrosión por aireación superficial.

Un estudio analizó las capas pasivas de diferentes arcos NiTi en saliva artificial y las

rugosidades superficiales correspondientes. Se concluyó que a pesar de que la rugosidad de la

superficie de los alambre tenían diferencias significativas, no se corresponde con la resistencia

a la corrosión. Por lo que se sugirió que, en la susceptibilidad a la corrosión, la tensión

superficial residual del proceso de fabricación puede ser un factor más importante que la

rugosidad de la superficie.(33)

I.7.4.5 Corrosión intergranular

La sensibilización de los materiales, siendo los inoxidables particularmente sensibles a ello, es

la causa del origen de este mecanismo de corrosión. Cuando estos materiales son sometidos a

procesos de calefacción, como en la soldadura, a temperaturas tan bajas como son los 350ºC,

se produce la reacción del cromo con el carbono, formando carburo de cromo Cr23C2. Estas

partículas precipitadas se forman a lo largo de los límites de grano.

El cromo y el carbono difunden hacia los límites de grano, empobreciendo de cromo las zonas

adyacentes, lo que conlleva a dos efectos:

a) La aleación se vuelven más quebradiza debido al deslizamiento de interferencia

b) El cromo utilizado en la reacción para formar carburo deja de estar disponible para la

formación de la capa pasiva de óxido.



Como podemos ver en la figura Figura I.15 los límites de grano se convierten en zonas

susceptibles a la corrosión.

Ya vimos en el apartado I.2, existen brackets de acero inoxidable en los que son soldadas las

aletas a la base. Éstos serán particularmente susceptibles a este tipo de corrosión.

Figura I.15. Corrosión intergranular en un AISI 304 sensibilizado. 100x(34)

I.7.4.6 Corrosión por rozamiento

Durante el tratamiento de ortodoncia, el arco transmite la fuerza al bracket. Las superficies de

contacto de ambos, en función de la rugosidad correspondiente, sufren el rozamiento, como

se esquematiza en la figura Figura I.16.

La aplicación continuada de la fuerza en dicha interfaz causa el cizallamiento entre ambas,

alterando las capas superficiales de óxido protectoras. De esta manera, los metales quedan

expuestos a la corrosión.



Figura I.16. Esquema del mecanismo de la eliminación de la capa pasiva debido al

rozamiento

I.7.4.7 Corrosión bajo tensión

La explicación del fallo de un material puede deberse a muchos factores, dos de ellos pueden

ser la tensión y la corrosión. Para el primero, se realizan caracterizaciones mecánicas del

material como pudieran ser el módulo de elasticidad, coeficiente de Poisson, límite elástico,

tensión de rotura, etc. Para el segundo, los estudios van encaminados a las características

electroquímicas del material en estudio, como potencial de corrosión, potencial de picadura,

transpasivación, etc.

Pero, las condiciones de trabajo de estos materiales nos invitan a pensar que la tensión y la

corrosión se darán simultáneamente. Por lo que a la caracterización mecánica y electroquímica

habrá que sumar la sinergia entre ambas, dibujando dos escenarios posibles:

- Fallo mecánico a niveles inferiores a los esperados, debido al efecto de la corrosión.

- Aparición de indicios de corrosión en situaciones de no susceptibilidad del material a

ella, debido a los efectos de la tensión mecánica.

Dentro del segundo escenario, pueden darse dos situaciones. Podríamos encontrar corrosión a

niveles de potencial más bajo que el que caracteriza el material.(32) También puede darse que

la tensión originara, dentro de un mismo material, unos sitios que actuaran como ánodos y

otros como cátodos, facilitando la corrosión.

El problema de la explicación del mecanismo de fallo, de una manera global y para todas las

situaciones, no está resuelto. Podríamos decir que no existe aún modelo científico de la

sinergia tensión-corrosión.(35)

Existen numerosos estudios que llegan, incluso, a conclusiones contradictorias. Para ciertas

situaciones, si está claro que la tensión conllevaría la generación de imperfecciones en el

material, como hoyuelos o grietas. Y, a partir de entonces, se comenzaría una corrosión por

grieta/picaduras como la explicada anteriormente.



I.7.4.8 Fatiga-corrosión

La situación es análoga a la corrosión bajo tensión. Si ya de por sí, a las cargas cíclicas, aún con

niveles menores a la de la resistencia del material, pueden conducir al fallo mecánico,

añadimos los efectos de la corrosión, conduce a una situación de agresión importante a la

resistencia del material.

Un estudio sobre la fatiga-corrosión analizó el comportamiento de arcos de Níquel-Titanio, de

Titanio-Molibdeno y de acero inoxidable. En las conclusiones del estudio, se reveló que

ninguno de estos materiales mostró incremento de la corrosión como resultado de la

mecánica-electroquímica.

I.7.4.9 Corrosión microbiológicamente influenciada

Durante el tratamiento, los microorganismos, y los productos derivados de la existencia de

éstos, residentes en el ambiente bucal, pueden afectar a las materiales de ortodoncia.

Primeramente, como vimos en el apartado I.3, correspondiente al entorno bucal, el

metabolismo de las especies microbianas pueden alterar las condiciones ambientales de

trabajo de los aparatos ortodóncicos.

Pero las bacterias pueden ser también agentes directo de la corrosión. Ciertas especies, para

desarrollar sus procesos metabólicos, absorben metales. De esta forma, las condiciones

ambientales donde los aparatos de ortodoncia desarrollan su trabajo, se vuelve más complejo.

Ya no son solo los iones, como cloruros o fluoruros, los agentes agresivos en pro de la

corrosión de los materiales de los aparatos de ortodoncia, sino también las propias bacterias

las que, directamente, pueden atacar a estos materiales.

I.7.5 Tratamientos superficiales de arcos NiTi

Como vimos en el apartado sobre la pasivación de los materiales. La película inerte superficial

de óxido de titanio (TiO2), en las aleaciones de titanio, reduce la liberación del ión metálico en

el medio bucal. En el caso de los aceros inoxidables y de las aleaciones de cobalto-cromo está

capa pasiva estaba formada principalmente de óxido de cromo.

Los investigadores han estudiado distintos tratamientos superficiales como medio para

prevenir reacciones adversas de los implantes. Distintos estudios revelan que dependiendo del

grosor, composición y morfología de la capa pasiva, la corrosión y la liberación de iones puede

variar.(02)

Aunque los tratamientos superficiales evidencian una gran mejora en la resistencia a la

corrosión localizada, sin embargo, no modificaron la propensión intrínseca de la masa de

aleación para desarrollar una película protectora en condiciones operativas.(11)

En la figura Figura I.17 se observa la diferencia de liberación de iones Ni de un arco Níquel-

Titanio, en un arco no tratado y en otro con un tratamiento de oxidación aplicado. Observando

dicha gráfica podemos concluir que, tanto en NiTi tratados como en no tratados, existe un



periodo inicial de alta velocidad (pendiente grande) y posteriormente, se alcanza un nivel de

saturación.

Figura I.17. Comparación entre la evolución de la liberación de Ni a lo largo del tratamiento

entre un NiTi no tratado y otro con un tratamiento de oxidación aplicado(02)

La ventaja está en el nivel de liberación. El NiTi tratado ofrece una cantidad de iones níquel

liberada menor que en los materiales no tratados.

I.7.5.1 Deposición física de vapor (PVD): Arcos NiTi con iones de

nitrógeno implantados (37)

Recubrimiento iónico cuya técnica consiste en la modificación de la superficie a través de

sustratos con diversas películas de capa fina.(36)

Mejora la resistencia a la corrosión. Baja susceptibilidad a la corrosión localizada.

Un análisis superficial revela un pico fuerte para el nitruro además de los picos de TiO2 en la

superficie superior.

Los resultados parecen sugerir que la capa de TiO2 formada en la superficie superior puede ser

disuelta por HF, debido a un aumento de la concentración de fluoruro o descenso del pH, pero

la capa de TiN probablemente actúa para mantener la baja susceptibilidad a la corrosión

localizada.

I.7.5.2 Tratamientos de oxidación(02)

Espinar, en 2011, realizó un estudio de la influencia de los tratamientos de oxidación sobre

arcos de ortodoncia de níquel-titanio.



El objetivo era estudiar la posibilidad de realizar un tratamiento superficial que consiguiera

una capa de oxido de titanio sin la presencia del níquel, evitando así su liberación en el

microorganismos y las consecuencias que ya estudiamos.

El tratamiento de oxidación consistía en someter el arco níquel-titanio a una atmósfera de

oxígeno a baja presión, proporcionando una concentración superficial de níquel muy baja.

Las conclusiones que se obtuvieron fueron las siguientes:

a) La difusión de oxígeno en arcos NiTi conlleva el crecimiento de una película superficial

de óxido de titanio. El espesor de ésta depende de la temperatura y del tiempo del

tratamiento. Se obtiene una capa homogénea en toda la superficie y con buena

adherencia, ya que se trata d un método de reacción química entre el sustrato y el gas

oxígeno, no de proyección.

b) El perfil de concentración de níquel, en porcentaje atómico, se muestra en la Figura

I.18.

En la Figura I.18 podemos observar como existe una capa de casi 20 nm exenta de níquel. A

diferencia de los tratamientos realizados a presión atmosférica, podemos afirmar que existe la

oxidación específica del titanio, pues no se detectaron óxidos de níquel en la capa pasiva de

TiO2.

Figura I.18. Concentración de níquel en función de la profundidad del arco NiTi

c) El coeficiente de fricción sufrió una evolución, desde los 1.35 a los 0.40, con el

tratamiento. Como vimos en el apartado sobre la fricción, esto conlleva a generar

movimientos dentales con mayor eficiencia y en un tiempo más corto.

d) A diferencia del método por proyección PVD, la oxidación es un tratamiento basado en

reacción química entre el sustrato y el gas oxígeno, por lo que la adherencia mejora

considerablemente.

El precio a pagar por el uso del tratamiento de oxidación está relacionado con la modificación

de las temperaturas de transformación. Una variación de 0.1% de la concentración de níquel,

puede conllevar una variación de la temperatura de formación de la martensita en tres grados.



La explicación la encontramos que al disminuir la cantidad de níquel en la zona superficial del

material, aumenta la cantidad de titanio que se oxida. Esto quiere decir, que cierta cantidad de

titanio emerge del interior del material, disminuyendo la cantidad de éste en él. Esto conlleva

una mayor estabilidad de la austenita (↓Ms, Mf y ↑As, Af)

Estudio de la corrosión galvánica en materiales de ortodoncia. Par arco-bracket La corrosión galvánica: modelización del problema


II. La corrosión galvánica: Modelización del problema

II. La corrosión galvánica: modelización del

problema

En el apartado I.7.4.1 ya se presentó la corrosión galvánica como un posible mecanismo de

corrosión en los aparatos de ortodoncia. Para que exista la posibilidad de que se active dicho

mecanismo, solo basta el contacto de dos materiales metálicos diferentes en un electrolito.

En la figura Figura II.1 se esquematiza las condiciones de trabajo de los aparatos de los

aparatos ortodóncicos. Como podemos observar, se dan las condiciones para que se

desarrolle corrosión galvánica.

Figura II.1. Contacto metálico en presencia de electrolito en par arco-bracket

En este capítulo realizaremos un modelado de este tipo de corrosión, su espontaneidad y

cinética. Posteriormente, los contextualizaremos en el par arco-bracket y el ambiente bucal.



II.1 Modelo de la corrosión galvánica (33),(38)

La corrosión galvánica es un tipo de corrosión electroquímica. Las reacciones que conforman

dicha corrosión son de tipo redox, es decir, reducción y oxidación.

Los elementos que intervienen en el mecanismo de la corrosión galvánica del par arco-bracket

se recogen en el modelo de la figura Figura II.2.

Figura II.2. Modelo de corrosión galvánica

En el ánodo, que corresponderá con el metal menos noble, como veremos más adelante, se

produce la reacción de oxidación, y por consiguiente, la degradación, como expresa la

Ecuación II.1. Reacción de oxidación.

Ecuación II.1. Reacción de oxidación

Un electrolito, en este caso la saliva, que estudiamos en el apartado I.3, es el medio húmedo.

Cumple con dos funciones necesarias para el desarrollo de la corrosión galvánica:

a) El contenido en cloruro, como vimos en el apartado I.3.1, y en fluoruros, debidos a los

productos higiénicos, que estudiamos en el apartado I.3.3, tendrán un

comportamiento agresivo frente a las capas protectoras pasivas de los materiales,

facilitando la corrosión.

b) El contenido de agua que de la saliva y el oxígeno disuelto, debido a la respiración,

serán los reactivos catódicos en la reacción de reducción.

El metal más noble, en cuya superficie transcurrirá la reacción catódica, será el cátodo. Tendrá

un comportamiento inerte, cuya función será la del transporte de los electrones provenientes

del ánodo hasta entregarlos para que transcurra la reacción catódica, quedando protegido de

los efectos de la corrosión.

Existen varias posibilidades de reacción catódica, según el tipo de electrolito, como podemos

ver en las ecuaciones Ecuación II.2, Ecuación II.3 y Ecuación II.4. Pueden ocurrir dos o más

reacciones de reducción simultáneamente.

Ecuación II.2. Reacción catódica en una disolución ácida con oxígeno disuelto



( Ecuación II.3. Reacción catódica en disolución acuosa neutra o básica (pH > 4.3) con oxígeno

disuelto

( Ecuación II.4. Reacción catódica en disolución ácida (pH < 4.3)

II.1.1 Espontaneidad de la corrosión galvánica

Ya hemos establecido las ecuaciones que modelan el comportamiento electroquímico de la

corrosión galvánica. Pero, ¿en qué condiciones se activa el mecanismo de corrosión? ¿Cuánto

influye la capa pasiva? ¿A qué velocidad ocurren las reacciones de reducción y oxidación?

No todos los materiales metálicos se oxidan con la misma facilidad. Para evaluar esta facilidad

o espontaneidad a oxidarse o reducirse, se utiliza la serie de fuerzas electromotrices (fem).

Ésta, muestra los valores de la diferencia de potencial, Vº, que se forma entre el cátodo, la

semipila de referencia de platino sumergida en 1 mol de iones H+, y el ánodo, formada por una

semipila estándar del material correspondiente. La serie fem transcurre a 25ºC.

Toda la serie fem estándar está planteada como una reducción, es decir,

Hay que especificar que si para una reacción tenemos un potencial V0, la reacción

inversa tendrá un potencial de igual valor y signo contrario.

Ya podemos realizar un primer modelo de la pila galvánica que forman dos metales en

contacto en un electrolito.

Ecuación II.5. Semirreacciones de oxidación y reducción, y reacción electroquímica tota, con los potenciales asociados.

De la ecuación Ecuación II.5 obtenemos una medida de la espontaneidad, como es la

diferencia de potencial ΔVº. Cuanto más positiva sea ésta, más espontánea será la reacción. Si

fuera negativa, la reacción espontánea es la inversa de la ecuación Ecuación II.5.

II.1.2 Influencia de la concentración y de la

temperatura

El modelo descrito por la ecuación Ecuación II.5 está planteado en unas condiciones

específicas: 250 C y 1 mol de concentración en cada semipila.

La ecuación de Nerst nos permite evaluar variación que se produce en la diferencia de

potencial, ΔV0, cuando la temperatura o las concentraciones son otras.

(

(

)



Ecuación II.6. Ecuación de Nerst

Donde R es la constante de los gases y F, la constante de Faraday, que tiene un valor de 96500

C/mol.

II.1.3 Influencia de la polarización y la pasivación

Todo lo que hemos planteado hasta ahora se encuentra en condiciones de equilibrio. En la

realidad, el valor de los potenciales tendrá una variación con respecto a lo mostrado en la lista

fem. Esta variación se le denomina polarización, y se representa mediante el sobrevoltaje η.

Ecuación II.7. Expresión del sobrevoltaje (polarización)

En la figuras Figura II.3 y Figura II.4 vemos la relación entre la densidad de corriente, i, y el

sobrevoltaje, η, tanto para la reacción anódica como catódica, respectivamente.

Figura II.3. Curva de polarización (reacción

anódica)

Figura II.4. Curva de polarización (reacción

catódica)

Esta polarización por activación puede modelarse mediante la ecuación Ecuación II.8.

Polarización por activación

(

)

Ecuación II.8. Polarización por activación

β y i0 son constante para cada material. Al parámetro i0 se le conoce como densidad de

corriente de intercambio.

A partir de aquí, diferenciaremos entre el comportamiento catódico del anódico.



II.1.3.1 Polarización catódica

En la reacción catódica podemos experimentar una tipo de polarización más, la polarización

por concentración. Esta polarización tiene lugar cuando la velocidad de la reacción está

limitada por la difusión en la disolución.

El comportamiento de la polarización por concentración lo podemos observar en la Ecuación

II.9. Polarización catódica por

(

)

Ecuación II.9. Polarización catódica por concentración

Al parámetro iL se le conoce como corriente de difusión límite.

La combinación de ambas polarizaciones de la reacción catódica podemos verla en la figura

Figura II.5.

Figura II.5. Curva de polarización catódica

II.1.3.2 Reacción anódica

La reacción anódica es la que está relacionada con la oxidación del metal menos noble, como

ya vimos al comenzar al capítulo y en la ecuación Ecuación II.1, de ahí su importancia.

Como vimos en el apartado I.7.1, los materiales que estudiamos generan una película

superficial protectora frente a la corrosión. Este efecto se conoce como pasivación. Éste y

otros efectos describiremos a través de la figura Figura II.6.



Figura II.6. Curva de polarización anódica

En la figura SS hemos definido tres sobretensiones que indicamos en las ecuaciones Ecuación

II.10, Ecuación II.11 y Ecuación II.12.

Ecuación II.10. Sobretensión en el inicio de la pasivación

Ecuación II.11. Sobretensión en el final de la pasivación

Ecuación II.12. Sobretensión en el inicio del picado

Para sobretensiones pequeñas ( ), existe una relación lineal entre la sobretensión y

el logaritmo de la corriente. En esta región se dice que el metal se disuelve en forma activa.

Entre las sobretensiones y el material sufre una oxidación superficial, formándose

la capa pasivante que vimos en el apartado I.7.1.

Si la película es aisladora, como es el caso del Al, Zr o el Te, entre otros, al aumentar el

potencial la película pasivante irá aumentando su espesor sin que se note un aumento

importante de corriente. Este comportamiento queda reflejado en la curva tipo 1 de la figura

Figura II.6.

Otros materiales, como es el caso del cromo o el manganeso, la película pasivante está

formada por elementos que pueden oxidarse a una valencia mayor y dar productos solubles, el



aumento de la corriente va acompañado de disolución del metal. Este fenómeno se conoce

como transpasividad y corresponde con la curva tipo 2.

Por encima de cierto potencial ( ) en ambiente con iones agresivos, como es el caso del

cloruro, la película puede perder estabilidad y producirse fenómenos de corrosión localizada,

como el picado. El hierro y el cromo son de los materiales que experimentan este fenómeno,

que queda recogido en la curva tipo 3.

II.1.3.3 Diagrama de Evans

Al representar conjuntamente las curvas de polarización anódica y catódica, obtenemos el

diagrama de Evans de la figura Figura II.7. (39)

Sabemos que las velocidades de corrosión y reducción deben ser iguales, por lo que del corte

de ambas curvas obtenemos el potencial de corrosión (Vc) y la intensidad de corrosión (Ic)

Conviene señalar que en el diagrama de Evans se representa la intensidad de corriente y no su

densidad, ya que lo que se igualan son las intensidades catódicas y anódicas no sus

densidades, que pueden ser distintas en función de las superficies del cátodo y ánodo.

Figura II.7. Diagrama de Evans



II.1.4 La cinética de la corrosión galvánica.

La velocidad de corrosión se puede evaluar desde dos puntos de vista diferentes.

Considerando la velocidad de corrosión como la velocidad de eliminación de material como

consecuencia de la acción química, cuya expresión puede ser la de la Ecuación II.13. Velocidad

de corrosión en función de la penetración de la corrosión, definiéndose la velocidad de

penetración de la corrosión (VPC)

Ecuación II.13. Velocidad de corrosión en función de la penetración de la corrosión

W es la masa perdida (mg) después del tiempo de exposición t (horas); ρ es la densidad del

material (g /cm3) y A su área (cm2). K es una constante que, para las unidades dadas, vale 87.6

y VPC resulta en mm/año.

De otro modo, si consideramos la velocidad de corrosión en función de la densidad de

corriente que interviene en las reacciones redox, obtenemos la ecuación Ecuación II.14.

Ecuación II.14. Velocidad de corrosión en función de la densidad de corriente

II.2 Variables del modelo de corrosión

Del desarrollo del presente capítulo, podemos destacar cuatro variables representativas en el

estudio de la corrosión galvánica:

a) Composición del material. El mecanismo de oxidación del material dependerá de la

composición de éste, pues tendrá influencia en aspectos como potencial de corrosión

y tipo de capa pasiva.

b) Temperatura. Como vimos en la ecuación de Nerst (ecuación Ecuación II.6), la

temperatura tendrá influencia en la diferencia de potencial que se formará entre

cátodo y ánodo. Desde el punto de vista termodinámico, una mayor temperatura

indica una disponibilidad mayor de energía que influirá en la activación de las

reacciones.

c) Composición del electrolito y pH. Como vimos al comenzar el capítulo, tanto el agua

como el tipo de iones disueltos afectará al mecanismo de la corrosión galvánica en una

doble vertiente. Por un lado aporta la cantidad de agua, oxígeno disuelto y/o cationes

de hidrógeno disuelto necesarios en las reacciones catódicas. El contenido en cloruros

y fluoruro tendrán un carácter agresivo frente a la capa pasiva, pudiéndole llevar a la

inestabilidad.

Estudio de la corrosión galvánica en materiales de ortodoncia. Par arco-bracket La corrosión galvánica: ensayo tentativo.


III. La corrosión galvánica: Ensayo tentativo

III. La corrosión galvánica: ensayo tentativo.

III.1 . Introducción y objetivos

Se realizó un ensayo tentativo de corrosión galvánica de pares arcos-brackets como primer

acercamiento a dicho estudio.

Por su uso extendido en la ortodoncia, según la bibliografía consultada, se escogieron tres

tipos de brackets: acero inoxidable, titanio y Co-Cr. De los mismos, un inoxidable y el Co-Cr,

tienen composiciones libres de níquel. Dichos brackets se combinaron con diferentes tipos de

arcos de aleaciones níquel-titanio, un cobre-níquel-titanio y un inoxidable sin níquel.

Incluimos en el estudio un segundo tipo de combinación bracket-arco dental, probeta 10:

brackets inoxidables con arcos inoxidables sin níquel. Lo especial de esta combinación es la

presentación de una patología constante según nos indicaron expertos ortodónticos: fisura por

un punto del arco tras un tiempo de tratamiento, relativamente breve, en los pacientes.

Como se indicó en la introducción del presente proyecto, con respecto a la bibliografía

consultada, proponemos una nueva línea de investigación: entendemos que un ambiente

húmedo, como es el basado en niebla, es más representativo del medio bucal que un medio

acuoso, como los ensayos realizados por inmersión. Por lo que se utilizó una cámara de niebla

salina, alimentada con saliva artificial, como veremos en el apartado III.2.



También se consideró la posible corrosión galvánica existente por el contacto de dos

elementos metálicos como son los brackets y los arcos. Por lo que se realizó el montaje real de

arcos y brackets en probetas como se aprecia en la Figura III.38. Para ello se utilizó los elásticos

que se utilizan habitualmente en la ortodoncia.

Todo ello queda reflejado en las condiciones de ensayo consideradas en el que se realizó con

carácter tentativo en los pares arcos y brackets estudiados.

III.2 . El ensayo

El periodo medio entre visitas de seguimiento del paciente, durante el tratamiento, son de 28

días. Ese fue el periodo de ensayo practicado sin interrupción, ya que es interesante ver la

dinámica de comportamiento de los mismos entre controles del ortodóncico.

Se generó una niebla a partir de saliva artificial tipo Fusayama-Meyer, cuya composición

podemos ver en la tabla Tabla I.2, cuyo proceso vemos en el apartado III.2.1.

También se consideró la temperatura corporal de 37ºC para fijar la misma como temperatura

de la saliva artificial atomizada.



Figura III.1. Cámara de niebla

Figura III.2. Cámara de niebla con las

probetas

Figura III.3. Probetas colocadas en el interior

de la cámara de niebla

Figura III.4.Probetas colocadas en el interior

de la cámara de niebla (b)

Figura III.5. Probetas colocadas en el interior de la cámara de niebla (c)

III.2.1 La cámara de niebla(40)

La cámara de niebla salina es la mostrada en la figura Figura III.6.



Figura III.6. Cámara de niebla salina utilizada en el ensayo

La generación de niebla saliva se consigue aprovechando la energía cinética del aire en la

desintegración de la saliva artificial. Esto se consigue en un atomizador como el mostrado en la

figura Figura III.7, instalado en la torre de aspersión, que vemos en la figura Figura III.8.

Figura III.7. Esquema básico de un

atomizador

Figura III.8. Esquema básico de la torre de

aspersión

La atomización se lleva a cabo mediante la alimentación simultánea de líquido y flujo de aire a

alta velocidad dentro de un espacio circular, llamado cámara de mezclado, que podemos ver



en las figuras Figura III.7 y Figura III.8. El orificio de salida de la cámara de descarga se conoce

como orificio de descarga.

El flujo en dos fases que se forman cuando los dos fluidos involucrados, aire y saliva,

interactúan dentro de la cámara de mezclado y se conduce hacia el orificio de descarga:

- Una porción del líquido se desintegra en pequeñas gotas dentro de la cámara de

mezclado

- Otra parte sale del orificio de descarga en forma de una lámina delgada de líquido, la cual

se rompe en pequeñas partes que posteriormente forman gotas de varios tamaños

creando la niebla.

El control de la temperatura se consigue mediante el calentamiento del fluido y de un sistema

de calefacción de la cámara de exposición.

El depósito de saliva tiene como función contener la solución saliva con la que se genera la

niebla, y de su capacidad de almacenamiento depende el tiempo máximo que puede durar el

ensayo sin requerir la preparación de más solución.

La cámara de exposición tiene un aislamiento térmico en sus paredes para minimizar las

pérdidas de calor hacia el exterior, y el suelo de ésta tiene cierta inclinación, evitando la

formación de líquido y consiguiendo la evacuación por el sifón.

La cubierta de la cámara de exposición es transparente para poder tener una visualización de

lo que ocurre dentro. Está provista de un sello hermético húmedo, evitando los escapes de

niebla.

El manómetro nos indica permanentemente la medida de la presión del aire comprimido.

La cámara posee dos conductos de evacuación: uno de aireación permitiendo la evacuación de

la niebla de saliva artificial hacia el exterior del laboratorio, y un sifón, como desagüe del fluido

condensado.

III.2.2 Condiciones de ensayo

Puesto que se trató de un ensayo tentativo, las condiciones de ensayo fueron:

- Temperatura de 37oC, fijada en el panel de control que se indica en la figura Figura III.6,

consideramos dicha temperatura adecuada pues es la temperatura media corporal.

- Caudal de 1.5 l/h, ajustado en el mismo panel de control. Este caudal garantiza la formación

de una niebla lo suficientemente densa que conlleva una humedad adecuada sobre la

superficie metálica de los elementos ensayados.

- La duración del ensayo fue de 28 días naturales sin interrupción, que es el periodo medio que

consideramos entre visitas de un paciente al especialista ortodóncico.

- Niebla salina generada a través de saliva artificial tipo Fusayama-Meyer, cuya composición

podemos ver en la tabla Tabla I.2. El suministro se realizó a través del “depósito de saliva” que



podemos ver en la Figura III.6. La reposición de saliva se fue realizando de tal manera que se

asegurara el suministro. Se controló en varias muestras la acidez, mostrando en todas un

comportamiento neutro con pH 6.5. Las condiciones del medio bucal, como se vieron en el

apartado I.3, ni son estáticas en un paciente ni las mismas de un paciente a otro, por lo que no

existe un estándar. Dicho problema se plantea en el capítulo IV de conclusiones.

III.2.3 Seguimiento durante el ensayo

Se realizó un seguimiento visual diario, comprobándose que las condiciones de ensayo eran las

establecidas y adecuadas.

Dicho seguimiento también supuso el control del nivel de saliva artificial en depósito para

evitar la interrupción de generación de niebla por falta de suministro de saliva. Los fines de

semana, el depósito fue rellenado completamente asegurándonos el correcto funcionamiento.

III.3 . Arcos y brackets ensayados

III.3.1 Arcos dentales

Los arcos dentales que se utilizaron en el presente ensayo tentativo se muestran en la tabla

Tabla III.1. En ella se muestran la referencia que se le asignó en el presente estudio, el tipo

según el apartado I.4, el diámetro de dicho arco y la referencia de dichos arcos.

Tabla III.1. Arcos dentales utilizados en el ensayo tentativo

REF MARCA TIPO DIÁMETRO REF. COMERCIAL

A1 FORESTADENT Maxilar Titanol 0.016” 280-0840

A2 FORESTADENT Maxillary Titanol 0.014” 204-0840

A3 TENSIC NiTi Termoactiva 0.014” 766-702-00

A4 3M OrthoForm III Avoid Nitinol Classic 0.016” 4296-519

A5 FORESTADENT Biostarter Bögen NiTi 0.016” 203-0840

A6 ORMCO NiTi NiTi 0.014” 205-0010

A7 GAC SentAlloy NiTi 0.014” 02-511-122

A8 ORMCO Cobre-NiTi 0.016” 205-1903

A9 CLASSONE Inoxidable sin níquel 0.016”

III.3.2 Brackets

En la Tabla III.2 podemos ver los brackets utilizados en este ensayo, que se combinaron con los

arcos de la Tabla III.1.



Tabla III.2. Brackets utilizados en el ensayo tentativo

REF MARCA TIPO OTROS DATOS REF. COMERCIAL

B1 LEONE ExtremeEdgeWise Standard System

Inoxidable Sin níquel F9080-15

B2 DENTAURUM Equilibrium 2 Inoxidable 718-301-31

B3 ORMCO Titanium Titanio 448-6615

B4 TOPIC Mandíbula Co-Cr Sin níquel 790-307-00

B5 DENTAURUM Equilibrium Ti Titanio 718-501-31

B6 3M Victory Series Inoxidable 024-792

B8 TP Orthodontics Inoxidable 296-619

III.4 . Limpieza de arcos dentales y brackets

Durante la observación macroscópica, antes y después del ensayo, se procedió a la limpieza de

brackets y arcos dentales.

Tras el ensayo, se recurrió al procedimiento de liempieza según la norma ASTMG1-03 (2011)

Standard Practice for Preparing, Cleaning and Evaluating Corrosion Test Specimens.

III.4.1 Limpieza antes del ensayo

Antes de la caracterización macroscópica pre-ensayo, se eliminó todo resto de suciedad con

agua destilada y acetona, mediante inmersión y/o frotamiento, tanto de los brackets como de

los arcos dentales, para conseguir un nivel de limpieza óptimo.

III.4.2 Limpieza tras ensayo de los arcos dentales

Tenemos dos tipos de arcos dentales: NiTi e Inoxidables sin níquel. En la tabla Tabla III.3 se

describen los procedimientos de limpieza utilizados para cada uno de los tipos de arcos

dentales.

Tabla III.3. Procedimiento de limpieza de los arcos dentales(41)

MATERIAL DEL ARCO TIPO DE LIMPIEZA DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO DE LIMPIEZA

NiTi (A1 a A8) Procedimiento químico

100 mL H2SO4 / 1000 mL Agua. 1 a 3 min 20 a 25oC

Inoxidable sin níquel (A9)

Procedimiento químico

100 mL HNO3 + 20 mL HF / 1000 mL Agua. 5 a 20 min 25oC



III.4.3 Limpieza tras ensayo de los brackets

Tenemos 3 tipos de brackets: inoxidables, titanio y Co-Cr. En la tabla Tabla III.3 se describen los

procedimientos de limpieza utilizados para cada uno de los tipos de brackets.

Tabla III.4. Procedimiento de limpieza de los brackets(41)

MATERIAL DEL BRACKET TIPO DE LIMPIEZA DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO DE LIMPIEZA

Inoxidables (B1, B2, B6 y B8)

Procedimiento químico

100 mL HNO3 + 20 mL HF / 1000 mL Agua. 5 a 20 min 20 a 25ºC

Titanio (B3 y B5) Co-Cr (B4)

Procedimiento electroquímico

20 g NaOH / 1000 mL Agua 5 a 10 min 20 a 25ºC Tratamiento catódico con 300 A/m2 de densidad de corriente. Se recomienda un ánodo de acero inoxidable S31600.

Aunque para el procedimiento electroquímico la norma ASTM G1-03 fija una densidad de

corriente determinada, si al difícil cálculo de la superficie de ataque sumamos que el

potenciostato del laboratorio no permite el control de amperaje con exactitud, no podemos

aportar una densidad de corriente determinada.

III.5 . Caracterización macroscópica de los arcos dentales

antes del ensayo

Se realizó una observación macroscópica con el microscopio óptico, para realizar una

caracterización del material antes de someterlo a ensayo.

Para la clasificación de imperfecciones superficiales, utilizamos el criterio de clasificación del

artículo “Relación entre los defectos de la superficie y el proceso de fabricación de ortodoncia

Ni-Ti arcos” (43)

En dicha publicación se proponen cinco patrones superficiales de los arcos de níquel-titanio

relacionadas con los procesos de fabricación, que se detallan en la Tabla III.5

Tabla III.5. Imperfecciones superficiales en arcos NiTi(43) PATRÓN DESCRIPCIÓN

Crack Grieta larga y profunda con bordes irregulares y de ancho variable

Scratch Fisura larga con bordes lisos y anchura constante

Dimple Pequeño agujero, depresión elíptica o redondeada (hoyuelos)

Poro Defecto profundo, generalmente redondeado

Liso Pocos defectos, ausencia de grietas y rugosidad media-baja

Como indica la publicación citada(43), la relación entre las irregularidades superficiales por el

proceso de fabricación y la resistencia a la corrosión no está confirmada ni caracterizada.



III.5.1 Arco A1 (Titanol) antes del ensayo

Figura III.9. Arco A1 (Titanol) (a)

Figura III.10. Arco A1 (Titanol) (b)

En las figuras Figura III.9 y Figura III.10 tenemos dos imágenes tomadas de la observación del

arco A1 (Titanol). La superficie con tono dorado podemos identificarla como óxido de titanio.

Según la clasificación propuesta, podemos identificar imperfecciones tipo dimples.

III.5.2 Arco A2 (Titanol) antes del ensayo

Figura III.11. Arco A2 (Titanol) (a)

Figura III.12. Arco A2 (Titanol) (b)

El arco A2 presenta una superficie relativamente lisa con zonas con diferentes tipos de

imperfecciones. En la Figura III.12. Arco A2 (Titanol) (b), observamos una fisura larga que

podemos clasificar como scratch. En la figura Figura III.11 identificamos tanto dimples como

poros.



III.5.3 Arco A3 (NiTi Termoactiva) antes del ensayo

Figura III.13. Arco A3 (NiTi Termoactiva) (a)

Figura III.14. Arco A3 (NiTi Termoactiva) (b)

El arco A3 muestra evidencias del proceso de fabricación mediante extrusión, ya que muestra

una tendencia lineal en un sentido de todas las imperfecciones.

La superficie es relativamente rugosa, conteniendo fisuras y grietas tipo crack como scratch.

También se observan puntualmente poros y dimples.

En la figura Figura III.14, podemos identificar imperfecciones debida al proceso de

manufactura por extrusión con restos corrosión.

III.5.4 Arco A8 (Cu-NiTi) antes del ensayo

Figura III.15. Arco A8 (Cu-NiTi) (a)

Figura III.16. Arco A8 (Cu-NiTi) (b)

En las imágenes Figura III.15 y Figura III.16, pertenecientes al arco cobre-níquel-titanio A8, el

proceso de fabricación mediante extrusión se revela tanto que se muestra una tendencia lineal

en una dirección de todas las imperfecciones.

Una superficie relativamente rugosa que revela imperfecciones tanto lineales, tipo scratch,

como puntuales, tipo dimple.



III.5.5 Arco A9 (Inoxidable sin níquel) antes del ensayo

Figura III.17. Arco A9 (Inoxidable sin níquel)

(a)

Figura III.18. Arco A9 (Inoxidable sin níquel)

(b)

El arco A9, inoxidable sin níquel, muestra una superficie irregular sin ninguna dirección

preferencial de las imperfecciones. Podemos observar poros y fisuras tipo scratch.

III.6 . Caracterización macroscópica de los brackets antes

del ensayo

Al igual que en el apartado III.5 hicimos con los arcos, a continuación realizamos una

caracterización macroscópica de los brackets de ensayo. En vez de usar el microscopio óptico,

cuyos resultados óptimos se reducen a superficies planas, se utilizó una cámara digital Fujifilm.

Todos los brackets estudiados tienen una misma morfología.

En la parte inferior del bracket se encuentra la superficie en contacto con la pieza dental. Tiene

un diseño rugoso alto con el fin de conseguir la mayor adherencia posible entre el diente y el

bracket. Esta unión será la encargada de la transmisión de los esfuerzos.

En la parte superior del bracket se encuentra el soporte que será la zona por donde se realiza

la sujeción del bracket al arco, como vemos en la Figura III.19. Montaje del bracket, arco y

elástico..

Figura III.19. Montaje del bracket, arco y elástico.

Dicha sujeción se realiza situando el arco en unas muecas del bracket. La fijación se produce

con la ayuda de un elástico instalado con la ayuda de unas pinzas.



III.6.1 Bracket B1 (Inoxidable sin níquel) antes del ensayo

Figura III.20. Bracket B1

(inox. sin níquel) (a)


(inox. sin níquel) (b)


(inox. sin níquel) (c)

III.6.2 Bracket B2 (Inoxidable) antes del ensayo


(inoxidable) (a)


(inoxidable) (b)


(inoxidable) (c)

III.6.3 Bracket B3 (Titanio) antes del ensayo


(Titanio) (a)


(Titanio) (b)


(Titanio) (c)



III.6.4 Bracket B4 (Co-Cr sin níquel) antes del ensayo

Figura III.29. Bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (a)


(Co-Cr sin níquel) (b)


(Co-Cr sin níquel) (c)

III.6.5 Bracket B5 (Titanio) antes del ensayo


(Titanio) (a)


(Titanio) (b)


(Titanio) (c)

III.6.6 Bracket B6 (Inoxidable) antes del ensayo


(inoxidable) (a)


(inoxidable) (b)


(inoxidable) (c)



III.7 . Probetas

En las tablas Tabla III.6 a

Tabla III.9 están recogidas todas las probetas ensayadas en el estudio. En dichas probetas

quedan recogidas todas las combinaciones posibles de los arcos y brackets disponibles para

ensayar.

Se disponen de tres tipos de brackets: inoxidables (probetas 1, 2 y 3), titanio (probetas 4, 5 y 6)

y Co-Cr (probetas 7, 8 y 9). Todos estos brackets se combinan con ocho tipos de arcos NiTi.

La probeta 10 se recoge una combinación particular de brackets inoxidables y arcos

inoxidables sin níquel, cuya combinación, como se expuso en la introducción, expertos

ortodónticos nos indicaron que mostraba cierta patología: rotura por un punto del arco tras un

tiempo de utilización en los pacientes. Quedan incluidos en una probeta independiente,

probeta 10, la cual será objeto de estudio para ver la posibilidad de extraer alguna conclusión

sobre el problema planteado.

Tabla III.6. Probetas con brackets inoxidables y arcos NiTi

PROBETA 1 PRBETA 2 PROBETA 3

PAREJA BRACKET ARCO PAREJA BRACKET ARCO PAREJA BRACKET ARCO

1.1 B1 A1 2.1 B2 A1 3.1 B6 A1

1.2 B1 A2 2.2 B2 A2 3.2 B6 A2

1.3 B1 A3 2.3 B2 A3 3.3 B6 A3

1.4 B1 A4 2.4 B2 A4 3.4 B6 A4

1.5 B1 A5 2.5 B2 A5 3.5 B6 A5

1.6 B1 A6 2.6 B2 A6 3.6 B6 A6

1.7 B1 A7 2.7 B2 A7 3.7 B23 A7

1.8 B1 A8 2.8 B2 A8 3.8 B6 A8

Tabla III.7. Probetas con brackets de titanio y arcos NiTi



4.1 B3 A1 5.1 B5 A1 6.1 B5 A1

4.2 B3 A2 5.2 B5 A2 6.2 B5 A2

4.3 B3 A3 5.3 B5 A3 6.3 B5 A3

4.4 B3 A4 5.4 B5 A4 6.4 B5 A4

4.5 B3 A5 5.5 B5 A5 6.5 B5 A5

4.6 B3 A6 5.6 B5 A6 6.6 B5 A6

4.7 B3 A7 5.7 B5 A7 6.7 B5 A7

4.8 B3 A8 5.8 B5 A8 6.8 B5 A8

3 Al no disponer de los brackets inoxidables B6 suficientes para completar la probeta, se utilizó otro

bracket inoxidable, B2



Tabla III.8. Probetas con brackets de Co-Cr y arcos NiTi



7.1 B4 A1 8.1 B4 A1 9.1 B4 A1

7.2 B4 A2 8.2 B4 A2 9.2 B4 A2

7.3 B4 A3 8.3 B4 A3 9.3 B4 A3

7.4 B4 A4 8.4 B4 A4 9.4 B4 A4

7.5 B4 A5 8.5 B4 A5 9.5 B4 A5

7.6 B4 A6 8.6 B4 A6 9.6 B4 A6

7.7 B4 A7 8.7 B4 A7 9.7 B4 A7

7.8 B4 A8 8.8 B4 A8 9.8 B4 A8

Tabla III.9. Probetas con brackets inoxidables y arcos inoxidables in níquel

PROBETA 10

PAREJA BRACKET ARCO

10.1 B8 A9

10.2 B8 A9

10.3 B8 A9

10.4 B8 A9

10.5 B8 A9

10.6 B8 A9

En la figura Figura III.38, se muestra una imagen de todas las probetas utilizadas en el ensayo.



Figura III.38. Probetas utilizadas en el estudio

III.7.1 Preparación de las probetas

Las probetas que sirvieron como soporte para los pares arcos-brackets estudiados fueron de

polietileno. Se comprobó que dicho material era apto para una unión bracket-probeta con

pegamento SuperGlue adecuada.

El proceso de construcción de las probetas fue el siguiente:

1. Se limpiaron los soportes de polietileno, brackets y arcos con acetona mediante

inmersión y frotamiento, asegurando un nivel óptimo de limpieza, como se indicó en el

apartado III.4.1.

2. Tras el proceso de limpieza, se procuró una manipulación de los materiales a ensayar a

través de protección en bolsas de plásticos y uso pinzas metálicas y guantes, evitando

en todo momento el contacto con suciedad.

3. Se pegaron los brackets a los soportes con el pegamento SuperGlue.

4. Tras dejar un tiempo suficiente y conseguir la adhesión necesaria del bracket al

soporte, se realizó la ligadura del arco con el elástico con la ayuda de unas pinzas.

5. Tras el ensayo, se procedió a la limpieza de los arcos dentales y brackets ensayados,

mediante los procesos descritos en los apartados III.4.2 y III.4.3, respectivamente.

6. Una vez realizado el proceso de limpieza, las parejas fueron recogidas en viales

independientes, asegurando su preservación frente a daños y suciedad.



7. Durante la manipulación de arcos y brackets en los ensayos de pesadas y toma de

imágenes, fueron manipulados con pinzas metálicas y guantes, evitando el contacto de

los mismos con cualquier superficie con suciedad.

III.8 . Resultados En este apartado, redactamos los resultados obtenidos en el ensayo para su posterior

discusión en el apartado III.9. Los resultados los agruparemos en cuatro bloques:

- Exploración macroscópica de los arcos de las probetas 1 a 9.

- Exploración macroscópica de los brackets, de las probetas 1 a 9, con signos de

corrosión.

- Exploración macroscópica de los pares de la probeta 10.

- Comparativa de pesadas, antes y tras ensayo, para el estudio de la pérdida de peso.

En la exploración macroscópica se procuró obtener imágenes de la zona de contacto entre los

brackets y arcos.

Como vimos en el apartado III.1 del presente capítulo, propusimos la realización de un ensayo

de pares arcos-brackets, combinando diferentes materiales de un y de otro. A esto, añadimos

una décima probeta, con una combinación especialmente problemática. De ahí, que

realizamos su exploración, análisis y, posterior, discusión de manera separada.



III.8.1 Exploración macroscópica de los arcos tras el

ensayo

A continuación, mostraremos los resultados de la exploración macroscópica realizada a los

arcos tras el ensayo.

En el capítulo III.7 vimos como en cada probeta existe un tipo de bracket que combinamos con

los diferentes tipos de arcos.

En la exploración que realizamos en el presente capítulo, clasificaremos las imágenes por cada

arco. La justificación de este procedimiento está en la comparación de los diferentes

comportamientos que muestra un mismo arco para distintos tipos de brackets, cuya discusión

abordaremos en el apartado III.9.

Cabe señalar que algunas piezas, en el procedimiento de ensayo, extracción de la probeta y

lavado, se perdieron. Debido a su minúsculo tamaño, resulta difícil la labor de recuperarlos.

Dichos arcos son los pertenecientes a las parejas 1.3, 3.6 y 1.8.

La exploración macroscópica se realizó en búsqueda, fundamentalmente, de defectos

puntuales como picaduras, grietas… dejando constancia de fenómenos globales, si los hubiera,

como la corrosión uniforme. La zona de exploración se centro fundamentalmente en la zona

de contacto entre arco y bracket, que es, aproximadamente el centro de los segmentos de

arcos.

Para utilizar un criterio unificado de discusión de la exploración macroscópica, utilizaremos el

criterio del apartado III.5, mostrado en la tabla Tabla III.5.

Para una posterior comparativa de los tipos y niveles de corrosión, que vemos en la tabla Tabla

III.22, la clasificaremos en corrosión uniforme o localizada, y nivel mínimo, moderado o severo,

con criterio comparativo entre todas las imágenes resultantes.

III.8.1.1 Arco A1 (Titanol)

III.8.1.1.1 Arco A1 (Titanol) con brackets inoxidables (B1, B2 y B6)

Figura III.39. Arco A1 (Titanol) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.1) (a)

Figura III.40. Arco A1 (Titanol) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.1) (b)



Se muestran las dos zonas claramente diferenciadas, que se muestran en las imágenes

fig.Figura III.9 y fig.Figura III.10. Una superficie que contiene óxido de titanio (color

amarillento) y otra que no. En la primera zona superficial, mostrada en la figura Figura III.39, se

observa una zona de corrosión más generalizada, con aparición de algunos scratch.

En la zona superficial sin presencia aparente de óxido de titanio, como vemos en la figura

Figura III.40, se exhibe una presencia mayoritaria de dimples.

Figura III.41. Arco A1 (Titanol) con bracket

B2 (inoxidable) (pareja 2.1) (a)

Figura III.42. Arco A1 (Titanol) con Bracket

B2 (inoxidable)(pareja 2.1) (b)

El arco A1 en contacto con el bracket B2, no muestra ninguna zona con óxido de titanio. En

ambas imágenes, figuras Figura III.41 y Figura III.42, se muestran zonas con dimples alineados.

En la figura Figura III.42 también podemos observar una fisura tipo scratch.




B6(inoxidable) (pareja 3.1) (b)

La combinación del arco A1 (Titanol) con el bracket B6 (inoxidable) muestra la respuesta más

crítica de las tres combinaciones de dicho arco con los brackets inoxidables estudiados. La

imagen Figura III.43 evidencia la aparición de dimples y poros. Pero es la imagen figura Figura

III.44 la que muestra un estado superficial más crítico, con abundante presencia de dimples y

poros. Entre dichas imperfecciones se pueden distinguir zonas con scratch.



III.8.1.1.2 Arco A1 (Titanol) con brackets de titanio (B3 y B5)


B3 (titanio) (pareja 4.1) (a)


B3 (titanio) (pareja 4.1) (b)

El arco A1 (Titanol) en combinación con el bracket B3 (titanio) no muestra una oxidación del

titanio clara. El color con tendencia amarillenta puede ser debido a la luz del microscopio.

En la Figura III.45 observamos la presencia de dimples y fisuras tipo scratch. En la Figura III.46

podemos apreciar una grieta tipo crack con restos de corrosión. Esta imperfección puede

haberse debido a la manufactura del arco, convirtiéndose en un lugar preferente para la

corrosión.


B5(titanio) (pareja 5.1) (a)



En comparación con las parejas 4.1 y 6.1, la pareja 5.1 es la que denota una presencia de la

corrosión con nivel más severo con la aparición de dimples de gran tamaño, incluso poros.







La pareja 6.1 exhibe un patrón de secuelas de corrosión tras el ensayo parecido al de la pareja

4.1. Acumulación importante de dimples en la Figura III.50. Aparición de un crack de tamaño

mediano en la Figura III.49.

III.8.1.1.3 Arco A1 (Titanol) con brackets de Co-Cr sin níquel (B4)


B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.1) (a)


B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.1) (b)

La pareja 7.1 muestra un patrón uniforme de corrosión uniforme con distribución superficial

de dimples y zonas localizadas de aparición de óxido de titanio (color amarillento).




B4(Co-Cr sin níquel) (pareja 8.1) (b)



A diferencia de la pareja 7.1, la pareja 8.1 muestra presencia de corrosión de manera

localizada, con restos de óxidos de titanio y dimples, como vemos en la Figura III.53.

Con la imagen Figura III.54, podemos realizar la misma discusión realizada con la Figura III.46.

El crack observado puede haberse originado en el mismo proceso de fabricación del arco

dental. Restos corrosivos también son observados de manera puntual.





El patrón de presencia corrosiva en la pareja 9.1 es puntual y bastante leve. Se reduce a zonas

puntuales de dimples con restos de corrosión.

III.8.1.2 Arco A2 (Titanol)

III.8.1.2.1 Arco A2 (Titanol) con brackets inoxidables (B1, B2 y B6)

Figura III.57. Arco A2 (Titanol) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.2) (a)

Figura III.58. Arco A2 (Titanol) con bracket B1 (inoxidable sin níquel) (pareja 1.2) (b)

En la pareja 1.2 exhibe una presencia de la corrosión con un patrón uniforme. Acumulación de

dimples con huellas de corrosión que afectan a toda la zona superficial no de manera crítica.






B2 (inoxidable) (pareja 2.2) (b)

Mayoritariamente podría ser considerado, como en el caso de la pareja 1.2, de un patrón de

corrosión uniforme no crítico, pues las imperfecciones superficiales, clasificables como scratch,

que observamos en la Figura III.59, pueden suponerse del proceso de manufactura del

material.

Pero es en esa misma imagen, Figura III.59, donde se puede identificar una zona con presencia

de poros. Por lo que dicho patrón de corrosión puede clasificarse como localizado moderado.



Figura III.62. Arco A2 (Titanol )con bracket


Ocurre como en el caso anterior, pareja 2.2, en el que el patrón de corrosión puede

considerarse puntualmente leve, ya que no exhibe restos de corrosión profundos ni

considerables.



Las imperfecciones más destacables, como el pequeño crack que observamos en la Figura

III.62 podemos considerar que se produjo durante la manufactura o manipulación de los

mismos.

III.8.1.2.2 Arco A2 (Titanol) con brackets de titanio (B3 y B5)





En la Figura III.63 se evidencia un claro patrón corrosivo puntualmente severo. Acumulación y

solapamientos de dimples afectando de manera importante la superficie del arco dental.

En la Figura III.64 podemos ver algún resto de imperfecciones típicas de la manufactura, por lo

que no es descartable que la agresión superficial por corrosión sufrida puntualmente se haya

generado ante una superficie con un acabado inadecuado.





Comparando las imágenes obtenidas de la pareja 5.2, fig.Figura III.65 y fig.Figura III.66, con el

arco A2 patrón, figuras Figura III.11 y Figura III.12, no podemos afirmar que existan evidencias

claras de corrosión.







En la Figura III.67 se evidencia la corrosión del arco dental en forma de óxido de níquel, por su

color verdoso. Puesto en el Figura III.68 no es reseñable ninguna evidencia corrosiva podemos

clasificar la corrosión de esta pareja como puntualmente severa.

III.8.1.2.3 Arco A2 (Titanol) con brackets de Co-Cr sin níquel (B4)





Si comparamos las imágenes de la pareja 7.2, figuras Figura III.69 y Figura III.70, con el arco A2

patrón, figuras Figura III.11 y Figura III.12, podemos afirmar que la superficie quizás solo

sufriera una corrosión levemente puntual por acumulación de pequeños dimples.

Lo que se evidencia más crítico es un scratch longitudinal al arco con evidencias de corrosión

en el mismo. Quizás lo que fuere un defecto de manufactura por extrusión en su origen,

durante la exposición a los agentes corrosivos se evidencia como lugar proclive a la corrosión.

Para la realización de una comparativa con el resto de parejas Co-Cr sin níquel, clasificaremos

la agresión como localmente moderada con la anotación particular del scratch.







Observando las imágenes de la pareja 8.2, figuras Figura III.71 y Figura III.72, no podemos

evidenciar la presencia de corrosión, exceptuando la pequeña alineación de dimples de la

Figura III.71. Esta se debe haber generado durante el proceso de fabricación por extrusión,

convirtiéndose en pequeños lugares para la incubación de corrosión.


B4(Co-Cr sin níquel) (pareja 9.2) (a)


B4(Co-Cr sin níquel) (pareja 9.2) (b)

Todas las imperfecciones superficiales que observamos en las macroscopías de la pareja 9.2,

figuras Figura III.73 y Figura III.74, no pueden atribuirse al efecto de agentes corrosivos.

Probablemente se deban a defectos de manufacturas o de la manipulación del arco dental.

Por lo tanto, descartamos cualquier efecto de la corrosión evidente sobre la pareja 9.2.

III.8.1.3 Arco A3 (NiTi Termoactiva)

Podemos observar en todas las imágenes del arco A3 con los distintos brackets un patrón

común de ralladura en la superficie con presencia de corrosión. La explicación de dicho

fenómeno la encontramos en el proceso de fabricación mediante extrusión. Dicho proceso

debilita el material, como con la aportación de tensiones superficiales, provocando que

presente una resistencia a la corrosión menor.



III.8.1.3.1 Arco A3 (NiTi Termoactiva) con brackets inoxidables (B2 y B6)

La observación macroscópica de los arcos dentales de las parejas 2.3 y 3.3, figuras Figura III.75,

Figura III.76, Figura III.77 y Figura III.78, no permite la identificación de efectos de la corrosión

destacables debido al ensayo, realizando una comparativa con las imágenes del arco antes del

ensayo, figuras Figura III.13 y Figura III.14.

Podemos considerar una corrosión generalizada en la multitud de imperfecciones superficiales

presentes tras el proceso de fabricación por extrusión.

Figura III.75. Arco A3 (NiTi termoactivo) con

bracket B2 (inoxidable) (pareja 2.3) (a)


bracket b2 (inoxidable) (pareja 2.3) (b)




bracket B6 (inoxidable) (pareja 3.3) (b)

III.8.1.3.2 Arco A3 (NiTi Termoactivo) con brackets de titanio (B3 y B5)

El patrón superficial que muestra el arco A3 de NiTi termoactivo con los brackets de titanio B3

y B5, figuras Figura III.79 a Figura III.84, es el mismo que en el caso de los brackets inoxidables

del caso inmediatamente anterior.

Habría que destacar los pequeños restos de corrosión observables en la pareja 5.3, fFigura

III.81, clasificables como puntual.




bracket B3 (titanio) (pareja 4.3) (a)

Figura III.80. Arco A3(NiTi termoactivo) con

bracket B3 (titanio) (pareja 4.3) (b)











III.8.1.3.3 Arco A3 (NiTi Termoactiva) con brackets de Co-Cr sin níquel

(B4)

Figura III.85. Arco A3 (NiTi termoactivo) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.3) (a)

Figura III.86. Arco A3 (NiTi termoactivo) con bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.3) (b)

Las conclusiones que se extraen tras la observación macroscópica de la pareja 7.3, figuras

Figura III.85 y Figura III.86, tras el ensayo, son las mismas que en el caso de los brackets

inoxidables y de titanio: imperfecciones superficiales, posiblemente originadas durante el

proceso de fabricación mediante extrusión, con ataque de los agentes corrosivos, como zonas

más sensibilizadas.



Además de las conclusiones de la pareja 7.3, en la pareja 8.3 podemos destacar dos aspectos

particulares.

En la Figura III.87, podemos observar fisuras superficiales diferentes a las longitudinales, típicas

de procesos de fabricación mediante extrusión. Estas fisuras, cuasi-transversales pueden

haberse originado durante la manipulación de los mismos, debido al uso de pinzas metálicas.

Al igual que en el caso de las longitudinales, son lugares más sensibilizados que favorecen el

ataque de los agentes corrosivos.

En la Figura III.88 podemos observar un fenómeno puntual, lo que podría ser restos de

corrosión. Aún siendo así, no es un hecho destacable.





Al igual que en las parejas 7.3 y 8.3, lo más destacable es los restos del ataque de los agentes

corrosivos, principalmente en las imperfecciones superficiales por fabricación por extrusión.

El defecto superficial que podemos observar en Figura III.89, hoyuelo de tamaño medio, se

haya originado, posiblemente, durante la manipulación del arco mediante pinzas metálicas. En

dicho hoyuelo podría distinguirse lo que serían restos de corrosión. Como ya hemos visto,

cualquier imperfección superficial es proclive a ser atacada por los agentes corrosivos.

III.8.1.4 Arco A4 (Nitinol Classic)

III.8.1.4.1 Arco A4 (Nitinol Classic) con brackets inoxidables (B1, B2 y B6

Figura III.91. Arco A4 (Nitinol Classic) con

bracket B (inox. sin níquel) (pareja 1.4) (a)


bracket B1 (inox. Sin níquel) (pareja 1.4) (b)

En las imágenes de la observación macroscópica de la pareja 1.4, figuras Figura III.91 y Figura

III.92, distinguimos la corrosión puntual de la primera de ellas, y una pequeña región de

dimples, en la segunda. Por lo que podría clasificarme como pequeña corrosión localizada.

El resto de imperfecciones superficiales tienen una clara dirección preferencial, que se

corresponde, probablemente, con el proceso de manufactura mediante exclusión.







El patrón superficial de corrosión de la pareja 2.4 es parecido al de la pareja 1.4,

inmediatamente anterior.

En la Figura III.93 puede identificarse una región con dimples acumulados, de un nivel mayor

que en el caso de la pareja 1.4. Por el contrario, en la Figura III.94 se observan dos

imperfecciones puntuales. Probablemente daños realizados durante la manufactura o

manipulación, pues no se puede identificar como corrosión.

Al igual que en el caso de la pareja 1.4, existe una dirección preferencial de imperfecciones

superficiales identificables como scratch, debidos probablemente al proceso de fabricación

mediante extrusión.





En el caso de la pareja 3.4, figuras Figura III.95 y Figura III.96, no se pueden distinguir restos de

corrosión localizada. Se identifica una corrosión generalizada leve, con acumulación de

dimples.

Como en las parejas 1.4 y 2.4, es reseñable la tendencia de imperfecciones superficiales en una

dirección preferencial. Esto, probablemente, debido al proceso de extrusión para su

fabricación.



III.8.1.4.2 Arco A4 (Nitinol Classic) con brackets de titanio (B3 y B5)





El patrón superficial del arco dental de la pareja 4.4 sigue el mismo que en los casos anteriores

del arco A4 con los brackets inoxidables. Una dirección preferencial de fisuras y dimples que

nos indican la dirección de extrusión durante el proceso de fabricación. Todas estas

imperfecciones contienen pequeños restos de oxidación, como corrosión uniforme leve.

En la Figura III.97 es observable una región transversal al arco que podrían ser restos de

corrosión, que con una observación macroscópica no es posible asegurarlo.





Figura III.101. Arco A4 con Bracket B5

(pareja 6.4) (a)


(pareja 6.4) (b)



Las parejas 5.4 y 6.4 comparten un mismo patrón superficial: misma discusión sobre

imperfecciones con dirección preferencial que en la pareja 4.4. Las fisuras o imperfecciones

transversales al arcos puede deberse a la manipulación del mismo con las pinzas metálicas o

proceso de fabricación defectuoso.

Con respecto a la corrosión, solo es posible localizar pequeños restos a lo largo de toda la

superficie, sin a priori importancia destacable.

Es la pareja 6.4 la que destaca por la aparición de restos de corrosión, localizados pero

importantes. Pueden distinguirse como grandes hoyuelos entre los que discurre la misma. Es

posible concluir que pequeñas imperfecciones en forma de hoyuelos de tamaño importante

fueron zonas proclives y debilitadas al efecto de los agentes corrosivos.

III.8.1.4.3 Arco A4 (Nitinol Classic) con brackets de Co-Cr sin níquel (B4)


bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.4) (a)


bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 7.4) (b)


bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 8.4) (a)


bracket B4 (Co-Cr sin níquel) (pareja 8.4) (b)

La principal diferencia entre las probetas 7.4, 8.4 y 9.4, figuras Figura III.103 a Figura III.108,

está en la primera de ellas la existencia de óxido de titanio (color amarillento) en toda la

superficie.

El patrón superficie de las tres probetas es el mismo:



- Fisuras longitudinales, que como se ha discutido anteriormente, corresponde a

imperfecciones superficiales relacionadas con la extrusión durante la fabricación del arco.

- Fisuras transversales atribuibles a daños durante la manipulación del arco dental o a defectos

de acabado superficial.

- Regiones con la presencia de dimples.

Podría, en resumen, clasificarse la corrosión como uniformemente leve. Reseñando la

proliferación de ésta preferencialmente en las imperfecciones mencionadas.


(pareja 9.4) (a)


(pareja 9.4) (b)

III.8.1.5 Arco A5 (NiTi)

III.8.1.5.1 Arco A5 (NiTi) con brackets inoxidables (B1, B2 y B6)

El comportamiento del arco A5 con los diferentes brackets inoxidable (B1, B2 y B6) es diferente

en cada uno de ellos.

Figura III.109. Arco A5 (NiTi) con bracket B1

(inoxidable sin níquel) (pareja 1.5) (a)


(inoxidable sin níquel) (pareja 1.5) (b)

En la figura Figura III.109 podemos observar restos evidentes de una corrosión localizada,

acompañada de una mínima agrupación de dimples con, lo que posiblemente sea, restos de

corrosión.



En la figura Figura III.110 si es más notable los efectos de corrosión en modo de pequeños pero

numerosos dimples, aunque no a un nivel alto.

Podemos clasificar la corrosión como uniforme moderada, con la puntualización de la

corrosión localizada media.


(inoxidable) (pareja 2.5) (a)


(inoxidable) (pareja 2.5) (b)

La acción de los agentes corrosivos configura un patrón superficial de corrosión, en el arco A5

de la pareja 2.5, de un nivel moderado importante. Puesto que las fisuras tipo scratch tienen

una dirección preferencial, la de extrusión, podemos afirmar que ciertas imperfecciones ya

estaban en el material antes del ensayo. Dichas zonas, por estar sensibilizadas ante la acción

de la corrosión, muestran signos de la misma en toda la superficie.





En la observación macroscópica del arco de la pareja 3.5, figuras Figura III.113 y Figura III.114,

se evidencia una corrosión generalizada leve, a modo de acumulación de dimples.

Se observan defectos superficiales, dimples y fisuras, tipo scratch, debido a un mal acabado o a

la manipulación del arco. También se observa una fisura longitudinal, tipo scratch, y puesta

que tiene como dirección preferencial la de extrusión, podemos atribuirla a la fabricación.

Dichos defectos superficiales contienen pequeños restos de corrosión.



En la Figura III.114 observamos, de manera localiza, un pequeño resto de corrosión.

III.8.1.5.2 Arco A5 (NiTi) con brackets de titanio (B3 y B5)


(titanio) (pareja 4.5) (a)



La superficie del arco de la pareja 4.5 muestra dimples repartidos a lo largo de toda la

superficie. Se puede observar también como un scratch, longitudinal al arco, probablemente

producido durante el proceso de extrusión en la fabricación, contiene restos de corrosión.




(titanio) (pareja 5.5) (b)







Estando formadas las parejas 5.5 y 6.5 por el mismo tipo de arco y de bracket, observamos en

las imágenes de la observación macroscópica resultados diferentes.

En la superficie del arco dental de la pareja 5.5, figuras Figura III.117 y Figura III.118, se

evidencian restos de corrosión, relativamente localizado, en zonas donde se intuyen

imperfecciones existentes antes del ensayo, probablemente a un acabado superficial

inadecuado. Dimples repartidos en la superficie también se intuyen con secuelas de corrosión.

De las imágenes, figuras Figura III.119 y Figura III.120, del arco de la pareja 6.5 no se evidencian

secuelas de corrosión alguna. Solo en la segunda de ellas, se pueden apreciar imperfecciones

superficiales, probablemente debido a defectos del acabado superficial o a la manipulación del

arco dental.

III.8.1.5.3 Arco A5 (NiTi) con brackets de Co-Cr sin níquel (B4)

Las parejas 7.5, 8.5 y 9.5 tienen la misma combinación de arco NiTi con bracket Co-Cr sin

níquel.


(Co-Cr sin níquel) (pareja 7.5) (a)


(Co-Cr sin níquel) (pareja 7.5) (b)

El arco de la primera de ellas, figuras Figura III.121 y Figura III.122, muestra una anomalía, que

a priori podría ser restos de suciedad pero que, con una simple observación macroscópica, no

podríamos determinar.











Los arcos de las parejas 8.5 y 9.5, Figura III.123 a Figura III.126, muestra un patrón superficial

claro de dimples con restos de corrosión, clasificable como localizada moderada.

En el arco de la pareja 9.5, Figura III.126, manifiesta restos de un ataque selectivo por parte de

agentes corrosivos de importancia considerable.




III.8.1.6.1 Arco A6 (NiTi) con brackets inoxidables (B1 y B2)





Las parejas de arcos dentales y brackets 1.6, figuras Figura III.127 y Figura III.128, y 2.6, figuras

Figura III.129 y Figura III.130, ofrecen un mismo patrón superficial tras el ensayo, según

podemos observar en las respectivas imágenes.

Por un lado tenemos acumulación de dimples, con restos corrosivos, repartido cuasi-

uniformemente en toda la superficie, moderadamente importante. También se observa

imperfecciones superficiales con dirección preferencial a la de la extrusión, concluyendo como

en parejas anteriores, que fueron originadas durante el proceso de fabricación. Dichas

imperfecciones están sensibilizadas a la acción de los agentes corrosivos.












En la observación macroscópica del arco de la pareja 4.6, figuras Figura III.131 y Figura III.132, se evidencia la existencia de óxido de titanio (superficie de color amarillento).

A lo largo de toda la superficie se puede distinguir lo que sería una corrosión uniforme de nivel

bajo. En la figura Figura III.131 se distingue una zona con un tipo de corrosión localizada, con

un cierto grado de importancia. El hoyuelo distinguible en la misma estaba originado, con toda

probabilidad, antes del ensayo, por acabado inadecuado o la manipulación del arco.











Las parejas 5.6 y 6.6, que forman la combinación del arco NiTi A6 y el bracket de titanio B5,

presentan un mismo estado superficial tras el ensayo: acumulación y solapamientos de

dimples y fisuras, siempre la dirección de la extrusión como dirección preferencial, con restos

de corrosión.
















Las parejas 7.6, 8.6 y 9.6, que resultan de la combinación del arco NiTi A6 con el bracket de Co-

Cr sin níquel B4, muestran un patrón superficial parecido, con acumulación de dimples y

scratch con la dirección preferencial de la extrusión.

Es para destacar el evidente estado superficial del arco dental de la pareja 8.6, que vemos en la

Figura III.139. Se puede apreciar lo que posiblemente sean resto de corrosión localizada, pero

comparando la respuesta ante los mismos agentes corrosivos de la misma combinación de

arco y bracket, parejas 7.6 y 9.6, podemos atribuir el deterioro superficial a un acabado

inadecuado o a efectos de la manipulación durante el ensayo. Lo que si podemos afirmar, es

que una superficie con un estado superficial con imperfecciones de ese calibre, estaría más

sensibilizada ante el ataque de la corrosión que una superficie con un acabado adecuado.


III.8.1.7.1 Arco A7 (NiTi) con brackets inoxidables (B1, B2 y B6)









Los tres arcos de las parejas 1.7, 2.7 y 3.7 presentan el mismo estado superficial. Se observa

ciertos restos de ataque corrosivo en dimples solapados y scratch, imperfecciones con una

dirección preferencial, la de la extrusión.





Figura III.148. Arco A7 (NiTi) con Bracket B6


Por el aspecto que presenta, y hasta donde permite llegar una la inspección visual, la

imperfección localizada observable en la figura Figura III.143, parece ser un defecto de mal

acabado o daño superficial generado durante la manipulación del arco.










Los tres arcos de las parejas 4.7, 5.7 y 6.7 presentan el mismo estado superficial, como vemos

en las imágenes de la observación macroscópica, figuras Figura III.149 a Figura III.154.



Podemos observar ciertos restos de ataque corrosivo en dimples solapados y scratch,

imperfecciones con una dirección preferencial, la de la extrusión.




















Los tres arcos de las parejas 7.7, 8.7 y 9.7 presentan el mismo estado superficial. Se observa

ciertos restos de ataque corrosivo en dimples solapados y scratch, imperfecciones con una

dirección preferencial, la de la extrusión.

No obstante, en las imágenes figuras Figura III.155, Figura III.158 y Figura III.160, se puede

apreciar zonas de interrupción de dichas marcas de extrusión. En la Figura III.157 se observa lo

que podría ser un defecto superficial localizado, debido a un mal acabado o un daño producido

por la manipulación del mismo.

III.8.1.8 Arco A8 (Cobre-NiTi)

III.8.1.8.1 Arco A8 (Cu-NiTi) con brackets inoxidables (B2 y B6)

Figura III.161. Arco A8 (Cu-NiTi) con bracket




En el examen macroscópico del arco de la pareja 2.8, Figura III.161, podemos ver ciertos restos

de ataque corrosivo en dimples solapados y scratch, imperfecciones con una dirección

preferencial, la de la extrusión.







El arco de la pareja 3.8, figuras Figura III.163 y Figura III.164, ofrece un aspecto basado en

dimples y scratch con pequeños restos de corrosión, menor de manera uniforme y algo

mayores de manera localizados.

III.8.1.8.2 Arco A8 (cobre-NiTi) con brackets de titanio (B3 y B5)







Figura III.168 . Arco A8 (Cu-Niti) con bracket






Figura III.170. Arco A8 (Cu-NiTi con bracket


Las imágenes del arco dental A8 en combinación con los brackets de titanio B3 y B5 ofrecen un

patrón superficial que combina de manera uniforme marcas de fabricación por extrusión con

hoyuelos tipo dimples más localizados.

III.8.1.8.3 Arco A8 (cobre-NiTi) con brackets de Co-Cr sin níquel (B4)















La discusión sobre la observación macroscópica de las parejas 7.8, 8.8 y 9.8 sería la misma que

con las parejas 4.7, 5.7 y 6.7, con la puntualización que el deterioro generalizado de la

superficie se haya más acentuado, destacando el localizado de la pareja 7.8, figuras Figura

III.171 y Figura III.172.



III.8.2 Exploración macroscópica de los brackets

tras el ensayo

En este apartado aparecerán exclusivamente los brackets que tras haber sido explorado

macroscópicamente presentan signos de corrosión.

Hay que reseñar la necesidad de contacto entre dos materiales metálicos para que se

desencadene la reacción redox (reducción – oxidación), causante de la corrosión galvánica. En

las distintas discusiones, a continuación, se intentará diferenciar entre la huella corrosiva

consecuencia de una corrosión galvánica y otro tipo de corrosión.

III.8.2.1 Bracket B1 (Inoxidable sin níquel) (Probeta 1)

Presenta signos de corrosión solamente con el arco A8 (pareja 1.8)

III.8.2.1.1 Bracket B1 (inoxidable sin níquel) con Arco A8 (Cu-NiTi)

Figura III.177. Bracket B1 (inoxidable sin

níquel) con arco A8 (Cu-NiTi) (pareja 1.8) (a)


níquel) con arco A8 (Cu-NiTi) (pareja 1.8) (b)


níquel) con arco A8 (Cu-NiTi) (pareja 1.8) (c)

En las imágenes, Figura III.77, Figura III.78 y Figura III.79, relativas al bracket B1 (inoxidable sin

níquel) en contacto con el arco A8 (Cu-NiTi) podemos apreciar cuatro localizaciones con

presencia de corrosión. Solo la zona próxima a la ranura donde se sitúa el arco, en la Figura

III.179, podría atribuirse a un mecanismo relacionado con la corrosión galvánica.



III.8.2.2 Bracket B2 (Inoxidable) (Probeta 2)

Presenta signos de corrosión en combinaciones con los siguientes arcos: A3 (pareja 2.3), A4

(pareja 2.4), A5 (pareja 2.5), A6 (pareja 2.6), A7 (pareja 2.7), A8 (pareja 2.8).

III.8.2.2.1 Bracket B2 (inoxidable) con Arco A3 (NiTi Termoactiva)

Figura III.180. Bracket B2 (inoxidable) con arco A3 (NiTi Termoactiva) (pareja 2.3) (a)

Figura III.181. Bracket B2 (inoxidable) con Arco A3(NiTi Termoactiva) (pareja 2.3) (b)

En la observación macroscópica del bracket B2 (inoxidable) en contacto con el arco A3 (NiTi

Termoactiva), figuras Figura III.181 y Figura III.182, se revelan tres localizaciones de corrosión.

Por su situación, lejanos del contacto metálico arco dental – bracket, podríamos descartar la

influencia del mismo en el desencadenante de la corrosión en dichas localizaciones.

III.8.2.2.2 Bracket B2 (inoxidable) con Arco A4 (Nitinol Classic)

Figura III.182. Bracket B2 (inoxidable) con

arco A4 (Nitinol Classic) (pareja 2.4)

En la figura Figura III.182 podemos observar ciertos restos de corrosión en el bracket B2

(inoxidable) que ha sido ensayado en contacto con el arco A4 (Nitinol Classic). Por ser mínima y

alejada de la zona para ser considerada consecuencia del contacto entre los dos metales, no es

considerada en el presente estudio.



III.8.2.2.3 Bracket B2 (inoxidable) con Arco A5 (NiTi)


arco A5 (NiTi) (pareja 2.5) (a)


arco A5 (NiTi) (pareja 2.5) (b)

Figura III.185 Bracket B2 (inoxidable) con

arco A5 (NiTi) (pareja 2.5) (c)

Cuatro localizaciones de corrosión se evidencian en el bracket B2 (inoxidable) en contacto con

el arco A5 (NiTi), figuras Figura III.183, Figura III.184 y Figura III.185. Ninguna de ellas se halla

en la zona de contacto entre el arco dental y el bracket, por lo que no pueden ser atribuibles a

un mecanismo de corrosión galvánica.



arco A6 (NiTi) (pareja 2.6)



En la imagen obtenida del bracket B2 (inoxidable) que ha estado en contacto con el arco A6

(NiTi), Figura III.186, podemos observar ciertos restos de corrosión mínimos y alejados de la

zona para ser considerada consecuencia del contacto entre los dos metales. Por ello, no es

considerada en el presente estudio, centrado en la corrosión galvánica.



arco A7 (NiTi) (pareja 2.7) (a)


Arco A7 (NiTi) (pareja 2.7) (b)

Las imágenes, figuras Figura III.187 y Figura III.188, del bracket B2 (inoxidable) en contacto con

el arco A7 (NiTi), permiten reconocer tres zonas de corrosión. Ninguna de las tres se hallan en

la zona de contacto entre el arco con el bracket, por lo que no pueden relacionarse con

mecanismos de corrosión galvánica.

III.8.2.2.6 Bracket B2 (inoxidable) con Arco A8 (Cu-NiTi)


arco A8 (Cu-NiTi) (pareja 2.8)

La pequeña marca de corrosión que podemos observar en el bracket B2 (inoxidable), habiendo

estado en contacto con el arco A8 (Cu-NiTi), que observamos en la Figura III.189, se halla

dentro del ámbito de la zona de contacto entre el bracket y el arco, por lo que si podemos

incluirlo en el grupo de posible corrosión galvánica.



III.8.2.3 Bracket B6 (Inoxidable) (probeta 3)

Presenta signos de corrosión en combinaciones con los siguientes arcos: A2 (pareja 3.2) y A3

(pareja 3.3).

III.8.2.3.1 Bracket B6 (inoxidable) con Arco A2 (Titanol)

Figura III.190. Bracket B6 (inoxidable) con arco A2

(Titanol) (pareja 3.2)

En la Figura III.190 se pueden observar dos marcas mínimas de corrosión en la parte superior

del bracket, despreciables y fuera de la zona de contacto entre el bracket con el arco dental,

por lo que no será tenida en cuenta en el presente estudio.

III.8.2.3.2 Bracket B6 (inoxidable) con Arco A3 (NiTi Termoactiva)

Figura III.191. Bracket B6 (inoxidable) con arco

A2 (NiTi Termoactiva) (pareja 3.3)

En la Figura III.191 se evidencian pequeñas marcas mínimas de corrosión en la base del

bracket, fuera de la zona de contacto entre el bracket con el arco dental, hecho que hace

descartar el mecanismo de corrosión galvánica como explicación de su formación.



III.8.2.4 Bracket B5 (Titanio) (probetas 5 y 6)

Presenta signos de corrosión en combinaciones con los siguientes arcos: A5 (pareja 5.5), A8

(pareja 6.8).

III.8.2.4.1 Bracket B5 (titanio) con Arco A5 (NiTi)

Figura III.192. Bracket B5 (titanio) con arco

A5 (NiTi) (pareja 5.5)

En la Figura III.192 se puede distinguir en el borde inferior de la base del bracket B5 (titanio),

habiendo estado en contacto con el arco A5 (NiTi), marcas de corrosión. Esta zona se haya

completamente alejada del contacto entre el arco y el bracket, por lo que no entra dentro del

ámbito de la corrosión galvánica por el contacto de los mismos y, por ende, del presente

estudio.

Reseñar de la zona donde se identifica la corrosión es que esta zona del bracket está en

contacto con el diente del paciente.

III.8.2.4.2 Bracket B5 (titanio) con Arco A8 (Cu-NiTi)

Figura III.193. Bracket B5 (titanio) con Arco

A5 (Cu-NiTi) (pareja 6.8)

La discusión es idéntica a la realizada inmediatamente anterior, con la excepción que el

contacto se produce entre el mismo bracket B5 (titanio), pero, en este caso, con el arco dental

A5 (Cu-NiTi).



III.8.3 Exploración macroscópica de la combinación

del arco A9 (inoxidable sin níquel) con el bracket

B8 (inoxidable)

A continuación podemos realizar una observación macroscópica a partir de las imágenes

tomadas con el microscopio óptico. La pareja arco-bracket 10.6, es la única que mostró signos

de corrosión en el bracket.

III.8.3.1 Pareja 10.1

Figura III.194. Arco A9 (inox. sin níquel) con









En las imágenes de los arcos dentales de las parejas 10.1 y 10.2, figuras Figura III.194, Figura

III.195, Figura III.196 y Figura III.197, se evidencia un patrón superficial el cual se revelan unas

marcas longitudinales con una dirección preferencial, interpretables como marcas del proceso

de manufactura mediante extrusión.

Destacable son los signos de corrosión, puntuales y mínimos, observables en la pareja 10.1.








En la observación macroscópica del arco dental de la pareja 10.3, figuras Figura III.198 y Figura

III.199, se evidencian importantes huellas localizadas de corrosión en la superficie del arco A9

(inoxidable sin níquel)






En la superficie del arco dental de la pareja 10.4, se observan marcas puntuales, pero

distribuidos en la superficie, de marcas de corrosión. También observamos como dichas

marcas tienden hacia un patrón con dirección preferencial, la de extrusión del proceso de

fabricación.








Realizando una observación macroscópica superficial del arco A9 de la pareja 10.5, podemos

distinguir leves marcas de corrosión puntual pero distribuida en la superficie. También se

revelan imperfecciones lineales con una dirección preferencial. Dicha dirección es atribuible al

proceso de manufactura por extrusión.


Figura III.204. Bracket B8 (inoxidable) con arco A9 (inox. sin níquel) (pareja 10.6) (a)

Figura III.205. Bracket B8 (inoxidable) con arco A9 (inox. sin níquel) (pareja 10.6) (a)

Los resultados del ensayo sobre la pareja 10.6 revelan corrosión en el bracket, a diferencia del

resto de parejas estudiadas. En dicho bracket, Figura III.204 y Figura III.205, se pueden

observar restos de corrosión en el interior del bracket.

En el arco de la pareja 10.6, se revela el crecimiento de una fisura tipo scratch en dirección

longitudinal a la del arco, coincidente con la dirección de la extrusión de la fabricación del arco

dental.







III.8.4 Comparación de pesos antes y después del

ensayo

Para la realización de las pesadas se utilizó una balanza de precisión de 4 decimales de gramos.

Importante señalar dicha resolución del aparato de medida, pues cierta importancia

trascendental en el análisis, como veremos en el apartado III.9.1.

En las tablas Tabla III.10 y Tabla III.19 podemos observar un estudio de la pérdida de peso de

las muestras tras la limpieza con respecto antes del ensayo.

En dichas tablas podemos ver una última columna relativa a la corrosión del bracket. En ella

deja constancia si el bracket del par del arco correspondiente, ha presentado signos de

corrosión alguno. De esta manera facilitará el análisis relativo del arco frente al bracket, que

discutiremos en el apartado III.9.

Tabla III.10. Probeta 1. Pesadas de brackets (B1) y arcos antes y después del ensayo

PAREJA MEDIDAS ANTES DEL ENSAYO (g)

MEDIDA TRAS EL ENSAYO (g)

PERDIDA DE PESO (g) ¿BRACKET CON

CORROSIÓN?

BRACKET ARCO BRACKET ARCO BRACKET ARCO

1.1 0,0745 0,0125 0,0745 0,0125 0,0000 0,0000 No

1.2 0,0744 0,01 0,0744 0,0101 0,0000 -0,0001 No

1.3 0,0735 0,01 0,0737 0,0085 -0,0002 -0,0001 No

1.4 0,0743 0,0084 0,0742 0,0137 0,0001 -0,0001 No

1.5 0,074 0,0136 0,0730 0,0159 0,0010 -0,0002 No

1.6 0,0741 0,0157 0,0740 0,0141 0,0001 -0,0003 No

1.7 0,0741 0,0138 0,0742 0,0127 -0,0001 -0,0001 No

1.8 0,0737 0,0126 0,0738 0,0140 -0,0001 -0,0001 Si







CORROSIÓN?


2.1 0,0723 0,0118 0,0726 0,0118 -0,0003 0,0000 No

2.2 0,0723 0,0084 0,0722 0,0085 0,0001 -0,0001 No

2.3 0,0720 0,0098 0,0717 0,0098 0,0003 0,0000 Sí

2.4 0,0725 0,0124 0,0722 0,0123 0,0003 0,0001 Sí

2.5 0,0729 0,0122 0,0725 0,0122 0,0004 0,0000 Sí

2.6 0,0726 0,0090 0,0722 0,0093 0,0004 -0,0003 Sí

2.7 0,0724 0,0106 0,0718 0,0105 0,0006 0,0001 Sí

2.8 0,0724 0,0148 0,0723 0,0150 0,0001 -0,0002 Sí

Tabla III.12. Probeta 3. Pesadas de brackets (B6)4 y arcos antes y después del ensayo




CORROSIÓN?


3.1 0,0517 0,0108 0,0515 0,0109 0,0002 -0,0001 No

3.2 0,0530 0,0092 0,0527 0,0094 0,0003 -0,0002 Si

3.3 0,0513 0,0095 0,0519 0,0096 -0,0006 -0,0001 Si

3.4 0,0518 0,0129 0,0519 0,0129 -0,0001 0,0000 No

3.5 0,0514 0,0119 0,0514 0,0117 0,0000 0,0002 No

3.6 0,0513 0,0104 0,0513 0,0105 0,0000 -0,0001 No

3.74 0,0725 0,0116 - 0,0115 - 0,0001 No

3.8 0,0512 0,0130 0,0512 0,0131 0,0000 -0,0001 No





CORROSIÓN?


4.1 0,0295 0,0125 0,0294 0,0126 0,0001 -0,0001 No

4.2 0,0295 0,0090 0,0294 0,0091 0,0001 -0,0001 No

4.3 0,0296 0,0113 0,0296 0,0110 0,0000 0,0003 No

4.4 0,0296 0,0134 0,0291 0,0133 0,0005 0,0001 No

4.5 0,0297 0,0118 0,0297 0,0118 0,0000 0,0000 No

4.6 0,0295 0,0108 0,0294 0,0110 0,0001 -0,0002 No

4.7 0,0297 0,0116 0,0296 0,0110 0,0001 0,0006 No

4.8 0,0296 0,0128 0,0297 0,0129 -0,0001 -0,0001 No

4 Como se vio en el apartado III.7, en la pareja 3.7 se utilizó un bracket B2 en lugar de B6, por no

disponer de suficientes unidades, siendo B2 y B6 del tipo inoxidable.







CORROSIÓN?


5.1 0,0434 0,0116 0,0434 0,0117 0,0000 -0,0001 No

5.2 0,0436 0,0095 0,0436 0,0095 0,0000 0,0000 No

5.3 0,0437 0,0101 0,0437 0,0101 0,0000 0,0000 No

5.4 0,0433 0,0132 0,0433 0,0129 0,0000 0,0003 No

5.5 0,0436 0,0119 0,0436 0,0124 0,0000 -0,0005 Sí

5.6 0,0435 0,0114 0,0435 0,0117 0,0000 -0,0003 No

5.7 0,0436 0,0116 0,0436 0,0116 0,0000 0,0000 No

5.8 0,0436 0,0159 0,0436 0,0160 0,0000 -0,0001 Sí





CORROSIÓN?


6.1 0,0437 0,0136 0,0437 0,0133 0,0000 0,0003 No

6.2 0,0431 0,0100 0,0433 0,0094 -0,0002 0,0006 No

6.3 0,0435 0,0089 0,0435 0,0089 0,0000 0,0000 No

6.4 0,0438 0,0135 0,0438 0,0135 0,0000 0,0000 No

6.5 0,0437 0,0123 0,0437 0,0124 0,0000 -0,0001 No

6.6 0,0437 0,0095 0,0438 0,0097 -0,0001 -0,0002 No

6.7 0,0436 0,0173 0,0436 0,0174 0,0000 -0,0001 No

6.8 0,0434 0,0147 0,0435 0,0147 -0,0001 0,0000 No





CORROSIÓN?


7.1 0,0938 0,0129 0,0941 0,0128 -0,0003 0,0001 No

7.2 0,0944 0,0094 0,0945 0,0095 -0,0001 -0,0001 No

7.3 0,0938 0,0101 0,0944 0,0100 -0,0006 0,0001 No

7.4 0,0927 0,0140 0,0929 0,0141 -0,0002 -0,0001 No

7.5 0,0945 0,0100 0,0951 0,0103 -0,0006 -0,0003 No

7.6 0,0921 0,0104 0,0924 0,0104 -0,0003 0,0000 No

7.7 0,0920 0,0163 0,0927 0,0163 -0,0007 0,0000 No

7.8 0,0931 0,0086 0,0940 0,0081 -0,0009 0,0005 No







CORROSIÓN?


8.1 0,0942 0,0102 0,0949 0,0101 -0,0007 0,0001 No

8.2 0,0924 0,0091 0,0933 0,0099 -0,0009 -0,0008 No

8.3 0,0922 0,0113 0,0927 0,0113 -0,0005 0,0000 No

8.4 0,0943 0,0108 0,0946 0,0108 -0,0003 0,0000 No

8.5 0,0939 0,0107 0,0945 0,0107 -0,0006 0,0000 No

8.6 0,0925 0,0087 0,0925 0,0088 0,0000 -0,0001 No

8.7 0,0938 0,0120 0,0944 0,0125 -0,0006 -0,0005 No

8.8 0,0943 0,0155 0,0948 0,0155 -0,0005 0,0000 No





CORROSIÓN?


9.1 0,0929 0,0136 0,0931 0,0136 -0,0002 0,0000 No

9.2 0,0938 0,0098 0,0938 0,0098 0,0000 0,0000 No

9.3 0,0938 0,0105 0,0949 0,0105 -0,0011 0,0000 No

9.4 0,0938 0,0130 0,0942 0,0131 -0,0004 -0,0001 No

9.5 0,0939 0,0103 0,0939 0,0105 0,0000 -0,0002 No

9.6 0,0940 0,0076 0,0945 0,0077 -0,0005 -0,0001 No

9.7 0,0938 0,0171 0,0944 0,0171 -0,0006 0,0000 No

9.8 0,0939 0,0117 0,0940 0,0117 -0,0001 0,0000 No





CORROSIÓN?


10.1 0,0863 0,0157 0,0864 0,0157 -0,0001 0,0000 No

10.2 0,0865 0,0174 0,0866 0,0177 -0,0001 -0,0003 No

10.3 0,0863 0,0170 0,0877 0,0171 -0,0014 -0,0001 No

10.4 0,0862 0,0145 0,0866 0,0145 -0,0004 0,0000 No

10.5 0,0863 0,0121 0,0864 0,0120 -0,0001 0,0001 Sí

10.6 0,0866 0,0131 0,0866 0,0130 0,0000 0,0001 No



III.9 Resumen y discusión de resultados

Como vimos en el apartado III.1, el ensayo tentativo incluyó dos estudios: un estudio de la

corrosión galvánica de tres tipos de brackets diferentes con ocho tipos de arcos y una

combinación específica de arco inoxidable con arcos inoxidables sin níquel. Por ello

realizaremos dos discusiones diferenciadas.

III.9.1 Probetas 1 a 9 (brackets inoxidable, titanio y

Co-Cr)

Comenzando con la primera discusión, calculamos las medias de las medidas obtenidas de las,

por cada mismo tipo de bracket: inoxidable, titanio y Co-Cr, pesadas para obtener un valor

relativamente representativo. Dichos valores de las medias están recogidos en la Tabla III.20.

Tabla III.20. Medias de las medidas de las pesadas en términos de pérdida de peso

ARCO

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

Bra

cket

Inox5 Bracket 0 0,0001 -0,0002 0,0001 0,0005 0,0002 0,0003 0

Arco 0 -0,0001 -0,0001 0 0 -0,0002 0 -0,0001

Titanio Bracket 0 0 0 0,0002 0 0 0 -0,0001

Arco 0,0000 0,0002 0,0001 0,0001 -0,0002 -0,0002 0,0002 -0,0001

Co-Cr Bracket -0,0004 -0,0003 -0,0007 -0,0003 -0,0004 -0,0003 -0,0006 -0,0005

Arco 0,0001 -0,0003 0 -0,0001 -0,0002 -0,0001 -0,0002 0,0002

En el estudio de las pesadas tenemos que considerar dos aspectos. El primero está relacionado

con la resolución de la balanza utilizada y la incertidumbre relacionada. Según la GUM(42), la

incertidumbre de medición aportada por la resolución de 0.0001g (a = 0.0001) del aparato de

medida es la expresada en la Ecuación III.1.

√

√

Ecuación III.1. Incertidumbre con una confianza del 95% de la balanza

Si observamos los resultados obtenidos en la Tabla III.20, tanto en brackets como en arcos,

vemos que el valor representativo coincide, en magnitud, con la incertidumbre. Esto hace

imposible establecer una relación entre el sobrepeso de uno y la pérdida del otro, como

correspondería en la corrosión galvánica del segundo, y la deposición del material desprendido

sobre el primero. Es decir, el método seguido de la medida de la pérdida de peso, con el

aparellaje empleado, no puede ser utilizado como representativo en el estudio

Cuando realizamos el cálculo de la media de las pesadas de tres brackets diferentes del mismo

material, estamos descartando la posibilidad de que hayan sido sometidos a tratamientos

superficiales diferentes como los vistos en el apartado I.7.5.

5 Inoxidable



Estudiando los resultados del análisis visual, podemos ver en la Tabla III.21 cuáles son los

brackets que presentaron alguna presencia evidente de corrosión.

La nomenclatura de dicha Tabla III.21 es: zona con evidencias de corrosión pero que no están

relacionada con el mecanismo de corrosión galvánica (N) y zonas con evidencias de corrosión

relacionadas con dicho mecanismo (S).

Tabla III.21. Brackets con signos de corrosión tras el ensayo

PAREJAS (FILA.COLUMNA)

ARCO

A1

Titanol A2

Titanol

A3

NiTi Termoac.

A4

Nitinol Classic

A5

NiTi A6

NiTi A7

NiTi A8

Cu-NiTi

Bra

cket

Inox6

B1 N, N, S

B2 N, N N N, N, N, N N N, N, N S

B6 N, N N

Titanio

B3

B5 N

B5 N

Co-Cr

B4

B4

B4

El análisis visual se realizó tras someter a los materiales a un proceso de limpieza, que vimos

en el apartado III.4.3 eliminando la posibilidad de encontrar restos de suciedad.

En cuanto al análisis visual de los arcos, en primer lugar es interesante hacer una

diferenciación entre tipo de agresión sufrida, que diferenciaremos como corrosión uniforme

(U), localizada (L) y/o nula o despreciable (N), que anotamos en la Tabla III.22.

Tabla III.22. Presencia y severidad de corrosión en arcos tras el ensayo

PAREJAS (FILA.COLUMNA)

ARCO

A1

Titanol A2

Titanol

A3

NiTi Termoac.

A4

Nitinol Classic

A5

NiTi A6

NiTi A7

NiTi A8

Cu-NiTi

Bra

cket

Inox7

B1 LM U ----- LP UM, LM UM UM -----

B2 LP LM UM LM UM UM UM UM

B6 LS LP UM U U, LP ----- UM U, LP

Titanio

B3 LM U, LS UM U UM U, LM UM U, LP

B5 LS N LP U U, LP UM UM U

B5 LM LS UM U, LS N UM UM U, LP

Co-Cr

B4 UM LM UM U ¿? UM UM UM, LP

B4 LM LP UM U LM UM, LS UM UM

B4 LP N UM U LS UM UM UM

U: Corrosión uniforme UM: Corrosión uniforme moderada US: Corrosión uniforme severa LP: Corrosión localizada puntual /mínima

LM: Corrosión localizada moderada LS: Corrosión localizada severa N: Ningún defecto apreciable o considerable ----: Bracket / Arco perdido

6 Inoxidable

7 Inoxidable



Las definiciones de las distintas categorías en la clasificación de la corrosión realizada en la

tabla IV.3, no son absolutas, sino comparativas. En definitiva, una manera de establecer una

jerarquía según el nivel de corrosión.

Según los resultados mostrados en la Tabla III.22, no es posible sacar un patrón sobre la

corrosión según las combinaciones de arcos dentales y brackets. Como queda reflejado en el

capítulo siguiente, conclusiones, estudiando en conjunto las tablas Tabla III.21 y Tabla III.22 no

es posible concluir nada desde el punto de vista de la corrosión galvánica.

Habría que reseñar que el bracket de titanio B5, particularmente en combinación con los arcos

A5 (NiTi) y A8 (Cu-NiTi), como observamos en las imágenes Figura III.192 y Figura III.193,

evidencian restos de corrosión en la base del bracket. Esto debería ser considerado en

posteriores estudios, ya que es una zona en contacto con el paciente.

III.9.2 Probeta 10 (Brackets inoxidables con arcos

inoxidables sin níquel)

La motivación del estudio de este par arco-bracket en concreto, como vimos en el apartado

III.1, fue la presentación del problema por parte de expertos de la ortodoncia: rotura del arco

por un punto durante el tratamiento.

Bajo esta perspectiva realizamos la inspección visual de las figuras Figura III.194 a Figura

III.207. De dicha inspección no podemos obtener ninguna conclusión relacionada con la

problemática presentada.

Podemos subrayar, para que pueda ser profundizado en posteriores estudios, es que el arco de

la pareja la cual presenta signos de corrosión en el bracket, como es la 10.6, muestra una

grieta longitudinal al arco. Dicho fenómeno constará en el punto 0, para que pueda ser

estudiado en el futuro.

Realizando una inspección visual, vemos como es en la pareja 10.6, figuras Figura III.204 y

Figura III.205, donde encontramos signos de corrosión en el bracket. Ya que todas las parejas

de la probeta 10 son del mismo arco y mismo tipo de bracket, podemos plantear dos posibles

situaciones: el bracket de la pareja 10.6 sufrió una corrosión circunstancial, que las otras

parejas de la misma probeta no sufrieron. Otra posibilidad sería que, ya que la corrosión se

presentó en el interior del orificio del bracket, no alcanzáramos a ver la corrosión en las otras

parejas aun existiendo.

El mecanismo de dicha corrosión podríamos encontrarlo en el apartado I.7.4.3, problemas con

la diferencias de aireación superficial.



IV. Conclusiones

Estudio de la corrosión galvánica en materiales de ortodoncia. Par arco-bracket Conclusiones


IV. Conclusiones

IV.1 Generales

1. En el apartado III.2.2 se establecen unas condiciones de ensayo, relativamente

constantes a lo largo del ensayo. Como vimos en el apartado I.3, ni las condiciones del

medio bucal son constantes ni universales. Una persona evoluciona a lo largo del

tiempo sus condiciones vitales, por lo que se debe entender el medio bucal como un

medio dinámico. Cada persona mantiene un tipo de dieta, según zona, estación,

cultura…por lo que no hay valores universales, como el de la acidez.

2. Sin olvidar los factores presentados en la conclusión anterior, podemos afirmar que el

uso de la cámara de la niebla salina supone un avance respecto a la representatividad

de la realidad, frente a los ensayos de inmersión ampliamente utilizados en los

artículos consultados en la bibliografía.

3. Una balanza de cuatro dígitos, debido a la incertidumbre que aporta frente a la

medición, genera unos resultados que no pueden ser considerados como

representativos, como discutimos en el apartado III.9.1.

IV.2 Probetas 1 a 9 (brackets inoxidable, titanio y Co-Cr)

1. En el análisis visual de algunos defectos superficiales, es complicado averiguar si el

defecto se debe a un estado superficial defectuoso previo o al efecto de la corrosión.

Merecería un estudio más detallado de los casos concretos, ya que debido a la

cantidad de muestra, el muestreo previo al ensayo no recogió ninguno de estos

defectos.

2. El objetivo del presente proyecto es el análisis de corrosión galvánica de los pares

arcos dentales – brackets. Dicha corrosión, descrita en el capítulo II, tiene una

morfología particularmente localizada, debida a su mecanismo. En las tablas Tabla

III.21 y Tabla III.22 estudiamos las distintas evidencias de corrosión en arcos y brackets.

De dicho estudio, no se puede establecer un patrón evidente de corrosión galvánica,

tampoco esperábamos resultados más clarificadores tratándose de un ensayo

tentativo, por lo que no se puede llegar a ninguna conclusión al respecto, más que

establecer una investigación más exigente. Por todo ello, en el apartado 0 exponemos

una serie de líneas para investigaciones futuras. Se trata de ir sofisticando el estudio

desde una doble perspectiva: desde el punto de vista analítico, con el objetivo de sacar

conclusiones más objetivas y cuantificadoras. Y, desde la perspectiva de realizar el

ensayo con unas condiciones lo más próximo a la realidad.

3. Aunque no es una corrosión atribuible a un mecanismo galvánico, si que podemos

concluir, según se recoge en la Tabla III.21, que los brackets más vulnerable ante

agentes corrosivos son los de aceros inoxidables, especialmente el B2.



4. Como estudiamos en el apartado introductorio sobre las condiciones bucales y

estructurales, I.3, y posteriormente, comentamos al plantear las condiciones del

ensayo, apartado III.2.2, las condiciones ambientes bucales no pueden interpretarse

como estáticas y/o universales. Por ello, para acercarse a las condiciones reales que

hacen frente los aparatos ortodóncicos, habría que incorporar a futuros ensayos

consideraciones mecánicas (tensiones, deformaciones…) y ambientales (acidez,

temperatura…). No olvidemos que los aparatos cumplen su funcionalidad ejerciendo

tensiones que conlleven desplazamientos y resisten un ambiente dinámico debido a la

ingesta de alimentos, principalmente.

5. Aunque la presente investigación tiene como objetivo el estudio de la corrosión

galvánica, es identificable, en la observación macroscópica, otros mecanismos de

corrosión: una calificable como generalizada, produciéndose en toda la superficie, y

otras puntuales, atribuibles a fenómenos como el de acumulación de líquidos en

regiones localizadas.

IV.3 Probeta 10 (Brackets inoxidables con arcos

inoxidables sin níquel)

1. Debido a la disparidad de resultados de la observación macroscópica de la probeta 10,

apartado III.8.3, no es posible obtener un diagnóstico del problema presentado en la

introducción del ensayo, apartado III.1.

2. Destacar el comportamiento presentado por la probeta 10.6, figuras Figura III.204,

Figura III.205, Figura III.206 y Figura III.207, diferenciándose del resto de probetas:

brackets con restos de corrosión, cuya explicación puede darse desde el mecanismo de

corrosión por aireación superficial, apartado I.7.4.3, y arcos, en cuya superficie, se

muestra cierto crecimiento de una fisura tipo scratch, la cual, podría llegar a provocar

una fractura.



V. Líneas de investigación

para el futuro

Estudio de la corrosión galvánica en materiales de ortodoncia. Par arco-bracket Líneas de investigación para el futuro


V. Líneas de investigación para el futuro

1. Por los problemas generados por la incertidumbre de las medidas por la resolución del aparato, se debería reflexionar sobre la utilización de una balanza con mayor resolución o mayor tiempo de exposición de las muestras, como alternativas principales. La segunda alternativa presentada, en principio, quedaría descartada ya que las conclusiones de los artículos consultados de la bibliografía afirman una estabilización de los procesos corrosivos a lo largo del tiempo, por lo que en un principio, mucho mayor tiempo no implicaría mucha mayor pérdida de material. Aun así, dichas investigaciones se realizaron bajo procesos de inmersión, por lo que habría que estudiar si esos mismos ensayos en la cámara de niebla donde el efecto de saturación no existe, conducirían a los mismos resultados.

2. Para brackets diferentes, aun siendo del mismo material, se debería realizar una caracterización más precisa de los mismos, como análisis de la composición química o microscópica, pudiendo determinar, fundamentalmente el estado superficial del bracket. De esta manera, se podría determinar si sufrieron algún tipo de tratamiento superficial y como éste, influye en la corrosión.

3. Una de las discusiones que se realizaron en el apartado III.9.1 fue la aparición de corrosión en la base del bracket, zona en contacto con el paciente. Podría realizarse una línea de investigación que abarcara la localización de las zonas afectadas y si repercuten, o no, en la salud del paciente.

4. Al igual que en el caso de los brackets, en posteriores investigaciones se deberían

realizar caracterizaciones más precisas como el análisis de su composición química y

superficial.

5. Tratándose de reacciones redox las que se producen con la corrosión galvánica, el

análisis de la corriente eléctrica y/o de la diferencia de potencial que pudiera

establecerse entre los dos materiales, podría suponer una cuantificación más

específica del tipo de corrosión galvánica en el par arco-bracket. De esta manera, se

eliminaría del análisis y de los resultados la presencia de otro tipo de corrosión.

6. Las condiciones ambientales deberían ser más exigentes. En el presente estudio se

propuso unas condiciones con una saliva artificial neutra, temperatura estable y sin

tensiones. Como vimos en el apartado I.3, sobre la caracterización del medio bucal, las

condiciones reales son más exigentes: uso de productos higiénicos que generan la

presencian de fluoruros, variación de la acidez con la ingesta de comidas, tensión

debida al tratamiento… Dichas condiciones provocan que el ambiente sea mucho más

exigente sobre los materiales, agudizando el nivel de agresividad de la corrosión.

7. Investigar el por qué zonas de con un color dorado en los brackets y su influencia en el

comportamiento a la corrosión: zonas con composición química diferente, pintura,

recubrimiento…



8. El par bracket inoxidable-arco inoxidable sin níquel, que presentaba una problemática

específica, que vimos en el apartado III.1, presentó en la pareja 10.6 el bracket con

signos de corrosión y el arco con una grieta longitudinal. El origen de ésta y el por qué

no lo presentaron las otras parejas con el mismo par, tendría que ser solucionado con

métodos analíticos más precisos.

9. Con respecto al estudio incluido en la presente investigación del problema planteado

por los expertos ortodóncicos sobre una combinación específica de brackets

inoxidables con arcos inoxidables sin níquel, cuya patología presentada es la de la

rotura por un punto tras un periodo de tratamiento, se precisaría de concretar más y

aproximar más las condiciones de ensayo a las reales con inspecciones más especificar,

con el fin de hallar un diagnóstico claro.



VI. Referencias bibliográficas

Estudio de la corrosión galvánica en materiales de ortodoncia. Par arco-bracket Referencias Bibliográficas


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