Artículos originales
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Recepción: 15 Enero 2025
Aprobación: 14 Marzo 2025
DOI: https://doi.org/10.20453/reh.v35i1.6247
Resumen:
Objetivo: Comparar in vitro las propiedades mecánicas y la profundidad de curado de resinas bioactivas bulk-fill frente a resinas compuestas bulk-fill.
Materiales y métodos: Se realizó un estudio experimental in vitro con 48 bloques de tres tipos de resina. Cada bloque recibió una carga de 500 g durante 30 segundos, y se fotopolimerizó con una unidad VALO® Cordless-Ultradent (1500 mW/cm2) durante 4 segundos. La microdureza se evaluó mediante la prueba de dureza de Vickers, utilizando un durómetro calibrado LG® HV-1000. Para el análisis estadístico se aplicó la prueba t de Student y la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis, considerando significación estadística si p < 0,05.
Resultados: La resina bioactiva Beautifil® Bulk (BB) registró la mayor microdureza, alcanzando un valor medio de 55,1 VH (p < 0,01), seguido de las resinas Tetric® N-Ceram Bulk Fill (TNCBF), con 44,9 VH, y Tetric® N-Flow Bulk Fill (TNFBF), con 28,8 VH. La resina bulk-fill fluida TNFBF mostró la mayor resistencia a la compresión, con una media de 222,4 MPa (p < 0,01), frente a 173,5 MPa de la resina moldeable TNCBF y de 129,7 MPa de la resina fluida BB. Las tres resinas evaluadas alcanzaron una profundidad de curado media homogénea de 4,0 mm (p > 0,05).
Conclusiones: La resina bioactiva BB demostró mayor microdureza en comparación con las resinas bulk-fill moldeable y fluida, mientras que la resina bulk-fill fluida TNFBF presentó la mayor resistencia a la compresión. Las tres resinas tuvieron valores similares en cuanto a la profundidad de curado.
Palabras clave: dureza, polimerización, resinas compuestas.
Abstract: Objective: To compare in vitro the mechanical properties and depth of cure of bioactive bulk-fill resins versus bulk-fill composite resins.
Keywords: hardness, polymerization, composite resins.
Resumo:
Objetivo: Comparar as propriedades mecânicas in vitro e a profundidade de cura das resinas bioativas bulk-fill com as resinas compostas bulk-fill. Materiais e Métodos: foi realizado um estudo experimental in vitro com 48 blocos de três tipos de resina. Cada bloco foi carregado com 500 g por 30 segundos e fotopolimerizado com uma unidade VALO® Cordless-Ultradent (1500 mW/cm2) por 4 segundos. A microdureza foi avaliada pelo teste de dureza Vickers, usando um testador de dureza LG® HV-1000 calibrado. Para a análise estatística, foram aplicados o teste t de Student e o teste não paramétrico de Kruskal-Wallis, considerando a significância estatística se p < 0,05. Resultados: A resina bioativa Beautifil® Bulk (BB) apresentou a maior microdureza, com um valor médio de 55,1 VH (p < 0,01), seguida pelas resinas Tetric® N-Ceram Bulk Fill (TNCBF) com 44,9 VH e Tetric® N-Flow Bulk Fill (TNFBF) com 28,8 VH. A resina bulk-fill fluida TNFBF apresentou a maior resistência à compressão, com uma média de 222,4 MPa (p < 0,01), em comparação com 173,5 MPa para a resina fundível TNCBF e 129,7 MPa para a resina fluida BB. Todas as três resinas avaliadas atingiram uma profundidade de cura média homogênea de 4,0 mm (p > 0,05).
Conclusões: A resina BB bioativa demonstrou maior microdureza em comparação com as resinas bulk-fill moldáveis e fluidas, enquanto a resina bulk-fill fluida TNFBF apresentou a maior resistência à compressão. Todas as três resinas apresentaram valores semelhantes para a profundidade de cura.
Palavras-chave: dureza, polimerização, resinas compostas.
INTRODUCCIÓN
Las principales desventajas de las resinas compuestas utilizadas para restauraciones en dientes posteriores afectados por caries dental, traumatismos y otras afecciones incluyen la contracción y el estrés generados durante la polimerización, así como la limitada profundidad de curado, factores que pueden favorecer la aparición de caries secundarias. Además, el procedimiento requiere una técnica meticulosa y un tiempo de trabajo preciso para garantizar resultados óptimos en un entorno clínico donde la eficiencia es crucial. El desarrollo de las resinas compuestas se remonta a la década de 1960 con la introducción del monómero híbrido BIS-GMA, una innovación que revolucionó el campo al proporcionar una polimerización más rápida y una menor contracción en comparación con el metacrilato de metilo (1). No obstante, la contracción del material puede comprometer la interfaz adhesiva y varía según la composición y el volumen de la resina utilizada (2).
A lo largo del tiempo, se han incorporado diversos componentes a las resinas compuestas, además de optimizar la intensidad de la luz de fotopolimerización y aplicar la técnica de estratificación en incrementos de 2 mm, con el objetivo de mejorar sus propiedades físicas y mecánicas; sin embargo, estos esfuerzos no han logrado plenamente este propósito (3). Para optimizar el tiempo de restauración, se introdujeron las resinas bulk-fill, diseñadas para aplicarse en una sola capa de 4 a 5 mm, lo que reduce la formación de burbujas, especialmente en restauraciones posteriores profundas (4). Aunque se ha observado una mejora en la microdureza y en la eficiencia del procedimiento, aún se espera que nuevas formulaciones optimicen su desempeño tanto en la clínica como en el laboratorio (5). Diversos estudios han evaluado las limitaciones de las resinas compuestas y bulk-fill, lo que ha llevado al desarrollo de nuevos materiales restauradores con propiedades remineralizantes y bactericidas (6). Paralelamente, han surgido innovadoras unidades de fotopolimerización con programas específicos adaptados a las características de las restauraciones y las técnicas empleadas (7). No obstante, uno de los principales factores que pueden comprometer la eficacia de las resinas bulk-fill y bioactivas sigue siendo la profundidad de curado.
Además de las resinas compuestas, los cementos de ionómero de vidrio (GIC) han sido utilizados en restauraciones en zonas de bajo estrés debido a su efecto anticariogénico. Sin embargo, presentan limitaciones en cuanto a propiedades físicas y estéticas en comparación con los composites (8). Para superar estas deficiencias, se han desarrollado modificaciones, como el ionómero de vidrio modificado con resina (RMGI), Equia®, Giomer® y Ormocer®, entre otros. Aunque estas innovaciones han mostrado mejoras parciales, aún no han sido lo suficientemente significativas para igualar el rendimiento de los composites convencionales. Las resinas compuestas comerciales actualmente disponibles presentan poca o ninguna acción antibacteriana. De hecho, se ha planteado la hipótesis de que la liberación de dimetacrilato de etilenglicol y dimetacrilato de trietilenglicol puede favorecer el desarrollo de bacterias cariogénicas. En el caso de los compómeros, diseñados para liberar flúor, la cantidad que liberan es mínima, y su acción antibacteriana disminuye considerablemente después de las primeras 24 horas (9).
La introducción de los nanomateriales en odontología tuvo como objetivo principal mejorar la prevención y el control de la caries. La incorporación de partículas de nanorrelleno en las resinas compuestas, con tamaños entre 5 nm y 100 nm, no solo ha modificado su estética mediante la optimización del color, sino que también ha incrementado su resistencia (10). Uno de los principales propósitos del uso de nanomateriales ha sido mejorar las propiedades mecánicas, incluyendo la resistencia al desgaste, la microdureza y la reducción de la contracción por polimerización, lo que ha contribuido a una mayor durabilidad de las restauraciones (11). En la actualidad, las resinas compuestas deben estar diseñadas para minimizar la contracción de polimerización, ya que este fenómeno genera microfiltración y favorece la recidiva de caries. Para abordar esta limitación, se ha investigado materiales restauradores estéticos con la incorporación de nanopartículas con propiedades antibacterianas, como clorhexidina, quitosano, partículas metálicas y ciprofloxacino, entre otros (12).
Con el propósito de reducir la tensión en la interfaz diente-restauración, minimizar la microfiltración y prevenir la recidiva de caries, se han desarrollado materiales bioactivos, como los cementos de ionómero de vidrio y los ionómeros de vidrio modificados con resina (13). Estos últimos presentan la ventaja de adherirse químicamente a la estructura dental, liberar fluoruro y ejercer una acción antibacteriana (14). Los materiales bioactivos han sido diseñados para conferir propiedades adicionales a las resinas compuestas, mejorando su funcionalidad clínica. Entre estos, destaca ACTIVA™ BioACTIVE, un material de revestimiento bioactivo que incorpora una matriz bioactiva capaz de liberar y recargar fluoruro, calcio y fosfatos. Su mecanismo de acción responde a los cambios de pH, y sus propiedades físicas y mecánicas son comparables a las del tejido dental natural (15). Asimismo, se ha introducido Beautifil® Bulk, una resina compuesta nanohíbrida de giomero con partículas de relleno de superficie de vidrio prerreaccionado (S-PRG), que combina los beneficios de las resinas bulk-fill con las propiedades bioactivas del ionómero de vidrio (16). Dado que la evidencia científica sobre resinas bioactivas aún es limitada, el presente estudio tuvo como objetivo comparar in vitro las propiedades mecánicas y la profundidad de curado de resinas compuestas bulk-fill frente a una resina bioactiva. La hipótesis nula estableció que no existen diferencias significativas entre ambos materiales.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se llevó a cabo un estudio experimental in vitro, aprobado por el Comité de Ética de la Facultad de Estomatología de la Universidad Nacional de Trujillo (PIB EST-014-2024). Se conformaron tres grupos de estudio, cada uno integrado por 16 cilindros de resina, seleccionados según criterios preestablecidos (tabla 1):
· Grupo 1: resina bioactiva Beautifil® Bulk (BB) – Shofu® Inc.
· Grupo 2: resina compuesta moldeable Tetric® N-Ceram Bulk Fill (TNCBF) – Ivoclar Vivadent®
· Grupo 3: resina compuesta fluida Tetric® N-Flow Bulk Fill (TNFBF) – Ivoclar Vivadent®
Resinas utilizadas en este estudio.
Bis-GMA: bisfenol A-glicidil metacrilato; TEGDMA: trietanolamina-dimetacrilato; CQ: canforquinona; UDMA: uretano dimetacrilato.
Se incluyeron en el estudio cilindros de resina con dimensiones estándar de 6×4 mm, excluyéndose aquellos que presentaron cualquier tipo de defecto o avería antes de la medición. El tamaño muestral de cada grupo se determinó mediante la fórmula correspondiente al muestreo aleatorio probabilístico, adecuada para la comparación de dos o más grupos en una variable cuantitativa, con un nivel de confianza del 95 % y una potencia estadística del 80 %.
Preparación de las muestras
Se utilizaron moldes de silicona pesada por condensación con orificios centrales de 6 mm de diámetro para la preparación de las muestras con un espesor de 4 mm (17). Estos moldes fueron montados sobre un portaobjetos y una tira de celuloide, luego se llenaron con cada una de las tres resinas en estudio. Para evitar la inhibición por oxígeno, se cubrió la superficie superior del molde con una segunda tira de celuloide. Para garantizar una adecuada compactación del bloque de resina, se aplicó una carga de 500 g durante 30 segundos. A continuación, las muestras, previamente organizadas en sus respectivos grupos, fueron fotopolimerizadas desde la superficie superior utilizando una unidad de fotocurado de alta potencia (VALOTM Cordless-Ultradent) a 1500 mW/cm2 durante 4 segundos. La lente de la unidad LED se posicionó en el centro de la muestra, en contacto directo con la segunda tira de celuloide. La intensidad de la lámpara utilizada fue verificada mediante un radiómetro LED.
Medición de la microdureza
La microdureza superficial se evaluó mediante la prueba de dureza de Vickers, utilizando un durómetro LG®, modelo HV-1000, previamente calibrado y certificado. El ensayo consistió en realizar tres indentaciones en la superficie superior e inferior de cada espécimen, aplicando una carga de 500 g durante 15 segundos. Los valores de microdureza fueron expresados en unidades Vickers (VH).
Medición de resistencia a la compresión
La resistencia a la compresión se determinó en megapascales (MPa) utilizando una máquina digital de ensayos universales (LG®, modelo CMT-5L), previamente calibrada y certificada. Cada muestra fue posicionada verticalmente en la base del dispositivo, aplicándose una carga constante de 100 kN a una velocidad de 1 mm/min hasta alcanzar el punto de fractura.
Evaluación de la profundidad de curado
La profundidad de curado se evaluó siguiendo la Norma ISO 4049 para materiales de obturación y cementación a base de resina. La altura de los cilindros fue medida en milímetros (mm), utilizando un calibrador Vernier digital con una precisión de 0,01 mm. Cada muestra fue etiquetada con tinta indeleble y almacenada en una incubadora a 37 °C, en completa oscuridad, durante 24 horas para evitar cualquier polimerización adicional inducida por la exposición a la luz ambiental posterior al fotocurado.
Análisis estadístico
Los datos fueron procesados mediante un patrón de tabulación automatizado utilizando el paquete estadístico SPSS-26 (IBM® SPSS Inc., Chicago, IL, EE. UU.). Posteriormente, los resultados se presentaron en tablas estadísticas conforme a los objetivos del estudio. Para comparar los efectos medios, se aplicó la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis, considerando evidencia estadísticamente significativa cuando la probabilidad de error fue menor al 5 % (p < 0,05). Como análisis complementario, se utilizó la prueba de Mann-Whitney con ajuste de Bonferroni, manteniendo el mismo criterio de significación estadística.
RESULTADOS
La resina bioactiva BB presentó los valores más altos de microdureza Vickers (55,1 VH). La prueba de Kruskal-Wallis indicó una diferencia estadística altamente significativa en comparación con las resinas TNCBF (moldeable) y TNFBF (fluida), siendo esta última la que registró los valores más bajos de microdureza Vickers. El análisis complementario confirmó que existen diferencias en la microdureza media entre los tipos de resina cuando se comparan por pares (tabla 2).
Microdureza in vitro de resina bulk-fill fluida, resina bulk-fill moldeable y resinas bioactivas.
1 Prueba de Mann-Whitney con ajuste de Bonferroni.
**p < 0,01
Al analizar la resistencia media a la compresión entre los tres tipos de resinas, se identificaron diferencias notables en los valores promedio. La prueba de Kruskal-Wallis encontró evidencia suficiente para declarar una diferencia estadística altamente significativa. La resina nanohíbrida TNFBF mostró la mayor resistencia a la compresión (222,4 MPa) en comparación con la resina TNCBF y la resina bioactiva BB, que presentó el valor más bajo. El análisis complementario indicó que existen diferencias en la resistencia a la compresión entre los tipos de resina cuando se comparan por pares (tabla 3).
Resistencia a la compresión in vitro de resinas bioactivas, resina bulk-fill moldeable y resina bulk-fill fluida.
1 Prueba de Mann-Whitney con ajuste de Bonferroni.
**p < 0,0; *p < 0,05
En cuanto a la profundidad de curado, las tres resinas evaluadas (BB, TNCBF y TNFBF) alcanzaron valores homogéneos, sin diferencias estadísticamente significativas (p > 0,05) (tabla 4).
Profundidad de curado in vitro de resinas bioactivas, resina bulk-fill moldeable y bulk-fill fluida.
1 Prueba de Mann-Whitney con ajuste de Bonferroni.
p > 0,05
DISCUSIÓN
Las resinas compuestas han ganado popularidad en odontología; sin embargo, persisten controversias sobre sus propiedades mecánicas y su capacidad para alcanzar una polimerización completa. Para abordar estos desafíos, se han desarrollado resinas compuestas bulk-fill, diseñadas para restauraciones extensas que prometen lograr una polimerización eficiente y propiedades óptimas en grosores superiores a 2 mm. En el presente estudio, se compararon in vitro las propiedades mecánicas y la profundidad de curado entre una resina bioactiva, una resina bulk-fill moldeable y una resina bulk-fill fluida, todas de marcas reconocidas en el mercado nacional (Shofu® e Ivoclar Vivadent®). La elección del material restaurador debe considerar sus propiedades mecánicas para maximizar la durabilidad clínica. En este contexto, la evaluación in vitro de estas propiedades es fundamental, ya que permite simular su resistencia al desgaste y a la fractura (5).
En la evaluación de la microdureza in vitro, se observó que la resina bioactiva BB obtuvo el mayor valor (55,1 VH) en comparación con las resinas TNCBF (moldeable) y TNFBF (fluida). La prueba de Kruskal-Wallis reveló diferencias estadísticamente significativas entre los grupos, lo que podría atribuirse al tipo y tamaño de las partículas de relleno de la resina bioactiva, así como a la presencia de iones de calcio, fosfato y flúor, los cuales fortalecen el esmalte y favorecen la formación de hidroxiapatita. Estos hallazgos coinciden en parte con el estudio de Samuel et al. (18), quienes reportaron que las resinas bulk-fill reforzadas con fibra presentaron una mayor microdureza, seguidas por las resinas bulk-fill bioactivas y bulk-fill convencionales, lo que sugiere que la composición del material influye en su rendimiento clínico. Por otro lado, Musavinasab y Norouzi (19) señalaron que, aunque las resinas bulk-fill y bioactivas permiten una aplicación en incrementos grandes, ninguna de ellas alcanza su máxima dureza en restauraciones profundas. En la misma línea, Saati et al. (20) destacaron que las diferencias en composición afectan significativamente la microdureza de estos materiales.
La resistencia a la compresión es un factor clave en restauraciones posteriores, ya que garantiza la estabilidad estructural frente a las fuerzas masticatorias. En este estudio, se encontró que la resina bulk-fill fluida TNFBF presentó la mayor resistencia a la compresión (222,4 MPa), seguida por la resina bulk-fill moldeable TNCBF (173,5 MPa) y, finalmente, la resina bioactiva BB (129,7 MPa). La prueba de Kruskal-Wallis indicó diferencias estadísticas altamente significativas, evidenciando que al menos una de las resinas posee una resistencia a la compresión significativamente diferente respecto a las demás. Estas diferencias podrían explicarse por variaciones en el tamaño, forma y porcentaje de partículas de relleno, factores que influyen directamente en la resistencia mecánica del material. En contraste con nuestros hallazgos, Leprince et al. (3) concluyeron que las resinas bulk-fill presentan, en su mayoría, propiedades mecánicas inferiores en comparación con resinas convencionales de alta y baja viscosidad, por lo que no serían recomendadas para restauraciones con alta carga oclusal. De acuerdo con Strini et al. (5), la variabilidad en la composición de las resinas bulk-fill puede generar diferencias en sus propiedades mecánicas cuando se analizan in vitro, lo que resalta la necesidad de estudios clínicos a largo plazo para evaluar su comportamiento real en la cavidad oral.
La introducción de las resinas bulk-fill responde a la necesidad de reducir los tiempos de restauración, permitiendo su aplicación en incrementos de 4 a 5 mm. Sin embargo, persisten dudas sobre la eficacia de su polimerización en las capas más profundas, una problemática compartida con las resinas bioactivas, que también se aplican en bloque. Está demostrado que un mayor espesor del material, junto con la reducción de la intensidad de la luz por reflexión, dispersión y absorción, puede disminuir la velocidad de polimerización, afectando sus propiedades físicas, mecánicas y biológicas. En este estudio, se encontró que las tres resinas evaluadas (BB, TNCBF y TNFBF) alcanzaron profundidades de curado similares, sin diferencias estadísticamente significativas. Resultados similares fueron reportados por Parasher et al. (21), quienes compararon la profundidad de curado de tres resinas bulk-fill comerciales (X-tra Fil®, Tetric EvoCeram® Bulk Fill y Beautifil® Bulk Restorative) y encontraron diferencias no significativas entre ellas; sin embargo, al analizar los valores individuales, la resina bioactiva Beautifil® Bulk Restorative mostró una menor profundidad de curado, atribuida a diferencias en su composición, especialmente al tipo de activador lumínico utilizado.
Una limitación de este estudio es que, al ser in vitro, aunque proporciona información valiosa sobre la calidad de los materiales, no refleja completamente su comportamiento en la cavidad oral, donde factores como humedad, temperatura, fuerzas masticatorias, presencia de saliva y bacterias pueden influir en el desempeño y la durabilidad. Se requieren estudios clínicos a largo plazo para evaluar el rendimiento de estas resinas en condiciones reales y profundizar en aspectos como protocolos de fotopolimerización, resistencia mecánica y bioactividad. Además, futuras investigaciones deben priorizar el estudio de sensibilidad postoperatoria, durabilidad y nuevas formulaciones que optimicen la resistencia y la bioactividad de estos materiales restauradores.
CONCLUSIONES
Las resinas compuestas bioactivas presentan una microdureza superior en comparación con las resinas compuestas moldeables y fluidas de relleno masivo, mientras que las resinas fluidas ofrecen la mayor resistencia a la compresión. Todos los materiales cumplieron con la profundidad de curado requerida para restauraciones de relleno masivo.
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Notas
Notas de autor
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