Microdureza del esmalte desmineralizado tratado con resina infiltrante y barniz fluorado en condiciones de pH cíclico

Parte 1 de 2

Microdureza del esmalte desmineralizado tratado con resina infiltrante y barniz fluorado en condiciones de pH cíclico

Resumen


La tecnología Icon® consiste en una resina infiltrativa fotopolimerizable de baja viscosidad para lesiones cariosas incipientes interproximales y en caras vestibulares, cuyo objetivo principal es detener la progresión de la caries cerrando las vías de difusión para ácidos y minerales disueltos; se ha observado que aumenta la microdureza del esmalte dental y repone el tejido perdido desmineralizado. Objetivo: determinar la microdureza dental superficial del esmalte desmineralizado tratado con resina infiltrante Icon® y barniz fluorado en condiciones de pH cíclico. Metodología: 50 terceros molares fueron cortados en dirección mesiodistal y se dividieron en 4 grupos: 10 muestras sin tratamiento se colocaron en agua destilada (CA), 30 sin tratamiento se sometieron a pH cíclico (CpH), 30 fueron tratadas con fluoruro de fosfato tricálcico (Clinpro™ White Varnish) y 30 con resina infiltrante (Icon®). Posteriormente los 3 grupos ex­perimentales fueron inmersos en soluciones desmineralizantes (3 horas) y remineralizantes (21 horas) durante 5, 10 y 15 días de acuerdo al modelo descrito por Ten Cate. Después se determinó la microdureza dental superficial (MDS) del esmalte en modo Vickers VHN. Resultados: En el curso temporal de 0 a 15 días el grupo Icon® mostró valores de microdureza de 256.11±0 a 73.95±15.61 VHN, el grupo Clinpro™ de 256.11±0 a 266.66±79.18, el grupo CpH de 256.11±0 a 66±0 y el grupo CA de 256.11±0. Hubo diferencias estadísticamente significativas en la microdureza del esmalte entre los grupos a los 10 y a los 15 días de experimento (p≤0.05). El grupo Icon® tuvo diferencias significativas con respecto al grupo Clinpro™ y CA donde se observó una mayor microdureza. El grupo Clinpro™ tuvo diferencias con el grupo CpH, que tuvo disminución de la microdureza. Entre el grupo CA y CpH se encontraron diferencias significativas con disminución de microdureza de CpH. Conclusión: Los resultados de este estudio muestran que la aplicación de Icon® no aumenta de manera significativa la microdureza dental superficial del esmalte bajo condiciones de pH cíclico en comparación con el grupo de Clinpro™.

Palabras clave: resina infiltrante Icon®, microdureza, remineralización, desmineralización, pH cíclico.


El esmalte dental (ED) es una biocerámica de origen epitelial, derivado del ectodermo, y está compuesto de 95% de material inorgánico, 1% de material orgánico y 4% de agua. Su formación ocurre por la mineralización de la matriz en el proceso de biomineralización.1

La matriz orgánica se compone de proteínas no colagenosas, entre las cuales se encuentran amelogenina, enamelina y ameloblastinas.2-4 La parte inorgánica está compuesta por cristales hexagonales de hidroxiapatita [Ca10 (PO4)6 (HO)2], los cuales mantienen la estabilidad, termodinámica de concentración y disolución mediante la concentración de iones de Ca+, (PO4)6 y OH-.1,5

El esmalte dental es acelular y no tiene reparación fisiológica una vez que se completa la mineralización; sin embargo, es permeable para el intercambio iónico con el medio bucal donde los procesos químicos de movilización de iones son permanentes.1,2

El proceso de desmineralización y remineralización es un ciclo continuo pero variable, que se repite con la ingesta de carbohidratos. El equilibrio de este sistema depende del pH del medio y de la fuerza iónica.6

La desmineralización es la pérdida de iones y compuestos de la estructura del esmalte a consecuencia del ambiente ácido que produce su disolución (Figura 1), y la combinación de factores como bacterias, sustrato cariogénico, calidad y cantidad de saliva, que en conjunto llevan al desarrollo de caries. La desmineralización ocurre a un pH por debajo del pH crítico del biofilm (+/-5.5).7,8

Figura 1. Disolución de los cristales de hidroxiapatita en pH ácido.
Figura 1. Disolución de los cristales de hidroxiapatita en pH ácido.11

La resistencia del esmalte a la desmineralización está condicionada por la velocidad de difusión de los ácidos (permeabilidad) y la velocidad de disolución de los cristales que conforman los prismas.9,10

Asimismo, la remineralización es la ganancia, acumulación y restauración de sustancia e iones minerales de nuevo en los cristales de hidroxiapatita, que se produce por los depósitos de minerales dentro de los tejidos desmineralizados del diente; es un proceso de precipitación de Ca+, (PO4)- y otros iones en la superficie o dentro del esmalte desmineralizado.6

En la remineralización se busca mantener los niveles de saturación adecuados, que son necesarios para la integridad del esmalte.

La falta de saturación (solución con una concentración de iones por debajo de la que se encuentra en el esmalte) ocurre principalmente bajo condiciones ácidas por la pérdida de iones de Ca+ y (PO4)6, que reaccionan con los iones hidrógeno (H+) producidos por la actividad metabólica de la placa dental. De esta manera se produce la salida y pérdida de iones hacia el medio (desmineralización).

En reacción a condiciones de poca saturación, los minerales se liberan de fuentes múltiples como la saliva, la placa dental y elementos remineralizantes.12 Bajo estas condiciones, la tendencia de la solución es precipitar minerales para volver a condiciones saturadas; este proceso ocurre bajo un pH neutro.6 Después de cierto tiempo, cuando hay suficientes minerales disponibles en la solución que rodea al esmalte —principalmente Ca+ y (PO4)6— aumenta su nivel de saturación en los fluidos bucales; por lo tanto, la pérdida de minerales se detiene y el equilibrio retorna. Durante este periodo de sobresaturación existe una remineralización de cristales de esmalte.12 Se produce una restauración de los cristales parcialmente disueltos, crecimiento de los cristales supervivientes y formación de cristales nuevos dentro de la lesión cariosa.8

El principal factor para favorecer el proceso de remineralización es la saliva, la cual es esencial en el balance ácido-base de la biopelícula.9

Sin embargo, la presencia de flúor (Fˉ) va a ayudar a la recuperación mineral de la lesión, favoreciendo la formación de cristales de flúorapatita y la interacción con el Ca+ y (PO4)6 potenciando su precipitación.5,7,8 Los iones de Fˉ sustituyen los grupos OHˉ del cristal de apatita y se generan cristales de fluorapatita, que por tener mayor fuerza de atracción entre sus iones, son más difíciles de ser retirados en condiciones ácidas.

Por lo tanto se produce una mayor estabilidad de los iones Ca+ y (PO4)6, aumentándose el espesor del esmalte.1,13

La fluorapatita tendrá menos carbonato y menos impurezas que el mineral original.

El Fˉ actúa como un catalizador del crecimiento del mineral, logrando un crecimiento más rápido de cristales y que éstos sean más grandes, menos solubles y más resistentes al ataque de los ácidos que el cristal original.5,7,8

Asimismo, es necesario enfatizar la recomendación de considerar un régimen de tratamiento preventivo ante la presencia de lesiones incipientes.14,15

En todas las áreas de la medicina, el enfoque ha cambiado cada vez más hacia las opciones de terapias preventivas. La aplicación de un tratamiento preventivo adecuado para lesiones precoces interproximales y en superficies lisas ha sido todo un desafío para el clínico.

En la odontopediatría actual orientada hacia la prevención, las medidas de fluoración se destinan a inhibir la formación de lesiones cariosas.16,17

El fosfato tricálcico adicionado con flúor (Clinpro™ White Varnish) produce una remineralización de la superficie y subsuperficie del esmalte; su composición y compatibilidad con la saliva permiten que el material fluya y alcance incluso las superficies interdentales que los barnices convencionales podrían no alcanzar. Promueve una mayor saturación de iones de la superficie dentaria, generando una estructura mineral mucho más fuerte y ácido-resistente.18

Una lesión de caries precoz es una lesión cuya progresión puede detenerse por monitoreo o terapia microinvasiva (infiltrante).19 Clínicamente la lesión se identifica como una zona blanquecina, yesosa, con pérdida de traslucidez.6

En estas lesiones, los defectos superficiales del esmalte proveen caminos de difusión para ácidos y minerales disueltos.

Desde el año 2000 se ha creado la tecnología Icon®, la cual está basada en el concepto de resinas infiltrantes fotopolimerizables de baja viscosidad. Esta tecnología es una terapia para lesiones cariosas incipientes interproximales y en caras vestibulares, donde se produce un tratamiento en la estructura superficial del esmalte desmineralizado.17,20

El propósito de esta terapia microinvasiva es detener la progresión de la caries en un ambiente continuamente cariogénico, cerran­do los defectos de la lesión con resinas fotopolimerizables para bloquear la difusión de los ácidos en el cuerpo de la lesión en vez de establecer una barrera a la difusión en la superficie de ésta misma.17,20,21

El tejido duro perdido por desmineralización es repuesto hasta grandes profundidades de la lesión. El tratamiento microinvasivo crea una barrera de difusión dentro del tejido duro y no en la superficie; de esa forma estabiliza y bloquea la caries.22

La resina infiltrante penetra en las microporosidades de la lesión y dificulta la progresión de la caries. Asimismo, se ha reportado que el uso del infiltrante en lesiones de caries incipiente inhibe el progreso de la desmineralización debido a un aumento de su microdureza.22-24

Este material sirve como un método de prevención indoloro y estético, ahorrando pérdida de estructura dentaria y manteniendo estabilidad de color. Puede ser más efectivo que abordajes preventivos estándar como aplicación local de fluoruro, postergando por años la terapia de restauración.

La dureza es la capacidad de un material a resistir indentación, deformación, rayado, cargas compresivas o abrasión permanente al entrar en contacto con un indentador bajo carga.25,26 La microdureza superficial del esmalte evalúa los efectos de los agentes químicos y físicos sobre esta estructura.27,28

La prueba de dureza de microindentación Vickers es adecuada para medir la dureza de la estructura del esmalte, por su capacidad de medición en materiales muy finos y de regiones pequeñas, así como de los materiales friables. Se evalúa la capacidad del material para resistir la penetración de una punta de diamante con una carga específica y un tiempo predeterminado.29

La punta de estos indentadores produce una depresión cuadrada, cuya extensión se mide en micras al microscopio y se convierte en unidades de Vickers, donde el valor resultante es inversamente proporcional a la dureza de la estructura.29

Los modelos de pH cíclico fueron introducidos en 1982 por Ten Cate y Duijsters; en ellos simulan las condiciones de remineralización y desmineralización que asemejan al proceso natural de pérdida y ganancia de minerales involucrados en la formación de caries en tejidos dentales duros.30,11,31 Este modelo reproduce las condiciones in vitro de alto riesgo cariogénico para analizar la capacidad de diferentes materiales que podrían interferir con este proceso dinámico.32

Bajo este contexto, el objetivo de esta investigación es la determinación de la microdureza dental superficial del esmalte desmineralizado tratado con resina infitrante Icon® y barniz fluorado en condiciones de pH cíclico.

Materiales y métodos

Se realizó un estudio experimental, longitudinal y comparativo en una muestra de 50 terceros molares que cumplieron los siguientes criterios de inclusión: reciente extracción, que no estaban erupcionados, coronas anatómicas sin defectos estructurales, con esmalte intacto. Los especímenes se lavaron, se les retiraron restos orgánicos y depósitos de la superficie radicular y se almacenaron en agua con pH 7.

Preparación de especímenes

Los 50 terceros molares fueron cortados con un disco de diamante de dos luces de la marca NTI® (New Technology Instruments, Germany ), realizando un corte en forma perpendicular al eje longitudinal del diente en dirección mesiodistal.

Después se eliminó la pulpa dental con cucharillas de manera cuidadosa y se llenó el espacio del conducto y cámara pulpar con cera rosa.

La superficie dental se cubrió con barniz ácido resistente (Revlon®, USA) dejando en la corona una área aproximada de trabajo de 3×6 mm en las caras vestibulares.

Posteriormente los dientes se colocaron en bloques de resina acrílica, incluyendo las raíces dentales y quedando expuestas las coronas de los dientes; después los bloques fueron pulidos con una lijadora mecánica automática con lija de agua, siempre con refrigeración. Al finalizar los procedimientos de acabado y pulido, los bloques de esmalte se lavaron cuidadosamente para eliminar los residuos de resina acrílica. Finalmente se obtuvo un total de 100 bloques de muestra. (Figura 2)

Figura 2. Muestras experimentales de los dientes colocadas en bloques de resina acrílica.
Figura 2. Muestras experimentales de los dientes colocadas en bloques de resina acrílica.

Los dientes fueron almacenados en recipientes de plástico cerrados, con agua destilada para reducir el desecamiento y deshidratación.

Asignación de grupos

Las 100 muestras se dividieron en cuatro grupos de la siguiente manera: 10 especímenes que conservaron el esmalte sin tratamiento, los cuales sólo se mantuvieron en agua destilada (grupo control agua o CA), 30 especímenes que conservaron el esmalte sin tratamiento y solamente se sometieron a pH cíclico en el curso temporal (grupo control pH o CpH), y los grupos de tratamiento, que consistieron en 30 especímenes tratados con fluoruro de fosfato tricálcico (Clinpro™ White Varnish) y 30 con resina infiltrante (Icon®). (Figura 3)

Figura 3. Material experimental utilizado, fluoruro de fosfato tricálcico (Clinpro™ White Varnish 3M ESPE ) y resina infiltrante Icon® DMG.
Figura 3. Material experimental utilizado, fluoruro de fosfato tricálcico (Clinpro™ White Varnish 3M ESPE ) y resina infiltrante Icon® DMG.

Aplicación del tratamiento

De los tres grupos experimentales, a 30 especímenes se les trató diariamente con fluoruro de fosfato tricálcico durante 3 minutos y a otros 30 se les colocó resina infiltrante Icon® 3 veces, a los 0, 5 y 10 días, bajo el protocolo establecido por la marca (Figura 4).

Figura 4. A) Espécimen tratado con fluoruro de fosfato tricálcico (Clinpro™ White Varnish). B) Espécimen tratado con resina infiltrante Icon®.
Figura 4. A) Espécimen tratado con fluoruro de fosfato tricálcico (Clinpro™ White Varnish). B) Espécimen tratado con resina infiltrante Icon®.

Condición de pH cíclico

Después de la aplicación del tratamiento en la superficie del esmalte, los 3 grupos ex­perimentales fueron inmersos en soluciones desmineralizantes (3 horas) y remineralizantes (21 horas) durante 0, 5, 10 y 15 días. Las soluciones se cambiaron y se lavaron diariamente con agua desionizada a 37ºC. Las soluciones remineralizantes tuvieron un pH ajustado a 7; mientras que las desmineralizantes se ajustaron a un pH de 4.4, de acuerdo al modelo descrito por Ten Cate. Los 3 grupos experimentales siguieron el mismo protocolo de condiciones y tiempo.

Cada 5, 10 y 15 días se retiraron 10 muestras de cada grupo experimental y se mantuvieron en solución amortiguadora TRIS (HOCH²)³CNH² en incubadora a una temperatura constante de 37ºC.

Midrodureza dental superficial (MDS)

Las muestras se llevaron al microdurómetro Matsuzawa MHT2 (Seiki Co. Ltd., Tokio, Japón) que se encuentra en el Laboratorio MeV 0.7 del Instituto de Física de la UNAM para determinar la microdureza dental superficial (MDS) del esmalte en modo Vickers VHN (Vickers Hardness Test, por sus siglas en inglés). La fuerza que se aplicó a las muestras fue de 25 gf durante 20 segundos. Se realizaron tres indentaciones por muestra en la superficie del esmalte (Figura 5); posteriormente se determinó el valor de Vickers mediante la aplicación de la siguiente fórmula:

Hv=(1854.4×F/d2)

Donde:
F: g de fuerza
d: es el promedio de la suma de las diagonales (μm)

Figura 5. Huella de la indentación de la punta de diamante del microdurómetro en la superficie del esmalte dental.
Figura 5. Huella de la indentación de la punta de diamante del microdurómetro en la superficie del esmalte dental.

Recopilación de información y análisis de los datos Los datos obtenidos fueron capturados y organizados en una base de datos de Excel (Microsoft Inc., EE. UU.); los resultados estadísticos fueron analizados en el programa IBM® SPSS® Statistics V.21 (Lead Technologies Inc., EE. UU.). Se realizó la estadística descriptiva y el análisis de ANOVA post-hoc de Tukey para las comparaciones de medias y significancias entre los grupos.

Infraestructura

Laboratorio de Biomateriales Dentales, División de Estudios de Posgrado e Investigación, Facultad de Odontología, UNAM. Laboratorio MeV 0.7 del Instituto de Física de la UNAM.