lunes, mayo 27, 2024

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CIENCIA Y TÉCNICA: Control de calidad en implantes dentales.

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Por: Verónica Engler*
Un grupo de investigadores del Instituto Nacional de Tecnología Industrial estudia la calidad de los materiales con los que se tratan las superficies de implantes dentales. El objetivo es generar información que sirva para optimizar la vida útil de estas prótesis cada vez más usadas en odontología.

Para que un implante dental cumpla con su cometido durante un tiempo prolongado sin ocasionar trastornos en la persona que lo usa, debe soportar una serie de inclemencias bucales. “Cualquier componente mecánico está sometido a esfuerzos (tensiones) durante su vida útil.

En ingeniería, el diseño de los componentes mecánicos se realiza teniendo en cuenta las tensiones máximas que puede admitir el material sin romperse”, explica el ingeniero Leonardo Pazos, integrante del Grupo Biomateriales del Centro de Investigación y Desarrollo en Mecánica del Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI).

Pazos, junto a sus colegas del INTI, trabaja en la evaluación de tratamientos de superficie de implantes dentales, con el objetivo de poder estimar cuál es la modalidad que más beneficia un implante exitoso.

La principal función de cualquier biomaterial, como el titanio utilizado en implantes dentales, es la de remplazar o restaurar tejidos vivientes y sus funciones, lo que implica que están expuestos de modo temporal o permanente a fluidos del cuerpo, aunque en algunos pueden localizarse fuera del mismo.

Muchas características de los implantes dependen del estado de su superficie, ejemplo de ello es la óseo integración (conexión entre el hueso y un implante), el comportamiento frente a la corrosión, la resistencia a la fatiga y al desgaste, entre otras propiedades físicas, químicas y biológicas.

Uno de los mecanismos que estudian en el INTI es la “falla por fatiga”. “El término fatiga se utiliza debido a que este tipo de fractura normalmente ocurre luego de un período largo de tensiones repetidas. Por esta razón, es importante conocer las propiedades de fatiga de los materiales”, señala Pazos.

Tratamientos

“Nosotros empezamos a trabajar en 2003 con el objetivo de conocer los tratamientos de superficie para implantes dentales que se realizaban a nivel internacional para poder transferirlos a la industrial local”, cuenta Pazos. Por esta razón, el grupo del INTI se interesó en estudiar diferentes tratamientos de superficie realizados con tecnologías convencionales.

Uno de los tratamientos analizados es el de blasting, que implica la proyección de partículas muy pequeñas y duras –de óxidos, vidrio, e incluso granalla metálica– sobre la superficie mediante la utilización de un flujo de aire comprimido. “Este tratamiento se utiliza hace mucho tiempo, para limpiar superficies.

Cuando se utiliza en implantes dentales es necesario tener un mayor control sobre el material que se proyecta ya que no debe contaminar la superficie –señala el ingeniero–. En Argentina, se utiliza principalmente el óxido de aluminio (alúmina), pero también puede usarse óxido de silicio (sílice), dióxido de titanio y carburo de silicio”.

Las características de superficie que se obtiene, dependerán del material, el tamaño y la forma de las partículas, la presión de trabajo del aire comprimido y el tiempo de tratamiento, entre otros parámetros.

El otro tratamiento analizado es el de ataque ácido, un proceso químico de la superficie con una solución ácida. Para atacar al titanio se utilizan generalmente: ácido sulfúrico, clorhídrico, nítrico y fluorhídrico. “Estos ácidos pueden utilizarse en distintas concentraciones, e incluso combinaciones. Algunas de las variables del proceso que condicionan las características de superficie son: tipo de ácido, concentración de los ácidos, temperatura de proceso y tiempo de proceso”, explica el especialista.

Superficies compatibles

“Luego de terminar este estudio, creímos necesario abordar los efectos en ‘la vida a la fatiga’ del titanio, ya que no se encontró bibliografía al respecto. Además, es muy útil para el diseño de los implantes conocer cuánto afectan los tratamientos de superficie a las propiedades de fatiga del material”, apunta Pazos.

Los ensayos de fatiga se basan en someter una muestra del material a tensiones cíclicas y registrar la cantidad de ciclos que tarda en romperse. A partir de estos ensayos se obtienen distintos parámetros que caracterizan al material, uno de ellos es la “vida a la fatiga”. “La vida a la fatiga es el número de ciclos necesarios para producir la rotura de una probeta de ensayo a un nivel especificado de tensiones”, aclara el investigador.

Un mismo material puede, en ocasiones, no cumplir con todos los requerimientos que se le imponen. Por este motivo, con el fin de optimizar la funcionalidad del componente, se recurre al empleo de tratamientos superficiales. “Esto se debe a que la interacción entre un biomaterial y el organismo es un proceso netamente superficial. Por esta razón, con un tratamiento de superficie, además de mejorar propiedades como resistencia a la corrosión, al desgaste y a la fatiga, es posible mejorar la oseointegración y limitar las reacciones adversas, entre otros”, puntualiza Pazos.

“Independientemente del tratamiento de superficie utilizado, el perfil topográfico de implantes dentales está definido para una rugosidad superficial de entre 1 y10 micrones (un micrón es una millonésima parte de un metro). Con este rango de rugosidad se maximiza el anclaje entre el hueso y la superficie del implante. Además, se debe tener en cuenta que la limpieza de la superficie de los implantes dentales de titanio es un importante requisito para poder alcanzar la oseointegración, ya que existe la hipótesis de que la presencia de contaminantes inorgánicos conduce al fracaso clínico del implante”, concluye el especialista.

Actualmente el grupo de Pazos proyecta realizar los ensayos de fatiga directamente sobre implantes tratados con estos tratamientos, y ya no sobre probetas como se venía haciendo hasta ahora. A su vez, también están comenzando a trabajar en conjunto con un centro de investigación cubano para el estudio de nuevos tratamientos de superficie para implantes de titanio que reduzcan el periodo de oseointegración.

*(AGENCIA CYTA – INSTITUTO LELOIR)