Revista Methodo: Investigación Aplicada a las Ciencias Biológicas. Universidad Católica de Córdoba.
Jacinto Ríos 571 Bº Gral. Paz. X5004FXS. Córdoba. Argentina. Tel.: (54) 351 4517299 / Correo:
methodo@ucc.edu.ar /Web: methodo.ucc.edu.ar | ARTICULO ORIGINAL Rev. Methodo 2021;6(2):71-76.
ARTICULO ORIGINAL Rev. Methodo 2021;6(2):71-76
https://doi.org/10.22529/me.2021.6(2)04
Recibido 26 Nov. 2020| Aceptado 01 Feb. 2021 | Publicado 08 Abr. 2021
Resistencia a la compresión de Biodentine®: mezcla manual
vs. Mecánica
Compressive strength of Biodentine®: mechanical vs. manual
mix
Gustavo F. Molina
1
, Javier Ulfohn
1
, Georgette Arce Brisson
2
, Cecilia Boetto
2
, Ignacio Mazzola
1
,
Laura Brain Lascano
1
, Luis M Zaya
1
, Martín Sainz Aja
1
, Carlos J. Pascualini
1
, Martín Farah
1
, Miguel
Farah
1
, Ricardo J Cabral
l
.
1 Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. Facultad de Odontología. Cátedra de Materiales Dentales
2 Universidad Nacional de Córdoba, Argentina.
Facultad de Odontología. Cátedra de Endodoncia
Correspondencia: Gustavo Fabián Molina. E-mail: gustavo.molina@unc.edu.ar
Resumen
INTRODUCCIÓN: La incorporación de innovaciones tecnológicas en determinados materiales dentales,
especialmente aquellos que requieren de aparatología específica para su uso y/o cuya pre-dosificación
implica el descarte de una porción de su contenido, está condicionada por la relación costo-beneficio del
producto. Según las instrucciones del fabricante, las cápsulas del silicato tricálcico Biodentine®
(Septodont) deben activarse mediante el uso de mezcladores mecánicos luego de adicionar las proporciones
exactas del líquido ad-hoc, utilizando la totalidad de cada cápsula de polvo y su respectiva ampolla del
líquido, con un excedente de material considerable, según su indicación. Si bien es posible realizar la mezcla
del cemento en forma manual prescindiendo de un amalgamador, una modificación en las recomendaciones
del fabricante podría alterar las propiedades del material.
OBJETIVO: Determinar si existen diferencias en la resistencia compresiva de Biodentine® según el
método de mezcla utilizado: con activación mecánica y con mezcla manual.
MATERIALES Y METODOS: Se confeccionaron probetas cilíndricas de 6 mm de alto por 4 mm de
diámetro (n=6) para los dos grupos de estudio A) Biodentine® / Mezcla manual y B) Biodentine® / Mezcla
mecánica. Las muestras fueron sometidas a la aplicación de una fuerza continua en máquina universal de
ensayos Digimess RS-8000-5 a una velocidad de carrera de 1 mm/min hasta su ruptura. Se compararon los
valores obtenidos entre los grupos mediante test de Student, determinando diferencias significativas para
valores de p>0,05.
RESULTADOS: Los valores medios obtenidos y su desviación estándar fueron A) 52.6 (16.3) MPa y B)
65.7 (30.6) MPa respectivamente. La distribución de valores de resistencia a la compresión según el grupo
de estudio fue levemente superior en el grupo B, aunque las diferencias no fueron significativas (p=3,77).
CONCLUSIONES: La mezcla manual no disminuye significativamente la resistencia a la compresión de
Biodentine® en comparación al cemento mezclado mecánicamente.
Palabras claves: Cementos Dentales, Comportamiento Físico, Silicatos.
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Abstract
INTRODUCTION: Economic circumstances may create difficulties in access to certain dental materials,
especially those that a part of their content has to be disposed after mixing. According to the manufacturers´
instructions, capsules of tri-calcium silicate Biodentine® (Septodont) ought to be activated using a
mechanical mixer after addition of the liquid accordingly. The whole content of a capsule is then used
before the setting of the material. Aim: To compare the effect of the mixing mode on the compressive
strength of Biodentine®, mixed manually and using a mechanical mixer.
OBJECTIVE: To compare the effect of the mixing mode on the compressive strength of Biodentine®,
mixed manually and using a mechanical mixer.
MATERIALS AND METHODS Two groups were defined, A) Biodentine® / Manual mix and B)
Biodentine® / Mechanical mix, with n = 6 cylindric specimens each of 6 mm height and 4 mm diameter.
Samples were tested using a universal testing machine Digimess RS-8000-5 at a crosshead speed of 1
mm/min until fracture. Obtained values were compared using the Student-t test with a significance of
p>0,05.
RESULTS: Mean values were A) 52.6 (16.3) MPa and B) 65.7 (30.6) MPa respectively, finding no
significant differences between the two groups (p=3,77).
CONCLUSION: Compressive strength is not affected in Biodentine® when mixed manually compared to
mechanical mixing.
KeyWords: Dental Cements, Physical Performance, Silicates.
Introducción
La bioactividad de un material puede definirse
como “la respuesta biológica específica inducida
por un material a nivel de la interfaz con los
tejidos, que promueve la formación de un enlace
químico–mecánico”
1,2
. En tal sentido, el desarrollo
de Biodentine® (Septodont, St. Maur-des-Fossés,
Francia), un cemento de silicato tricálcico,
demostró ser una alternativa superadora al
hidróxido de calcio como un cemento bioactivo
para la reparación biológica de heridas pulpares o
lesiones radiculares en dientes permanentes.
Biodentine® se caracteriza no sólo por su
innovadora capacidad bioactiva y química de
protección pulpar, sino también en la universalidad
de su aplicación clínica, tanto a nivel coronario
como radicular, siendo considerado un verdadero
“sustituto dentinario”
3,4
. Se presenta
comercialmente en forma de polvo y líquido: el
polvo, incluido en una cápsula, contiene silicato
tricálcico y dicálcico -principal componente del
Cemento Portland-, en combinación con carbonato
de calcio y dióxido de circonio, quien le aporta un
contraste medio
5
; el líquido -contenido en una
pipeta- se compone de policarboxilato en una
solución acuosa de cloruro de calcio. Según las
instrucciones del fabricante, el contenido de ambos
envases se mezcla mecánicamente en un
amalgamador durante 30 segundos y el producto
que se obtiene de esta mezcla se aplica de acuerdo
con la indicación terapéutica específica, donde su
fraguado oscila entre 12 y 15 minutos
6,7
. Algunos
autores han destacado que dicho período
corresponde al fraguado inicial del material, en
tanto que el fraguado final concluiría a los 45
minutos
8
. Durante este tiempo se produce una
intensa liberación de iones de hidróxido de calcio
que se mantiene temporalmente, propiciando un
ambiente altamente alcalino (pH aproximado de
12.5), estimulando así la formación de dentina
reactiva
9
. Paralelamente, Biodentine® presenta
excelentes propiedades físico-mecánicas, algunas
de las cuales son compatibles con las del tejido
dentinario sano. Entre ellas se destacan, el módulo
elástico similar a la dentina (22.0 GPa/18.5 GPa),
y una resistencia a la compresión de
aproximadamente 220 MPa, equivalente a los
valores medios de la dentina (290 MPa).
Comparativamente, ésta es mucho mayor que la de
otros cementos de referencia como los de
Ionómero Vítreo (CIV), aunque con valores
similares de microdureza (60HVN)
10
. En tal
sentido, Biodentine® puede considerarse un eficaz
material de restauración y protección pulpar, con
capacidad adherente sobre las estructuras duras del
diente, alta capacidad de sellado, características
bioactivas y una excelente adaptación marginal,
condiciones inmejorables que fundamentan la
universalidad de su utilización para la resolución
de diversas situaciones clínicas en la práctica
diaria
1
.
No obstante, este material también presenta
aspectos que deberían mejorar, como su
prolongado tiempo de fraguado y las dificultades
propias de su manipulación
11,12
. En relación con
este último punto, la instrucción del fabricante de
utilizar un amalgamador mecánico para activar el
fraguado de sus componentes condiciona la
relación costo-beneficio de su uso por la
72
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incorporación en esta ecuación de una aparatología
costosa. Sin embargo, no hay suficiente evidencia
de cómo ni cuánto influye la posibilidad de alterar
las proporciones de polvo y líquido definidos para
optimizar la reacción química de endurecimiento o
de reemplazar la mezcla mecánica por un
espatulado manual en las propiedades mecánicas
del material.
Objetivo
Del presente estudio in vitro fue determinar si el
método de mezcla ya sea manual o mecánico,
influye en los valores de resistencia compresiva de
Biodentine® en condiciones ambientales
estandarizadas y controladas.
Material y métodos
Se evaluó la resistencia compresiva (RC) del
cemento de silicato tricálcico Biodentine®
(Septodont, St. Maur-des-Fossés, Francia)
utilizando 3 avíos de 5 cápsulas cada uno, lote
#000040335, con fecha de vencimiento
09/2020.Para la confección de las muestras se
utilizaron moldes cilíndricos de bronce de 4 mm de
ancho por 6 mm de alto (Normas ISO 9917-1)
13
realizando 6 muestras para cada grupo de estudio.
Los materiales fueron dosificados según
indicaciones del fabricante y espatulados por un
solo operador (MS) a temperatura (24°C) y
humedad ambiental controlada. Una vez obtenida
la mezcla, los cementos se insertaron en las
matrices de bronce previamente revestidas con
vaselina, sobrellenándolas y luego colocando una
tira de poliéster y un portaobjetos sobre cada
espécimen, con una pesa de 1 kg. A los 2 minutos
de iniciarse la preparación se colocaron las
matrices en un horno a 37+-1ºC y 95+-5% de
humedad relativa durante 1 minuto. Al retirarse las
muestras se almacenaron en agua destilada a 37ºC
+- 2ºC (humedad del 100%) durante 7 días hasta
ser evaluados.
Las pruebas mecánicas de las muestras se
realizaron con una máquina universal de ensayos
Digimess, modelo RS-8000-5, con una velocidad
de carrera de 1 mm/min.
La RC se calculó a partir de la ecuación:
RC=F¼πd2, donde F es la carga de rotura y d es el
diámetro del cilindro de la muestra.
Los resultados fueron analizados con prueba
estadística Student-T, determinando diferencias
significativas entre los grupos de materiales para
p>0.05.
Resultados
La (Tabla 1) expresa los valores medios de
resistencia a la compresión según grupo con sus
respectivos valores de dispersión, los cuales en su
análisis estadístico no reflejan diferencias
significativas.
En el gráfico de cajas de la (Figura 1) se muestran
las distribuciones de valores de resistencia a la
compresión según grupo. Si bien se observan
valores más altos para las muestras confeccionadas
con método de mezclado mecanizado, la
comparación estadística con los valores resistivos
de probetas elaboradas con mezcla manual no
resultó significativa al contrastar los grupos
mediante una prueba paramétrica para muestras
independientes (Test de Student: p=3,77; p>0,05).
En las (Figuras 2 y 3) se muestran las curvas
compresión-deformación de tres ensayos
representativos de cada grupo; los quiebres o
descensos abruptos se deben a la generación de
fisuras en las probetas, pero sin llegar a romperse
las mismas puesto que las fuerzas posteriores
superan los valores registrados en dichos puntos.
La observación crítica de estas tres figuras permite
apreciar un comportamiento más homogéneo en la
resistencia compresiva en el grupo 1, mientras que
en el grupo 2, pese a registrarse los valores más
altos, existe mayor amplitud en el rango de
resistencia registrada en todas las muestras que se
evaluaron, es decir, un comportamiento más
heterogéneo que en el grupo 1.
Tabla 1.Valores de resistencia a la compresión según el
grupo de estudio.
F máx. (N)=Máxima fuerza aplicada al momento de la
ruptura medido en N (Newton); σ (MPa)=Valor
obtenido en MPa luego de aplicar la fórmula para RC.
Media; n=número de muestras; IC=Intervalo de
confianza para la media (IC 95%); SD=desviación
estándar. Valores expresados en MPa.
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Figura1. Distribuciones de valores de resistencia
compresiva según grupo.
Figura 2. Curvas de compresión-deformación (σ-ε) de
tres ensayos representativos correspondientes a probetas
de material mezclado manualmente.
Figura 3. Curvas de compresión-deformación (σ-ε) de
tres ensayos representativos correspondientes a probetas
de material mezclado mecánicamente.
Discusión
Los cementos del grupo de los biocerámicos
permiten al clínico solucionar con buen pronóstico
accidentes operatorios en dentición permanente
como por ejemplo una exposición pulpar, una
perforación del piso cameral o un falso conducto
labrado en la búsqueda del acceso al canal
radicular, brindando las herramientas necesarias
para procedimientos más conservadores. Esta
universalidad en el uso de Biodentine® plantea un
primer punto de discusión sobre la conveniencia de
activar todo el contenido de un envase pre-
dosificado cuando, para muchas de las
indicaciones mencionadas, sólo se utilizará una
pequeña porción y el resto será descartado. Si a
esta controversia se suma que estos materiales
pueden resultar de difícil acceso por su elevado
costo y por la necesidad de adquirir una
aparatología más compleja y onerosa para su
manipulación, existen altas probabilidades que su
uso quede restringido a una población muy
reducida en función de condicionantes
socioeconómicos.
En estos escenarios, las modificaciones a los
procedimientos instruidos por el fabricante para
adecuarlos a una ecuación de costo-beneficio más
accesible, podrían alterar las propiedades del
producto y disminuir su potencial rendimiento
13
.
En este sentido, existe un protocolo subterráneo
que desacredita las indicaciones del prospecto y
desarrolla su propia experiencia fundamentado en
la suposición que se obtendrán los mismos
resultados si se realiza la preparación de manera
indistinta. Para Biodentine® los dos aspectos
adulterados frecuentemente por el práctico clínico
son la dosificación y la mezcla. El presente estudio
somete a comprobación una hipótesis nula por la
cual se afirma que no existen diferencias
significativas en la resistencia a la compresión de
este cemento ya sea con mezcla manual o
mecánica, que a la postre se confirma en base a los
resultados obtenidos en los ensayos realizados in
vitro. La comprobación de esta hipótesis sólo nos
orienta acerca de la influencia del método de
mezcla, manual o mecánico, sobre una propiedad
físico-mecánica del material y quedaría por
dilucidar si la alteración empírica de la relación
polvo-líquido puede afectar las mismas
propiedades en Biodentine®, para brindar
evidencia que afirme o refute la hipótesis nula
extensiva a la dosificación del producto como
parte de las prácticas populares sin evidencia
científica.
A modo de un estudio preliminar, se eligió una
prueba representativa de las propiedades físico-
mecánicas para evaluar si la modificación
arbitraria de las recomendaciones del fabricante en
cuanto al método de mezcla podía alterar las
propiedades del producto fraguado. En este
sentido, el ensayo de resistencia compresiva puede
estandarizarse con facilidad de acuerdo con la
norma ISO 9917-1
14
y los resultados que se
obtienen reflejan con una certeza aceptable el
comportamiento del material al ser sometido a
cargas constantes, evidenciando fallas en la
cohesión de sus partículas al momento de la
ruptura
15
. Se consideró que, si el tipo de mezcla
tuviera influencia en la distribución de partículas
durante el fraguado, por medio de esta prueba se
podría determinar que para aquella que presentara
valores inferiores, esta distribución se vería
afectada por la presencia de poros u otros defectos
que deterioraran las fuerzas cohesivas internas de
las probetas. En este estudio, se determinó que el
método de mezcla no influye significativamente en
la resistencia compresiva del material, a diferencia
de los hallazgos realizados por el mismo grupo de
74
Molina G, Ulfohn J, Arce Brisson G, Boetto C, Mazzola I, Brain Lascano L, Zaya L M, Sainz Aja M, Pascualini C J, Farah
M, Farah M, Cabral R J. Resistencia a la compresión de Biodentine®: mezcla manual vs. Mecánica.
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investigación en otros cementos dentales en
trabajos preliminares
16,17
. Más aún, los autores
reconocen como limitación de este estudio, el
hecho de no haber logrado imágenes de
microscopía para ilustrar la porosidad interna de
las muestras en las zonas de fractura que podrían
haber sido de utilidad para evaluar la
homogeneidad de las preparaciones en base a los
dos métodos de mezclado.
La utilización de cápsulas pre-dosificadas de
mezcla mecánica ha sido reportada como un
avance para mejorar las propiedades de los
cementos, ya que se eliminan las variaciones que
introduciría el operador por una posible
dosificación inexacta y/o por la incorporación de
burbujas de aire a la masa del cemento durante el
espatulado
16-19
. Por otra parte, la energía cinética a
la que se expone el material durante el
procedimiento de mezclado mecanizado aumenta
la velocidad y efectividad en la formación de
nuevos enlaces químicos para el fraguado,
acelerando el endurecimiento y aumentando los
valores de resistencia inicial de los materiales
cerámicos
18,19
. No obstante, ninguna de estas
explicaciones se expresa en los resultados
obtenidos en la presente investigación ya que los
grupos de estudio no muestran diferencias
significativas según su método de mezcla.
Finalmente, los resultados de RC obtenidos en el
presente estudio fueron similares a los presentados
por otros autores para las primeras 24 horas de
fraguado
10,11
. En este trabajo, sólo se compararon
los valores iniciales de RC; los estudios de
propiedades mecánicas en los cementos en general
y, en caso de Biodentine® en particular,
demuestran que la RC aumenta con el paso del
tiempo, duplicando incluso los valores
iniciales
10,11
.
Conclusión
En este estudio in vitro, el tipo de mezcla ya sea
manual o mecánica, no afectó significativamente
la resistencia compresiva inicial del cemento de
silicato tricálcico Biodentine®. De acuerdo con
estos resultados, el uso del amalgamador mecánico
para la mezcla del producto no sería excluyente
para lograr propiedades mecánicas aceptables.
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