Metales en Ingeniería de Materiales Dentales

Los metales son un grupo de elementos químicos que presentan las siguientes propiedades físicas:

• Se encuentran en estado sólido a temperatura ambiente, excepto el mercurio, que es líquido.
• Son opacos, excepto en capas muy finas.
• Muchos metales presentan superficie metálica especular (reflectante).
• La mayoría son de color blanco: plata, níquel, estaño, aluminio, zinc. Aunque hay diferencias ligeras en el tinte entre los blancos.
• El oro tiene coloración amarillenta y el cobre, rojiza.
• Son buenos conductores eléctricos y térmicos.
• En estado sólido tienen estructura cristalina.
• Son muy densos; el de mayor densidad es el osmio.
• Tienen una energía de ionización baja, es decir, para perder electrones necesitan poca energía, por lo que reaccionan con facilidad.
• Forman sales como cloruros, sulfuros y carbonatos.

Propiedades Mecánicas de los Metales Dentales

• Módulo de elasticidad: Indica la rigidez relativa. Es la relación entre la fuerza de compresión y deformación. Cuanto más elevado sea el módulo, más rígida será la aleación. El módulo de elasticidad debe ser alto para que la prótesis pueda resistir la tensión. Es importante en las restauraciones de metal-cerámica, donde la flexión puede causar la fractura de la porcelana.
• Límite proporcional: Máxima fuerza que puede sufrir un material sin sufrir deformaciones permanentes. Este parámetro permite al profesional evaluar el comportamiento de una aleación ante un esfuerzo masticatorio. Debe ser alto para que las estructuras no sufran deformaciones.
• Porcentaje de elongación: Cuanto mayor sea, más cederá la aleación al pulirla o presionarla. La combinación del límite proporcional y el porcentaje de elongación miden el grado de manejabilidad de una aleación. Por lo que un alto o bajo porcentaje de elongación hace más difícil terminar los bordes y ajustar los ganchos.
• Dureza: Resistencia a la indentación. A mayor dureza, mayor resistencia al desgaste.
• Fuerza Tensional: Máxima fuerza que puede soportar una aleación al someterse a una carga tensional.

Características Generales de las Aleaciones Dentales

• El contenido del metal noble es el que da la resistencia a la corrosión y las propiedades inertes.
• En presencia de ambientes agresivos (como el medio bucal), ciertas aleaciones como la de Ni-Cr son susceptibles a la corrosión.
• La dureza es importante ante el desgaste oclusal y para las propiedades de pulido y terminado.
• La resistencia a la tensión es importante para determinar la habilidad para soportar fuerzas, especialmente en prótesis fija.

Titanio en Odontología

Características del Titanio

• Aspecto plateado grisáceo.
• No es excesivamente brillante.
• Es algo más apagado que otras aleaciones.
• Baja densidad.
• Bajo módulo de elasticidad.
• Excelente relación resistencia mecánica/densidad.
• Es el metal más ligero de los usados en el campo dental.
• Relativa resistencia a la deformación plástica.
• Cierta ductilidad.
• Capacidad de unirse con el hueso humano en el proceso denominado osteointegración, lo que permite que el organismo no lo rechace.

Propiedades Químicas del Titanio

Tiende a combinarse con oxígeno, con el que forma una pátina (capa) de óxido. Esta pátina de óxido le permite ser resistente a la corrosión a temperatura ambiente. La capa de óxido reduce la liberación y difusión de compuestos iónicos del metal, lo que puede dar lugar a reacciones inmunes de tipo IV o de hipersensibilidad retardada. La capa facilita también la integración de implantes dentales, asegurando el éxito de la integración de la interfaz metal-tejido. El óxido de titanio es biocompatible.

Propiedades Térmicas del Titanio

Coeficiente de expansión térmica bajo. Tenerlo en cuenta al trabajar titanio con cerámicas. Conductividad y difusión térmica más bajas que en otros materiales. Propaga menos el calor que una aleación de oro. ¡CUIDADO al trabajar con instrumental rotatorio debido a la propagación del calor!

Aspectos Positivos del Titanio

• Gran resistencia a la corrosión.
• Buena biocompatibilidad:
  • Se puede encontrar en el organismo en grandes cantidades.
  • Es más compatible que otros metales.
• Aunque se han registrado algunos casos de alergias de tipo I y IV. Estas reacciones pueden ser la razón de fallos de implantes dentales.
• Hay mayor riesgo de alergia al titanio en aquellas personas que tienen alergia a otros metales.

Empleo del Titanio en Odontología

El titanio comercialmente puro se emplea para implantes dentales, coronas, prótesis, así como alambres para ortodoncia.

Aleaciones de titanio:

• Titanio-níquel y titanio-molibdeno → para alambres ortodónticos.

Las aleaciones son más fáciles de combinar con oxígeno y otros gases.

Tipos de Titanio Comercialmente Puro

1. Alfa: Calentado a altas temperaturas pasa a beta.
   • Tiene más oxígeno y menos hierro.
   • Más fácil de soldar.
   • Más difícil para trabajar a temperatura ambiente.
2. Beta: Es más resistente pero más quebradizo.
   • Tiene menos oxígeno y más hierro.
   • Maleable a temperatura ambiente.
   • Muy empleado en ortodoncia.

Níquel en Odontología

El níquel tiene diversos usos en odontología; por ejemplo, la aleación de níquel-cromo en prótesis y la aleación níquel-titanio.

Características del Níquel

Presenta un aspecto blanco plateado, el cual es duradero. Añadido en pequeñas cantidades a las aleaciones de alta nobleza, el níquel blanquea e incrementa la resistencia y la dureza.

Aspectos Positivos del Níquel

Maleable y dúctil, con alta resistencia a la corrosión y oxidación.

Empleo del Níquel

Se utiliza en ortodoncia: se combina con el acero inoxidable en un 8%.

Aspectos Negativos (Lesiones) del Níquel

La alergia al níquel se presenta en los casos con aparatos ortodóncicos fijos como estomatitis por contacto. Esta alergia constituye la reacción adversa local de mayor prevalencia. Esta reacción de hipersensibilidad es de tipo IV, mediada por linfocitos T. Existe la posibilidad de que el metal pueda ser liberado al medio bucal en forma de iones solubilizados, como consecuencia de un proceso de corrosión. Esta liberación de iones disminuye conforme se incremente el pH. Sin embargo, se afirma que la cantidad de iones de níquel está muy por debajo del valor crítico para producir patología. La alergia al níquel tiene relación estrecha con la alergia a las joyas metálicas.

La liberación de níquel a la cavidad bucal puede dar inicio a hiperplasia gingival. Personas que tienen alergia al paladio pueden tenerla también al níquel debido a una reacción cruzada. El níquel puede provocar también lesiones como descamación labial, queilitis angular, periodontitis, estomatitis con eritema moderado o severo y úlcera. Puede provocar también: sensación de ardor, pérdida del gusto y sabor metálico. POLÉMICA: No hay evidencia científica de que el níquel pueda causar cáncer en boca. Parece que cuando desaparece el daño provocado en el ADN, la situación se soluciona.

Cobre en Odontología

Características del Cobre

• Metal de color rojo.
• Dúctil.
• Maleable.
• Tenaz.
• Después de la plata, es el metal que conduce mejor el calor y la electricidad.
• Es uno de los metales más importantes en las aleaciones dentales de alta nobleza, ya que aumenta la resistencia y la nobleza.

Una aleación de 6% de cobre y 94% de oro tiene más dureza que el oro solo.

Cromo en Odontología

Aspectos Positivos del Cromo

Aumenta la resistencia a la corrosión en las aleaciones.

Aspectos Negativos del Cromo

La liberación de cromo. El máximo se da en 7 días, después disminuye. Los valores estuvieron por debajo del promedio de la ingesta dietética, incluso si el mantenedor de espacio tenía 4 bandas, este no era capaz de causar ningún tipo de toxicidad.