Dra. Lilian Nass Kunstmann

lnass@udec.cl

Universidad de Concepción Sociedad Científica

Grupo Chileno de Materiales Dentales

Guatemala, noviembre 2013

ESTUDIO TERMOGRAVIMETRICO DE SISTEMAS ADHESIVOS

AUTOGRABANTES Y CONVENCIONALES

Personalidad Jurídica por Decreto Supremo del Ministerio de Justicia de la República de Chile a partir de 1997

www.materialesdentaleschile.cl

Fundada el 1° de mayo de 1972

•Antofagasta

•Santiago• Valparaíso

•Talca •Concepción

•Valdivia

19°Congreso ALODYB Santa Cruz, Bolivia. 2012

18° Congreso ALODYB Lima, Perú. 2011

XI Congreso ALODYBJuan Dolio, República

Dominicana. 2004

XIV Congreso ALODYB Montevideo, Uruguay. 2007

10° Congreso ALODYBFoz de Iguazú, Brasil. 2003

41° Encuentro Nacional Sociedad Científica Grupo Chileno de Materiales Dentales

Concepción, Chile18 y 19 de octubre de 2013

•Conocer el comportamiento térmico de diez sistemas adhesivos polimerizados.

•Establecer el efecto de tres ambientes, agua, solución acidulada (pH 3) y saliva artificial.

•Establecer el efecto de las diferentes condiciones sobre la hidrólisis de los sistemas adhesivos poliméricos.

ESTUDIO TERMOGRAVIMETRICO DE SISTEMAS ADHESIVOS AUTOGRABANTES Y CONVENCIONALES

Restablecer una sonrisa está íntimamente relacionado al empleo de materiales estéticos de última generación

Secuencia de degradación de la capa híbrida (SAP: Sistema Adhesivo Polimérico)

Baratieri, Luiz N. et al.,: “ESTETICA”.Ed. Quintessence y Livraria Santos;

1ª ed. 1998.

(Perdigao, 2007)

El sistema adhesivo de 3 pasos de grabado total con primer basado El sistema adhesivo de 3 pasos de grabado total con primer basado en etanol demostró superior comportamiento clínico y de en etanol demostró superior comportamiento clínico y de

laboratorio.laboratorio.

Es el «Gold estándar» en adhesión dentina – resina.

Sistemas simplificados: mayor sensibilidad a la técnica y menor rendimiento clínico.

Una banda de resina adherida a esmalte, rodeando a la resina adherida a dentina, protege la degradación de la capa adhesiva y la restauración (margen gingival Clase II).

Los adhesivos con relleno mejoran levemente la durabilidad, ésta no es significativa.

CizallamientoTracción

Scotch Bond Multi-Purpose PlusAdper Prompt L Pop

Single Bond

Scherrer, 2010

Posibles fallas adhesivas en la capa híbrida:

a) Cohesiva en dentina.b) Cohesiva en resina.c) Adhesiva: interface dentina adhesivo.d) Adhesiva: interface resina adhesivo.e) Mixta: involucrando pequeñas porciones de dentina o resina.f) Mixta: involucrando grandes porciones de dentina o resina.

La degradación combinada de resina y colágeno puede aumentar el agua en la interfaz, lo que lleva a un efecto perjudicial sobre la longevidad del adhesivo.

Los patrones de degradación dentro de la capa hibrida son:- pérdida de resina de los espacios interfibrilares.

- desorganización de las fibrillas de colágeno, debido a la hidrólisis de la resina y/o el colágeno.

El HEMA aumenta la absorción de agua y disminuye la resistencia a la tracción.Dominios hidrófilos.

Absorción de agua y solubilidad de los adhesivos se relacionan por su hidrofilicidad.

Adhesivos sin HEMA: nanofiltración en racimos de agua en capa adhesiva debido a la fase de separación de los componentes hidrófugos y agua residual en la superficie de la dentina.

La CHX tiene un efecto inhibidor de las MMPs a corto y mediano plazo cuando se usa monómeros acídicos.

Colagenasa y acetilcolinoesterasa: Mayor degradación.

Patrones de nanofiltración al SEM en los tres sistemas autograbantes: racimos de agua en la capa de adhesivo después de estar inmersos en agua tres meses.

Sistema de grabar y lavar mostró nanofiltración en la capa híbrida y en el adhesivo.

Cuidado en pacientes con aumento de los niveles de MMPs en la cavidad bucal.

Las colagenasas bacterianas no modifican el proceso de degradación de las fibras colágenas descalcificadas como si lo hacen las MMPs endógenas.

J Dent Res 91:(6):605-611, 2012

BB94 (batimastat) y GM6001 (galardin) en primers inhibe las MMPs en dentina mejorando la fuerza de unión inicial y el sellado.

Optibond FL (Kerr), Prime&Bond NT (Dentsply) y G_Bond (GC)

Clorhexidina (0.2 - 2%) inhibe actividad MMPs.

Los inhibidores facilitan unión al sitio activo de MMPs y quelan el ión zinc, que está en su dominio catalítico, inhibiendo significativamente su actividad.

Adhesivos inducen la expresión de MMP-2

JOE 2011 Dec; 37(12): 1663-1667

Evaluación de la expresión de MMP-2 en cultivo de fibroblastos de pulpa humana (HPFs) expuestos a sistemas adhesivos dentinarios.

La expresión/activación de MMP-2 puede representar un mecanismo de defensa expresado por HPFs a exposición a monómeros de sistemas adhesivos.

El aumento de MMP-2 puede conducir a la destrucción de la matriz dentinaria o puede regular la diferenciación de células mesenquimáticas, ya que se mantiene la formación de dentina reparativa.

“Un aspecto fundamental en el desarrollo de nuevos materiales, particularmente materiales clínicamente durables, es el identificar la separación de fases y las condiciones que promueven dicha separación”.

Ye et al, 2008

SEPARACION DE FASES:

Adhesión Húmeda con Etanol:

“El agua es reemplazada de los espacios intra e interfibrilares por etanol que soporta la matriz de colágeno desmineralizada en su estado deshidratado pero plenamente extendido”.

(Tay et al, 2007)

Disminución de la concentración de monómero.Infiltración diferencial e incompleta en la matriz desmineralizada.Regiones de resina y colágeno desprotegido disperso.Vulnerable al ataque de MMPs endógenas. (Osorio et al, 2011)

Nanopartículas de ZnO en los adhesivos.

Inhiben la degradación de la capa híbrida durante un mes.

Comportamiento más efectivo que ZnCl2.

Mayor evidencia científica a largo plazo. Estructura de las MMPs

La doxiciclina inhibe totalmente la degradación de las fibras colágenas en dentina normal y desmineralizada.

El Zn en exceso disminuye de manera significativa la degradación de las fibras colágenas, por lo menos durante 3 semanas.

La CHX lo hace sólo por 24 horas con menor intensidad.

(1) Inhibición de las MMPs in vivo (Clorhexidina)(2) Remineralización interfacial (biomimética) in vitro

La remineralización intrafibrilar de las fibras colágenas fue evidente en la capa híbrida después del envejecimiento in vitro.

“Mecanismo de autocuración”, demanda soluciones creativas. Reemplazar el agua con apatita intra y extrafibrilar ?

PAVA (ácido polivinilfosfónico), análogo biomimético, potencial anti-MMPs.

Inhibidores MMP conjugados a las resinas de los monómeros. Estado de arte.

J Dent Res 90(8):953-968, 2011

Factores que comprometen la durabilidad de los SAPs:

1. Degradación hidrolítica por absorción de agua.2. Infiltración incompleta de los monómeros de resina.3. Colagenolisis por MMPs endógenas y catepsinas (cisteina proteasas)4. Grabado y lavado v/s autograbantes.

Estrategias experimentales:

1. Aumento del grado de conversión y resistencia a estearasas en adhesivos hidrófilos.

2. Inhibidores de enzimas colagenolíticas.3. MMP y silenciar catepsina usando agentes entrecruzadores.4. Adhesión húmeda con etanol en resinas hidrófugas.5. Remineralización biomimética de sistemas adhesivos dentinarios.

CLASIFICACIÓN

SEGÚN LA TÉCNICA DE APLICACIÓN

SEGÚN LOS TIPOS DE MOLÉCULAS ACÍDICAS PRESENTES EN SU COMPOSICIÓNMonómeros basados en fosfatos

Moléculas Policarboxílicas

SEGÚN pHLEVES, MODERADOS, AGRESIVOS

(Sánchez, et al.2004; Van Meerbeek et al.,2011)

CLASIFICACIÓN

ADHESIVOS AUTOGRABADORES SUAVES / LEVES (2) (Profundidad de Interacción capa

híbrida 0,5- 1um)

ADHESIVOS AUTOGRABADORES DE pH MODERADO/ MEDIANAMENTE FUERTES

ADHESIVOS AUTOGRABADORES AGRESIVOS / FUERTES DE pH ÁCIDO

CAPA HÍBRIDA 4um

Salz et al.,2006; Van Meerbeek et al.,2011

Machimbre: retención mecánica

18° Congreso ALODYB 2011, Lima, Perú. Octubre 27-29 de 2011

1. ANÁLISIS DE SISTEMAS ADHESIVOS POLIMÉRICOS POR ESPECTROSCOPÍA INFRARROJO

°

Tablas de frecuencias de absorción de los grupos funcionales o compuestos orgánicos.

Fórmulas de los monómeros, que por polimerización dan origen a los sistemas adhesivos poliméricos.

.

Adper Single Bond 2 (3M ESPE) y Go (SDI)

La banda de Bis-GMA es C(CH3)2 a 1394 cm-1

Fórmulas de los monómeros, que por polimerización dan origen a los sistemas adhesivos poliméricos.

.

En todos los casos está presente la banda a alrededor de 1725 cm-1 correspondiente a la vibración de los enlaces CR1CR2 = CH2 de compuestos vinílicos disustituidos, lo que indica que las reacciones de polimerización no ocurren totalmente.

1725 cm-1

Dr. J. Ferracane

La remineralización es un nuevo desafío a la profesión.

El Fosfato de calcio amorfo requiere más investigaciones clínicas.

Los ionómeros vítreos son buenos materiales remineralizadores y de bajo riesgo biológico.

Los materiales bioactivos representan una nueva posibilidad de remineralización.

(Gentileza Dr. Martín Edelberg)

State of the art Standard of care10 años

Dr. N. Nakabayashi

El esmalte artificial: un nuevo sistema de asegurar el sellado total de las restauraciones.

Las reacciones químicas ácido-base constituyen la base de los procesos de remineralización.

El 4 Meta/MMA/TBB (“Brush and Bond”) es el adhesivo base del Esmalte Artificial.

El cepillo dental es esencial para evitar la desmineralización.

(Gentileza Dr. Martín Edelberg)

Esmalte Artificial:

1. Acondicionador

•Acido Cítrico al 10%•Cloruro Férrico al 3%

2. Adhesivo Meta/MMA/TBB

Frontera entre la pulpa y la dentina

HIPÓTESIS DE TRABAJO

Los sistemas adhesivos de uso odontológico más hidrófilos presentan una mayor pérdida de masa que los sistemas adhesivos más hidrófugos al estudiar su comportamiento térmico.

OBJETIVO GENERAL

Estudiar el comportamiento térmico de distintos sistemas adhesivos de uso odontológico y la correlación con su composición estudiada por FT-IR.

Los sistemas adhesivos de uso odontológico autoacondicionantes presentan una mayor pérdida de masa que los sistemas adhesivos convencionales al estudiar su comportamiento térmico.

Universidad de Concepción Universidad Nacional

de Córdoba

Se utilizaron 11 tipos de sistemas adhesivos.

Adhesivos autograbantes:

• AdheSE (Ivoclar Vivadent)• Futurabond DC (VOCO)• Go! (SDI)• Adper Silorano (3M Espe) • G Bond (GC)

Adhesivos monofrasco :

• Prime & Bond NT (Dentsply)• Adper Single Bond 2 (3M Espe) • Solobond M (VOCO) • One Coat Bond SL (Coltene) • Optibond Solo (Kerr) • XP Bond (Dentsply)

ANÁLISIS DE COMPOSICIÓN DE SISTEMAS ADHESIVOS ODONTOLÓGICOS ESTUDIADOS A TRAVÉS DE ESPECTROSCOPÍA INFRARROJO (2011)

MATERIALES Y MÉTODO

• Cápsulas de aluminio para preparar las muestras.

4848

Para estandarizar la distancia entre la muestra y la fuente de luz, se interpuso un protector ocular adicional entre la muestra y la boquilla de la lámpara.

Lámpara LED Radii Cal de SDI.Radiómetro digital

2.100 mw/ cm2. Solución BUFFER pH 3

4949

Adhesivos convencionales utilizados con sus respectivas muestras:

5050

Adhesivos autoacondicionantes utilizados con sus respectivas muestras:

5151

Se emplea un 1% o 2% de cada muestra y se muele en un mortero de ágata con 100 mg de bromuro de potasio, que sirve de soporte de la muestra.

5252

Se lleva la muestra molida a una prensa hidráulica para obtener una pastilla.

La pastilla se lleva al equipo FT-IR Nicolet modelo NEXUS, para su estudio con láser Neón Helio y obtención de los gráficos.

10.000 libras10.000 libras5 toneladas métricas 1 minuto

5353

Condiciones de trabajo:

64 scan ó 64 barridos (para obtener una buena resolución del espectro): Resolución = 4

: Transmitancia : Detector= DTGS KBr (Sulfato de Triglisina Deuterada y KBr) : Láser = Helio Neón

• Transmitancia es luz transmitida a cierta longitud de onda.

Bis-GMA, por las bandas típicas de –OH (3428, 96 cm-1 ) , del benceno (538,08; 1455, 61; 1245,69; 1166,64 cm-1); - C (CH3)2 (1377,55; 860,99 cm-1 ); grupo éster (1724,43; 1166,64 cm-1 ; C-CH3- (2952,96; 1377,55 cm-

1 ) . 4- meta

4-Metacriloxi Etil Trimetil Anhídro (4-meta)

Adhesivos Convencionales

Nombre Marca comercial / Solvente

Monómeros

Optibond SOptibond S Kerr Kerr EtanolEtanol

HEMA/GPDM/TEGDMA/UDMA

XP BondXP Bond Dentsply Dentsply ButanolButanol

PENTA/TEGDMA/UDMA/TBC

Adper Single Bond 2Adper Single Bond 2 3M ESPE Etanol - 3M ESPE Etanol - AguaAgua

Bis GMA/HEMABis GMA/HEMA

Prime & Bond NTPrime & Bond NT Dentsply Acetona - Dentsply Acetona - EtanolEtanol

DEGMA/PENTADEGMA/PENTA

Solobond MSolobond M VOCO VOCO AcetonaAcetona

Bis GMA/HEMA/BHT

One Coat Bond SLOne Coat Bond SL Coltène/Whaledent Coltène/Whaledent AguaAgua

HEMA/HEPMA/UDMA

Adhesivos Autoacondicionantes

Nombre Marca comercial/ Solvente

Monómeros

AdheSEAdheSE Ivoclar/Vivadent Ivoclar/Vivadent AguaAgua

Bis-acrilamida/Bis- meta Bis-acrilamida/Bis- meta e e hidroxialquilacrilamida/hidroxialquilacrilamida/

Bis-MA y UDMABis-MA y UDMA

Futurabond DCFuturabond DC VOCO VOCO EtanolEtanol

Bis Bis GMA/HEMA/TMPTMA/BHT/DABA

Adper SiloranoAdper Silorano 3M ESPE Agua - 3M ESPE Agua - EtanolEtanol

Bis GMA/HEMA/SiloranoBis GMA/HEMA/Silorano

Go!Go! SDI Agua-SDI Agua-AcetonaAcetona

Bis GMABis GMA

G BondG Bond GC GC AcetonaAcetona

Bis GMA/ 4 META Bis GMA/ 4 META

Materiales y Método

Analizador Termogravimétrico Thermo Microbalance TG 209 F1 IRIS acoplado a Espectrómetro de Masa (QMS). Marca NETZSCH.

2. Análisis Termogravimétrico

Solución BUFFER pH 3

Estufa al vacío:

1 hora 80°1 hora 70°0.1 pulgadas de mercurio

atmósfera inerte (nitrógeno gaseoso)

Análisis Térmico

G Bond 100% Agua

La primera derivada identifica dos procesos degradativos:

254oC y se pierde 12.3% de masa.

372.3oC, con una pérdida de un 48.2% de masa.

G Bond pH 3

La primera derivada identifica dos procesos degradativos:

a 152oC se pierde 8% de masa. a 387oC se pierde 60% de masa.

Efecto del ambiente, agua y pH sobre adhesivo G-Bond.

Sistemas Adhesivos

Más estable Menos estable

1.AhseSe pH 3 100 % AGUA

2.One Coat Control pH 3

3. XP Bond pH 3 100 % AGUA

4. G Bond 100 % AGUA pH 3

5.Futurabond DC 100 % AGUA pH 3

6. Go! pH 3 100 % AGUA

7.P 90 pH 3 100 % AGUA

8.Optibond pH 3 100 % AGUA

9.Prime & Bond NT 100 % AGUA pH 3

10. Solobond M Control 100 % AGUA

11. Single Bond Control pH 3

TABLA: Comparación estabilidad térmica. Efecto de tres ambientes.

RESULTADOS

AMBIENTES

Sistemas Adhesivos

Convencionales

Control 100% Agua pH 3

1ª Derivada °C

% Masa 1ª Derivada °C % Masa 1ª Derivada °C % Masa

Optibond S 422.8 51.6 422 53.9 426.8 50

XP Bond 410 62.7 391.6 35.3 425.2 62

Adper Single Bond 2

423.2 44.8 420.3 42.9 387.9407

39.350.6

Prime & Bond NT

322.4419.7

17.667.6

326.1421.5

24.673.9

174.9253.5419.4

514

63.2

Solobond M 194.3340.2

5.534.4

180.9363

6.347

193.9384.9

1458

One Coat Bond SL

350420.8

28.373

345.8421.8

23.969.3

172400.5

260

TABLA: Temperaturas de degradación.

AMBIENTES

Sistemas Adhesivos Autoacondicion.

Control 100% Agua pH 3

1ª Derivada °C % Masa

1ª Derivada °C % Masa 1ª Derivada °C % Masa

AdheSE 414.8 63 404.4 49.2 416.7 64.8

Futurabond DC

301.4370.5

23.251.8

304.4341.2

2540.8

175342.6403.2

8.940.765.8

Adper Silorano

405.7 55.9 405.2 57.4 408.1 62.8

Go! 390 51.3 381.9 43.4 404.7 55.3

G Bond 250370.5

15.252.4

254372.3

12.348.2

152.6386.9

7.859.2

TABLA: Temperaturas de degradación.

Conclusiones

Optibond S y Adper Silorano son menos afectados por los diversos ambientes, más estables.

De acuerdo a la 1° derivada, los adhesivos más estables son:

Adper Single Bond 2AdheSe

Los adhesivos menos estables, más afectados por los ambientes, son:

Solobond M G Bond

Conclusiones

De acuerdo a la 1° derivada, los adhesivos que menos se alteran por % de masa en cada uno de los ambientes son:

Control AdheSe y Adper Silorano

Adper Single Bond 2 y Optibond S

Agua Adper Silorano y AdheSe

Optibond S y Adper Single Bond 2

pH 3 AdheSe, Adper Silorano

Optibond S y XP Bond

Saliva ArtificialA 1L de agua desionizada se adicionan:

0.416 g NaH2 PO4 x H2O Sodiodihidrogenofosfato Monohidrato

1.6796 g NaHCO3 Sodiohidrogenocarbonato

0.1472 g de CaCl2 x 2H2 O Calcio Cloruro Dihidrato

¡ Gracias por su atención !lnass@udec.cl

“ Ningún profesional puede ser prisionero de un método, de una técnica o de un material, sólo debemos ser prisioneros de la responsabilidad, de la veracidad y del deseo de ser útiles a nuestros semejantes.”

Araldo Rittaco 1977