Artículo Original. Revista OACTIVA UC Cuenca. Vol. 7, No. 1, pp. 17-22, Enero-Abril, 2022.
ISSN 2588-0624. ISSN Elect. 258802624. Universidad Católica de Cuenca
INFLUENCIA DEL ARENADO SOBRE LA RESISTENCIA
ADHESIVA DE UN POLÍMERO CON NANORELLENO
CERÁMICO PARA CAD-CAM
Influence of sandblasting on the bond strength of a ceramic nanofilled polymer for
CAD CAM
Gisella Quiroz Cevallos
1
, Lesly Chacón Flores
1
, Karen Guevara Guamán
1
, Michelle Celi Gonzaga
1
, Paola Cangas
Bedoya
1
, Valeria Quinapallo López
1
, Marcelo Cascante-Calderón
2
.
1
Estudiante de la carrera de Odontología. Universidad Central del Ecuador
2
PhD. Docente a tiempo completo, Departamento de Clínica Integral de La Facultad de Odontología. Universidad Central
del Ecuador.
*mcascante@uce.edu.ec
Resumen
Fabricantes de materiales restauradores están ofreciendo cada vez con más frecuencia nuevos productos que aseguran son
mejores que los que tenemos hoy en día. Para que un material tenga éxito en la boca, debe poder cementarse de una manera
confiable y duradera. Objetivos: medir la resistencia adhesiva de un cemento resinoso sobre un composite para CAD CAM,
después de haber sido arenado. Materiales y métodos: bloques de Brava Block para CAD CAM fueron sometidos al siguiente
tratamiento de superficie: arenado, silano, adhesivo universal y un cemento resinoso. El grupo control no fue arenado. El
GI fue cementado inmediatamente después de ser arenado. En los demás grupos se decidió esperar 24, 48 y 72 horas
para la cementación. Los especímenes fueron ensayados al microcizallamiento tanto inmediatamente como después de ser
envejecidos. Los datos fueron analizados por medio de un Anova y un post hoc de Tukey. Toda la estadística fue realizada
con un valor p= 0,05. Resultados: Los más altos valores de adhesión fueron reportados por el grupo GI tanto inmediatamente
como cuando fue envejecido (48,54 ± 8,23; 27,85 ± 4,87). En tanto que la fuerza de unión fue disminuyendo conforme se
retardó más tiempo de la cementación después de arenar, grupo 24DA (44,26 ± 7,01), 48DA (40,98 ± 7,11), 72DA (38,89 ±
6,63). El grupo control que no fue arenado tuvo los peores valores (24,57 ± 4,58). Conclusiones: Cementar inmediatamente
después de arenar mejora los valores de fuerza de unión de un polímero para CAD CAM.
Palabras clave: Polímeros, Silanos, Arenado, Resistencia Flexional, Dureza, CAD-CAM.
Abstract
As of today, we hear manufacturers of restorative materials increasingly offer new products that they assure and recommend
that the best of the best, they claim that these are better than the ones we have today. However, for a material to be a success
in the mouth, it must and has to be able to be cemented and bonded in a reliable and durable way. Aim: Measure the adhesive
bond strength of a resinous cement on a CAD CAM composite after having been sandblasted. Material and methods: “Brava
Block” blocks for CAD CAM were subjected to the following surface treatment: Sandblasting, Silane, Universal Adhesive,
Resinous cement. The “Control Group” was not sandblasted. The GI was cemented immediately after being sandblasted.
Meanwhile in the other groups, it was decided to wait for 24, 48 and 72 hours to procced with the cementation. The specimens
were tested for microshear both immediately and after aging. The data gathered was analyzed through an Anova and Post
Hoc Tukey test. Results: The highest adhesion values were reported by the “GI Group” both immediately and while aging
(48, 54 ± 8, 23; 27, 85 ± 4, 87). Observing that the bonding strength started decreasing as more time for the cementation was
delayed after sandblasting, group 24DA (44.26 ± 7.01), 48DA (40.98 ± 7.11) and 72DA (38.89 ± 6.63). The control group
that was not sandblasted had the worst results, its values were (24.57 ± 4.58). Conclusions: Cementing immediately after
sandblasting is a process that improves the bonding strength values of a polymer for CAD CAM.
Key words: Polymers, Silanes, Sandblasting, Flexural Strength, Hardness, CAD-CAM.
Revista OACTIVA UC Cuenca. Vol. 7, No. 1, Enero-Abril, 2022
Influencia del arenado sobre la resistencia adhesiva de un polímero con nanorelleno cerámico para CAD-CAM 17
1 Introducción
A pesar de los indudables avances que han experimen-
tado los materiales dentales restauradores, todavía no se en-
cuentra el ideal. Las resinas tradicionales a base de Bis-GMA
(Bisfenol-A-Glicidil Metacrilato), TEGDMA (Trientiengli-
col dimetacrilato) y el UDMA (Dimetacrilato de uretano),
han sido utilizadas durante muchas décadas para reemplazar
a la amalgama por su estética, sin embargo, la contracción
de polimerización y el desgaste siguen siendo un problema.
1
Por otro lado, las cerámicas vítreas y cristalinas son muy
rígidas y no son capaces de absorber y disipar las fuerzas
de la masticación, como lo hace la dentina, exponiéndolas a
fracturas catastróficas, además de ser todavía muy costosas.
Por todo ello, muchos fabricantes están ofreciendo materiales
que se han dado en llamar bloques resinosos nanocompues-
tos, o también HPP del inglés High Performance Polymer,
2
que han reemplazado a los antiguos cerómeros que ya no
se fabrican más. Estos polímeros HPP ya no presentan el
problema de la contracción de polimerización debido a que
vienen prepolimerizados de fábrica. Están compuestos de
polimetil metacrilato (PMMA) en un 80 % más un relleno
inorgánico, que puede ser: nanopartículas de sílice y vitroce-
rámicas rodeadas de un 20 de una matriz resinosa (BISGMA
y UDMA).
3, 4
Entre algunos nombres comerciales de ellos podemos men-
cionar a: Cerasmart (GC corp.), Brillant Crios (Coltene),
Kata Avencia (Kuraray Noritake Dental INC.) y Brava Block
(FGM), todos ellos disponibles para CAD CAM.
5
Los fabri-
cantes de estos HPP los prepolimerizan a altas temperaturas y
presiones,
4
con el objeto de mejorar sus propiedades físicas,
razón por la cual están indicados para coronas, carillas e
incrustaciones tipo inlays, en premolares, así como coronas
provisionales de largo plazo.
6
Dentro de sus propiedades mecánicas destacan su resistencia
a la flexión de entre 14 a 16 GPa, muy similar al de la dentina
5
que es de 16 a 20 GPa.
7
Así como una resistencia a la fractura
de 200 MPa
2
lo que los harían ideales para ser usados en
el sector anterior. Su valor de dureza Knoop de 40 lo hace
menos duro que el esmalte (344)
8
y por lo tanto no podría
causar desgastes a los antagonistas.
Más allá de estas propiedades importantes, se necesitan tam-
bién tener buenas propiedades adhesivas, pues el éxito de una
restauración en la boca depende de su capacidad de unirse
perfectamente a un cemento resinoso.
9
Al ser prepolimerizado a altas temperaturas existe la preo-
cupación de que no tenga suficientes monómeros residuales
libres con los cuales podrían reaccionar a los monómeros del
cemento resinoso. Razón por la cual investigadores aconsejan
arenar la pieza antes de cementarla.
5, 9
A pesar de ser un
paso muy importante muchos clínicos delegan al arenado a
su técnico dental, quien podría demorar unos días antes de
devolver la pieza tratada, lo cual podría disminuir la resis-
tencia adhesiva (RA) por contaminación de la superficie. El
propósito de este estudio fue examinar el efecto que produce
el tiempo transcurrido entre el arenado y la cementación de
una pieza de Brava Block. La Hipótesis nula fue que no existe
diferencia de la RA del Brava Block cuando ha sido arenado y
su procedimiento adhesivo ha sido realizado inmediatamente,
a las 24, 48 y 72 horas después.
2 Materiales y métodos
Los materiales utilizados en nuestra investigación están
descritos en la tabla 1. Se utilizaron 5 bloques de Brava Block
(FGM) que fueron seccionados en 50 láminas de 14x14x1mm
con una máquina de corte usando un disco de diamante bajo
irrigación continua, en total se formaron 5 grupos de n=10
y se pulió la superficie que iba a ser adherida, con un motor
rotatorio eléctrico, con papel de lija de grano fino 600, 1000 y
1200 cada uno durante 3 minutos, en ese orden. Se elaboraron
200 microtubos de resina convencional (Z100, 3M ESPE,
USA) de 0,8mm de diámetro interno y 5 mm de altura, para
lo cual se utilizó un tubo tygon (Tygon Saint-Gobain, USA).
Todos los grupos fueron arenados (excepto el grupo control)
con un arenador de consultorio (Bio Art Jato. Sao Paulo.
Brasil) durante 20s con movimientos circulares, con partí-
culas de 50 µm de AL2O3, (arena Cobra,Renfert, GmbH,
Alemania) a una distancia de 10 mm. Posteriormente todos
los grupos recibieron un tratamiento químico de superficie
que consistió en la colocación de agentes de enlace, silano
(Ultradent, South Jordan, UTA, EEUU) con una punta de
un microbrush y se frotó activamente durante 20s para luego
dejarlo evaporar durante 60s. A seguir, se colocó un adhesivo
a base de 10 MDP Single bond Universal (St Paul, MN,
Minesota, EEUU), frotándolo por 20s y se sopló un chorro
de aire, sin contaminación con aceite, indirectamente, por
5s. Después se fotopolimerizó durante 20s con una lámpara
de luz led de 1000 mw/cm2 (Valo Grand, Ultradent, South
Jordan. UTA. EEUU).
Finalmente, cada una de las láminas de Brava Block
fueron divididas por la mitad (superior e inferior). En cada
una de esas mitades se cementaron 4 microtubos de resina
como se observa en la figura 1. Los del grupo IDA se
cementaron inmediatamente después del arenado. En tanto
que con los grupos 24DA, 48DA y 72DA se decidió esperar
uno, dos y tres días después de ser arenados para realizar
las cementaciones, para lo cual se usó un cemento resinoso
Allcem (FGM. Joinville, Sta. Catarina, Brasil). Se fotopoli-
merizó con la misma fuente de luz.
Finalmente, los cuerpos de prueba fueron almacenados en
agua a 37°C por 24 horas antes de ser ensayados en la
máquina de ensayos universales. La mitad superior fue mi-
crocizallada inmediatamente, mientras que la mitad inferior
fue sometida al envejecimiento, antes de ser nuevamente
ensayada.
El proceso de envejecimiento fue realizado en una autoclave
(Cristofolí. MK3000 19L, Odontobras, Brasil) a 134ºC a 2,3
kgf/cm2 por 5 ciclos de 45 minutos cada uno para un total
de 225 minutos. Los mismos que corresponden a 3 años de
Revista OACTIVA UC Cuenca. Vol. 7, No. 1, Enero-Abril, 2022
18 Quiroz, Cevallos y Cols.
Tabla 1. Materiales utilizados en el estudio
Fig. 1. Ensayo de microcizallamiento de los cuerpos de prueba. Los
microtubos de resina de la mitad superior que han sido adheridos
son ensayados inmediatamente, mientras que los de la mitad inferior
serán envejecidos antes de ser ensayados nuevamente.
envejecimiento según Molina et al,
10
todas las muestras fue-
ron microcizalladas en una máquina de Ensayos Universales
(MTS TK/T5002, Software STEP 7 Microwin 32 V 4.0) una
velocidad de 0,5mm/min.
3 Análisis Estadídtico
El estudio estadístico fue realizado con el software
Minitab 18 (Minitab Statistical Software. Inc. E.E.U.U.) La
estadística descriptiva incluyó los promedios de RA de cada
grupo, así como su desviación estándar (DESV.EST). Un
análisis de varianza ANOVA seguido de un test post hoc
de Tukey fue utilizado para comparar la fuerza de adhesión
y el tratamiento de superficie entre todos los grupos. Las
diferencias de los promedios fueron estimadas con un 95 %
de intervalo de confianza y su correspondiente valor p. El
nivel de significancia para las comparaciones múltiples fue
de 5 %.
4 Resultados
El promedio de la RA y la desviación estándar de cada
grupo se puede apreciar en la tabla 2.
Tabla 2. Promedio y desviación estándar de RA al microcizalla-
miento de Brava Block después de haber sido cementada inmedia-
tamente y a las 24h, 48h, y 72 horas, después de ser arenada.
El mejor promedio de RA fue obtenido por el grupo
IDA, es decir aquel grupo en el cual los microtubos fueron
cementados inmediatamente después de ser arenado (48,54
MPa). Cuando se observaron los resultados después del en-
vejecimiento en este mismo grupo, los valores de RA des-
cendieron a 27,85 MPa pero siguen siendo altos, comparados
con los otros grupos.
En tanto, que los promedios de RA fueron menores cuando
más tiempo transcurrió desde que se arenó hasta que se
cementaron las piezas. Así tenemos que a las 24 horas se
obtuvieron promedios de 44,26 MPa para el grupo 24DA,
40,98MPa para el 48DA y finalmente de 38,89 MPa para el
grupo que fue cementado después de 72 horas (72DA).
Los resultados de RA después del envejecimiento mostraron
que el grupo 24DA no fue diferente del grupo IDA con un
promedio de 27,55 MPa. En tanto, que en los grupos 48DA y
72 DA si se observó una clara disminución de la RA a valores
de entre 20,29 y 19 MPa respectivamente. No se observaron
despegamientos espontáneos, en ninguno de los grupos.
El análisis estadístico ANOVA de dos vías (tratamiento de
superficie y envejecimiento), mostró que hubo interacción
entre estos dos factores (p =<0,000) fue estadísticamente sig-
nificativo como se muestra en la (Tabla 3). Es decir, el tiempo
que se demora en hacer adhesión luego de ser arenados tuvo
una influencia negativa en la RA.
Revista OACTIVA UC Cuenca. Vol. 7, No. 1, Enero-Abril, 2022
Influencia del arenado sobre la resistencia adhesiva de un polímero con nanorelleno cerámico para CAD-CAM 19
Tabla 3. Anova de dos vías de la interacción entre los factores
tiempo de envejecimiento y tratamiento de superficie.
Fig. 2. Promedios de RA de los diferentes grupos. Letras diferentes
indican grupos diferentes, mientras que letras iguales indican grupos
iguales.
5 Discusión
La presente investigación midió la RA al microcizalla-
miento de Brava Block al realizar el procedimiento adhesivo
inmediatamente y a las 24, 48 y 72 horas después de ser are-
nado. Los resultados mostraron que los más altos valores de
RA fueron alcanzados cuando se procedió a la cementación
inmediatamente después de haber sido arenada la superficie
del polímero. Por lo tanto, la hipótesis nula fue rechazada.
La mejor estrategia para alcanzar valores confiables y dura-
deros de adhesión en los materiales cerámicos a base de sílica
es la de producir irregularidades mecánicas en su superficie
seguido de la utilización de un silano.
11, 13
El Brava Block
tiene en su composición un 80 % de matriz inorgánica en
forma de vitrocerámica, ver tabla 1. Lo que explica los altos
valores de RA alcanzados en el presente estudio.
Investigaciones han confirmado que el arenado es un paso
muy importante para aumentar la resistencia de unión entre
las cerámicas y los bloques resinosos para CAD/CAM.
5, 9, 14
Nuestros resultados confirman dichas observaciones cuando
comparamos los valores del grupo control, que no fue arena-
do, con los demás grupos que si lo fueron.
El arenado es capaz de eliminar los contaminantes de su-
perficie, aumenta la energía superficial, y forma microporos
debido al choque que producen las partículas de Al2O3 al
ser lanzadas con fuerza sobre la superficie de un material.
Todo ello facilita la humectabilidad, mejorando la fluidez de
los agentes de enlace y del cemento resinoso.
15
Sin embargo,
Yoshihara et al.,
16
indican que el arenado puede producir mi-
crofisuras en los materiales cerámicos lo que podría debilitar
la resistencia mecánica de la restauración.
Se ha evidenciado en la clínica que el arenado es capaz de
perforar una restauración de menos de 1 mm de grosor. Esta
es la razón por la que nosotros escogimos hacer láminas de
por lo menos 1 mm de espesor. No se observaron perfora-
ciones cuando se arenó las piezas. Sin embargo, teniendo en
cuenta la observación de Yoshihara et al, se deberían hacer
más estudios de microscopia para observar posibles daños del
material.
Se pudo comprobar que el arenado mejora la RA, siempre
y cuando se proceda de inmediato a silanizar la superficie
entre 1 a 7 minutos, para obtener una interface eficiente,
debido a que los primeros cinco minutos son críticos, porque
en ese tiempo se produce la evaporación del disolvente y
la formación de una película fina que ayudará en la unión
con el sustrato. El espesor fino de la capa de siloxano es
determinante para el aumento en la resistencia de unión.
Schader et al.,
17
reportó que el silano cuando es colocado
sobre un cuerpo vítreo puede formar tres subcapas. La más
externa está en contacto con el medio ambiente por lo tanto
es la más débil para hacer adhesión, mientras que las capas
intermedia e interna son las más fuertes porque están direc-
tamente relacionadas con la superficie adherente. Por esta
razón cuando se emplea un silano sobre una matriz vítrea los
valores de adhesión inmediatos son altos.
El silano es una molécula bifuncional, es decir que tiene dos
extremos. Por uno de ellos es capaz de unirse a un compuesto
inorgánico y por el otro a uno orgánico. Como habíamos
visto el Brava Block está compuesto por sílica, vitrocerámica
y resina los cuales van a formar enlaces covalentes con los
terminales metacrilato del cemento. El cemento Allcem tiene
monómeros de metacrilato y nano partículas de dióxido de
silicio ver tabla 1. Según explica Matinlinna et al.,
18
el silicio
es capaz de unirse fuertemente al oxígeno, formando cadenas
interminables de Si-O- Si-O con una fuerza de energía de 368
kJ/mol.
Es importante destacar que en el grupo control, en donde no
se realizó arenado previo, pero si se usó silano, los valores de
adhesión fueron los más bajos de todos los grupos estudiados,
tanto cuando fueron ensayados inmediatamente como cuando
fueron envejecidos. Ello nos lleva a concluir que el silano por
sí solo no es capaz de reaccionar sin un tratamiento previo de
superficie.
19
Estudios reportan que la combinación de un ataque ácido con
ácido fluorhídrico (HF) seguido de la silanización no produce
altos valores de adhesión en estos composites,
?
esto se debe
a que un grabado ácido en concentraciones de 10 % puede
dañar severamente la matriz vítrea y exponer la fase resinosa,
haciendo que el silano disminuya su acción. Por esta razón
no utilizamos un ácido como tratamiento de superficie.
Se pudo observar que el tratamiento mecánico de superficie
con arena seguido de silano fue efectivo. Sin embargo, nos
queda la duda de, si el silano fue el que produjo un buen
Revista OACTIVA UC Cuenca. Vol. 7, No. 1, Enero-Abril, 2022
20 Quiroz, Cevallos y Cols.
efecto o si por el contrario el adhesivo universal tuvo una
influencia positiva.
Con respecto al adhesivo a base de 10 MDP (metilhidroxietil-
dihidrogénfosfato) también es una molécula bifuncional con
dos extremos activos. Uno de ellos es un terminal metilo que
enlaza directamente con el extremo CH3 – CH 2 del cemento
resinoso,
22
lo que asegura muy buenos valores de unión entre
ellos.
23
Este adhesivo es capaz de mejorar significativamente
la resistencia de unión, de una nanocerámica.
13, 24
La larga
cadena de 10 carbonos es capaz de mantener alejada la
humedad de la interface adhesiva, evitando que el cemento
se despegue rápidamente. Sin embargo, Emsermann et al.,
22
afirman que la combinación previa con un silano no es
efectiva, nuestros resultados confirman esos hallazgos. Es
importante entonces realizar estudios de adhesión en estos
materiales, pero prescindiendo del silano como agente de
enlace.
Cuando los cuerpos de prueba fueron sometidos al enve-
jecimiento, se pudo apreciar que la RA inicial disminuyó
a valores de entre 27 y 19 MPa, incluso el grupo control
presentó más bajos, 14 MPa en promedio. Estos valores se
encuentran dentro del rango reportado por Elsaka,
19
en el
cual asegura que se pone en riesgo la adhesión. Ello puede
deberse a que en este tipo de composites es inevitable la
absorción de agua por el polímero. Estudios previos ya han
reportado estos despegamientos.
25, 27
A pesar de que estos composites vienen prepolimerizados
de fábrica y con ello los fabricantes aseguran que se evita
la contracción de polimerización, ello podría disminuir los
monómeros libres que quedan para la adhesión. Probable-
mente esta sea la causa que explica por qué la fuerza de
unión disminuye mucho después del envejecimiento. Hasta
ahora nuestros resultados indican que las mejores fuerzas
adhesivas se pudieron alcanzar cuando la cementación se
realizó inmediatamente al arenado.
Dentro de las limitaciones de nuestra investigación, se en-
cuentra el tipo de envejecimiento al que fueron sometidos los
grupos. A pesar de que todavía no existe un consenso,
28
sin
embargo, la técnica más utilizada para el envejecimiento es
el termociclado, pues ello genera un stress por el intercambio
del calor y el frío en la interface adhesiva. Evidentemente con
la autoclave esto no es posible. De todas maneras, la presión
y el calor son capaces de llevar al límite la actuación de los
materiales y nos permitió estudiar cómo estos se comportan
en ambientes extremos.
Por último, a nivel experimental, es imposible replicar todas
las condiciones de stress que se tienen en la boca, por lo tanto,
investigaciones clínicas también son muy necesarias.
6 Conclusiones
Con las limitaciones del estudio, se concluye que el
cementado inmediato después de arenar un polímero Brava
Bock permite alcanzar altos valores de RA. Sin embargo, al
ser sometido al envejecimiento las fuerzas de unión disminu-
yen mucho. Se debería evitar cementar una pieza de Brava
block cuando el arenado se ha realizado unas 24, 48 o 72
horas antes.
Conflicto de interés: Los autores/as declaran no tener
ningún conflicto de interés.
Contribuciones de los autores: MCC desenvolvió la
concepción de la investigación, diseño la metodología, con-
tribuyó al análisis de los resultados, estadística y en la
redacción del manuscrito. GQC contribuyó al diseño de la
metodología, realizó los ensayos de laboratorio, escribió la
primera versión del manuscrito, contribuyo en la discusión,
y en la redacción y corrección de la versión final del ar-
tículo. LCHF realizó los ensayos de laboratorio, contribuyó
en la redacción del manuscrito. KGG realizó los ensayos de
laboratorio. Revisó y corrigió el manuscrito. MCG realizó
los ensayos de laboratorio, y en la redacción y corrección
del artículo, participó en la discusión final. PCB realizó
los ensayos de laboratorio, y en la redacción del artículo,
participó en la discusión final. VQL realizó los ensayos de
laboratorio, revisó y corrigió el manuscrito, participó en la
discusión final.
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Recibido: 22 de abril de 2021
Aceptado: 24 de diciembre de 2021
Revista OACTIVA UC Cuenca. Vol. 7, No. 1, Enero-Abril, 2022
