| JP2005516668 | Lightweight handheld dental curing device |
ALVAREZ GAYOSSO CARLOS ANDRÉS (MX)
SÁEZ ESPÍNOLA GABRIEL (MX)
| WO2007079070A1 | 2007-07-12 |
| US20020082315A1 | 2002-06-27 | |||
| US5426134A | 1995-06-20 | |||
| US7963769B2 | 2011-06-21 |
| NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1. - Un adhesivo ortodóncico en pasta está caracterizado por poseer dos fases: a. Una fase orgánica constituida por: un 40.67% del monómero Trimetilolpropano trimetacrilato w/w, un 0.3% Camforoquinona como fotoiniciador; un 0.03% Dimetil p-toluidina como acelerador, y b. Una fase inorgánica constituida por: Un 2% Dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula nanométrica (16 nm) y un 57% de dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula micrométrica (325 mieras). 2. - El adhesivo ortodóncico de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado además porque: i. posee un módulo elástico de 30 Mpa por lo que permite la transmisión adecuada de fuerzas generadas por los aparatos ortodóncicos a la pieza dental, ii. tiene adhesión tanto a la base de los aditamentos como al esmalte por lo que no daña el esmalte, iii. posee mínima sorción de 294 g/mm3 tanto a pH 7.7 como a pH 6.8, iv. posee mínima solubilidad de 280 μg/mm3 tanto a pH 7.7 como a pH 6.8, demostrando su estabilidad a cambios de pH y resistencia a un pH oral ácido, v. presenta una fluidez de 330±15 mm2, por lo que su viscosidad es baja y permite que penetre fácilmente tanto en las micro- retenciones creadas en el esmalte por efecto del grabado ácido como en la base de los aditamentos, vi. posee un espesor de película de 39 ±2 μηι, vii) endurece al término de 10 segundos sin requerir primer. 3. - El adhesivo ortodóncico de conformidad con la reivindicación 1 , ó 2 caracterizado además porque: i. presenta una fuerza de adhesión de 9.5 ± 1.5 MPa por lo que soporta las fuerzas traccionales y torsionales propias de los movimientos generados por los aparatos ortodóncicos, ii. es fotopolimerizable, iii. es estable en reposo a 21 ±1 °C iv. es estable a cambios de temperatura que van de los 25 °C hasta los 60 °C, v. es estable a temperaturas orales y a cambios de temperatura que van de 5 a 55 °C. 4. - Un primer ortodóncico caracterizado por poseer dos fases: a. Una fase orgánica constituida por contener un 83.67% w/w del monómero Trimetilolpropano trimetacrilato, un 10% de alcohol isopropilico como solvente, un 0.3 % de Camforoquinona como fotoiniciador; un 0.03% de Dimetil p-toluidina como acelerador, b. Una fase inorgánica constituida por: Un 6% de dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula nanométrica (16 nm). 5.- Una pasta fluida ortodóncica caracterizado por poseer dos fases: a. Una fase orgánica constituida por: Monómero: Trimetilolpropano trimetacrilato 40.67% w/w, Fotoiniciador: Camforoquinona 0.3%, Acelerador: Dimetil p-toluidina 0.03%. b. Una fase inorgánica constituida por: Dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula nanométrica (16 nm) 3% y 56% de dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula micrométrica (325 pm). 6.- Un kit que comprende un sistema de adhesivos que se constituye de: a. el primer ortodóncico de conformidad con la reivindicación 4 formulado en líquido en un frasco vitreo ámbar con dosificador gotero, b. un ácido grabador líquido en un frasco vitreo ámbar con dosificador gotero, c. la pasta adhesiva fluida de la invención en jeringa vitrea ámbar con puntas dosificadoras para su aplicación. 7.- Un sistema adhesivo que se constituye del primer de la reivindicación 4 con la pasta fluida de la reivindicación 5 caracterizado porque: a. adherido a un sustrato de esmalte dental humano y aditamentos metálicos de ortodoncia, presenta una resistencia de 6.5±1 MPa. suficiente para soportar la biomecánica ortodóncica con la cual no ocurre desprendimiento de prismas del esmalte al momento de retirar dichos aditamentos. b. posee un módulo elástico de 34 MPa; que permite al aditamento ortodóncico en operación, disipar la fuerza y transmitirla a la pieza dental para lograr el movimiento dental sin que éste falle. 8.- Un método para obtener al adhesivo ortodóncico de conformidad con la reivindicación 1 , 2 ó 3 que comprende: a. mezclar una cámara iluminada con luz de seguridad para evitar la fotopolimerización el monómero Trimetilolpropano trimetacrilato (TMPTMA) con el iniciador Camforoquinona 0.3% , b. al visualizar una mezcla homogénea, se añade el foto-activador Dimetil p-toluidina 0.03%; c. luego se incorpora el dióxido de silicio micrométrico (325 mieras) 57%, al final se incorpora el dióxido de silicio nanométrico(16 nm) 2%; d. una vez obtenida una mezcla homogénea se almacena protegido de la luz. 9.- Un método para obtener al primer de conformidad con la reivindicación 4 que comprende: a. mezclar en una cámara iluminada con luz de seguridad para evitar la fotopolimerización el monómero Trimetilolpropano trimetacrilato (TMPTMA) con el iniciador Camforoquinona 0.3% ; b. al visualizar una mezcla homogénea, se añade el foto-activador Dimetil p- toluidina 0.03%; c. luego se incorpora el dióxido de silicio silanizado nanométrico (16 nm) 6% disuelto en alcohol isopropílico. d. una vez obtenida una mezcla homogénea se almacena protegido de la luz. |
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se ubica en el campo de los aditamentos y reactivos utilizados para la ortodoncia, específicamente a los adhesivos ortodóncicos por ejemplo para brackets.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Hoy en día es una práctica habitual en Odontología el empleo de recubrimientos poliméricos, tanto con fines preventivos selladores de fosas y fisuras, adhesivos, etcétera) y restaurativos (obturantes) como estéticos. En la mayor parte de estos materiales el proceso de polimerización (fraguado) se inicia a través de un mecanismo de radicales libres, producidos tanto por vía química (sistemas autocurados) como por la acción de la luz (sistemas fotocurados). A pesar del progreso en el desarrollo de nuevos materiales dentales poliméricos, han existido algunos problemas en su aplicación; entre ellos, la degradación química, los daños mecánicos del polímero en el ambiente de la mucosa oral y también los problemas alérgicos y toxicológicos.
La mayoría de los recubrimientos dentales foto-polimerizables contienen una mezcla, cuidadosamente seleccionada, de monómeros acrílicos mono- y multifuncionales, siendo uno de los más utilizados durante los últimos 30 años, el 2-bis-[p-(2-hidroxi-3- metacriloxipropoxi) fenil] propano, conocido comúnmente como bisfenol glicidil metacrilato (BisGMA), que fue desarrollado por Rafael Bowen en 1956 1 . El BisGMA es mutagénico y carcinogénico, su estructura química tiene dos enlaces reactivos en ambos extremos de la molécula. Estudios demuestran que la síntesis de DNA se ve afectada en presencia de BisGMA a concentraciones de 5 pmol por litro, además de exhibir acciones estrogénicas. En las células después de tener contacto con los adhesivos como eventualmente ocurre en los procedimientos de despegado de la aparatología. También existen reportes de dermatitis alérgica en el personal del campo dental que se ha atnbuido a la liberación de monómeros de las resinas (composites) dentales 2 .
El Bisfenol A juega un importante papel en casi todos los composites y sellantes, y es la parte integral de la molécula del BisGMA; el Bisfenol A encontrado en la boca puede originarse de los materiales dentales ya sea al usarse como ingrediente directo, como producto de degradación de otros ingredientes, tal es el caso del uso del dimetacrilato de bisfenol A (BisDMA) ya que éste se expone en la cavidad oral a la degradación de las estearasas de la saliva); el Bisfenol A encontrado en la boca puede originarse al estar presente como material traza derivado de la manufactura de otros ingredientes, tal es el caso de los productos que contienen BisGMA en composites selladores y adhesivos, ya que el Bisfenol A es el precursor del BisGMA, por lo que residuos pueden estar presentes en el producto final, esto es muy común si las reacciones durante la fabricación no se controlan de manera adecuada 3 . En un estudio hecho en 1996, se reportaron niveles detectables de Bisfenol A en la saliva de pacientes tratados con sellantes dentales (Nicolás Olea, et al. 1996) 4 , en otros estudios (Fung, et al, 2000) 5 los niveles detectables han resultado estar por debajo de los niveles reportados por Olea. La administración a corto plazo de BisGMA y/o de Bisfenol A en animales o en cultivos celulares puede inducir cambios en órganos o células sensibles a estrógeno, sin embargo, considerando las dosis y las rutas de administración se podría deducir que los efectos estrogénicos al usar compuestos dentales que contienen o se basan en BisGMA es insignificante, y algunos estudios han demostrado que el BisGMA no hidroliza en Bisfenol A y no se han encontrado cantidades significativas de Bisfenol A en los composites o sellantes dentales; no obstante lo anterior, se requieren estudios para evaluar los efectos a largo plazo, tomado en consideración que los otodoncistas se encuentran expuestos de manera sistemática a este tipo de compuestos y que los usuarios de aparatos ortodóncicos (brackets, retenedores linguales unidos, etc.) mantienen contacto con estos materiales durante un promedio de 2 años, por la duración del tratamiento. La tendencia actual es minimizar la exposición humana al Bisfenol A en los materiales dentales como una precaución a la salud 6 ' 1 . Por otro lado, el BisGMA es un monómero que posee un alto peso molecular, y por su estructura esterotáctica y su alta viscosidad presenta un fenómeno de impedimento estérico durante la polimerización y como resultado se obtiene un material rígido y de poca flexibilidad para moverse en el espacio, esto hace difícil su manipulación, de manera que se le debe incorporar otro monómero como el trietilenglicoldimetacrilato (TEGDMA) para diluir su consistencia dura y proveerle de un mejor desempeño 8 .
Con respecto a los tipos de adhesivos desarrollados para mejorar su desempeño o facilitar algunos de los procedimientos ortodóncicos se ubican los divulgados en los siguientes documentos de patente:
La patente US 6,090,867 se refiere a un sistema adhesivo dental que permite la remoción fácil de brackets de cerámica de la superficie de esmalte adhesivo basado en acrilato que comprende un plastificador que le confiere ductilidad, y donde el plastificador tiene poca solubilidad en agua o en saliva, no se evapora a la temperatura de la cavidad oral y no es tóxico a las dosis utilizadas. La patente US 5,575,645 se refiere a un aparato ortodóncico puesto en un contenedor y que contiene un adhesivo estable para ser almacenado que comprende EBDA y está libre de TEGDMA. El EBDA puede contener EBDMA, y después de polimerizar tiene una fuerza de unión de 25 a 54 kg/cm 2 , tiene una consistencia de 12 a 24.5 mm.
La patente US 5,295,824 se refiere a un bracket de plástico (policarbonato) con una capa de Primer (de adhesivo acrílico monomérico) adherida a la superficie que hace contacto con el diente y su función es incrementar la fuerza de unión entre el bracket y el adhesivo dental; para obtener este tipo de bracket autoadhesivo se requiere aplicar al bracket una mezcla de solvatación y calentarlo a una temperatura de 60 a 100 °C para que se volatilicen los solventes y que los monómeros y con la mezcla de solvatación conformen al primer, y requiere de 2 a 30 minutos para que difunda a la superficie del bracket que hará contacto con el diente, solo se puede garantizar la estabilidad del primer en el bracket durante algunas semanas, por lo que este método además de ser laborioso resulta ineficiente.
La patente US 5810584 se refiere a un bracket que lleva al adhesivo previamente aplicado en la superficie de unión, y se caracteriza por no ser pegajoso, mencionan formulaciones de estos adhesivos, todos estos adhesivos se basan en BisGMA.
Adobes-Martín ha reportado la eficacia de adhesivos autograbantes en el cementado de brackets. Los adhesivos autograbantes son una alternativa para el cementado ortodóncico, estas sustancias son un ácido débil incorporado al primer por eso le llaman de un paso, y se reduce el número de procedimientos. Estos productos combinan el acondicionador del esmalte junto con el sistema adhesivo hidrofílico en un solo frasco, permitiendo simplificar los 2 primeros pasos del cementado de brackets (el grabado con ácido ortofosfórico seguido de la aplicación de la resina de unión) y transformándolos en un gesto único, la fuerza de unión de estos adhesivos debiera se óptima pero no se proporcionan resultados ni se reportan datos de otros parámetros esperados para un buen desempeño en otros aspectos de sus funciones 9 .
Existe otro procedimiento donde se frota ácido grabador el cual ha de ser lavado y secado; después se aplica un primer que se fotopolimeriza durante 5 a 10 segundos dependiendo del fabricante; después se aplica el adhesivo al bracket, se posiciona sobre el esmalte y se polimeriza de 10 a 15 segundos. Con nuestro adhesivo experimental de un solo paso, el paso que se elimina es la aplicación del primer; es decir se frota sobre el diente el ácido grabador (fosfórico al 37%), se lava y seca; se coloca el adhesivo sobre el bracket y este sobre el diente y se polimeriza durante 10 segundos. Estamos eliminando una capa de polímero (el primer) a la cual se le va a adherir el polímero que se colocó en el bracket, de tal manera que el adhesivo polimerizará dentro de las retenciones creadas en la superficie del esmalte por el grabado ácido.
La tesis titulada: "Valoración física de una resina compuesta a base de Trimetilolpropano trimetacrilato" (Alumno: Montiel Millán, Diciembre de 2010 Tutores: Sáez Espinóla G. López Palacios E.) Tuvo como objetivo evaluar el desempeño físico de una resina experimental para reconstrucción con base Trimetilolpropano Trimetacrilato; sin embargo por los resultados en las conclusiones se asienta que no se obtuvo un polímero con adecuado desempeño para la reconstrucción de dientes sometidos a cargas masticatorias, se concluyó que la formulación plateada no tuvo el desempeño deseado por lo que se requerían cambios y nuevamente evaluaciones experimentales.
El trabajo presentado en "Congreso intede la IADR división mexicana" celebrado en Mayo de 2013 titulado "Effect of bi, tri and penta functional monomers on bond strength of denture base resin to acrylic teeth" (Alumna: Reséndiz Melgar H., Tutor: Barceló Santana, F: H. Asesor Álvarez Gayosso C.) tuvo como objetivo evaluar el esfuerzo de adhesión dentadura base de PMMA (polimetilmetracrilato) y adhesivos experimentales preparados con monómeros bi, tri o muitifuncionales. Se concluyó que la resistencia es comparable con los adhesivos comerciales del tipo dentadura-dientes de PMMA.
Por consecuencia de lo anterior, se ha buscado suprimir los inconvenientes que presentan los adhesivos, primers y sistemas del arte previo, desarrollando un adhesivo ortodóncico libre de BisGMA que se usa en un solo paso y aporta de un sistema de cual está formado por un primer y una pasta fluida. El uso de los adhesivos de la presente invención, es de fácil manipulación y presentan adhesión tanto a la base de los aditamentos como al esmalte. OBJETOS DE LA INVENCIÓN
Teniendo en cuenta los defectos de la técnica anterior, es un objeto de la presente invención proporcionar un adhesivo ortodóncico en pasta formulados con Trimetilolpropano Trimetacrilato que no contienen BisGMA, eliminando el riesgo mutagénico y teratogénico
Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un adhesivo ortodóncico con un módulo elástico que permite la transmisión adecuada de fuerzas generadas por los aparatos ortodóncicos a la pieza dental. Es un objeto más de la presente invención, el proporcionar un adhesivo ortodóncico con adhesión tanto a la base de los aditamentos como al esmalte por lo que no daña el esmalte. Es un objeto más de la presente invención, el proporcionar un adhesivo ortodoncico con mínima sorción y solubilidad.
Es otro objeto más de la presente invención, el proporcionar un adhesivo ortodoncico que penetre fácilmente tanto en las micro-retenciones creadas en el esmalte por efecto del grabado ácido como en la base de los aditamentos.
Es aún otro objeto más de la presente invención, el proporcionar un adhesivo ortodoncico con una fuerza de adhesión que soporta las fuerzas fracciónales y torsionales propias de los movimientos generados por los aparatos ortodóncicos.
Es un objeto adicional de la presente invención, el proporcionar un adhesivo ortodoncico estable en reposo y a cambios de temperatura. Es otro objeto adicional de la presente invención, el proporcionar un adhesivo ortodoncico que se usa en un solo paso y aporta de un sistema de cual está formado por un primer y una pasta fluida.
Otro objeto adicional de la invención es proporcionar un adhesivo con un espesor de película de 39±2 μιη que es adecuado para posibilitar un mejor desempeño de movimiento de los brackets sobre las piezas dentarias.
Es también objeto de la invención proporcionar un sistema de adhesivos que comprenden un Primer y una Pasta fluida 1 ambos formados de dos fases una orgánica e inorgánica. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Los aspectos novedosos que se consideran característicos de la presente invención, se establecerán con particularidad en las reivindicaciones anexas. Sin embargo, la invención misma, tanto por su organización estructural, conjuntamente con otros objetos y ventajas de la misma, se comprenderán mejor en la siguiente descripción detallada de ciertas modalidades preferidas cuando se lea en relación con los dibujos que se acompañan, en los cuales:
La Figura 1 muestra una fotografía del Ácido grabador, ácido fuerte que puede ser ácido ortofosfórico o fosfórico al 35% para ejercer la acción desmineralizante en el esmalte dental.
La Figura 2 muestra una fotografía del Primer Transbond.
La Figura 3 muestra una fotografía del Primer Transbond de autograbado, siendo éste un kit que se constituye de un ácido débil que puede ser acrílico o cítrico y separadamente un primer que se mezclan hasta el momento de utilizarse.
La Figura 4 muestra una fotografía del Adhesivo A, Adhesivo en pasta Transbond
XT.
La Figura 5 muestra una fotografía del Adhesivo C, Adhesivo en pasta Transbond
LV.
La Figura 6 muestra una fotografía del kit recomendado que incluye: un ácido grabador (ácido fuerte), un primer y un adhesivo en pasta.
La Figura 7 muestra una fotografía del Ácido grabador en líquido (ácido fuerte) La Figura 8 muestra una fotografía del Primer Orto Solo.
La Figura 9 muestra una fotografía del Adhesivo B, Adhesivo en pasta Enlight. La Figura 10 es un esquema que describe el procedimiento para determinar tiempo de endurecimiento. La Figura 11 es una gráfica que muestra los promedios de tiempo de endurecimiento de adhesivos ortodóncicos (en pasta).
La Figura 12 es un gráfico que muestra los promedios de tiempo total de endurecimiento de adhesivos ortodóncicos (sistemas adhesivos).
La Figura 13 muestra una fotografía de un molde de PVC.
La Figura 14 es un esquema que describe la secuencia de pasos para evaluar resistencia al desprendimiento.
La Figura 15 es un gráfico que muestra los promedios de esfuerzo de adhesión de los adhesivos ortodóncicos.
La Figura 16 es un gráfico que muestra los promedios de Módulo elástico de los adhesivos ortodóncicos.
La Figura 17 muestra una fotografía de una imagen típica de falla tipo 2.
La Figura 18 muestra una fotografía de una imagen típica del diente y bracket después de haber realizado prueba de fuerza de adhesión, con adhesivo de la invención o experimental.
La Figura 19 muestra una fotografía de una imagen típica del diente y bracket después de haber realizado prueba de fuerza de adhesión, con sistema adhesivo de la invención (experimental).
La Figura 20 muestra una fotografía de una imagen típica del diente y bracket después de haber realizado prueba de fuerza de adhesión, con Adhesivo A.
La Figura 21 muestra una fotografía de una imagen típica del diente y bracket después de haber realizado prueba de fuerza de adhesión, con Adhesivo C.
La Figura 22 muestra una fotografía de una imagen típica del diente y bracket después de haber realizado prueba de fuerza de adhesión, con Adhesivo B.
La Figura 23 muestra una fotografía de un molde para sorción y solubilidad. La Figura 24 es un esquema que describe el método para calcular sorción y solubilidad
La Figura 25 es un gráfico que muestra los promedios de sorción y solubilidad de pastas a diferente pH.
La Figura 26 es un gráfico que muestra la Sorción y solubilidad de primers a diferente pH (Primers).
La Figura 27 es un esquema que describe el método para medir fluidez.
La Figura 28 es un gráfico que muestra los promedios de fluidez de adhesivos ortodóncicos (En pasta).
La Figura 29 es un gráfico que muestra los promedios de fluidez de adhesivos ortodóncicos (En primer).
La Figura 30 es un esquema que describe el procedimiento para determinar Espesor de película.
La Figura 31 es un gráfico que muestra los promedios de espesor de película de adhesivos ortodóncicos
La Figura 32 es un gráfico que muestra los promedios de Ángulo de contacto de primers de los sistemas adhesivos.
La Figura 33 es un gráfico que muestra los promedios de Tensión superficial de primers de los sistemas adhesivos.
La Figura 34 A muestra una fotografía de la imagen inicial del adhesivo al momento de fotopolimerizarlo inmediatamente después de realizada la mezcla en el mes de Abril, en Diciembre, corresponde a la polimerización del adhesivo después de 8 meses de realizada la mezcla con lo que se explica que el color del adhesivo no ha sufrido cambios desde su preparación, es decir mantiene estabilidad de color.
La Figura 34 B muestra una fotografía de la imagen del adhesivo en reposo durante los 8 meses de su mezcla en donde se observa que no hay separación de fases. La Figura 34 C muestra una fotografía de la imagen inicial de la pasta del sistema adhesivo al momento de fotopolimerizarlo inmediatamente después de realizada la mezcla en el mes de Abril, en Diciembre, corresponde a la polimerización del adhesivo después de 8 meses de realizada la mezcla con lo que se explica que el color del adhesivo no ha sufrido cambios desde su preparación, es decir mantiene estabilidad de color.
La Figura 34 D muestra una fotografía de la imagen del adhesivo en reposo durante los 8 meses de su mezcla en donde se observa que no hay separación de fases.
La Figura 35 es una tabla que muestra la pérdida porcentual de masa de los adhesivos ortodóncicos sometidos a termogravimetría.
La Figura 36 es un gráfico que muestra el comportamiento termogravimétrico del adhesivo de un solo paso de la invención.
La Figura 37 es un gráfico que muestra el comportamiento termogravimétrico del adhesivo del sistema adhesivo de la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, la presente invención proporciona al campo de la ortodoncia de adhesivos y sistemas adhesivos para aparatos o aditamentos que se adhieren a las piezas dentales, se trata pues de la formulación de un adhesivo dental para cementar aditamentos como brackets, botones y tubos ya sea metálicos o plásticos al esmalte dental para realizar tratamientos ortodóncicos y también incluye la formulación de un primer y una pasta fluida que funcionan como un sistema. Sé trata de tres composiciones de adhesivos caracterizados por ser inocuos ante el maltrato del esmalte de los dientes y también por estar libes de BisGMA por lo que son menos tóxicos.
La presente invención se derivó del desarrollo de un material adhesivo con aplicación ortodóncica sustituyendo al Bisfenol glicidil metacrilato (BisGMA) por un metacrilato multifuncional, Tnmetilolpropano Trimetacrilato (TMPTMA); también conocido como: 1 ,1 , -Tnmetilolpropano trimetacrilato; 1 ,3-Propanediol, 2-etil-2-(hidroximetil)-, trimetacrilato; 2-Etil-2(hydroxymetil)-1 ,3-propanediol trimetacrilato; ATM 11 ; Acriester TMP; Blemmer PTT; ácido Metacrílico, 1 ,1 ,1-trihidroximetil propano triester; TMPT (agente entrecruzador); 2- ácido propenóico, 2-metil-, 1 ,1'-(2-etil-2-(((2-metil-1-oxo-2-propen-1- il)oxi)metil)-1 ,3-propanediil) ester; 2- ácido propenóico, 2-metil-, 2-etil-2-(((2-metil-1-oxo-2- propenyl)oxi)metil)-1 ,3-propanediyl ester; ácido metacrílico, triester with 2-etil-2- (hidroximetil)-l ,3-propanediol. Los adhesivos dentales de la invención fueron probados experimentalmente y fueron comparados con tres existentes en el mercado, como se detalla más adelante. Los adhesivos de la invención mostraron tener las siguientes características:
Su formulación es libre de BisGMA, lo cual es una ventaja importante ya que este monómero, como ya se ha mencionado, ha mostrado ser mutagénico y de tener efectos estrogénicos por la liberación de Bisfenol A, en pozo salival.
Los adhesivos de la invención han sido probados experimentalmente y se ha concluido que son capaces de soportar la biomecánica ortodóncica, es decir, que soportan las fuerzas traccionales y torsionales con módulo elástico bajo.
Los adhesivos de la invención son adhesivos de baja viscosidad que penetran tanto en las retenciones del bracket como en las realizadas por el grabado ácido en la superficie del esmalte. Presentan adhesión tanto a la base de los aditamentos como al esmalte. Los adhesivos de la invención son fotopolimerizables lo cual significa que el operador tendrá suficiente tiempo para colocar la aparatología en adecuada posición y son adhesivos de fácil manipulación. Presentan el mínimo espesor de película para no alterar la prescripción del sistema.
Los adhesivos de la invención presentan mínima o nula sorción, también presentan mínima o nula solubilidad para evitar desprendimientos prematuros, para evitar lesiones blancas debajo de la aparatología y para evitar microfiltración, por lo anterior, al retirar la aparatología al final del tratamiento no ocasionan daño estructural al esmalte.
Los adhesivos de la invención pueden permanecer en boca durante el tiempo necesario de los tratamientos ortodóncicos actuales de arco recto, el cual se ha estimado está en un promedio de 24 meses. Los adhesivos de la invención son 2 formulaciones diferentes:
El primero de los adhesivos será nombrado en lo sucesivo "de un solo paso" porque está formado por una pasta fluida (pasta fluida 1) que consta de dos fases:
A. fase orgánica: (Monómero: Trimetilolpropano trimetacrilato 40.67% w/w (TMPTMA), Fotoiniciador: Camforoquinona 0.3%, Acelerador: Dimetil p-toluidina 0.03%) y
B. fase inorgánica: Dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula nanométrica (16 nm) 2% y 57% w/w de dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula micrométrica (325 pm). Con este adhesivo denominado "de un solo paso" se elimina un paso en los procedimientos para adherir brackets y además se está proporcionando una sola fase adhesiva y no dos capas polimerizadas como en el caso de los primers de auto-grabado y en los sistemas convencionales, esto último es de particular importancia ya que al tener una capa de adhesivo con módulo elástico bajo permite que después de que se desprenda el bracket, la falla se presente en el adhesivo, es decir, que el adhesivo que polimerizó dentro de las retenciones ahí permanezca y la fractura sea en el cuerpo del adhesivo; de manera que se tendrá que remover el adhesivo remanente sobre la superficie del esmalte con un instrumento rotatorio para garantizar la integridad de los prismas del esmalte; los adhesivos comerciales como Transbond LV y Enlight después de haber desprendido los brackets, no muestran residuos de adhesivo sobre el esmalte pero esto puede ser puede propiciar el desprendimiento de prismas del esmalte traduciéndose en dolor para el paciente y en la necesidad de reparación de la superficie dental para lograr nuevamente la estética. Con el adhesivo de un solo paso de la invención se evita el uso de instrumentos para reparar el daño ocasionado al esmalte, y solo se utilizan instrumentos rotatorios, para eliminar los residuos que quedaron en el esmalte, en cuyo caso es recomendable el instrumento rotatorio de tungsteno a baja velocidad.
El segundo de los adhesivos será nombrado en lo sucesivo como sistema adhesivo porque actúan dos adhesivos en conjunto y para su uso se requiere la aplicación de una primera capa denominada "Primer" seguida de una capa de una pasta fluida (Pasta fluida 2).
El primer está formado por dos fases:
1. Fase orgánica: Monómero: Trimetilolpropano trimetacrilato 83.67% w/w, Solvente: alcohol isopropílico 10%, Fotoiniciador: Camforoquinona 0.3%, Acelerador: Dimetil p-toluidina 0.03%.
2. Fase inorgánica: Dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula nanométrica (16 nm) 6%. La pasta fluida 2 está formada por dos fases:
1. Fase orgánica: onómero: Trimetilolpropano trimetacrilato 40.67% w/w, Fotoiniciador: Camforoquinona 0.3%, Acelerador: Dimetil p-toluidina 0.03%.
2. Fase inorgánica: Dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula nanométrica (16 nm) 3% y 56% de dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula micrométrica (325 pm).
Como adelante se describe, para el desarrollo y valoración de los adhesivos de la invención realizamos pruebas térmicas de 20 a 60° C, ya que la cavidad oral soporta temperaturas de 5 a 55° C, es decir, cuando el paciente consume cosas frías como helados o calientes como café. Se muestran resultados en donde no hay pérdida de masa a éstas temperaturas. También se realizaron pruebas de sorción y solubilidad que se realizan para valorar las resinas con relleno para reconstrucción, las cuales están expuestas a la saliva de la boca; los estudios los hicimos en inmersión de agua a diferente pH para simular la saliva de pacientes con mucha caries (pH 6.8) y para simular pacientes portadores de brackets que han llegado a desarrollar alguna enfermedad periodontal quienes han mostrado un pH más básico (pH 7.7) en donde mostramos resultados de mínima solubilidad. En el ejemplo 1 se describe el procedimiento para su obtención. La mezcla utilizada para realizar toda la parte experimental fue preparada por un solo operador (para minimizar errores debidos a la manipulación) y fue almacenada bajo condiciones de humedad y temperatura controladas (65±2%, 21 ±2° C). Los reactivos fueron mantenidos durante 24 horas a 65±2% HR. y 21 ±2 °C antes de usarlos.
El TMPT A es un monómero de alta reactividad y baja viscosidad (45 mPas a 25 °C), confiere al adhesivo de la invención, sus características, tal y como pudo ser demostrado durante el desarrollo experimental y finalmente se obtuvieron dos productos competitivos en el mercado, ya que el adhesivo de un solo paso presenta mejor desempeño que cualquiera de los tres adhesivos comerciales preparados con Bis glicidil metacrilato (BisGMA), con los que fue comparado y el segundo muestra el desempeño sugerido por parámetros propuestos por Reynolds 10 , para adhesivos ortodóncicos para no ocasionar daños a la estructura dental y también mejores propiedades física que los comerciales con los que se comparó.
Para determinar cuáles adhesivos comerciales se emplearían como comparativo se realizó una encuesta con algunas instituciones de enseñanza de la especialidad de Ortodoncia en México (estatales y particulares) para determinar cuáles eran de mayor uso en el país 11 . Se seleccionaron como comparativos tres adhesivos comerciales distintos:
A. Sistema adhesivo de la marca comercial Transbond XT 2 (Figura 4) (Light Cure Adhesive Paste 3M Unitek. Monrovia, CA.), en adelante adhesivo A. (Constituido por primer "Transbond" y pasta Transbond XT).
El procedimiento para utilizarlo implica: aplicar el primer Transbond de autograbado (figura 3) y 2) aplicar la pasta Transbond XT (figura 4), o bien:1) aplicar a la pieza dental el ácido grabador (Figural ), 2) aplicar el primer Transbond (figura 2) y aplicar la pasta Transbond XT (figura 4).
B. Sistema adhesivo de la marca comercial Enlight 13 (Figura 9) (light cure adhesive.
Ormco. Glendora, CA.), en adelante adhesivo B (Constituido por un primer "Ortho Solo" y una pasta "Enlight"). El procedimiento para utilizarlo implica 1) aplicar un ácido grabador (figura 7), 2) aplicar el primer de la marca comercial Orto solo (figura 8) y 3) aplicar la pasta de la marca comercial Enlight (figura 9). En la figura 6 se muestra el kit de la marca comercial ORMCO que incluye a los elementos de las figuras 7, 8 y 9.
Debido a que otro de los objetivos fue fabricar un adhesivo de baja viscosidad, tomó como parámetro también al siguiente:
C. Sistema adhesivo de la marca comercial Transbond Supreme LV Low Viscosity 2 (Figura 5) (Light Cure Adhesive 3M Unitek, Monrovia, CA.), o, en adelante adhesivo C. (Constituido por un primer autograbante "Transbond" y una pasta Transbond LV").
El procedimiento para utilizarlo implica: 1) aplicar el primer Transbond de autograbado (figura 3) y 2) aplicar la pasta Transbond LV (figura 5), o bien: 1) aplicar a la pieza dental el ácido grabador (Figural), 2) aplicar el primer Transbond (figura 2) y aplicar la pasta Transbond LV (figura 5).
El adhesivo de un solo paso de la invención a diferencia de los comerciales (Figuras 1-9), no requiere la aplicación previa de un reactivo primario que en lo sucesivo se denominará Primer; éste último se aplica inmediatamente después de realizar el grabado ácido en la superficie del esmalte. La ausencia de este paso da lugar a caracterizar al adhesivo de la invención como adhesivo "de un solo paso", aunque esta característica se refiera al procedimiento al momento de utilizarlo para adherir aparatos de ortodoncia. Con la invención, se está proporcionando la posibilidad de disminuir en tiempo y forma la manipulación en la colocación de los brackets (adhesión o unión del bracket a la pieza dental) ya que los métodos convencionales requieren aplicación de dos productos después del grabado ácido requerido. El adhesivo de un solo paso de la invención presenta un tiempo de endurecimiento de 10 segundos que es el más bajo hasta ahora logrado y es similar al de los comerciales: A y C que también requieren de 10 segundos para endurecer y es menor que el adhesivo comercial B, que necesita 15 segundos. La gran ventaja radica en el tiempo total desde la aplicación del Primer para culminar con la fotopolimerización, ya que mientras que los comerciales necesitan de 15 y 20 segundos en total pues es necesario aplicar primer (5 segundos) y fotopolimerizar durante 10 segundos adicionales, el adhesivo de la invención necesita únicamente de 10 segundos en total por que no requiere Primer. En el ejemplo 2 se explica la forma cómo se midió el tiempo de endurecimiento que se consume en cada pieza dental (figura 10), en la gráfica 1 (figura 11 ) se muestra el tiempo de endurecimiento de los adhesivos de la invención. En la Gráfica 2 (Figura 12) se muestra el tiempo total que llevaría el uso de cada uno de los adhesivos en promedio: el adhesivo B (Enlight) necesita de 20 segundos para aplicar todo su sistema que incluye Primer (5 s) y pasta (15 s); ambos Transbond LV (adhesivo C) y Transbond XT (adhesivo A) necesitan de 15 segundos para todo su sistema: Primer (5 s) y pasta (10 s); el adhesivo de un paso objeto de esta patente necesita únicamente de 10 segundos para ser aplicado y es sistema adhesivo requiere 15 segundos en total como los adhesivos A y C. Cabe considerar que en la práctica médica el tiempo que se consume en la elaboración y colocación de instrumentos y aparatos resulta ser un aspecto que le agrega un valor a los productos que se utilizan.
Con respecto al primer Transbond de autograbado que se muestra en la figura 3, con éste se permite realizar la aplicación del adhesivo en pasta en solo dos pasos, ya que el primer está incluido, sin embargo su uso implica realizar la mezcla de primer y ácido justo antes de aplicar la pasta adhesiva con lo que se complica el procedimiento y consume tiempo que en la práctica resulta relevante. Además genera una película cuyo espesor se suma con el espesor de la pasta adhesiva resultando en un espesor de película similar al que se forma con el uso del sistema que emplea ácido, luego primer y finalmente la pasta adhesiva, como los que hemos descrito al utilizar los adhesivos A, B y C.
El adhesivo de un solo paso de la invención fue probado y comparado con los comerciales A, B y C en cuanto al parámetro de fuerza de adhesión, considerando los estándares internacionales, 14 con sustrato de esmalte dental humano y aditamentos (brackets) metálicos y presentó 9.5 ± 1.5 MPa sin colocar un Primer. Esta resistencia es similar a la que presentaron los adhesivos comerciales: el Adhesivo A: (9.4±0.8MPa) el Adhesivo C: (9.5±2.0 MPa) y el Adhesivo B: (10.0 ± 2.4MPa) que necesitan del Primer para lograr la adhesión.
El módulo elástico que presentó el adhesivo de la invención (experimental) fue 30 MPa, esto resulta significativamente más bajo que los comerciales: A (44 MPa), C (45 MPa) y B (52 MPa). La ventaja de un módulo elástico bajo radica en que al ser un material más elástico permitirá que cuando el bracket reciba una fuerza, el adhesivo la disipe y la transmita al diente para lograr el movimiento dental sin que éste falle. Respecto a los resultados sobre el sitio y tipo de falla de los adhesivos 15 se encontró que al momento del desprendimiento del bracket, tanto el adhesivo objeto de esta solicitud como el adhesivo A se quedan adheridos al esmalte. Este hecho garantiza la integridad de los prismas del esmalte evitando desprenderlos al momento de descementar los aparatos al final del tratamiento. Los otros adhesivos (A, B y C) dejaron restos sobre el esmalte pero también sobre la malla del bracket indicando que podría haber un daño al esmalte con lo que se compromete el tratamiento pues ahora será necesario restaurar el esmalte. Adhesivo C menos del 50% de adhesivo en el esmalte y Adhesivo B presentó más del 50% de adhesivo en el diente.
La fluidez del adhesivo de la invención 16,17 fue de 330mm 2 , lo que permite que penetre fácilmente tanto en las micro retenciones creadas en el esmalte por efecto del grabado ácido como en la base de los aditamentos. Mientras que los comerciales no exceden los 300mm 2 , es decir, son más viscosos ya sea por los ingredientes que llevan o bien porque están preparados con rellenos inorgánicos en mayor porcentaje que el adhesivo de la invención (experimental).
Existen reportes en la literatura de pacientes portadores de aparatología ortodóncica y con alteraciones en la salud bucal que presentan diferente pH salival que va de 5.5 hasta 7.8 18"19 ; dentro de la relevancia de la calidad del adhesivo de la invención se determinó el efecto del pH oral en los fenómenos de sorción y de solubilidad ya que estos también son parámetros indicadores de la calidad de los materiales dentales. La sorción de agua es un proceso de difusión controlada dentro de la matriz resinosa, en este caso del adhesivo, que puede conllevar su degradación y la ruptura de la unión entre el relleno y la matriz, además se puede producir la liberación de partículas del material, iones y monómeros residuales, fenómeno identificado como solubilidad, provocando una disminución del peso y de las dimensiones en los materiales, que puede afectar sus propiedades mecánicas y provocar cambios de color 20 .
La sorción y solubilidad que presentó el adhesivo objeto de la invención, cuando fue probado a pH 7 29 , fue semejante a dos comerciales (Adhesivo A y Adhesivo C) y menor que Adhesivo B EXP (300 pg/mm 3 , 300 g/mm 3 ), Adhesivo A (300 pg/mm 3 , 300 pg/mm 3 ), Adhesivo C (289 pg/mm 3 , 3 8 g/mm 3 ) y Adhesivo B (330 pg/mm 3 , 389pg/mm 3 ). Cuando los adhesivos fueron probados a pH 6.8 29 , el adhesivo de la invención presentó menor sorción que los comerciales: (294 g/mm 3 , 294 g/mm 3 ), el adhesivo A (300 g/mm 3 , 391 g/mm 3 ), el adhesivo C (318 μg/mm 3 , 311 g/mm 3 ) y el adhesivo B (389 g/mm 3 , 402 pg/mm 3 ), con lo cual se puede inferir que el adhesivo de la invención es más resistente al medio ácido y en pacientes que presenten pH salival más ácido (con alto índice de caries) el adhesivo de la invención es más estable que los comerciales, quienes presentan mayor sorción y mayor solubilidad.
Ahora bien, al existir mayor separación entre el bracket y la superficie dental, lo cual se mide como espesor de película 29 , se abre la posibilidad de movimientos dentales no controlados. El adhesivo de la invención presentó un espesor de película de 39 ±2 pm menor al comportamiento de Adhesivo C (47 ±2 μιη) y con respecto a los otros adhesivos comerciales A y B, presentaron espesores de película con diferencias de espesor de película mucho más marcadas: Adhesivo A (69±1 μιη) y Adhesivo B (124 ±1 μηη); por lo que se infiere que usarlos podría comprometer el tratamiento al no existir el control necesario del movimiento dental.
La vida de anaquel es otro parámetro que fue medido. El adhesivo experimental o de la invención ha mostrado ser estable en reposo a 21±1 °C, no ha presentado separación de fases ni cambio de color aparente.
La estabilidad en temperaturas orales es otro parámetro que fue medido: la cavidad oral está sujeta a cambios de temperatura debido a la ingesta de alimentos y bebidas, ésta temperatura fluctúa de 5 a 55 °C. El adhesivo experimental o de la invención, al igual que los tres adhesivos comerciales probados mostraron estabilidad cuando fueron calentados de temperatura ambiente (25° C) a 60° C ya que ninguno presentó pérdida de masa. Con respecto al sistema adhesivo que incluye un primer y una pasta fluida, estas son dos formulaciones diferentes que dan valores completamente diferentes, no mayores a los comerciales. El sistema de adhesión, presenta menor esfuerzo de adhesión que los comerciales pero dentro de los parámetros mencionados por Reynolds 10 para soportar la biomecánica ortodoncica pero sin dañar los prismas del esmalte y con características diferentes en cuanto a sorción, solubilidad, fluidez, espesor de película (figura 15) A diferencia del primer adhesivo de la invención denominado de un solo paso, el sistema adhesivo de la invención al igual que los sistemas comerciales (Fig. 1-9), requiere la aplicación previa de un primario denominado primer; éste último se aplica inmediatamente después de realizar el grabado ácido en la superficie del esmalte.
El sistema adhesivo de la invención presenta tiempo de endurecimiento similar a los comerciales: Transbond XT y Transbond LV, requieren de 10 segundos para endurecer y menos que Enlight, que necesita de 15 segundos. El tiempo total desde la aplicación del primer para culminar con la fotopolimerización, es igual que los comerciales Transbond XT y Transbond LV (15 s), Enlight requiere 20 segundos.
El sistema adhesivo de la invención cuando fue probado con sustrato de esmalte dental humano y aditamentos (brackets) metálicos presentó 6.5±1 MPa de resistencia, esta resistencia es menor a la que presentaron los adhesivos comerciales: Transbond XT: (9.4±0.8MPa), Transbond LV: (9.5±1.5MPa) y Enlight: (9.5±1.5MPa). La ventaja del sistema adhesivo experimental es que al presentar suficiente adhesión para soportar la biomecánica ortodoncica pero no demasiada como los comerciales, reduce el riesgo a ocasionar desprendimiento de prismas del esmalte al momento de retirar la aparatología.
El módulo elástico que presentó el sistema adhesivo de la invención fue significativamente más bajo que los comerciales, 34 MPa; Transbond XT (44 MPa), Transbond LV (45 MPa) y Enlight (55 MPa). La ventaja de un módulo elástico bajo radica en que al ser un material más elástico permitirá que cuando el bracket reciba una fuerza, el adhesivo la disipe y la transmita al diente para lograr el movimiento dental sin que éste falle (figura 16).
Al momento del desprendimiento del bracket tanto el sistema adhesivo de la invención como Transbond XT se quedan adheridos al esmalte. Este hecho garantiza la integridad de los prismas del esmalte evitando desprenderlos al momento de descementar la aparatología al final del tratamiento. Los otros adhesivos dejaron restos sobre el esmalte y sobre la malla del bracket indicando que podría haber un daño al esmalte con lo que se compromete el tratamiento pues ahora será necesario restaurar el esmalte. Transbond LV menos del 50% de adhesivo en el esmalte y Enlight presentó más del 50% de adhesivo en el diente. La fluidez del sistema adhesivo de la invención:
El Primer tiene una fluidez de 330mm 2 , esto permite que penetre fácilmente en las microretenciones creadas en el esmalte por efecto del grabado ácido. Mientras que el comercial Transbond XT presentó 353mm 2 , al ser más fluido puede tener mayor capacidad de penetración, y en caso de pretender emplear éste primer en dentina puede ser más irritante a la pulpa: Ortho solo presento 207mm 2 significa que es más viscosos ya sea por los ingredientes que lleva o bien porque están preparado con rellenos inorgánicos en mayor porcentaje que el primer experimental.
La pasta fluida tiene una fluidez de 348mm 2 , esto permite que penetre fácilmente en la base de los aditamentos. Mientras que los comerciales no exceden los 300mm 2 , es decir, son más viscosos ya sea por los ingredientes que llevan o bien porque están preparados con rellenos inorgánicos en mayor porcentaje que el adhesivo experimental. La sorción y solubilidad que presentó el sistema adhesivo de la invención:
A. El Primer: Cuando fue probado a pH 7.7 18 , fue semejante al comercial Transbond XT EXP (0.04 pg/mm 3 , -0.07 pg/mm 3 ), y a Transbond XT (0.05 pg/mm 3 ,-0.08 pg/mm 3 ). comportamiento completamente diferente al comercial Ortho Solo (-0.03 pg/mm 3 , 0.25pg/mm 3 ). Cuando los adhesivos fueron probados a pH 6.8, el adhesivo experimental (0.06 pg/mm 3 , 0.06 pg/mm 3 ) presentó mayor sorción que el comercial: Transbond XT (0.03 pg/mm 3 , 0.04 pg/mm 3 ) y menor que el comercial Ortho Solo (0.03 pg/mm 3 , 0.1 pg/mm 3 ), con lo cual se puede inferir que el adhesivo experimental es más resistente al medio ácido y en pacientes que presenten pH salival más ácido (con alto índice de caries).
B. Pasta fluida: Cuando fue probado a pH 7.7, fue menor que los comerciales (Transbond XT y Transbond LV) y menor que Enlight Experimental (300 pg/mm 3 ,288 pg/mm 3 ), Transbond XT (300 pg/mm 3 ,300 pg/mm 3 ), Transbond LV (289 pg/mm 3 , 3 8 pg/mm 3 ) y Enlight (330 pg/mm 3 , 389pg/mm 3 ). Cuando los adhesivos fueron probados a pH 6.8 32 , el adhesivo experimental (300 pg/mm 3 , 288 pg/mm 3 ) presentó menor sorción que los comerciales: Transbond XT (300 pg/mm 3 , 391 pg/mm 3 ), Transbond LV (318 pg/mm 3 , 311 pg/mm 3 ) y Enlight (389 pg/mm 3 , 402 pg/mm 3 ), con lo cual se puede inferir que el adhesivo experimental es más resistentes al medio ácido y en pacientes que presenten pH salival más ácido (con alto índice de caries), el experimental es más estable que los comerciales, quienes presentan mayor sorción y mayor solubilidad.
Al existir mayor separación entre el bracket y la superficie dental, se abre la posibilidad de movimientos dentales no controlados. El sistema adhesivo de la invención: (pasta) presentó un espesor de película de 26±1 pm mucho más bajo que Transbond LV (47±2 pm), Transbond XT (69±1 pm) y Enlight (124±1 m) por lo que se infiere que usarlos podría comprometer el tratamiento al no existir tanto control del movimiento dental. A menor ángulo de contacto 32 , el primer presenta mayor área de mojado con el sustrato y mejor penetración en las microretenciones creadas por el grabado ácido. El primer del sistema de la invención presentó el mismo valor de ángulo de contacto que el comercial Transbond XT (40±0.1 grados); ligeramente menor al que presentó el comercial Ortho Solo incluido en el sistema de adhesión del comercial Enlight (41 ±0.8 grados); (Figura 32).
La tensión superficial 33 permite que el primer con valores menores en conjunto con el ángulo de contacto y fluidez presente mayor área de adhesión y penetre mejor en las microretenciones creadas en la superficie del esmalte por acción del grabado ácido. El primer experimental presentó valores menores (40±0.5 mN/m) que los dos primer comerciales Transbond XT (43±0.4 mN/m) y Ortho Solo (60±0.1 mN/m); (Figura 33).
Es importante hacer notar que no se ha encontrado evidencia escrita que contenga información sobre el uso del TMPTMA como monómero único para preparar adhesivos ni primers para ortodoncia o algún otro adhesivo dental.
El objetivo de la invención es ofrecer al campo técnico un adhesivo cuya fase orgánica está constituida básicamente por el monómero TMPTMA (40.00-50.00% w/w), y posee Camforoquinona (de 0.10 a 0.50%, de preferencia 0.3% (w/w) como fotoiniciador; y Dimetil p-toluidina (0.01-0.05%, de preferencia 0.03%) como acelerador, y cuya fase inorgánica está constituida por Dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula nanométrica (16 nm) (en un 1.00 a 2.00%, de preferencia 2%) y de dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula micrométrica (325 μηι) (de 50.00 a 60.00%, de preferencia en un 57%, con respecto al peso total.
El objetivo de la invención es ofrecer al campo técnico un adhesivo que al poder ser utilizado en un solo paso se mejora el procedimiento de colocación de los aparatos de ortodoncia por lo que es un adhesivo que ofrece una ventaja competitiva en el mercado, que disminuye el costo y el tiempo de sillón con el paciente, adicionalmente es una característica relevante que no contiene en su formulación BisGMA.
Otro objetivo de la invención es proporcionar un adhesivo para uso ortodóncico y para uso dental en general, que presenta numerosas características no solo deseables en un adhesivo de su tipo sino que supera a varias de las características, está compuesto de un solo monómero, por lo que no presenta copolimerización y donde dicho monómero es un metacrilato con tres grupos funcionales, que por el tipo de polimerización que presenta permite tener un módulo elástico más bajo que los de los adhesivos conocidos, lo cual se traduce en óptimo desempeño para ortodoncia, especialmente de las funciones de los brackets; presenta mínima sorción y solubilidad esto ayuda a su estabilidad ante diferentes condiciones de pH, de manera que será estable sin importar el pH salival del paciente. Otro objetivo adicional de la invención es proporcionar un adhesivo resistente al medio ácido, adecuado para pacientes que incluso presenten pH salival más ácido (debido al alto índice de caries) el adhesivo de la invención es finalmente más estable que los comerciales, quienes presentan mayor sorción y mayor solubilidad.
Es modalidad de la invención formular al adhesivo de la invención de manera que se pueda usar como: cemento para bandas ortodóncicas, cementación de carillas y cementación de prótesis (puentes) Maryland. Las posibles adaptaciones en tales formulaciones pueden ser concretadas por una persona con conocimientos promedio en el campo técnico.
Una modalidad de la invención implica independientemente proporcionar una pasta fluida 1 , cuya fase orgánica está formada por: un Monómero: Trimetilolpropano trimetacrilato 40.67% w/w, Fotoiniciador: Camforoquinona 0.3%, Acelerador: Dimetil p- toluidina 0.03%, la fase inorgánica de la pasta fluida 1 se constituye de: Dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula nanométrica (16 nm) 2% y 56% de dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula micrométrica (325 μπι).
Una modalidad de la invención implica independientemente proporcionar primer ortodóncico caracterizado por poseer dos fases: Una fase orgánica constituida por: el monómero Trimetilolpropano trimetacrilato 83.67% w/w Solvente: alcohol isopropilico 0%, Fotoiniciador: Camforoquinona 0.3%, Acelerador: Dimetil p-toluidina 0.03%. La fase inorgánica del primer se constituye de Dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula nanométrica (16 nm) 6%.
Debido a que el TMPTMA ataca a algunos plásticos, será recomendable almacenar y dosificar los tres tipos de adhesivos en jeringas vitreas ámbar para aislarlas de la luz, a éstas jeringas se les roscará una punta metálica para dosificar el adhesivo directamente sobre la base de los brackets y aditamentos.
Es una característica relevante de la invención, el ofrecer un adhesivo que se queda adherido al esmalte del diente una vez removido el bracket, con lo que se garantiza la integridad del esmalte en el diente. Una ventaja adicional es que debido a su fluidez de 330 mm 2 , el adhesivo penetra con mayor facilidad a las micro-retenciones que se generan por el grabado ácido. Una modalidad de la invención consiste en proporcionar el adhesivo de la invención formulado dentro de una jeringa vitrea ámbar con puntas dosificadoras desechables ya que el grabado ácido puede ser realizado con cualquier ácido grabador con que cuente el ortodoncista.
Otra modalidad de la invención consiste en proporcionar un equipo o kit que comprende el ácido grabador líquido en un frasco gotero; adhesivo de la invención formulado dentro de una jeringa vitrea ámbar con puntas dosificadoras desechables.
Otra modalidad de la invención consiste en proporcionar un equipo o kit que comprende el ácido grabador líquido; el primer en un frasco vitreo ámbar con dosificador gotero y la pasta adhesiva fluida de la invención en jeringa vitrea ámbar con puntas dosificadoras para su aplicación.
Otra modalidad de la invención consiste en proporcionar un kit que comprende la pasta fluida de la invención y un primer de la invención ambos envasados de manera independiente y protegidos de la luz. Una modalidad más de la invención consiste en proporcionar un método de tratamiento ortodóncico estético que consiste en aplicar el primer y la pasta fluida de la invención para el ajuste de aparatos ortodóncicos, incluyendo brackets.
Una modalidad más de la invención consiste en proporcionar un método de tratamiento ortodóncico estético que consiste en aplicar el adhesivo en un solo paso de la invención para el ajuste de aparatos ortodóncicos, incluyendo brackets. La presente invención será mejor entendida a partir de los siguientes ejemplos, los cuales se presentan únicamente con fines ilustrativos para permitir la comprensión cabal de las modalidades preferidas de la presente invención, sin que por ello se implique que no existen otras modalidades no ilustradas que puedan llevarse a la práctica con base en la descripción detallada arriba realizada.
Los siguientes ejemplos son de carácter ilustrativo sobre la manera de obtener la invención y de utilizarla o distinguir su desempeño y se presentan sin pretender limitar el alcance de la invención.
EJEMPLOS
Ejemplo 1: Proceso para obtención de los adhesivos:
Adhesivo para un solo paso:
Se mezcló 40.67% (w/w) del monómero Trimetilolpropano trimetacrilato (TMPTMA) con el iniciador Camforoquinona 0.3%. Al visualizar una mezcla homogénea, se añadió el foto-activador Dimetil p-toluidina 0.03%, luego se incorporó el dióxido de silicio micrométrico (325 μηη) 57%, para finalizar con el dióxido de silicio nanométrico (16 nm) 2%. Una vez obtenida una mezcla homogénea, se almacenó en frasco ámbar, etiquetado con el número de mezcla y fecha de elaboración. Las mezclas se realizaron dentro de una cámara iluminada con luz de seguridad para evitar la fotopolimerización.
Sistema Adhesivo:
a) Primer: Se mezcló el monómero con el acelerador (posteriormente se agregó el disolvente (alcohol isopropilico 10%), mezclando dentro de un recipiente cerrado para evitar evaporación. Al visualizar una mezcla homogénea, se añadió el foto- activador (Camforoquinona 0.3%%). Luego se incorporó el dióxido de silicio (Dióxido de silicio silanizado de tamaño de partícula nanométrica (16 nm) 6%). Una vez obtenida una mezcla homogénea, se almacenó en frasco ámbar, etiquetado con el número de mezcla y fecha de elaboración,
b) Pasta fluida: Se mezcló el monómero con el acelerador (Dimetil p-toluidina 0.03%). Al visualizar una mezcla homogénea, se añadió el foto-activador
(Camforoquinona 0.3%). Luego se incorporó el dióxido de silicio micrométrico (56%) para finalizar con el dióxido de silicio nanométrico (2%). Una vez obtenida una mezcla homogénea, se almacenó en frasco ámbar, etiquetado con el número de mezcla y fecha de elaboración. El uso de menos del 56% de dióxido de silicio micrométrico no funciona.
Ejemplo 2: Determinación del tiempo de endurecimiento:
Se determinó el tiempo de endurecimiento del adhesivo colocando una gota de adhesivo dentro de un molde de acero inoxidable de 4 mm de diámetro y 1 mm de espesor con espátula de teflón hasta rasarlo; se irradió con una fuente lumínica (previamente valorada en cuanto a irradiación: 600 mW/cm 2 ) durante 5 segundos. Posteriormente se aplicó una fuerza perpendicular para penetrar el adhesivo empleando un tornillo micrométrico con un aditamento punzocortante. Si el adhesivo aún no endurecía, se colocó otra gota de adhesivo en el molde y fue fotopolimerizado durante 10 segundos, se realizó el procedimiento de indentación. El procedimiento total se repite hasta lograr el endurecimiento del material inmerso en el molde. La Figura 10 muestra la secuencia de la prueba. El tiempo de endurecimiento de cada mezcla adhesiva se muestra en la gráfica de la figura 11 y sus promedios en la gráfica de la figura 12. Ejemplo 3: Determinación de la resistencia al desprendimiento:
Para determinar la resistencia al desprendimiento se calculó el módulo elástico y el máximo esfuerzo soportado por el adhesivo, para lo cual se llevó a cabo el siguiente protocolo:
Se emplearon dientes humanos por cada grupo numerados como (1) Adhesivo de la invención, 2) Adhesivo A, 3) Adhesivo C y 4) Adhesivo B. Los dientes fueron lavados removiendo el ligamento periodontal, fueron almacenados en agua refrigerados a 5±2 °C hasta el momento de ser usados.
Los dientes fueron cortados 5mm apical de la línea de unión cemento esmalte (por debajo de la corona anatómica) para poder ubicar el centro de la corona anatómica al centro del cilindro (soporte de muestra). Se realizó profilaxis sobre la cara vestibular de los dientes con copa de hule y pasta profiláctica libre de fluoruro, se lavó con agua a presión y se secó con aire a presión, libre de aceite.
Los dientes que llevaron los adhesivos de la invención (experimental) se frotaron con ácido fosfórico diluido en agua al 37%, con un micro-cepillo sobre el área de adhesión durante 15 segundos; se lavó y secó durante 20 segundos, se aplicó el adhesivo sobre la base del bracket y sobre la superficie del esmalte tratada con ácido grabador y empleando una pinza porta bracket, se colocó al centro de la corona anatómica del diente ejerciendo presión al centro del bracket para eliminar el excedente de adhesivo con un explorador, para inmediatamente fotopolimerizar. Para los adhesivos comerciales se siguieron las instrucciones del fabricante. Los dientes del sistema adhesivo de la invención y de los comerciales AY B se frotaron con ácido fosfórico al 37%, con un micro-cepillo sobre el área de adhesión durante 15 segundos; se lavó y secó durante 20 segundos; se lavó y secó durante 20 segundos, se aplicó una capa homogénea de primer y polimerizó 5 segundos. Para los dientes del grupo C se aplicó una capa homogénea de primer siguiendo las instrucciones de fabricante, después de aplicar el primer se insufló aire libre de aceite durante 5 segundos y se fotopolimerizó incidiendo la luz de la lámpara durante 10 segundos.
Para la colocación de los aparatos se aplicó el adhesivo sobre el bracket y para el adhesivo de un solo paso de la invención (experimental) también se colocó adhesivo en la superficie del diente y empleando pinza porta bracket se colocó al centro de la corona anatómica del diente ejerciendo presión al centro del bracket para eliminar el excedente de adhesivo con un explorador, se fotopolimerizó para los adhesivos comerciales siguiendo las instrucciones del fabricante y para el experimental 10 segundos de acuerdo a lo determinado en la prueba "determinación del tiempo de endurecimiento" (inclinando la lámpara para irradiar a los cuatro lados del bracket).
Atendiendo al procedimiento de la especificación técnica ISO 11405, 14 se obtuvieron moldes de PVC de 28 mm de diámetro externo y 10 mm de altura (Figura 13). Los dientes con los brackets adheridos se ubicaron en el centro del anillo de PVC; estos fueron llenados con acrílico autopolimerizable mezclado en proporción volumétrica 3:1 de polímero-monómero de acuerdo a las instrucciones del fabricante. Se dejaron polimerizar en condiciones ambientales para obtener los especímenes de prueba. Las muestras fueron etiquetadas y almacenadas durante 24 horas a 37 ± 1 °C dentro de una estufa.
Los cilindros de PVC fueron instalados en un soporte sobre la máquina universal de pruebas mecánicas. La punta del aplicador de fuerza fue colocada paralela a la base del bracket y se aplicó una velocidad de carga de 1 mm/min. Se registraron los valores de fuerza de cada muestra. En la figura 14 se ilustra la secuencia de pasos para evaluar la resistencia al desprendimiento.
Se calculó el módulo elástico (E) y el máximo esfuerzo (R) soportado por el adhesivo usando las siguientes ecuaciones, los resultados se muestran en las gráficas 3 y 4 (figuras 15 y 16). σαη ¡ zona eí asnee
^en la zona elástica
Donde σ es esfuerzo y ε es la deformación fuerza rn ¿ x ¿ ma
R =
^original
Donde Aonginai es el área de adhesión del bracket (malla).
En la gráfica 3, figura 15 se observa que el adhesivo de la invención presenta valores similares a los 3 comerciales. Ningún adhesivo presentó diferencia estadísticamente significativa cuando fueron probados con sustratos de esmalte dental y brackets metálicos.
En la gráfica 4, figura 16 se observa que el adhesivo de la invención es el que menor módulo elástico presentó, lo que representa la diferencia más importante respecto a los tres comerciales durante esta etapa de evaluación. Al ser un material menos rígido, tendrá mejor comportamiento en su uso clínico permitiendo disipar las fuerzas aplicadas al bracket, absorberlas el adhesivo y flexíonarse ligeramente para disiparlas hacia el diente sin romperse. Los tres comerciales al ser más rígidos (valor más alto) corren el riesgo de fallar cuando se aplique cambios de arco más gruesos: Ejemplo 4: Identificación del tipo y sitio de falla ARI: 14
Todos los especímenes empleados para evaluar resistencia al desprendimiento fueron examinados usando un microscopio para determinar el tipo de falla (Tabla 1 y Figura 17), adhesiva, cohesiva o combinada.
El tipo y sitio de falla que presentó el adhesivo de un solo paso y el sistema fue igual al comercial Adhesivo A (figuras 18 a 20) ARI 3, A: quienes permitieron que el 100% de adhesivo se quedara en la superficie del esmalte, garantizando la integridad de los prismas del esmalte evitando desprenderlos al momento de descementar la aparatología al final del tratamiento. A diferencia de los otros dos comerciales, ya que Adhesivo C (figura 21) presentó ARI 1 , Adhesiva menos del 50% de adhesivo en el esmalte y Adhesivo B (figura 22) ARI 2, Adhesiva: presentó más del 50% de adhesivo en el diente.
Los tres adhesivos comerciales a pesar de ser base BisGMA presentan comportamiento diferente, siendo el menos deseable el que presenta Transbond Supreme LV, ya que éste al realizar desprendimiento de brackets solo permanece menos del 50% de adhesivo en el diente, se puede inferir que habrá más riesgo de dañar al esmalte con posibles desprendimientos de prismas, lo cual se puede reflejar en sensibilidad en el paciente. Ejemplo 5: Determinación de la sorción y solubilidad: 15
Se prepararon especímenes de cada grupo utilizando un molde de acero inoxidable de 4.43 mm de diámetro y 1.5 mm de espesor (figura 23). Se colocó una gota de adhesivo al centro del molde.
Se empleó una lámpara de foto-polimerizado, valorando previamente su funcionamiento en cuanto a irradiancia (600mW/cm 2 ). Se colocó la punta de la lámpara de fotopolimerizado sobre el centro del adhesivo durante 10 segundos excepto para Adhesivo B quien requirió 15 segundos. Una vez polimerizados, fueron colocados dentro del desecador con sílica y éste dentro de la cámara de temperatura controlada a 37±1° C. La sílica fue deshidratada previamente durante 5 horas a 130° C. Transcurridas 24 horas, las muestras se pesaron en una balanza analítica con una precisión de +/- 0.2 mg, repitiendo este ciclo hasta que se obtuvo una masa constante, es decir hasta que la masa perdida de cada muestra no fuese mayor a 0.2 mg en un periodo de 24 horas. Esta medición fue reportada como M-i .
Una vez estabilizados, los especímenes fueron sumergidos individualmente en recipientes herméticamente cerrados, en dos tipos de agua: grupo 1) agua desmineralizada (pH 7.7) y grupo 2) agua bidestilada (pH 6.8). 8 28 Los contenedores fueron almacenados a 37° C durante 7 días dentro de la cámara con temperatura controlada. Después de este tiempo, se removieron los especímenes, se secaron con papel, se agitaron al aire durante 15 segundos y una vez transcurrido un minuto de haberlos retirado del agua, se pesaron para obtener (M 2 ).
Los especímenes fueron colocados en el desecador a 37° C, se pesaron hasta que la pérdida de masa no fue mayor a 0.2 mg; se reportó como M 3 . (Figura 24). Se midió el diámetro y el espesor de cada espécimen desde el centro de la circunferencia y hacia cuatro puntos ortogonales colocados a la misma distancia para calcular el volumen en milímetros cúbicos:
íID 2 h
Dónde:
V= volumen del espécimen.
D= diámetro del espécimen.
h= espesor del espécimen.
Para calcular la sorción acuosa, S, expresada en g/cm 3 , se empleó la fórmula:
Dónde:
Es el peso de la muestra después de la primera desecación.
M 2 = Es el peso de la muestra después de 7 días de inmersión en agua.
Para la solubilidad, Wsi en g/cm 3 , para cada uno de los especímenes se utilizó la siguiente ecuación:
Dónde:
Es el peso de la muestra después de la primera desecación.
3= Es el peso de la muestra después de la segunda desecación. En la Gráfica 5 y 6 (figuras 25 y 26) se muestran los resultados obtenidos; en ésta gráfica se observa que el adhesivo experimental al igual que Adhesivo C, son quienes menor sorción y solubilidad presentaron cuando fueron probados a pH básico (7.7) y ambos se mantuvieron estables; el experimental es quien mejor comportamiento presentó inmerso en pH más ácido (6.8) por lo que se puede inferir que el trimetilolpropano trimetacrilato es más resistente a un medio acuoso ácido.
Con éstos resultados se espera que el adhesivo experimental presente mejor desempeño que los comerciales cuando sean probados clínicamente ya que podrán emplearse en cualquier tipo de paciente (sin importar el pH salival).
Ejemplo 6: Determinación de la Fluidez: 15
Para valorar la fluidez de los materiales, se colocó una hoja de papel milimétrico bajo una placa de vidrio (30 mm de ancho x 30 mm de largo y 5mm de grosor); se depositaron 0.5 ml_ de adhesivo sobre la placa de vidrio; inmediatamente después, el adhesivo fue cubierto con otra placa de vidrio de las mismas dimensiones, colocando sobre ellas y al centro dos pesas de tal forma que dé un peso total de 120 g sobre el adhesivo. Se colocaron dentro de la cámara filtrante a la luz durante 1 minuto debido a que las mezclas y los adhesivos comerciales son fotopolimerizables; transcurrido éste tiempo, fue medido sobre el papel milimétrico, el diámetro menor y el diámetro mayor de cada muestra. La Figura 27 muestra la secuencia de pasos para medir fluidez. Se reportó el promedio de las dos mediciones del diámetro para calcular el área de cada muestra empleando la fórmula.
A = nr 2 Los resultados de fluidez se muestran en las gráficas 7 y 8 (figuras 28 y 29), donde se observa que el adhesivo más fluido es el experimental (330±15mm 2 ); Adhesivo C presentó 295±12mm 2 lo que significa que ambos podrán penetrar con mayor facilidad en las micro-retenciones creadas por el grabado ácido en la superficie del esmalte y en la malla o retenciones de la base de los aditamentos Adhesivo A y Adhesivo B presentaron menor fluidez.
Ejemplo 7: Determinación del espesor de película: 30
La prueba fue realizada dentro de una cámara naranja para filtrar la luz y evitar la fotopolimerización de los adhesivos. Se emplearon dos placas de cristal cuadradas, colocando una sobre otra, se midieron con el tornillo micrométrico; reportando ésta como lectura A. Se retiró el cristal superior, se colocó 0.2g de adhesivo al centro de la placa, se colocó nuevamente el cristal superior en la misma posición que se realizó la primera medición. Se colocaron centrados debajo del dispositivo de carga, previamente calibrado y se aplicaron 150 N (15 Kg). Transcurridos 10 minutos, se retiró la carga y se midió nuevamente, registrando ésta medida como lectura B. La Figura 30 muestra el procedimiento seguido.
Para reportar el espesor de película, se anotó la diferencia del grosor de las placas con y sin la película de adhesivo.
E= (Lectura B - Lectura A).
Los resultados se muestran en la gráfica 9 (Figura 31). En esta gráfica se muestran los promedios del espesor de película, quien menor espesor presentó fue el experimental que es el adhesivo de la invención (39± 2 pm) similar al Adhesivo C (47± 2 μηι). El adhesivo de la invención permite mantener lo más cerca posible la base del bracket a la superficie del esmalte con lo que se respeta la prescripción del sistema, y expone menos espesor en la periferia del bracket cuando el adhesivo se polimerice ayudando también a que la sorción y solubilidad disminuyan. Ejemplo 8: Determinación de estabilidad de almacenamiento:
Una vez realizada la mezcla fue dejada en reposo durante 24 horas y observada a simple vista para determinar si continuaba homogénea. Se colocó una gota dentro de un molde de acero inoxidable (1± 0.2mm de espesor, 4 ± 0.2mm de diámetro interno); y colocado sobre una superficie negra se tomó una fotografía digital; ésta observación fue realizada cada 60 días para comparar si hubo cambios en su color.
Para determinar si el adhesivo experimental se mantiene estable al permanecer almacenado, se tomaron fotografías digitales a los frascos ámbar que los contenían a temperatura ambiente con la única intensión de determinar si las fases de los adhesivos se separaban.
Se fabricaron nuevas mezclas, fotopolimerizaron y se compararon con las fabricadas hace 8 meses (fotopolimerizadas inmediatamente después de obtenida la mezcla en abril del 2012), para determinar si los adhesivos habían presentado cambio de color.
En la figura 29 A se observa que no ha presentado cambio de color aparente. La figura 29 B no evidencia separación después de haber sido mantenidos en reposo durante 8 meses. Ejemplo 9: Determinación de estabilidad térmica: Análisis termogravimétrico.
Para determinar la presencia de monómero residual se hicieron estudios de termogravimetría. Se utilizaron moldes de acero inoxidable (1 mm de espesor x 4mm de diámetro) previamente lavados con acetona. Para obtener los especímenes se llenaron los moldes con cada adhesivo, fueron fotopolimerizados valorando previamente la lámpara en cuanto a irradiancia (600mW/cm 2 ) empleando un radiómetro de curado.
La luz se incidió sobre las muestras de los adhesivos experimentales o de la invención durante 10 segundos (tiempo determinado previamente en la prueba de tiempo de endurecimiento); para los adhesivos comerciales se polimerizó de acuerdo a las instrucciones del fabricante: Adhesivo A y Adhesivo C durante 10 segundos y Adhesivo B durante 15 segundos. Una vez fotopolimerizado el material fueron desmoldados (Figura 34A a 34C). Una vez que se desmoldó el material se utilizó un mortero y pistilo de ágata para fragmentar el material. Se pesó cada muestra en celdas de alúmina de 70 L (abiertas). La prueba se llevó a cabo en atmósfera ambiente, en un intervalos de 25 a 60° C, con rampa de calentamiento de 5 o C/min. Se determinó el porcentaje de pérdida de masa a diferentes temperaturas. La Tabla 2 muestra los resultados obtenidos (figura 35), no hubo pérdida de masa o fue insignificante por lo que se concluyó que todos los adhesivos presentan estabilidad cuando fueron calentados de 25 a 60° C. La Gráfica 10 (figura 36) presenta un termograma típico de este estudio y corresponde al termograma que presentó el adhesivo de un solo paso la invención. La Gráfica 11 (figura 37) presenta un termograma típico de este estudio y corresponde al termograma que presentó el sistema adhesivo de la invención. Por lo anterior, será evidente para cualquier experto en la materia que las modalidades de la presente invención, son únicamente ilustrativas más no limitativas de la presente invención, ya que son posibles numerosos cambios de consideración en sus detalles, pero sin apartarse del alcance de la invención.
Aun cuando se han ilustrado y descrito ciertas modalidades de la invención, debe hacerse hincapié en que son posibles numerosas modificaciones a la misma, pero tales modificaciones no representarían un alejamiento del verdadero alcance de la invención. Por lo tanto, la presente invención no deberá considerarse como restringida excepto por lo establecido en el estado de la técnica, así como por el alcance de las reivindicaciones anexas.
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