DESCRIPCIÓN DE CAMBIOS MORFOLÓGICOS Y  ELEMENTOS LIBERADOS EN CORONAS DE ACERO CROMO (ESTUDIO EX VIVO).

DESCRIPTION OF MORPHOLOGICAL CHANGES AND RELEASED ON ELEMENTS STAINLESS STEEL CROWNS (EX VIVO STUDY).

 

Mario Castro-Amor1 
Ángeles Moyaho-Bernal2
E. Luminosa Soberanes-de la Fuente3
Rosendo Carrasco-Gutiérrez4
Gabriel Muñoz-Quintana5

 

1Alumno de la Maestría en Ciencias Estomatológicas terminal en Pediatría. Facultad de Estomatología de Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. mario_cam2007@hotmail.com
2 Maestra en Ciencias Médicas e Investigación. Facultad de Estomatología de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. moyaho3@gmail.com
3 Maestra en Odontología (Materiales Dentales). Facultad de Estomatología de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. lumisoberanes@hotmail.com
4Maestro en Salud Pública. Facultad de Estomatología de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Rosendo_carrasco@hotmail.com.
5Maestro en Ciencias Médicas e Investigación. Facultad de Estomatología de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. febuaptutores@gmail.com

 

Recibido 04 de Junio 2013/Enviado para modificación 02 de Julio 2013/Aceptado 02 de Agosto 2013

 

 

RESUMEN

Objetivo.  Determinar los elementos liberados en coronas de acero cromo mediante el análisis con Espectroscopia de Dispersión de Energía (EDS). Métodos. Estudio observacional, prospectivo, ex vivo y descriptivo. Grupo conformado por 18 órganos dentarios temporales restaurados con coronas de acero cromo, marca comercial 3M con permanencia en boca de no menos de 2 años y longitud radicular de más de 1mm, que estuvieran próximos a exfoliarse o indicados para su extracción. A cada corona se le realizaron 5 mediciones en zonas observadas por (EDS), también se realizaron observaciones por microscopio electrónico de barrido (MEB) a 8-18x, 100x, 150x, 250x, 500x, 1000x, 2500x y 5000x. Resultados.Se encontró que las 18 coronas presentaban algún grado de alteración, 2 estaban perforadas y 8 tenían materia orgánica incluida, de acuerdo al análisis con EDS se observó que los elementos comúnmente liberados son el hierro (64.89 ± 3.30%), Cromo (19.18±0.37%) y el Níquel (9.47±1.35%), así como otros elementos como el Mn, Al, Si, Ca, O, Cu y S en menor cantidad. Conclusión. Las coronas de acero cromo son restauraciones metálicas que presentan corrosión, ocasionado por el medio húmedo de la cavidad bucal. El proceso de corrosión permite la liberación de elementos, además, la morfología se ve alterada debido a factores como la masticación y el cepillado, es importante valorar detallada y frecuentemente estas coronas para vigilar su integridad, además de realizar una correcta historia clínica, en la que se puedan obtener datos sobre antecedentes de alergia al níquel y a otros metales.

Palabras clave: elementos liberados, cambios morfológicos, coronas de acero cromo, espectroscopia, microscopio electrónico de barrido.

 

ABSTRACT

Objective: The purpose of this study was to determine the elements released in stainless steel crowns by analysis with Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). An observational, prospective, ex vivo, and descriptive was performed. Materials and methods: Group consisting of 18 restored tooth organs temporary crowns chrome, 3M trademark not stay in the mouth for about 2 years and a root length of more than 1mm, that were near or indicated for removal, each crown 5 measurements were performed in areas observed by (EDS), observations were also made by scanning electron microscopy (SEM) to 8-18x, 100x, 150x, 250x, 500x, 1000x, 2500x and 5000x. Results: We found that the crowns 18 exhibited some degree of alteration, 2 were perforated and 8 with accumulation of amorphous intraoral integuments, according to EDS analysis is commonly observed that the elements released are iron (64.89 ± 3.30%), chromium (19.18 ± 0.37%) and nickel (9.47 ± 1.35%) and other elements such as Mn, Al, Si, Ca, O, and S Cu in smaller amounts. Conclusion: stainless steel crowns are metal restorations from corrosion, caused by the moist environment of the mouth. The corrosion process allows the release of elements, also altered morphology due to factors such as chewing and brushing, it is important to assess thoroughly and often these crowns to monitor its integrity, in addition to proper medical history, to obtain data on history of allergy to nickel and other metals.

Key words: elements released, morphological changes, stainless steel crowns, spectroscopy, scanning electron microscope.

 

INTRODUCCIÓN

Las coronas de acero cromo (CAC) son las restauraciones más frecuentemente  empleadas en odontopediatria, se introdujeron en 1947 por la compañía Rocky Mountain, se han utilizado por más de 60 años, desde que Humphrey popularizó su uso en el año de 1950 (1). Desde entonces varias han sido las modificaciones  recomendadas para mejorar la biocompatibilidad, la cual se define como la capacidad que tiene un material para poder provocar una respuesta biológica adecuada en el organismo, sin embargo el uso de cualquier material metálico en boca puede originar alguna reacción biológica debido a la liberación iónica de los metales. Existen investigaciones in vitro que prueban que elementos metálicos como el níquel, cobalto y cromo pueden provocar una respuesta de tipo inmune (2).
En el mercado nacional existen marcas como 3M, Dentsply, Dent team que elaboran este producto, las coronas de la marca 3M en el pasado eran elaboradas con  77% de níquel (Ni), 15% cromo (Cr) y 10% hierro (Fe), se les consideraba como coronas a base de níquel, por la gran cantidad de este elemento en la composición, que tiene un alto potencial de causar una reacción adversa en el organismo, por lo que en la actualidad la marca 3M ha modificado el porcentaje en sus elementos, el hierro es el elemento base con un 70%, posteriormente cromo con un 12-30% y níquel con un 8-12%,  que ayuda a mejorar las características de maleabilidad y resistencia. Las coronas se clasifican según su forma en: coronas sin recortar generalmente largas y requieren que se les recorte, coronas pre-recortadas, tienen la característica de tener una longitud corta, no se encuentran contorneadas, y presentan los lados paralelos, y por ultimo las coronas precontorneadas, estas tienen la particularidad de tener forma de campana (3).

Las coronas de acero cromo son restauraciones idóneas para caries extensas en dientes temporales, tienen la ventaja de restablecer la anatomía y la funcionalidad, mantienen el espacio mesio distal y una adecuada relación oclusal (4,5). La desventaja que presentan es que están fabricadas de aleaciones metálicas, compuestas por elementos como hierro, cromo, níquel, entre otros; que ocasionan corrosión, la cual es un proceso químico o electroquímico en el que un agente medioambiental ataca a un sólido, por lo general un metal, que se disuelve parcial o totalmente. Las condiciones y componentes propios de la cavidad bucal como propiedades iónicas, térmicas, microbiológicas, enzimáticas, humedad, variaciones de pH y estar ante estímulos como la masticación y el cepillado provocan la liberación de elementos y cambios en su composición (6,7).

Estudios in vivo como el reportado por Zinelis et al. (8), encontraron que hay liberación de elementos que componen las coronas de acero cromo, tanto en la parte interna del órgano dentario como en la cavidad oral, así como cambios morfológicos después de la exposición intraoral. En otro estudio in vivo realizado por Keinan et al. (9), encontraron que elementos de las coronas de acero cromo, como hierro, cromo y níquel además de ser liberados son absorbidos en concentraciones 5 o 6 veces mayores que la encontrada en molares sanos.

Por otra parte estudios in vitro como el realizado por Menek et al. (10), estudiaron la liberación de iones de níquel de las coronas de acero cromo en saliva artificial durante determinados días y a diferentes valores de pH. Con el uso de voltometría de onda cruzada, el estudio reveló que la liberación de los iones de níquel disminuyó conforme incrementaba el pH. Además, la liberación se redujo durante todos los periodos de tiempo, concluyeron que las cantidades de iones metálicos liberados durante las condiciones experimentales estuvieron muy por debajo del valor crítico para inducir algún tipo de alergia y que los niveles de ingesta diaria de iones de níquel se da entre 600-2500mg y de 300 a 500mg respectivamente. En el estudio, se encontraron únicamente 4mg/ml en la saliva artificial por lo que no debe preocupar durante la permanencia en boca de las coronas de acero cromo.

Por otra parte se ha encontrado que los aparatos de ortodoncia  pueden producir reacciones de hipersensibilidad, las coronas de acero cromo que contienen de 9-12% de níquel son similares en la composición a las bandas y alambres de ortodoncia, la biodegradación de estos aparatos se lleva a cabo durante el tratamiento, y pequeñas cantidades de iones metálicos que incluyen al níquel, son liberados en la cavidad bucal. Dada la alta prevalencia a la alergia por níquel, los efectos en pacientes con ortodoncia se detectan con poca frecuencia de 0.2-0.4%. Los estudios han demostrado que la mayoría de los pacientes que conocen que son sensibles pueden ser tratados con aparatos de ortodoncia sin causarles reacciones de hipersensibilidad. La evidencia muestra que el umbral para el desencadenar una reacción alérgica al níquel varía entre los individuos y con el tiempo (11).
Así como las coronas de acero cromo, los mantenedores de espacio son extensamente empleados en odontopediatria, por lo que Bhaskar et al. (12) realizaron un estudio in vitro para analizar la biodegradación de los mantenedores de espacio hechos con material para bandas cuyas marcas comerciales fueron Dentaurum y Unitek en saliva artificial incubados a 37°C durante cuatro semanas y se analizó la liberación del níquel y cromo con el uso del Espectrómetro de Absorción Atómica durante periodos de tiempo, los resultados mostraron que los niveles de liberación de dichos elementos alcanzaron su máximo a los 7 días, no hubo diferencias estadísticamente significativas entre las dos marcas comerciales en cuanto a la liberación de los elementos evaluados y los días de exposición, además, los valores estuvieron por debajo del promedio de la ingesta dietética, incluso si el mantenedor de espacio tenía cuatro bandas, este no era capaz de causar ningún tipo de toxicidad.

Para poder analizar la alteración morfológica y la liberación de los elementos en las coronas de acero cromo, existe el microscopio electrónico de barrido (MEB). Es un instrumento que permite la observación y caracterización superficial de materiales orgánicos e inorgánicos, muestran información morfológica del material analizado, puede estar equipado con diversos detectores como el de Espectroscopia por Dispersión de Energía X que permite determinar la composición química elemental de las muestras de manera semi-cuantitativa (13, 14,15). Por otra parte de acuerdo a la Academia de Dermatitis por Contacto por sus siglas en inglés (ACDS), la sensibilidad al níquel es común y su prevalencia se encuentra en aumento, el níquel fue llamado como el alergeno de contacto, esto debido a su importante significancia en la salud pública, este elemento ha sido frecuentemente detectado con la prueba del parche en la población mundial, y en Norteamérica la prevalencia a la sensibilidad al níquel se ha mantenido en aumento desde 1980 (16, 17). La dermatitis de contacto por níquel puede limitar el estilo de vida de un individuo, y la alergia al níquel tiene implicaciones en la salud debido a su uso en la práctica médica y odontológica (18, 19, 20).

Hasta el momento no existen reportes en la literatura de alguna Norma como ADA/ANSI o ISO que regule los componentes de las coronas de acero cromo y que garanticen la biocompatibilidad con el organismo y la cavidad bucal. El objetivo de este estudio es determinar los elementos liberados en coronas de acero cromo mediante el análisis con Espectroscopia de Dispersión de Energía (EDS), así como describir los cambios morfológicos mediante el Microscopio Electrónico de Barrido (MEB).

MATERIALES Y MÉTODOS

Previa autorización de la División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Estomatología de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (FEBUAP), para la evaluación de los requisitos bioéticos y metodológicos, se realizó un estudio observacional, prospectivo, descriptivo, ex vivo.

Las muestras se obtuvieron de la Clínica de Estomatología Pediátrica de la FEBUAP, el grupo estuvo conformado por 18 órganos dentarios temporales restaurados con coronas de acero cromo, marca comercial 3M con permanencia en boca de no menos de 2 años y longitud radicular de más de 1mm, que estuvieran próximos a exfoliarse o indicados para su extracción, 11 órganos dentarios posteriores y 7 anteriores, al término de cada una de las extracciones las muestras se lavaron con agua bidestilada para eliminar restos de sangre y fluidos, cada muestra se conservó en un recipiente de plástico en un medio seco. Posteriormente cada corona de acero cromo fue separada de los órganos dentarios en su porción cervical con una cucharilla para dentina del no. 33, la cucharilla se lavó a chorro entre cada muestra con agua bidestilada, se almacenaron en recipientes de plástico enumerados del 1 al 18 y marcadas como CM (coronas metálicas).
Las muestras fueron analizadas en el Centro de Vinculación Universitaria y Transferencia de Tecnología de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla( CVU y TT) en el laboratorio de Microscopia Electrónica de Barrido (MEB), las coronas se analizaron con el (MEB) marca comercial JEOL® modelo JSM-6610LV. Posteriormente con un Espectrógrafo de Dispersión de Energía X, marca Oxforf® y modelo INCAx-act, las CAC se colocaron sobre una platina metálica pegadas con una cinta de aluminio adherible, para fijarlas correctamente. Se analizaron las coronas con el MEB y se obtuvieron imágenes de 8-18x, 100x, 150x, 250x, 500x, 1000x, 2500x y 5000x, para observar las superficies. De acuerdo a los cambios morfológicos presentes se les clasificó; con presencia de daño (superficie con algún tipo de desgaste), sin daño (superficie completamente lisa), con inclusión de materia orgánica (restos de alimentos) y/o perforadas (muestras que tuvieron desgaste total del metal en una porción de la superficie).
Posteriormente fueron analizadas por el EDS, a cada muestra se le realizaron 5 mediciones diferentes, en caras oclusales y bordes incisales y caras libres de coronas anteriores. Los datos fueron recolectados y se obtuvo la estadística descriptiva con cálculo de porcentaje de todas las variables con escalas policotómicas así como media, desviación estándar e intervalos de confianza al 95% de las variables con escalas dimensionales mediante el paquete estadístico SPSS versión 20 y se graficaron (figura 1).

 

RESULTADOS

Para el análisis cualitativo de las muestras, se obtuvieron imágenes de perforación, con o sin daño en la superficie y sustancias orgánicas incluidas a la superficie de las coronas de acero cromo mediante el Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) de 8-18x (Figura 2).

En el análisis con el MEB se encontró que todas las coronas de acero cromo posteriores presentaban daño en la cara oclusal, y las coronas anteriores en el borde incisal y cara palatina, se observó que 2 muestras presentaban perforación,  y se encontró que menos del 50% de las coronas tenían sustancias orgánicas incluidas (tabla 1).

 

Por otra parte mediante el análisis con EDS se observó que los elementos comúnmente presentes en las coronas de acero cromo estudiadas son hierro, cromo y níquel, así como la presencia de otros elementos en menor cantidad (tabla 2).

DISCUSIÓN

La biocompatibilidad de algunas restauraciones metálicas está determinada por la cantidad y la naturaleza de los iones que son liberados, investigaciones in vitro realizadas en coronas de acero cromo prueban que elementos metálicos como el níquel (Ni), cobalto (Co) y cromo (Cr) pueden provocar una respuesta inmune, el níquel ha sido uno de los principales metales que puede provocar reacciones alérgicas  tanto locales como sistémicas.

Existen organizaciones como la ADA/ANSI, FDA e ISO, que regulan los materiales que se utilizan en odontología, cuya función es brindar protección a los usuarios, sin embargo las coronas de acero cromo son un material de restauración altamente utilizado que carece de una Norma que regule sus componentes, lo cual provoca que exista la libertad por parte de los fabricantes de decidir los elementos y los porcentajes que utilizan en la elaboración de las CAC.

En el presente estudio se encontraron porcentajes muy similares de liberación de ciertos elementos como en el estudio realizado por Zinelis et al. (8), (hierro, cromo y níquel), así como la presencia de alteraciones en la superficie, muestras perforadas y coronas con materia orgánica incluida. Así también en el estudio reportado en la literatura por Keinan et al. ncontraron los mismos elementos, con la diferencia de que se encontraban absorbidos en las porciones radiculares de dientes restaurados con CAC. Las características y el ambiente que presenta la cavidad bucal y los hábitos en los pacientes pediátricos, favorecen a que las coronas tengan modificaciones en su estructura, y liberación de sus componentes.
Se ha encontrado que los aparatos de ortodoncia  pueden producir reacciones de hipersensibilidad, las coronas de acero cromo que contienen de 9-12% de níquel son similares en la composición a las bandas y alambres de ortodoncia (11).

Aun así bajo condiciones experimentales como el estudio realizado por Menek et al. (10), y estudios realizados in vivo, la liberación de dichos elementos está por debajo del valor crítico para inducir algún tipo efecto adverso, así como los niveles de su ingesta para producir alergia tienen que ser superiores a los reportados en la literatura.
Por otra parte cabe señalar que los estudios reportan distintos instrumentos de medición como la Voltometría de Onda Cruzada, Espectrómetro de Absorción Atómica y la Espectroscopia de Dispersión de Energía en todos los estudios incluidos éste se puede observar que las cantidades liberadas no tienen el potencial de causar daño por lo que las coronas de acero cromo resultan ser un material que sigue siendo de elección para ciertos tipos de tratamientos en odontopediatria.

Conclusiones

Las coronas de acero cromo son materiales metálicos que presentan corrosión, ocasionado por los cambios de pH, temperatura y presencia de humedad de la cavidad bucal. El proceso de corrosión provoca la liberación de elementos en boca, aunque ésta cantidad en este estudio no presenta efectos biológicos importantes. Aunque el incremento en el número de coronas de acero cromo en cavidad oral aumenta el riesgo de sensibilidad a alguno de estos elementos, es importante diagnosticar a pacientes con hipersensibilidad al níquel, a través de una historia clínica minuciosa y completa, en búsqueda de antecedentes de hipersensibilidad a metales. Además, la morfología se ve alterada durante su permanencia en boca ocasionada por factores como la masticación, el cepillado y hábitos propios de la infancia por lo que resulta importante valorar detallada y frecuentemente las coronas para corroborar su buen funcionamiento.

Agradecimientos

A los doctores Carla de la Cerna Hernández y Eric Reyes Cervantes. Coordinadores del Laboratorio de Microscopia Electrónica de Barrido del Centro de Vinculación Universitario y Transferencia de Tecnologías de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.

 

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