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COMPARACIÓN DE LA RESISTENCIA FLEXURAL  DE DOS RESINAS ACRÍLICAS TERMOPOLIMERIZABLES (CONVENCIONALES Y DE ALTO IMPACTO)

COMPARISON OF FLEXURAL STRENGTH OF TWO ACRYLIC THERMOPOLIMERIZABLES RESINS (CONVENTIONAL AND HIGH IMPACT)

 

  • Ángela Patricia Ramírez Puentes Residente de postgrado de Rehabilitación Oral CIEO
  • Luisa Fernanda Guillen Burgos Residente de postgrado de Rehabilitación Oral CIEO.  
  • Hernán Giraldo Cifuentes O.D. Especialista en rehabilitación oral CIEO. Director de postgrado de Rehabilitación Oral CIEO (Director de la investigación).

 

RESUMEN

Objetivo. El objetivo de este estudio fue comparar  la resistencia flexural  de dos resinas acrílicas termopolimerizables (convencionales y alto impacto), mediante un dispositivo universal de pruebas. Método. Para este estudio se elaboraron 30 láminas de acrílico de 40mm x 30mm x 3,0mm; 15 láminas fueron elaboradas con acrílico de termocurado convencional y 15 láminas con acrílico de alto impacto, ambos de la marca comercial New SteticÒ. Cada especímen se colocó en los soportes  de montaje del dispositivo universal de pruebas (HumboldtÒ). La fuerza sobre el émbolo de carga inició en cero Newtons y fue aumentando progresivamente con una velocidad  de 5 ± 1mm/min, hasta que el especímen llegó a su máxima resistencia de flexión y se fracturó.  Resultados. Los resultados demostraron diferencias estadísticamente significativas (Prueba T valor p=9.6e-15), entre los dos grupos. El acrílico de alto impacto, presentó mayor promedio en comparación con el acrílico convencional (75,17 MPa Vs 57,51 MPa), con una máxima resistencia a la flexión de (80,54 MPa Vs 60,24 MPa). Conclusión. Los  acrílicos de alto impacto presentaron una mayor resistencia a la flexión en comparación con los acrílicos convencionales de termocurado.

Palabras Clave: Polimetilmetacrilato; resina acrílica; acrílico de alto impacto; acrílico convencional; resistencia flexural.


ABSTRACT


Objective. This study deals with the comparison of the flexural resistance of two acrylic thermopolimerizable resins (conventional and high impact), using a universal testing device. Method. For this study 30 acrylic sheets of New SteticÒ trade mark has been prepared, 40mm long, 30mm wide and 3.0 mm thick. The first 15 sheets were prepared with conventional thermosetting acrylic. The other 15 sheets were prepared with high impact acrylic. Each specimen was placed in the mounting of the universal testing device (HumboldtÒ). The force on the load piston started at zero Newton and gradually increased with a rate of 5 ± 1 mm/min until the specimen reached its maximum bending strength and broke. Results. The results showed statistically significant differences (T test p value = 9.6e-15) between the two groups. The high impact acrylic reached higher average, 75.17 MPa vs. 57.51 MPa, as well as the ultimate bending resistance, 80.54 MPa vs. 60.24 MPa. Conclusion. High impact acrylic showed higher bending strength compared with conventional thermosetting acrylics.
Key words: PMMA; acrylic resin; high impact; conventional acrylic; flexural resistance.

 

INTRODUCCIÓN

Los materiales para bases de dentaduras han evolucionado en sus diversas etapas de desarrollo durante  las últimas décadas (1). El material más utilizado en la elaboración de las prótesis dentales es el polimetacrilato de metilo; sin embargo este material no está exento aún de limitaciones, sobre todo en términos de resistencia flexural y resistencia al impacto. Se ha demostrado que las fracturas en la línea media de las bases de dentaduras son comunes (2).

Se han desarrollado resinas acrílicas más fuertes con adición de nuevos materiales, como las resinas acrílicas de alto impacto, cuyos modificadores incluyen copolímeros, agentes de entrecruzamiento (3,4) y sustancias de goma en forma de estireno butadieno (5,6).La adición de caucho en resinas para bases procesadas de "alto impacto" en la forma de acrilato de butadieno, produce una mayor resistencia de impacto porque causa dispersión de las grietas (7).
 
Stafford et al., (1980) demostraron que algunos materiales no reforzados de resina acrílica tienen un valor superior de resistencia a la fatiga (8). Por más de 30 años se han usado como material para bases protésicas las resinas poliméricas de alto impacto, afirmando que estos polímeros son más fuertes y más duros, ya que son capaces de absorber mayores cantidades de energía a una mayor tensión, antes de la fractura (6). Se ha reportado que  la resistencia a la flexión de la resina de alto impacto usada para bases de  prótesis se puede aumentar significativamente cuando se refuerza con zirconia (9). Murphy et al., (1982) demostraron que los materiales para bases de dentaduras  de resina acrílica convencional incrementan su resistencia al impacto, con la adición de goma reforzada al calor y un molde de inyección de caucho reforzado con resina acrílica (10), sin embargo Kim et al., en 2004 encontraron resultados a favor de una mayor resistencia al impacto, al estudiar el efecto del refuerzo con fibra de vidrio en prótesis completas  fabricadas con resinas de alto impacto (11).

La mayoría de los fabricantes de prótesis hechas a base de resinas de polimetacrilato (PMMA), reclaman nuevas y mejores propiedades; sin embargo hay escasa investigación para soportar diferencias de fuerza entre las versiones contemporáneas de los productos de PMMA (12). Resulta motivante evaluar la resistencia flexural de dichas resinas, con respecto a las resinas acrílicas termopolimerizables convencionales. El objetivo de este estudio fue comparar  la resistencia flexural  de dos resinas acrílicas termopolimerizables (convencionales y alto impacto), mediante un dispositivo universal de pruebas.

MATERIALES Y MÉTODO

Estudio experimental-in vitro. La muestra fue constituida por láminas  de 40mm x 30mm x 3,0 mm, elaboradas con dos acrílicos de termocurado: convencional y de alto impacto, ambos de la marca comercial New SteticÒ. Para incrementar la confiabilidad y disminuir el error del método, se realizaron 15 especímenes para cada grupo. Realizadas las muestras de los dos acrílicos, se  recortaron y  con un calibrador digital (Pie de Rey) se estandarizó el tamaño de las láminas a  las medidas mencionadas, elaboradas con los dos acrílicos objeto de este estudio, ambos de la marca comercial New SteticÒ; se pulieron y brillaron  con papel abrasivo húmedo, puntas siliconadas y felpas junto con pasta diamantada. Este procedimiento se realizó por una sola cara en cada  espécimen.

Luego en el laboratorio P y L (Ingeniería especializada prevención y logística Ltda. en la ciudad de Bogotá), se tomó cada especímen del almacenamiento en agua y  se colocó en los soportes  de montaje del dispositivo universal de pruebas marca HumboldtÒ. El émbolo de carga estuvo ubicado en la mitad de la distancia entre los soportes cilíndricos paralelos dentro de 0,1mm y perpendiculares a la línea central longitudinal (Figura 1).

Figura 1. Dispositivo universal de pruebas

 

La fuerza sobre el émbolo de carga inició en cero Newtons (la fuerza en Newtons se expresó en MPa haciendo la conversión correspondiente MPa=Nw / cm2) y fue aumentando progresivamente con una velocidad  de 5 ± 1 mm/min hasta que el especímen llegó a su máxima resistencia de flexión, este acumuló energía y se fue flexionando  poco a poco, hasta que se fracturó (Figura 2).

Figura 2. Espécimen en máxima flexión


Análisis estadístico


Para el desarrollo de la investigación se empleó el software estadístico libre R versión 15.0 2012, el stat plus 2008 versión libre y ExcelÒ para WindowsÒ. Se realizó un análisis de puntos atípicos por Box Plot, en donde no se encontraron puntos atípicos; por tanto se aplicó la prueba de Shapiro Wilk (p=0.42), para determinar si la resistencia flexural de cada lámina provenía de poblaciones con distribución normal. Debido a que las  dos resistencias provenían de distribución normal, se procedió a realizar  la prueba F (p=0.023),para analizar la homogeneidad de la varianza de los dos grupos, encontrando varianzas diferentes, para ambas láminas; luego se aplicó la prueba T para varianzas diferentes para determinar si existían diferencias significativas en la resistencia flexural de ambas láminas.

 RESULTADOS

Al realizar el análisis de los datos obtenidos en la comparación de la resistencia flexural de láminas de acrílico convencional de termocurado y de alto impacto (Veracryl- New Stetic), se recolectaron los datos obtenidos  por cada lámina de acrílico convencional de termocurado; se encontró que para el acrílico convencional de termocurado la máxima resistencia a la flexión fue de 60,24MPa y la mínima de 53,23MPa con un promedio 57,51 MPa. Los resultados obtenidos para el acrílico de alto impacto fueron: la máxima resistencia a la flexión de 80,54 MPa y la mínima de 70,4 MPa con un promedio 75,17 MPa (Figura 3).

Figura 3. Resistencia a la flexión de las láminas de acrílico convencional de termocurado y acrílico de alto impacto

Al realizar la prueba Shapiro Wilk en las láminas de acrílico convencional de termocurado, se encontró un valor de p>0.05, estableciendo que las resistencias provenían de una distribución normal. Al realizar la prueba Shapiro Wilk en las láminas de acrílico de alto impacto, se encontró un valor de p>0.05 determinando que las resistencias provenían de una distribución normal. Al aplicar la prueba T se encontró diferencia significativa en los promedios de resistencia flexural de ambas láminas (valor p=9.6e-15), siendo mayor la resistencia a la flexión del acrílico de alto impacto (Figura 4).

Figura 4. Comparación de promedios entre láminas de acrílico convencional de termocurado y de alto impacto


DISCUSIÓN

El uso en la odontología  de materiales hechos a base de resinas acrílicas con excelentes características y propiedades ha hecho que cada día se encuentren nuevos materiales para su fabricación y que dentro de la amplia gama se empiecen a comparar y de esta manera saber cuál es el material que tiene mejor desempeño  clínico, como resultado de las propiedades obtenidas.
En el presente estudio se comparó la resistencia flexural de 15 especímenes para cada grupo, tanto  de resina acrílica convencional de termocurado y de alto impacto (Veracryl-New Stetic). Las muestras se estudiaron en un dispositivo universal de pruebas, con el fin de determinar cuál de los dos acrílicos tenía la mayor resistencia a la flexión.

Los resultados demostraron diferencias significativas en la resistencia flexural entre el acrílico convencional de termocurado y de alto impacto (Veracryl- New Stetic), observándose mayor resistencia a la flexión en los especímenes de acrílico de alto impacto, con una  máxima resistencia a la flexión de 80,54 MPa,  una mínima de  70,4 MPa y un promedio 75,17 MPa. En comparación con los resultados obtenidos en el acrílico convencional de termocurado, la máxima resistencia a la flexión fue de 60,24 MPa  y la mínima de 53,23 MPa, con un promedio 57,51 MPa. Una posible explicación a estos resultados puede estar relacionada con el desarrollo de nuevas resinas acrílicas (alto impacto), las cuales presentan mejores propiedades mecánicas debido a la adición de nuevos materiales cuyos modificadores introducidos en la composición del acrílico incluyen varios monómeros para producir un copolímero (3), agentes de entrecruzamiento, sustancias de goma en forma de estireno-butadieno (2), y al mecanismo de refuerzo: estireno-butadieno y nanoacrilato (8), que mejoran las propiedades mecánicas de los acrílicos de alto impacto.

Así mismo Jagger et al., (2) reportaron que la incorporación de otros materiales como el caucho no  ha sido de un éxito total, ya que puede tener efectos no favorables en el módulo de elasticidad y por lo tanto en la rigidez de las bases procesadas.  Sin embargo, se sabe que la inclusión de caucho en resinas para bases procesadas de “alto impacto” en forma de acrilato de butadieno, produce una mayor resistencia de impacto ya que este agente es capaz de causar dispersión de las grietas. (2)

Algunos autores han encontrado diferencias aparentemente contrarias a los resultados del presente estudio, es así como Stafford et al., (8) en 1980 compararon las propiedades de una amplia gama de polímeros de alto impacto  con los materiales de resina acrílica, encontrando ventajas a favor de los acrílicos no reforzados; pero aclarando que el indicador fue resistencia a la fatiga y no resistencia flexural como en el presente estudio.
Bastidas et al., (13) en 2011 compararon  la resistencia flexural de placas acrílicas polimerizadas por termocurado y microondas, determinando que no había diferencias significativas entre los dos grupos. Al evaluar la resistencia flexural elaborando especímenes de resina acrílica para base de dentaduras de termocurado convencional Veracryl (New SteticÒ) y termocurado por energía de microondas Ez-Cryl (New SteticÒ) se obtuvieron resultados muy similares.  
Los valores de resistencia flexural  observados se encuentran dentro de un rango de aceptación según la Norma ICONTEC NTC 1590. El promedio de las láminas de curado por microondas fue de 88,3 MPa, las láminas de termocurado convencional presentaron un promedio de 88,9 MPa. En contradicción con el presente estudio  los resultados demostraron diferencias significativas en la resistencia flexural entre el acrílico convencional de termocurado con un promedio 57,51 MPa y de alto impacto con un promedio de 75,17 MPa, teniendo mayor resistencia a la flexión los especímenes de acrílico de alto impacto, sin embargo hay que aclarar que ellos no utilizaron acrílico de alto impacto, y su objetivo era el método de termopolimerización  en dos acrílicos con la misma composición química.

En  2010 Marciales et al., (14)  compararon la porosidad de láminas acrílicas polimerizadas mediante termopolimerización convencional y polimerización por energía microondas. En este estudio el acrílico de polimerización por energía microondas (Ez-Cryl) presentó mayor porosidad que el acrílico de termopolimerizacion (Veracryl). Estos resultados influyen en la resistencia flexural, porque los acrílicos con mayor porosidad se fracturan con mayor facilidad, tal como se ha reportado previamente (14).  

Una de las fortalezas del presente estudio fue que el tamaño de la muestra se aumentó respecto a la norma ISO 1567, donde se establecen como mínimo 6 especímenes; en esta investigación se determinó por medio de una fórmula estadística teniendo una confianza del 95%, con un error de 6,5%, para un total de 15 especímenes para cada grupo, con el propósito de incrementar la confiabilidad y disminuir el error. Así mismo el diseño de los especímenes y la realización de la prueba mecánica se basó en la Norma Técnica  ISO 1567. Para esta investigación se siguieron los protocolos indicados por la fábrica New Stetic (3), con ambos grupos, en lo que se refiere a proporción de la mezcla, manipulación del material, tiempo de trabajo, temperatura  de cocción del material y presión ejercida por la prensa. Sin embargo los bordes de las placas no fueron pulidos para no alterar el tamaño final del especímen.
Como limitación a la presente investigación se puede plantear que el estudio se realizó in vitro y no in vivo en donde podrían influir factores como la resistencia a la fractura y las fuerzas masticatorias que pueden afectar la tensión interna de una prótesis que se manifiesta en una mayor predisposición a la fractura de la misma (10), durante las tensiones generadas en la masticación. Otros factores influyentes pueden ser la humedad en la cavidad oral, la frecuencia y tiempo de uso de una prótesis total. Aunque las muestras utilizadas tenían un espesor promedio similar al de una prótesis, se debe reconocer como limitación de la investigación el diseño, ya que  se realizaron placas acrílicas y no prótesis totales.

Conclusiones

La adición de materiales como copolímeros, agentes de entrecruzamiento, sustancias de goma en forma de estireno-butadieno en las resinas acrílicas de alto impacto, aumentan su resistencia flexural, en comparación con las resinas acrílicas convencionales. Teniendo en cuenta los resultados de este estudio se sugiere la utilización de resinas acrílicas de alto impacto para la elaboración de prótesis totales.

 

 

REFERENCIAS

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