Revista Canal Abierto 42 | Artículo Científico

Estudio de la Solubilidad In Vitro de un Material de Reparación de Uso en Endodoncia a Base de MTA

Resumen

Se  determinó  la  solubilidad  en  agua  en  ensayos  in-vitro  de  un cemento  reparador  endodóntico  a  base  de  un  conglomerado  de trióxidos minerales (MTA), marca Reparative Cement Kit Densell (Argentina), de acuerdo con la norma UNE-EN ISO 6876:2012. En el ensayo de solubilidad en agua durante 24 h. se encontró un in- cremento de masa (1,83 %) y la presencia de sólidos en las aguas de lavado (2,23 %). Esto indica que durante el ensayo ocurre la so- lubilización  de  parte  del  material  y  la  incorporación  de  agua.  Por espectroscopia  infrarroja,  se  determinó  que  se  forman  compues- tos de calcio durante el ensayo.

Palabras claves: Trióxido mineral agregado, cemento reparador endodóntico, solubilidad.
 

Summary

Solubility   of   a   commercial   endodontic   reparative   cement   kit Densell  (Argentina)  was  performed  according  to  the  UNE-EN ISO 6876:2012. The results show a mass gain of 1.83 % and 2.23 % of  solid  in  the  test  solution. These  indicate  that  during  the  solu- bility test part of the material solubilizes and water incorporates in the material. Using Fourier Infrared Spectroscopy, it was found that calcium compounds are formed during the solubility test.

Key words: Mineral trioxide aggregate, endodontic reparative cement, solubility
 

Introdución

En  1993  se  incorporó  al  mercado  odontológico  un  material  para  uso endodóntico  indicado  para  sellar  perforaciones,  hacer  protecciones pulpares  directas,  pulpotomías,  obturar  retropreparaciones  radicula- res,  reabsorciones  y  para  obturaciones  en  la  terapia  de  apexificación (1). Constituido a base de un trióxido mineral agregado (MTA) y comer- cializado como ProRoot® MTA de la firma Dentsply. Posteriormente, otras empresas han lanzado al comercio productos equivalentes y más recientemente en nuestro medio ha aparecido un cemento reparador endodóntico de la firma Dental Medrano S.A., Densell® MTA.

Los materiales aplicados en las indicaciones mencionadas están some- tidos a diversos ácidos, enzimas y fluidos del medio oral. Un material usado para obturar una retropreparación o una perforación no podrá proporcionar un buen sellado a menos que sea insoluble en los fluidos tisulareS(2). El MTA es un polvo que se compone de finas partículas hi- drófilas que endurecen en presencia de humedad y tiene como inconve- nientes su prolongado tiempo de fraguado y la dificultad en el manteni- miento de la consistencia de la mezcla(3). El MTA es reconocido como un material biocompatible que induce la mineralización y formación de tejido duro y provee buen sellado (4).

Se han reportado varios estudios comparativos sobre la solubilidad de materiales de reparación de uso en endodoncia a base de MTA (1, 4-8) y hay factores tanto de composición como experimentales que influyen en los resultados. Los valores reportados de solubilidad de materiales a base de MTA dependen de factores asociados al material (composición, porosidad, tamaño de partículas, etc.),   factores asociados a la prepa- ración (forma de mezclado, relación polvo/agua, tiempo de fraguado, etc.) y al ensayo propiamente dicho (norma empleada, tipo de líquido y volumen empleado en el ensayo, tiempo de inmersión, etc.) y no es posible  extraer  conclusiones  generales  y  tampoco  extrapolar  a  otros productos a base de MTA de composición similar (5, 9, 10).

En un reciente trabajo de Ha y colaboradores se ha reportado una revi- sión de propiedades y métodos de ensayos empleados para estudiar la solubilidad y cuestiona la aplicación de la norma ISO 6876 en este tipo de materiales. (11).

La empresa Densell® (Argentina) ha desarrollado un cemento repara- dor endodóntico a base de MTA, comercializado con la marca Repara- tive Cement Kit. De acuerdo con el fabricante, el reparador se obtiene por la combinación de un polvo compuesto de cemento Portland blan- co y trióxido de bismuto, y de un líquido conteniendo agua, cloruro de calcio y conservante.

Dada la falta de información sobre la solubilidad de este producto y la imposibilidad de realizar una extrapolación confiable en base a lo reportado en la bibliografía, el objetivo de este trabajo fue determinar la solubilidad en agua en ensayos in-vitro de este material, siguiendo la norma UNE-EN ISO 6876:2012. A fin de caracterizar el material de par- tida, los productos formados luego del fraguado y del ensayo de solubi- lidad, se empleó la espectroscopia infrarroja (FTIR).

Materiales y Métodos

Preparación de las muestras
Se  emplearon  muestras  comerciales  del  producto  MTA®  Repara- dor de Conductos Radiculares Densell®, (Argentina) (Lote PE0262) (Figura 1).

Fig 1. Imagen del reparador de conductos radiculares (polvo y líquido) Densell®

La  preparación  de  las  muestras  de  material  se  realizó  siguiendo  las instrucciones del fabricante y por un solo operador. Se utilizó la misma partida de material y se pesaron las gotas de agua y el polvo en balanza analítica de precisión. En una preparación se pesaron 0,29 g de polvo y 0,18 g de líquido (Figuras 2 y 3), relación polvo/líquido = 1,61 (líquido/ polvo = 0,62), y se homogeneizó manualmente con espátula para ce- mentos sobre loseta esmerilada.

 
Figuras 2 y 3: Pesaje del polvo y el agua en balanza de precisión

Ensayos de solubilidad
Para  la  evaluación  de  la  solubilidad  en  este  trabajo  se  adopta  la norma  UNE-EN  ISO  6876:2012  redactada  para  selladores  endo- dónticos en general. Dicha norma en su apartado 4.3.5 indica que “La  solubilidad  del  sellador  fraguado,  cuando  se  determine  de acuerdo con el apartado 5.6, no debe exceder del 3,0 % en masa. Las  probetas  no  deben  mostrar  evidencias  de  desintegración, cuando se examinen visualmente.” (2).

Se  prepararon  7  discos  de  20  mm  x  1,5  mm  empleando  moldes de  silicona,  de  acuerdo  con  la  norma UNE-EN  ISO  6876:2012 (2) (ver Figura 4).

Fig. 4. Moldes de silicona de 20 mm x 1,5 mm con cemento reparador (norma UNE-EN ISO 6876:2012).

Después del endurecimiento, las muestras fueron sumergidas en agua desionizada durante 24 horas y acondicionadas en estufa a 37 °C y 99 % de humedad relativa (HR) (Figuras 5 y 6).

Fig. 5. Discos sumergidos en agua desgonzada.

Fig. 6. Estufa a 37ºC y 99% HR.

 
Luego se retiraron y enjuagaron con agua desionizada recogien- do  las  aguas  de  lavado.  Posteriormente,  los  discos  fueron  intro- ducidos  en  estufa  a  110 °C  hasta  masa  constante  (diferencia  en- tre  pesadas  consecutivas  menores  a  0,1  mg).  El  agua  de  lavado junto con el agua de ensayo se evaporó en estufa (a 110 °C) para cuantificar el residuo sólido eliminado de las muestras. Se prepa- raron  siete  discos  y  fueron  ensayados  de  acuerdo  con  la  norma UNE-EN ISO 6876. Los resultados individuales fueron procesados estadísticamente, calculando el promedio de los valores (¯M) y la desviación estándar (S) de acuerdo con las siguientes ecuaciones:

donde Mi son los valores de masa individuales y n el número de muestras.

Durante el ensayo, se observó que sobre los discos del material reparador se formaron cristales (Figura 7). Estos fueron separa- dos cuidadosamente para su caracterización, junto con los só- lidos obtenidos de las aguas de lavado, como se describe en la siguiente sección.

Fig. 7. Formacion de cristales sobre cemento reparador.

Caracterización por espectroscopia infrarroja (FTIR)
A  fin  de  caracterizar  los  productos  formados  durante  el  ensayo, se  realizaron  los  espectros  de  infrarrojo  (FTIR)  de  los  compo- nentes  puros,  del  cemento  fraguado,  del  residuo  seco  y  de  los cristales adheridos a las muestras del reparador luego del ensayo de  solubilidad,  en  la  modalidad  transmisión.  Para  los  materiales sólidos se mezcló con KBr espectroscópico y se homogeneizó en un mortero de ágata previo a la preparación de la pastilla por pre- sión.  La  proporción  empleada  en  la  mezcla  muestra/KBr  fue  la necesaria  para  obtener  una  adecuada  relación  señal/ruido.  En  el caso del líquido se depositaron unas gotas sobre una ventana de CAF2. Los espectros se obtuvieron con un equipo Shimadzu IRA- ffinity, adquiriendo 64 barridos entre 4000 y 400 CM-1.
 

Resultados

Solubilidad

Para determinar la solubilidad,, se ensayaron 7 discos y los resultados se presentan en la Tabla 1, junto con los datos estadísticos del ensayo de solubilidad.

Tabla 1. Valores promedio y desviaciones estándares del cambio de masa y residuos sólidos porcentuales del material de reparación endodónticohoras.

Espectroscopia infrarroja (FTIR)
Los espectros FTIR del polvo, líquido y reparador fraguado se obser- van en la Figura 8 a 10 respectivamente.

Fig. 8. Espectro infrarrojo (FTIR) del polvo constitutivo del kit del material de reparación.

Fig. 9. Espectro infrarrojo (FTIR) del líquido del kit del material de reparación.

Fig. 10. Espectro infrarrojo (FTIR) del reparador fraguado.

La  Figura  11 muestra  los  espectros  del  residuo  seco  y  de  los  cris- tales  adheridos  a  las  muestras  del  reparador  luego  del  ensayo  de solubilidad.

Fig. 11. Espectros de infrarrojo (FTIR) del residuo seco luego del ensayo de solubilidad (violeta) y de los cristales adheridos a los discos (rojo).

Discusión

El reparador ensayado en este trabajo está compuesto básicamen- te por cemento Portland blanco y trióxido de bismuto, y el cambio de  masa  observado  en  el  ensayo  de  solubilidad  es  de  1,83  ±  0,36
%  y  el  residuo  sólido  formado  durante  el  ensayo  fue  en  prome- dio  de  2,23  ±  0,25  %. Se  puede  observar  una  desviación  estándar importante  en  ambos  parámetros,  probablemente  asociado  a  la preparación  manual  de  las  muestras  (incorporación  de  aire  y  po- rosidad), como ha sido reportado por otros investigadores (12). El primer valor es el resultado de incorporación de agua al cemento y el  segundo  valor  puede  ser considerado como la  solubilidad  del cemento, aunque Danesh y col. (13) prefieren asignar este valor al material soluble eluido en agua.

Borges y colaboradores (7) estudiaron y compararon las propieda- des de varios cementos a base de MTA, pero no se menciona si se emplea la norma ISO 6876, Estos investigadores encontraron que  el cemento Portland blanco presenta el valor más alto de solubili- dad, mientras que ProRoot® gris MTA presentó el valor más bajo, mostrando una diferencia estadística significativa con los otros materiales (P < 0,05). La diferencia de solubilidad de los cementos estaría relacionada con la composición química y las diferentes es- tructuras formadas después de la reacción de endurecimiento, ya que la formulación de ProRoot® gris MTA contiene yeso. El yeso, que retarda el endurecimiento del cemento, permite un mayor tiempo para la acomodación de las partículas que lo componen, lo que lleva a la formación de un producto duradero y a una estruc

tura  más  resistente.  Por  otra  parte,  el  óxido  de  bismuto  es  inso- luble en agua y contribuye a la reducción de la solubilidad. De los cementos estudiados en el trabajo de Borges y colaboradores (7), el  MTA  BIO  tiene  una  composición  similar  y  la  solubilidad  deter- minada es de 2,00 ± 0,11 %, similar al encontrado en este trabajo.

Es  importante  destacar  que  se  han  reportado  valores  de  solubi- lidad  de  materiales  de  composición  similar  al  estudiado  en  este trabajo, en un rango de 0,82 – 3,7 % (3, 6-8, 10, 14, 15). El valor en- contrado en este trabajo se encuentra en ese rango de solubilidad.

Bodanezi,  y  colaboradores  (9)  compararon  la  solubilidad  de  dos materiales a base de MTA: MTA gris (Angelus, Londrina, PR, Brasil) y de un Cemento Portland gris (Votoran, Votorantin, SP, Brasil), si- guiendo la norma ISO 6876. Concluyeron que MTA-Angelus era más soluble que el cemento Portland cuando era sumergido en un medio acuoso durante 672 horas (28 días). La pérdida de peso a 24 horas del MTA-Angelus superaba la máxima aceptada por la norma (3%).

Vivan  y  colaboradores  (6)  determinaron  la  solubilidad  de  dos  ce- mentos a base MTA; MTA blanco Angelus y MTA Bio y tres cemen- tos experimentales; MTA fotocurado, Cemento Portland con 20 % de óxido de bismuto y 5 % de sulfato de calcio y un cemento a base de una resina epóxica, siguiendo la norma ISO 6876. Los materia- les  que  mostraron  los  valores  más  bajos  de  solubilidad  fueron  el cemento  a  base  de  la  resina  epóxíca  y  el  MTA  fotocurado,  como era de esperar. Los valores más altos de solubilidad fueron el MTA blanco Angelus y MTA Bio, 3,47 y 3,51 % respectivamente, que pre- sentan composiciones similares al estudiado en este trabajo.

Dorileo  y  colaboradores  (1)  estudiaron  la  solubilidad  de  (MTA)-Pro- Root® MTA (Dentsply-Tulsa Dental) y MTA BIO (Angelus Ind. Prod.) y encontraron que los valores de solubilidad y cambios dimensiona- les estaban dentro de las normas internacionales. La solubilidad del producto MTA BIO, con composición similar al estudiado en este caso resultó 0,12 ± 0,06 %, considerablemente menor al valor encontrado en este trabajo. Las diferencias pueden deberse a que el volumen de agua empleado en el ensayo es menor (7,5 mL).

Fridland  y  Rosado  (14)  trabajaron  con  MTA  ProRoot®  y  observaron que el grado de solubilidad aumentaba con la cantidad de agua uti- lizada en la preparación de la mezcla, los valores van de 1,76 a 2,83
% para relaciones agua/polvo de 0,26 a 0,33 respectivamente. Las di- ferencias entre las proporciones eran estadísticamente significativas. En nuestro caso, si bien la relación líquido/polvo (0,62) excede el ran- go ensayado, la solubilidad se encuentra entre los valores indicados. Es importante resaltar que el material empleado en el trabajo de Frid- land y Rosado puede contener una pequeña cantidad (5 %) de yeso, que como se indicó, modifica la solubilidad del material fraguado.

Guimaraes (16) comparó las propiedades físico-mecánicas de MTA Repair HP, MTA Vitalcem y MTA de Angelus. MTA Repair HP mos- tró  la  mayor  liberación  de  calcio,  MTA  Vitalcem  mostró  mayor absorción  de  agua  y  solubilidad.  La  presencia  de  plastificante  en el  MTA  Repair  Hp  puede  incrementar  su  solubilidad  y  porosidad. El  MTA  Angelus  blanco  mostró  el  valor  más  bajo  de  solubilidad (4,91  ±  3,73)  y  absorción  de  agua  en  comparación  con  el  MTA Vi- talcem. La relación polvo/agua empleada fue 3,625, muy superior a la empleada en este trabajo (1,61). Sin embargo, Ferreira (17) no encontró diferencias en solubilidad y adsorción de agua entre MTA Repair  HP  y  MTA Angelus  blanco.  Días Galarça  (18) encontró  que estadísticamente la solubilidad fue similar en ambos materiales.

Flores  Ledesma  y  colaboradores  (19) estudiaron  un  cemento  Port- land con el agregado de un 20 % de bióxido de bismuto y otros com- puestos como wollastonita y bioglass. La incorporación de estos úl- timos modifica el tiempo de fraguado y si bien aumenta ligeramente la solubilidad, los valores se mantienen por debajo del 3%.

Poggio y colaboradores (15) midieron la solubilidad de seis mate- riales usados para protección directa, entre ellos el MTA ProRoot® y el MTA Angelus. Encontraron que ambos cumplían con la norma ISO 6876 con valores de solubilidad de 0,72 ± 0,15 y 0,73 ± 0,12, res- pectivamente. Sin  embargo,  en  el  ensayo  emplearon  un  volumen mucho  menor  de  agua  (5  mL)  que  el  recomendado  por  la  norma y, como se indicó, esto afecta el resultado de solubilidad (10, 14). El  incremento  de  masa  observada  durante  el  ensayo  indica  la  in- corporación de agua al material de reparación. De acuerdo con el fabricante, este material de reparación está constituido por óxidos minerales en forma de pequeñas partículas hidrofílicas, lo que ex- plicaría la incorporación de agua.

Ha y colaboradores (11) encontraron que MTA, BioAggregate, Bio- dentine y ProRoot® MTA mostraron valores negativos de solubili- dad en solución de Hank, debido a la absorción de iones del medio, en lugar de perder masa por solubilidad.

Los residuos de las aguas de lavado representan 2,23 % de la masa inicial de los discos. De la información disponible sobre la compo- sición del reparador, se concluye que esto correspondería a la for- mación de compuestos de calcio (20-22).
Con el fin de tratar de establecer que compuestos conforman el re- siduo se realizó un análisis detallado de los espectros de infrarrojo. El espectro FTIR del reparador fraguado es similar al del espectro del polvo (ver Figuras 8 y 10) mientras que el espectro del líquido se corresponde con el espectro de CACL2 en medio acuoso, ya que es  el  componente  principal  del  componente  líquido.  Se  observan también señales débiles a 1510 y 1424 cm-1 entre otras, asignables al conservante empleado en su formulación.

La Figura 11 muestra los espectros del sólido que se separa de las aguas de lavado y de los cristales adheridos a las muestras. El es- pectro  de  los  cristales  presenta  señales  dominantes  a  3644  cm-1, una  señal  ancha  centrada  en  1450  cm-1  y  otra  de  baja  intensidad a 877 cm-1, que se corresponden principalmente con hidróxido de calcio. El espectro del sólido de las aguas de lavado se corresponde con una mezcla formada por hidróxido, óxido y carbonato de calcio (ver  Figura  12). Este  último  compuesto  se  forma  debido  a  la  pre- sencia de dióxido de carbono atmosférico durante el ensayo (23).

 
Fig. 12. Espectros FTIR del residuo seco (violeta), cloruro de calcio (rojo), carbonato de calcio (verde) e hidróxido de calcio (lila). Se indican señales características observadas en el espectro del sólido separado luego del ensayo de solubilidad.
En  el  espectro  de  los  sólidos  de  las  aguas  de  lavado,  además  de estas  señales,  se  observan  otras  débiles  a  977,  790  y  512  cm-1, que  pueden  corresponder  a  compuestos  que  se  incorporan  como conservantes,  preservantes,  estabilizantes  o  desensibilizantes  al cemento  para  mejorar  su  comportamiento  terapéutico  (24).  En particular el material en estudio contiene conservantes, pero dada la confidencialidad de la composición no es posible realizar un aná- lisis más detallado.

Conclusión

En  el  ensayo  de  solubilidad  del  material  reparador  endodóntico  a base de MTA en agua durante 24 horas se encontró un aumento de masa  (1,83 %) como consecuencia de la formación de  compuestos de silicato de calcio hidratado.

Luego  del  ensayo  de  solubilidad  de  acuerdo  a  la  norma UNE-EN  ISO 6876, la masa del residuo sólido fue de 2,23 %. Este valor está por debajo del 3 %, indicando que el material ensayado cumple con la citada norma.

Mediante espectroscopia infrarroja se puede concluir que durante el ensayo de solubilidad se separan compuestos de calcio, en particular hi- dróxido,  óxido  y carbonato de calcio.  Este último  compuesto se forma debido a la presencia de dióxido de carbono atmosférico durante el ensa- yo. Por último, durante el ensayo se observó la formación de cristales que por espectroscopia FTIR corresponden a hidróxido de calcio.

Finalmente, el amplio rango de valores de solubilidad reportados en mate- riales de similar composición sugiere la influencia de factores que deberían ser revisados, tales como el tiempo de fraguado y la relación polvo/agua.
 

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