Historia de los adhesivos

La adhesión es la innovación mas importante de la odontología en toda su
historia especialmente en la ultima mitad dl siglo XX.
En el desarrollo de de estos materiales se ha podido diferenciar varias
rutas con el propósito de adhesión, de los que sobresale dos grandes grupos: Uno
que busca obtener adhesividad al los tejidos dentales (esmalte, dentina) y el otro
grupo busca adhesión a materiales artificiales (polímeros, metálicos, cerámicos)
que son materiales utilizados en las restauraciones directas e indirectas.

Retrocediendo en el tiempo, veremos que los primeros biomateriales que
eran capaces de lograr adhesión eran de dos tipos: uno a base de polímeros
(resinas compuestas) y el de los cerámicos (Ionómero de vidrio).

Polímeros: La primera tentativa según MCLEAN (2000)40 dice que el
químico Suizo OSCAR HAGGER (31), quien patento en 1949, un producto
basado en el dimetacrilato del acido glicerofosforico, que la compañía
Amalgamated /De Tray comercializo con el nombre de Sevriton cavity seal, junto
con una resina acrílica restauradora autopolimerizable el Sevriton.

Luego, surge el acondicionamiento acido de BUONOCORE (1955)10 que
consistía en al tratamiento de la superficie del esmalte con acido fosfórico al 85%
para lograr una adhesividad adamantina, aplicándose por primera vez en
Odontología. El tratamiento buscaba otorgarle un potencial adhesivo a la
superficie del esmalte por un proceso desmineralizador que disolvía de 20 a 50
um de la superficie proporcionando al esmalte rugosidad.

Surge la formula de BOWEN, que va a ser la base de los adhesivos poliméricos.
BOWEN R. (1962)7 mencionado por Henostroza, G. (2009), patentó la
resina Bis-GMA que consistía en el producto de la reacción entre un Bisfenol y el
metacrilato de glicidilo, materiales poliméricos capaces de adherirse al esmalte.

NEWMAN y SHARPE (1966)44 modificaron la consistencia del material
eliminando virtualmente su rellano cerámico para darle a la resina una baja
viscosidad, la cual fue la primera en lograr adherirse al esmalte, formando así el
primer adhesivo dental.
Durante casi medio siglo (1955-2003) se consolida el procedimiento de
adhesión del esmalte por su efectividad y confiablidad, sin ser necesaria su
modificación del procedimiento original, con pequeñas excepciones: Se reduce la
concentración de acido fosfórico del 85% que era originalmente al 30 – 40 %,
también reduce el tiempo de aplicación que originalmente era de 30 segundos a
solo 15 segundos y su presentación en estado de gel.
También se observa que en todo este periodo la búsqueda de la adhesión
a la dentina que se ve obstaculizada porque a diferencia del esmalte la dentina no
posee características homogéneas que beneficien su adhesividad.
Entre estas dificultades podemos encontrar están: las variaciones
topográficas, la composición química con contenido orgánico y agua, el fluido
dentario. Dificultades que los fabricantes han tratado de superar, desarrollando

productos que permitan a los adhesivos operar en lugares húmedos, ósea
tendrían que ser “hidrofilicos” e interactuar con los componentes orgánicos. Otra
dificultad es la presencia de una capa superficial que se forma después de la
remoción de caries con instrumentos rotatorios llamada “smear layer” o “barro
dentinario” que esta formada de detritus y dentina desorganizada.
Se atribuye a BOYDE y col. (1963)8 el denominativo de smear layer. David
Eick y col., fueron los primeros en identificar químicamente esta capa y describirla
topográficamente. BRANNSTROM (1984)9 subdivide esta capa en 2: una
externa (smear on) que es amorfa en la superficie y una interna (smear in o smear
plug) que contiene partículas más diminutas dentro los túbulos.
Algunos autores atribuían una virtud del smear layer que consistía en
disminuir la permeabilidad dentaria y proteger el complejo dentino pulpar.
PASHLEY en 1980 mantuvo una posición muy cerrada en removerla
rutinariamente, puesto que TAKAO FUSAYAMA (1980)25 sugiere el
acondicionamiento acido en dentina y de esta forma un grabado total de las
superficies, enfatizando que no perjudicaría más bien beneficiaria a la
adhesividad. Removiendo el barro dentinario y permitiendo el ingreso del
adhesivo a los túbulos dentinarios que después de su polimerización quedaría
trabado mecánicamente “capa hibrida”.

KRAMER y MCLEAN (1952)34 fueron los primero en observar la capa
hibrida, que era una zona intermedia entre la dentina y la restauración. NOBUO
NAKABAYASHI (1982)43 fue el primero en describirla, acondicionando la
superficie de la dentina con una solución denominada 10-3 (10% de acido cítrico y
3% cloruro férrico) y sobre ella aplicar un adhesivo compuesto por 4 META/ MMATBB-
O, observando una capa entre 3-6 um a la que llamo capa hibrida, que
estaba formada por colágeno y de resina por la filtración del adhesivo en la zona
desmineralizada por el acido fosfórico.
Ahora hablemos un poco de autograbado o autoacondicionado, Sano en
1994 observo la presencia de espacios vacios de tamaño nanometrico en la base
de la capa hibrida que podía ser producto de la falla de la resina al no poder filtrar
todo el espesor de la capa desmineralizada, llamándola nanofiltracion para
diferenciarla de la filtración típica.
Para corregir este desperfecto se hizo la propuesta de no realizar el
acondicionamiento con acido fosfórico como paso previo para el adhesivo, sino
conjuntamente con el primer, lo que en la actualidad se conoce como primers
autoacondicionantes o autograbables, el propósito de dicho procedimiento, es de
reducir la profundidad de capa desmineralizada de la dentina y su humectación
completa.

Otro de los materiales que puede adherirse al sustrato que es el diente, es
el Ionómero de vidrio que es un material cerámico, surge por primera vez en
1967, producto de la investigación del británico Dennis Smith (61), aunque poco
difundido, señalaba que este material era capaz de unirse químicamente a la
estructura dental, formando por un cemento de policarboxilato de zinc, el cual esta
constituido principalmente por oxido de zinc en el polvo y acido poliacrilico en el
liquido, incorporando así el acido poliacrilico.

WILSON (1972)73 desarrollo el Ionómero de vidrio atreves de los
policarboxilatos una versión mejorada del silicato, el cual estaba compuesto por
polvo (vidrio de alúmina y sílice) y lo asociaron al acido poliacrilico, constituyente
del liquido de los carboxilos, el cual le da la propiedad de adherirse a la estructura
dental, mediante el proceso químico de interacción de sus grupos carboxilos con
el calcio del tejido dentario, sin tener la necesidad de incorporar un adhesivo.

Grabado ácido del esmalte dental y adhesión a dentina

El objetivo del grabado ácido es proporcionar una superficie porosa, ya que la desmineralización forma microporos de 20 a 30 micrones de profundidad (microretenciones) en color verde, en azul resina compuesta y en amarillo prismas de esmalte. Observe el patrón de grabado en una microfotagrafía realizada con el microscopio electrónico de barrido(MEB), en esmalte por el ácido ortofosfórico al 40% Técnica de grabado ácido Microretenciones de 20 a 30 micrones en el esmalte grabado Esmalte grabado con acido ortofosfórico (MEB) Lavar y limpiar con una brochita a baja velocidad y pasta de pomez y agua; también puede utilizar el bicarbonato de sodio para profilaxis en pasta ó aplicarlo con el sistema de aire para profilaxis. Muchos autores suelen utilizar un microarenador con partículas de oxido de aluminio para la eliminación de la capa superficial del esmalte. Puede realizar un bisel en el esmalte para mejorar la retención, aumentando la superficie grabada (Clase III , IV y V de Black) Proteger los demás dientes que no se van a grabar con tiras de acetato, metálica o una barrera gingival. En caso de grabado accidental topicar con fluorfosfato acidulado una vez terminada la restauración, para su remineralización. Acido fosfórico al 30-37%. Se recomienda usar gel ácido para un mejor control del grabado Colocar ácido solo en el bisel. Tiempo de grabado 15 a 20seg. Color del diente grabado: pierde brillo. Típico aspecto de tiza. Cuando el típico patrón de grabado clínico no se observa a los 20 segundos de grabado, debe prolongar el grabado por otros 30 segundos más. En los temporales la estructura no es muy definida. En adultos, en el tercio cervical hay una capa aprismática sin estructura definida, por lo que se debe aumentar el tiempo a 60 segundos. Lavar con agua y aire por 5 seg. (aspiración del ácido con sistema de evacuación de alto volumen y spray) Secar con aire presurizado por 5 seg., perpendicular al esmalte, protegiendo la dentina para evitar su desecación La superficie grabada debe mantenerse limpia y seca hasta usar el agente de enlace. El contacto con sangre o saliva evita que el adhesivo forme prolongaciones en el esmalte. Si hay contaminación con sangre y/o saliva, debe repetir el grabado de esmalte. Para evitar la contaminación realice la respectiva aislación absoluta, con dique de goma. En caso de grabar el esmalte y la dentina con acido ortofosfórico (tecnica del grabado total) debe tener en cuenta que la dentina se graba en tan solo 15 segundo (Eliminación del barro dentinario) y el secado debe ser tal que la dentina debe tener algo de humedad, por ello que 5 segundos de secado con aire a presión es más que suficiente. El grabado total (esmalte y dentina) con acido ortofosfórico solo debe utilizarse con los adhesivos de primera (Acido grabador aplicado y lavado para remover barro dentinario; iniciador y adhesivo aplicado por separado) y segunda generación (Acido grabador aplicado y lavado para remover barro dentinario; iniciador y adhesivo aplicado en una sola solución)

Micrograbado con oxido de aluminio, para eliminar los detritos de la instrumentación. Matrizado con matriz circular automática. Y acuñamiento. observe como se ha hecho la aislación absoluta Grabado total (esmalte y dentina) con acido ortofosforico durante 15 segundos Aspecto del grabado con ácido Colocación del agente de enlace y fotocurado durante 10 segundos a máxima potencia. (adhesivo de segunda generación) Matrizado y protección dentino-pulpar Grabado total (esmalte y dentina) con acido ortofosforico durante 15 segundos Aspecto del grabado ácido: la flecha roja muestra el esmalte grabado en la caja proximal; la flecha azul muestra el bruñido realizado sobre la matriz metálica para conforma el punto o relación de contacto interproximal. Adhesión a dentina No se puede hacer grabado ácido en la dentina por tener un gran porcentaje de tejido orgánico, por lo que se debe hacer macroretensiones; microarenado en cervical y socavados van a lograr solamente la retención del material, pero no un sellado marginal ni una interacción entre el material y el diente. Entre la interfase resina dentina se debe realizar una adhesión específica ó química. Incovenientes para la adhesión a dentina: Al estar compuesta por colágeno e hidroxiapatita. De naturaleza tubular, lo que produce un área variable y un constante fluido de líquido. Presencia de barro dentinario por el tallado de la cavidad Colocación del agente de enlace y fotocurado durante 10 segundos a máxima potencia. (adhesivo de segunda generación)

Solución para desarrollar una adhesión a dentina: Desarrollar un líquido con moléculas de doble reacción: que reacione con el calcio y el colágeno de la dentina. En teoría el adhesivo debe ser hidrofílico La unión a dentina se realiza a nivel microscópico con el colágeno y con el túbulo dentinario Smear Layer: Es el barro o lodo dentinario. En la microscopía electrónica se ha determinado la adherencia de este barro a la dentina. El smear layer tiene dos capas; la capa superficial que es delgada y se elimina con agua a presión. Y la capa profunda que hace contacto con la dentina y se encuentra bien adherida a la dentina. Todos los adhesivos actúan sobre la capa profunda del barro dentinario. La capa puede ser eliminada total o parcialmente, conservada y modificada ó reestructurada e integrada. Es más conveniente clasificar los adhesivos en generaciones. El adhesivo crea una unión química entre el calcio y la resina. La resina fluida polimeriza y forma los tags o interdigitaciones de retención, traba físico mecánica, es una resina de enlace que se mete en los túbulos dentinarios. Principios activos del primer: acondicionan la dentina para recibir el adhesivo. Deben tener uno o más de estos componentes: TEG-DMA, HEMA, 4 META-MMA-TBB, PENTA. La capa de hibridación dentinaria es insoluble, por lo que no permitiría el paso de iones de fluoruro. El adhesivo no debe ser absolutamente duro, ya que se fracturaría; debe tener cierta elasticidad, lo que le permite compensar la contracción del composite al endurecer e impedir que el composite se desprenda. (Menor sensibilidad post-operatoria y disminución de la filtración marginal) Los adhesivos pueden ser multi componente, bi componente o mono componente.

Sistemas adhesivos de 7ma Generacion

Durante las últimas dos décadas, la evolución de las técnicas de adhesión ha transformado el panorama de la práctica de la odontología. En la actualidad en los Estados Unidos y Canadá la mayor parte de las restauraciones directas e indirectas son adheridas a la estructura dental en lugar de cementarlas o retenerlas mecánicamente. Un amplio acervo de investigación y de desarrollo de productos ha mejorado constantemente los adhesivos disponibles para los dentistas, ampliando el rango de aplicaciones. Un interés nuevo por la apariencia y la salud oral se ha visto reflejado en la demanda de servicios generalmente asociados a procedimientos de adhesión.

La amplia demanda y uso de adhesivos dentales ha impulsado el desarrollo en rápida sucesión de adhesivos mejores y más fáciles de usar. Los dentistas se han visto literalmente inundados por oleadas de "generaciones" de materiales adhesivos. Aunque el término "generación" no tiene una base científica en el campo de los adhesivos y es más bien arbitrario, sirve para el propósito de organizar una mirada de materiales en categorías más comprensibles.

Las definiciones "generacionales" ayudan a identificar los principios químicos involucrados, la fuerza de la adhesión a la dentina y la facilidad de uso para el clínico. Finalmente, este tipo de clasificación beneficia al dentista y al paciente al simplificar el proceso de elección en el consultorio.

El desarrollo generacional de los sistemas de adhesión

Los adhesivos, aparecidos al final de los años 70, no era realmente tal cosa. Aunque su fuerza de adhesión al esmalte era alta, su adhesión a la dentina era lastimosamente baja, típicamente no mayor a los 2MPa generalmente todas las generaciones de adhesivos se unen bien a la estructura microcristalina del esmalte, el principal problema para el dentista es la fuerza de unión a la dentina, tejido semi-orgánico. La unión se buscaba por la quelación del agente adhesivo con el calcio componente de la dentina; si bien había penetración tubular, ésta contribuía poco a la retención de la restauración. Era común observar el despegamiento de la interface dentinal en pocos meses.¹ Estos adhesivos se indicaban primariamente para cavidades pequeñas, con retención, de Clases III y V.² La sensibilidad post­operatoria era común cuando estos agentes eran usados para restauraciones oclusales posteriores ³.

Al comienzo de los 80 se desarrolló una 2º generación bien diferenciada. Estos productos intentaban usar la capa residual (smear layer) como substrato para la adhesión.⁴ Esta capa está unida a la dentina subyacente a niveles insignificantes de 2 a 3 MPa y las débiles fuerzas de adhesión de esta "generación" (2 a 8 MPa a la dentina) hacía todavía necesaria la retención en la preparación de cavidades. Las restauraciones con márgenes en dentina presentaban exagerada microfiltración y las restauraciones en posteriores adolecían de considerable sensibilidad post­operatoria. La estabilidad a largo plazo de los adhesivos de 2º generación era problemática y la tasa de retención a un año para las restauraciones no pasaba de un 70 por ciento. ^{5 6}

Al final de los años 80 aparecieron dos sistemas de doble componente: iniciador (primer) y adhesivo. Las mejoras notables que estos agentes de unión presentaban justificar que se les clasifique como una 3º generación. El incremento significativo de la fuerza de adhesión a la dentina, 8-15 MPa, disminuyó la necesidad de retensión en las preparaciones cavitarias. Las lesiones por erosión, abrasión o abfracción pudieron ser tratadas con preparaciones mínimas, dando comienzo a la odontología ultra­coservadora. Una notable disminución de la sensibilidad post-operatoria en las restauraciones oclusales posteriores fue también un avance bienvenido. La tercera generación fue también la primera "generación" en adherirse no solamente a la estructura dental sino también a metales y cerámica. La parte negativa de estos agentes de unión fue su corta duración. En varios estudios se constató que la adhesión de estos materiales empezaba a decrecer después de tres años en boca. Sin embargo, a pesar de niveles altos de sensibilidad post-operatoña, la demanda por parte de los pacientes de restauraciones color diente impulsó a algunos dentistas a empezar a ofrecer obturaciones posteriores en resina compuesta como procedimiento de rutina.^{7, 9}

Al comienzo de los años 90, los agentes de unión de 4º generación transformaron la odontología. La alta fuerza de unión a la dentina, entre 17 y 25 MPa, y la disminución de la sensibilidad postoperatoria en restauraciones oclusales posteriores, impulsaron a muchos dentistas a empezar el cambio de uso de amalgama por resinas compuestas en obturaciones directas en posteriores.

Esta "generación" se caracteriza por el proceso de hibridación en la interface dentina-resina compuesta. Esta hibridación es el reemplazo de la hidroxiapatita y el agua de la superficie dentinal por resina. Esta resina, en combinación con las fibras de colágeno remanente, constituye la capa híbrida. La hibridación involucra tanto a los túbulos dentinarios como a la dentina intratubular, mejorando extraordinariamente la fuerza de unión a la dentina.^1~16 El grabado total y la adhesión a dentina húmeda, conceptos desarrollados por Fusayama y Nakabayashi en Japón en los años 80 introducidos a Estados Unidos por Bertollotti y popularizados por Kanca, son las grandes innovaciones de la 4a generación" de adhesivos. .^17~20

Los materiales en este grupo se distinguen por sus componentes; hay dos o más ingredientes que se deben mezclar, preferiblemente en proporciones muy precisas. Esto, que es fácil de lograr en el laboratorio, no lo es tanto en el consultorio. El número de pasos en el mezclado y la necesidad de medición exacta de los componentes tiende a hacer el procedimiento confuso y a reducir la fuerza de unión a dentina.

Esto condujo al desarrollo y popularización de los adhesivos dentales de 5 generación. Estos materiales se adhieren bien al esmalte, la dentina, a la cerámica y a los metales, pero lo más importante es que se caracterizan por tener un solo componente en un solo frasco. No hay mezclado, y por lo tanto menos posibilidades de error. La fuerza de retensión a la dentina está en el rango de 20 a 25 MPa y más, adecuada para todos los procedimientos dentales (excepto en conjunción con cementos de resina autocurable y de resinas compuestas autocurables).

Los procedimientos dentales tienden a ser, por una parte estresantes, y por otra, sensibles a las variaciones en la técnica. Cuando algo de ese estrés se logra eliminar todos, los dentistas, sus auxiliares y los pacientes salen favorecidos. Los agentes de unión de la Quinta "generación" fáciles de usar y de resultados predecibles, son los adhesivos más populares en la actualidad. Además hay poco riesgo de sensibilidad a la técnica en un material que se aplica directamente a la superficie preparada del diente. La sensibilidad post operatoria ha sido también reducida sensiblemente.

Los dentistas y los investigadores están tratando de eliminar el paso del grabado ácido, o de incluirlo químicamente dentro de alguno de los otros pasos. La 6a generación de adhesivos no requiere grabado, al menos en la superficie de la dentina. Si bien esta “generación" no está aceptada universalmente, hay un número de adhesivos dentales presentados en el año 2000 en adelante, que están diseñados específicamente para eliminar el paso de grabado. Estos productos tienen un acondicionador de la dentina entre sus componentes; el tratamiento ácido de la dentina se autolimita y los productos del proceso se incorporan permanentemente a la interface restauración-diente.

Algunos investigadores han planteado dudas sobre la calidad de la unión con el paso del tiempo en boca. Lo interesante es que la adhesión a la dentina (18 a 23 MPa) se sostiene con el transcurso del tiempo, mientras que la adhesión al esmalte no grabado ni preparado es la que está en entredicho. Además, los múltiples componentes y múltiples pasos en las varias técnicas de la 6º "generación" pueden causar confúsión y conducir a error. También se ha expresado preocupación sobre la eficacia y prognosis de varios procedimientos innovadores de mezcla.

Un nuevo sistema simplificado de adhesión recientemente introducido al mercado es el primer representante de la 7a generación de materiales adhesivos. Así como los materiales de unión de la 6º "generación" dieron el salto de los sistemas previos multicomponentes hacia el más racional de un solo frasco fácil de usar, la 7º "generación,' simplifica la multitud de materiales de la 6º "generación" reduciéndolos a un sistema de un solo componente y un solo frasco. Tanto los adhesivos de la 6º como los de la 7º "generación" ofrecen el autograbado y el autoiniciado para los dentistas que buscan procedimientos perfeccionados, con baja reacción a variaciones en la técnica y poca o ninguna sensibilidad post-operatoria.

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