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Introducción
El mineral trióxido agregado por sus siglas en inglés (MTA) fue desarrollado por Torabinejad y colaboradores1 en la Universidad de Loma Linda en 1995, cuanta con diversas aplicaciones clínicas dentro del campo odontológico, y específicamente dentro de la endodoncia y odontopedriatría. Se ha sugerido su uso como apexificador,2,3 recubrimiento pulpar,4,5 reparador de perforaciones en furca6,7 y material para retrobturaciones.8
Los cementos a base de silicatos como el MTA presentan buenas propiedades biológicas: estimulan la formación de tejido mineralizado en células pulpares, la proliferación de tejido óseo, la actividad madurativa de células osteoblásticas,9-13 así como la formación de apatitas y estimulación de células estromales.14-16 Estas respues tas han sido comprobadas tanto in vitro17,18 como in vivo.19
La composición del cemento portland blanco se basa principalmente en silicato tricíclico, silicato dicálcico y aluminato tricíclico.20,21 Los cementos MTA están compuestos por 80% de cemento Portland y 20% de trióxido de bismuto (Bi2O3) que le provee radiopacidad.22-24 La mayor desventaja hasta ahora de los cementos MTA ha sido el largo tiempo de fraguado que en un inicio se reportaba alrededor de 72 horas,25 se ha tratado de modificar esta característica con el uso de aceleradores como cloruro de calcio, ácido cítrico, gluconato de calcio, gluconato de clorhexidina e hidróxido de sodio, por mencionar algunos,26-28 así como el agregar materiales como vidrio bioactivo y wollastonita,29 demostrando que los cementos MTA son sumamente sensibles a cambios en su composición, lo que afecta de manera directa las propiedades mecánicas.
Se han realizado estudios en los que se han agre gado diversas concentraciones de material radiopacificador tal como trióxido de bismuto30 u óxido de zirconio,31 ambos casos mostraron que las propiedades físicas se ven afectadas: la resistencia a la compresión se ve disminuida; mientras que la porosidad, el tiempo de fraguado y solubilidad aumentan.32-34 Esto trae como consecuencia que podrían presentarse fallas en el tratamiento a futuro.
Por otro lado, diversos estudios han revelado que el cemento MTA produce cambios en la coloración a nivel gingival y dental hacia tonos marrones o negros;35,36 inicialmente se creía que era por el uso de MTA gris, el cual tiene en su composición hierro; sin embargo, este cambio de coloración también se ha observado cuando se ocupa MTA blanco.37,38 Estudios posteriores demostraron que el cambio de color es debido a la presencia de bismuto,39,40 el cual es sensible al contacto con hipoclorito de sodio35,41 y a la exposición a luz.42
La radiopacidad de los cementos MTA comerciales es muy variable, se han encontrado valores desde 4 mm de aluminio (mm Al) hasta 7 mm Al;43,44 como la radiopacidad está relacionada con la cantidad y tipo de radiopacificador, el objetivo de este estudio es estimar la cantidad de trióxido de bismuto en dos diferentes marcas de cementos minerales trióxido agregado disponibles en México mediante una prueba de radiopacidad.
Material y métodos
Se utilizaron cinco mezclas de cemento portland blanco (Cruz Azul; México; Lote 033442), previamen te caracterizado20 con concentraciones de Bi2O3 (Al drich Chemical Company Inc. Lote 1304-76-3) al 0, 10, 15, 20 y 25%wt y dos cementos comerciales: dos lotes MTA Angelus (Angelus Industria de Productos Odontológicos, Londrina, Brasil, Lote 21934 y 20939) y dos lotes de MTA Viardent (México, Lote 160715 y A030317)
La metodología usada en este estudio se basa en los requerimientos especificados para radiopacidad de la norma ISO 6876.45 Cada uno de los cementos se preparó con la relación de 1 g de polvo/0.33 mL de agua.46,47 La mezcla se colocó dentro del molde para elaboración de pastillas (n = 10) con un diámetro interno 10 ± 0.1 mm y una altura de 1 ± 0.01 mm. Se ejerció presión con una plancha de vidrio y se colocó en una prensa en C para la obtención de pastillas con superficies planas, libres de poros y burbujas internas. El molde junto con la prensa se colocó dentro de una cámara ambientadora (Polyscience, USA, Mod. 106B 00351) a 37 oC y humedad relativa de 95% durante 24 horas. Después de este tiempo las pastillas se colocaron en una radiografía oclusal (E-Speed Film, Kodak, Rochester, NY, Lote 3109744), junto con un indicador de radiopacidad (gradilla de aluminio escalonada, 0.5 mm cada escalón, pureza de 95.5%).
Las muestras, la radiografía y la gradilla fueron colocadas sobre una base de plomo para la toma radiográfica; se realizó la radiación con un aparato de Rayos-X (Progeny dental, Modelo JB-70, USA, 65 ± 5 kV) a una distancia de la película de 30 cm a partir del punto focal (la distancia fue estandarizada con un cilindro de acetato) y se efectuó la exposición por 0.15 segundos. La radiografía fue revelada siguiendo los tiempos en la Tabla 1, con líquidos de revelado marca (Kodac, Rochester, NY Lote 1011 C6 02819).
Tabla 1: Tiempos de revelado de las radiografías.
| Revelador | Agua | Fijador | Agua |
|---|---|---|---|
| 15 seg. | 15 seg. | 3 min. | 15 seg. |
La radiografía fue colocada al centro del negatoscopio, el cual fue cubierto con una caja de cartón para limitar la luz exterior, la caja sólo presentaba un orifi cio por donde el lente de la cámara digital fue ajustado (Lumix, Panasonic Mod FH20, China) para la obtención de radiografías digitales. Se analizó la densidad radiográfica con base en la escala de grises con un software para el análisis de imágenes ImageJ 1.44 (National Institutes of Health, USA).
Los valores de radiopacidad se determinaron con base en la densidad radiográfica (tonos de grises) y convertidos a milímetros de aluminio (mm Al). La con versión se realizó de acuerdo con la fórmula reportada por Vivan:48
Donde A: DRM - densidad radiográfica del incremento de la gradilla de aluminio inmediato inferior a la DRM y B: Densidad radiográfica del incremento de la gradilla de aluminio inmediato superior a la DRM- -densidad radiográfica del incremento de la gradilla de aluminio inmediato inferior a la DRM.
Los resultados fueron capturados en SPSS versión 23 para su análisis. Ya que la concentración de 20% se ha estipulado como estándar en la patente del MTA,49 el grupo Bi20% fue tomado como control. Se hizo prueba de Kolmogorov-Smirnov para probar la normalidad de los datos, procediéndose a realizar pruebas paramétricas. Se aplicó prueba de ANOVA y post hoc prueba Dunnett con un intervalo de confianza de 95%.
Resultados
La radiopacidad de los cementos experimentales, MTA Angelus y MTA Viardent se muestra en la Figura 1. Se observa claramente el aumento de radiopacidad de acuerdo a la cantidad de trióxido de bismuto agregado, el cemento Portland blanco presenta una radiopacidad de 1.8 mm Al, al 10% aumenta a 2.8, mientras que se aprecian valores de 4.3, 5.7 y 6.0 mm Al en las concentraciones de 15, 20 y 25% respectiva mente. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas en los cementos Bi15%, Bi10%, cemento Portland blanco y MTA Angelus (lote 21934) al ser comparados contra el grupo Bi20% (control).
Figura 1: Resultados de la prueba de radiopacidad, ANOVA p < 0.05, post hoc Dunnett test p < 0.05; el grupo Bi20% se usó como control. Los números en la parte inferior y las barras de error representan los promedios de cada grupo y la desviación estándar respectivamente (n = 10).
La media de radiopacidad de los cementos con concentraciones de 0, 10, 15, 20 y 25%wt de trióxido de bismuto fueron graficados, realizándose un ajuste lineal; se obtuvo la ecuación de la recta y el valor de R (Figura 2). Se utilizó dicha ecuación para despejar el valor de X, utilizando los valores de la pendiente y la intersección para calcular la concentración de bismuto en cada uno de los cementos comerciales (Tabla 2).
Figura 2: Gráfica de la concentración de trióxido de bismuto. Se realizó el ajuste lineal obteniéndose la ecuación de la rec ta (n = 10). Se graficó el promedio y la desviación estándar.
Tabla 2: Concentración estimada de trióxido de bismuto en los cementos comerciales. Estimated concentration of bismuth trioxide in the commercial cements studied.
| MTA Angelus Lote-21934 |
MTA Angelus Lote-20939 |
MTA Viardent Lote 160715 |
MTA Viardent Lote 030317 |
|
|---|---|---|---|---|
| % de Bi2O3 | 32.3 | 20.6 | 24.5 | 25.6 |
Se observó que para el caso del cemento Viardent la concentración de trióxido de bismuto se encuentra entre 24-25%, mientras que en el MTA Angelus varía entre 20 y 32%.
Discusión
La Norma ISO 6876 Specification for dental root canal sealing materials45 establece que un milímetro de este tipo de materiales debe contar con al menos 3 mm de Al para presentar una radiopacidad adecuada, se ha reportado que al agregar un 20wt% de trióxido de bismuto se logra este objetivo.49 La composición básica del MTA es 80% cemento Portland,20,23 el cual mostró un radiopacidad de 1.8 mm de Al, un valor similar al obtenido por Húngaro-Duarte50 de 1.01 mm de Al, dato que no es ideal para su identificación.
Según Grossman51 el material ideal para obturar en endodoncia debe tener entre sus propiedades suficiente radiopacidad para distinguirlo de las estructuras circundantes con el fin de asegurar la correcta obturación y sellado del material en el sistema de conductos radiculares, perforaciones o retropreparaciones, favoreciendo así la eliminación de la enfermedad persistente en el tratamiento endodóntico.52
Al colocar cementos a base de silicatos de calcio es importante verificar radiográficamente que se ubique dentro de la cavidad o en la zona deseada, que esté bien compactado, que se distinga de la dentina y del hueso en casos de retrobturación en cirugía periapical o que se obture junto con gutapercha en tratamientos de conductos, es decir, que dichos materiales sean distinguibles asegurando el sellado de ambos. Un material con mala radiopacidad podría causar confusión con las zonas anatómicas de dentina, hueso y ligamento periodontal; mientras que un material más radiopaco y con fuerte contraste puede llevar a la falsa impresión de un relleno denso y homogéneo, ya que puede enmascarar huecos en la obturación donde el material no ha penetrado correctamente.52
De ahí surge la necesidad de realizar pruebas de radiopacidad a los cementos a base de silicatos de calcio, con la finalidad de corroborar que cumplan con el requerimiento marcado por la ISO 6876.45 La mayoría de estos cementos presentan valores mucho más altos entre 6.53 y 7.17 mm de Al,53,54 hasta valores de 9 mm de Al.55 En este estudio se observó que la concentración mínima de 10% de Bi2O3 no logra obtener los 3 mm de Al necesarios para su uso clínico; sin embargo, con la concentración de 15% se obtienen 4.3 mm de Al. Sin embargo, se ha detectado que la cantidad de bismuto en los cementos MTA afecta las propiedades físicas, se reporta que la resistencia a la compresión se ve disminuida, mientras que la po rosidad y solubilidad aumentan con concentraciones mayores del radiopacificador.30,56 En cuanto a las ca racterísticas tales como resistencia a la compresión y porosidad, se observó una relación lineal inversa entre estas dos propiedades, es decir, a mayor porosidad menor resistencia a la compresión. Estas propiedades son de relevancia clínica, ya que como es sabido, la porosidad del material se relaciona con la solubilidad del mismo,57 lo que trae como consecuencia mayor degradación del material, comprometiendo el éxito clínico de la restauración.
En el presente estudio se observó que al agregar entre 10-15% de trióxido de bismuto se obtiene la radiopacidad solicitada de los 3 mm Al por la ISO 6876, coincidiendo con lo mencionado por Bueno y colaboradores,58 quienes sugieren sólo 15% de radiopacificador para mantener las propiedades físicas.
Cabe recordar que las propiedades físicas de los materiales están relacionadas con el tamaño de partícula, el uso de Bi2O3 en tamaño micro (10 μm) y na nométrico (40-80 nm) no afecta la radiopacidad; sin embargo, la resistencia a la compresión y microdureza superficial se ve aumentada con el uso de bismuto nanométrico,55 cabe mencionar que existe poca evi dencia sobre el efecto del trióxido de bismuto en el proceso de hidratación y fraguado, sólo se ha encon trado que no forma parte del proceso de hidratación del cemento.59,60
Estas propiedades físicas se han observado de manera aislada, pero debemos tomar en cuenta que los cementos de silicato de calcio, independientemente de su agente radiopacificador, poseen la habilidad de producir apatitas en un ambiente acelular al contacto con fluidos corporales simulados,15,61,62 por lo que la posible falla en la adaptación marginal por pérdida del material podría verse favorecida por la formación de apatitas.
Si nos enfocamos en la parte clínica, se ha detectado cambio de color en los dientes que han sido restaurados con MTA,36,38,39 muchos de estos estudios mencionan un cambio hacia un color grisáceo del tejido dental,37 debiendo realizar un segundo procedimiento clínico para poder aclarar el diente afectado. Estos cambios en la luminosidad son dados por la interacción entre el bismuto y el colágeno tipo I,40 ya que los aminoácidos de la dentina provocan una sedimentación hacia bismuto metálico. Durante los protocolos de irrigación endodóntica, el hipoclorito de sodio es la solución que más se usa en diferentes concentraciones (0.5-5.25%),63-65 se ha observado que el contacto de la solución de hipoclorito de sodio en contacto del bismuto del MTA genera una pigmentación café oscuro-negro;35 debido a que se produce una reducción de hipoclorito de sodio a cloruro de sodio. De tal forma que se sugiere que a mayor concentración de bismuto en el cemento mayor será el cambio de color en la estructura dentaria.
Sin embargo, este cambio en la discromía no se ha observado en otros cementos biocerámicos donde el agente radiopacificador es distinto a Bi2O3, tal como el óxido de zirconio,66 que al 20% muestra la misma radiopacidad que el bismuto. Existen materiales como el sulfato de bario (BaSO4) que es un agente radiopacificador usado en resinas y cementos selladores en endodoncia, al ser blanco se espera no sufra este comportamiento de pigmentación, pero al ser agregado al 20% no presenta la radiopacidad requerida, por lo que debería agregarse en concentraciones mayores, lo que podría afectar las propiedades mecánicas.67 Al sugerir otros agentes radiopacificadores, se debe considerar su biocompatibilidad y su posible efecto antimicrobiano.68-70 Es importante evaluar estas propiedades asociadas a diversas concentraciones de trióxido de bismuto.
Conclusiones
La diferencia en concentración de Bi2O3 en los cementos comerciales puede traer como resultado un comportamiento físico químico distinto a lo esperado, mayor cantidad de radiopacificador provoca disminución de la resistencia a la compresión, aumento en la porosidad y en la solubilidad, lo que conlleva a diminución de la capacidad de sellado de la obturación, aumentando la posibilidad de fracaso; además afecta la estabilidad de color del diente restaurado, creando pigmentaciones negras o grisáceas. Es importante que se mantenga un control de calidad al momento de la fabricación en cuanto al contenido de bismuto para su distribución comercial.
