Ionómero de vidrio: preparación, propiedades, tipos, usos
El ionómero de vidrio es un material hecho con vidrio de silicato y un polímero ácido soluble en agua. Es usado ampliamente en reparaciones dentales y especialmente en odontología pediátrica.
Pertenece a un tipo de materiales conocidos como cementos ácido-base, pues es producto de la reacción entre ácidos poliméricos débiles y vidrios básicos en forma de polvo.
Este material libera iones fluoruro (F–) con facilidad, lo que ayuda a evitar las caries, una de sus ventajas. Otra de sus capacidades es que se adhiere químicamente a la dentina y esmalte.
Adicionalmente es biocompatible y de baja toxicidad. La unión con el diente es resistente a los ácidos y es duradera. Sin embargo, posee poca resistencia a la fractura y al desgaste, por lo que no se puede aplicar en áreas dentales con mucho estrés.
El polímero ácido que generalmente se emplea para obtenerlo es el poli (ácido acrílico), el cual es un ácido polialquenoico. Por esta razón, según la Organización Internacional para la Estandarización o ISO (siglas del inglés International Organization for Standardization), su nombre correcto es “cemento de polialquenoato de vidrio”.
Índice del artículo
- 1 Nomenclatura
- 2 Preparación
- 3 Propiedades
- 4 Tipos de ionómeros de vidrio
- 5 Usos
- 6 Ventajas de los ionómeros de vidrio
- 7 Desventajas
- 8 Referencias
- Ionómero de vidrio
- Cemento de polialquenoato de vidrio
- Vidrio ionómero
Los cementos de ionómero de vidrio consisten en polvo (básico) de vidrio de aluminofluorosilicato de calcio o estroncio que ha sido mezclado con un polímero ácido soluble en agua.
Los polímeros utilizados son ácidos polialquenoicos, en particular el poli (ácido acrílico):
–CH2—CH(COOH)—CH2—CH(COOH)—CH2—CH(COOH)—CH2—CH(COOH)–
También puede ser utilizado un copolímero 2:1 de ácido acrílico y ácido maleico. Los vidrios deben ser básicos, capaces de reaccionar con ácido para formar sales.
Cuando estos componentes se mezclan sufren una reacción de neutralización ácido-base generando un material endurecido. Su fraguado o solidificación se produce en soluciones acuosas concentradas.
La estructura final contiene una cantidad significativa de vidrio que no ha reaccionado, el cual funciona como relleno reforzante del cemento.
Se le añaden también agentes quelantes como el ácido tartárico o cítrico cuya acción aún no está clara. Se estima que posiblemente previenen la precipitación de sales de aluminio, pues atrapan al ion Al3+.
De esta forma se retrasa el fraguado y el cemento se puede mezclar mejor.
Un ejemplo de cómo se puede representar químicamente un ionómero de vidrio es la siguiente fórmula: SiO2-Al2O3-P2O5-CaO-CaF2.
Aunque comercialmente hay diversas composiciones de ionómeros de vidrio, son de algún modo similares. Un ejemplo se muestra a continuación:
Sílice (SiO2) = 24,9%; alúmina (Al2O3) = 14,2%; fluoruro de aluminio (AlF3) = 4,6%; fluoruro de calcio (CaF2) = 12,8%; fluoruro de aluminio y sodio (NaAlF4) = 19,2%; fosfato de aluminio (Al(PO4)3) = 24,2%.
El comportamiento de los ionómeros de vidrio depende de su composición, concentración del poliácido, tamaño de las partículas del polvo de vidrio y la relación polvo/líquido. La mayoría muestra opacidad frente a los rayos X.
A manera de ejemplo, se muestran los requerimientos mínimos que deben cumplir estos materiales, específicamente un cemento restaurador, según la ISO:
2-6 minutos
100 MPa (mínimo)
0,05 mm/h (máximo)
0,35-0,90
2 mg/Kg (máximo)
100 mg/Kg (máximo)
Dependiendo de su aplicación se dividen en tres clases:
Presentan una relación polvo/líquido baja, por lo que poseen una resistencia moderada. Fraguan rápidamente con buena resistencia al agua. Sirven para la cementación de puentes, coronas, aparatos de ortodoncia e incrustaciones.
Se subdividen a su vez en dos clases.
Tipo II-a:
Tienen una relación polvo/líquido alta, buena armonía con el color de los dientes, necesitan protección de la humedad durante por lo menos 24 horas con barniz o gel de hidrocarburos.
Se emplean para reparaciones de los dientes delanteros, en los cuales tiene importancia la apariencia.
Tipo II-b:
Poseen una relación polvo/líquido alta, fraguado rápido y pronta resistencia al agua. Sirven en lugares donde la apariencia no es importante, como reparaciones en dientes posteriores.
Los usados como recubrimiento presentan una baja relación polvo/líquido para permitir que el material se adapte bien a las paredes de la cavidad dental.
Si se emplean como base su relación polvo/líquido es alta y actúan como un sustituto de la dentina para asociarse luego con la resina que se coloca por encima.
Los ionómeros de vidrio pueden emplearse para reparar caries o defectos cervicales (es decir, en el cuello del diente, entre la corona y la raíz) causados por abrasión y erosión, para la reparación de dientes temporales, incisivos y caninos y restauración en túnel.
Se usan como base debajo de la amalgama u oro, para arreglar de forma provisional lesiones grandes por caries, aberturas endodónticas y fracturas de cúspide.
Se colocan en fisuras de molares tanto primarios como permanentes para prevenir caries, pues se retiene en profundidad en las brechas e impide que estas sean colonizadas por placa o película de bacterias. El efecto anticaries es favorecido además por la liberación de flúor.
Esta técnica es aplicada en países donde la falta de electricidad impide el uso de taladros y fresas eléctricos. También es empleada en niños que no cooperan con el odontólogo. Sus siglas son ART, del inglés Atraumatic Restorative Treatment.
Se utilizan instrumentos manuales para remover la dentina afectada por las caries y luego se aplica el cemento de ionómero de vidrio para reparar el diente. Por su adhesividad este material se puede usar en dientes que han tenido preparación mínima, realizando la reparación de forma rápida y efectiva.
Los iones fluoruro liberados por el vidrio ionómero penetran en las caries remanentes matando cualquier bacteria que pudiera estar presente.
Se preparan a base de mezclas que contienen los mismos componentes que los ionómeros de vidrio, pero también incluyen un monómero y un iniciador de polimerización.
El material resultante contiene una estructura basada tanto en la reacción ácidobase como en la de polimerización del monómero, el cual usualmente es 2-hidroxietil metacrilato.
Para que desarrolle sus propiedades de forma óptima se debe irradiar con una lámpara de fotocurado durante un tiempo específico. La aplicación de luz permite la activación de la reacción de polimerización del monómero por los fotones.
La combinación de la resina con el ionómero de vidrio hace que este aumente su resistencia, posea menor solubilidad y menor sensibilidad a la humedad. Sin embargo, libera menos fluoruro y muestra menor biocompatibilidad que los ionómeros de vidrio convencionales.
El ionómero de vidrio se adhiere muy bien a la dentina y esmalte dental. Esta propiedad es importante porque ayuda a que se mantenga unido al diente y evita que los microorganismos dañinos penetren en el espacio reparado.
La fuerte adhesión se debe inicialmente a la formación de enlaces de hidrógeno entre los grupos carboxílico (—COOH) del poli (ácido acrílico) y las moléculas de agua unidas a la superficie del diente. Estos enlaces de hidrógeno son del tipo H—O—H.
Estas uniones luego son lentamente reemplazadas por enlaces iónicos más fuertes entre cationes calcio Ca2+ del diente y los aniones del cemento: (COO–)–(Ca2+)–(COO–).
Este material también puede unirse muy bien a los metales usados en la restauración del diente.
Para lograr una mejor adhesión la superficie recién tallada del diente se enjuaga previamente con una solución acuosa de poli (ácido acrílico), lo que desmineraliza levemente la superficie del diente abriendo los túbulos de dentina.
De esta manera aumenta la superficie disponible para la formación de enlaces catión/anión y se forma una capa rica en iones que es muy resistente al ataque de ácidos.
Otros profesionales en esta área recomiendan enjuagar previamente con ácido fosfórico (H3PO4) para limpiar la cavidad y remover partículas, incluyendo restos de aceite del instrumento que taladró el diente.
Es capaz de liberar al medio circundante iones activos biológicamente como fluoruro, sodio, calcio, fosfato y silicato.
El calcio es un mineral esencial para los dientes y favorece su remineralización. El silicato puede incorporarse de manera natural a la hidroxiapatita del diente, así como el fosfato. El fluoruro forma fluoroapatita.
El ionómero también puede tomar iones calcio y fosfato de los alrededores, como de la saliva, desarrollando una superficie más dura.
Según revisiones recientes (año 2019) de publicaciones sobre los ionómeros de vidrio, se confirma que poseen un efecto anticaries medible. La capa rica en iones que generan hace que las caries secundarias sean muy raras alrededor de las restauraciones realizadas con estos.
En cuanto a la proporción de caries han probado ser tanto o más efectivos que las resinas compuestas.
Algunos estudios sugieren que la propiedad cariostática se debe probablemente a la barrera física que el vidrio ionómero proporciona en las fisuras y no a un efecto químico sobre la inhibición de la desmineralización.
Puede liberar ion fluoruro, propiedad que se mantiene por períodos de tiempo muy largos y se considera clínicamente beneficiosa para el diente, pues previene la descalcificación del esmalte. La liberación aumenta en condiciones ácidas.
Ciertas fuentes indican que el fluoruro liberado por el ionómero de vidrio disminuye la descalcificación alrededor de los soportes ortodónticos o bracketts y algunos profesionales indican que actúa como antibacteriano.
Sin embargo, según otros autores no hay evidencias claras acerca de si la liberación de fluoruro es beneficiosa o no para el diente.
Cuando se requiere realizar nuevas reparaciones, puede ser removido con mucha menor dificultad que otros materiales, pues el cemento que permanece en la superficie del diente puede secarse aplicando aire, haciéndolo más frágil y fácil de retirar.
Los ionómeros de vidrio convencionales presentan una resistencia relativamente baja, por lo que pueden ser frágiles o quebradizos y tienen tendencia a desgastarse.
Esto está asociado a su microporosidad, o presencia de pequeños huecos dentro de su estructura. Por ello muestran propensión a averiarse con una mayor velocidad que otros materiales restauradores y no pueden utilizarse en áreas que soportan alto estrés.
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