MÉTODO PARA LA PREPARACIÓN DE UN POLÍMERO CON MEMORIA DE FORMA PARA SU APLICACIÓN EN ARCOS DENTALES DE ORTODONCIA Y POLÍMERO PARA ARCOS DENTALES DE ORTODONCIA.

Método para la preparación de un polímero con memoria de forma para su aplicación en arcos dentales de ortodoncia y polímero para arcos dentales de ortodoncia

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La presente invención tiene por objeto reivindicar un polímero con memoria de forma para aplicaciones en arcos dentales de ortodoncia y un modo de preparación de dicho polímero.

El polímero obtenido mediante el proceso de curado y posterior post-curado presenta unas propiedades mecánicas y fisiológicas que lo hacen óptimo para el uso en arcos dentales de ortodoncia.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201331098.

Solicitante: UNIVERSITAT POLITECNICA DE CATALUNYA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: GIL MUR,Francisco Javier, PÉREZ VALERA,Juan Carlos, LLAMAS CARRERAS,José María, ESPINAR ESCALONA,Eduardo.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes inorgánicos > C08K3/34 (Compuestos que contienen silicio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes inorgánicos > C08K3/32 (Compuestos que contienen fósforo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > C08L101/00 (Composiciones de compuestos macromoleculares no específicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L31/02 (Homopolímeros o copolímeros de ésteres de ácidos monocarboxílicos)

PDF original: ES-2527229_A2.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

MÉTODO PARA LA PREPARACIÓN DE UN POLÍMERO CON MEMORIA DE FORMA PARA SU APLICACIÓN EN ARCOS DENTALES DE ORTODONCIA Y POLÍMERO PARA ARCOS DENTALES DE ORTODONCIA

Hay una gran variedad de aleaciones metálicas, cerámicas, poliméricas y geles en los que se ha encontrado propiedades superelásticas y/o memoria de forma. La memoria de forma puede describirse como la capacidad del material para deformarse temporalmente y posteriormente recuperar la forma original debido a la aplicación de un estímulo externo, generalmente temperatura, aunque el mecanismo puede ser activado por luz normal, UV, infrarroja o láser, reacciones químicas, electricidad, aplicaciones de campos magnéticos,...

Los polímeros tienen diferentes ventajas respecto a otros materiales como su bajo peso, facilidad de procesado colorabilidad, resistencia a la corrosión, aislamiento eléctrico, temperatura de transición ajustable, menor demanda de tratamientos termo-mecánicos y menor precio. Los polímeros con memoria de forma (SMP) pueden ser biocompatibles y no tóxicos. Las desventajas, en cambio, pueden ser que presentan una menor recuperación de la tensión, menor ciclo de vida y mayor tiempo de recuperación.

En el caso de aplicación de temperatura como estímulo externo, los SMPs son procesables (mediante extrusión, inyección o compresión) por encima de su temperatura de transición. A esta temperatura, los materiales están en un estado muy elástico y pueden ser estirados, plegados o conformados de cualquier otra forma y mantener esa forma indefinidamente cuando se enfría el material por debajo de la temperatura de transición de modo que el material es rígido y puede ser manipulado. La recuperación de la forma original tiene lugar cuando se calienta de nuevo el material.

En el caso de los polímeros termoplásticos con memoria de forma son muy interesantes ya que la temperatura de transición puede ser ajustada en un estrecho y controlado rango de temperaturas. En esta situación se considera que existen dos fases, una estacionaria y otra reversible, que corresponden a la parte cristalina y la parte amorfa, respectivamente. La parte amorfa es la más fácil de deformar por aumento de la temperatura pudiendo fijarse esta deformación mediante un enfriamiento por debajo de la temperatura de transición vitrea (Tg), el calentamiento por encima de la Tg lo transformará en su forma original. Este proceso de la

manipulación de los SMPs se puede realizar muchas veces sin llegar a la degradación del material, calentando y enfriando el polímero para volver a un estado rígido donde mantendrá su forma definitivamente.

El material es una resina transparente que se obtiene a partir de una parte líquida formada por monómero de metilmetacrilato y butil acrilato y otra parte sólida formada por peróxido dibenzoilo, tricresil fosfato y como reactivo diclorodimetil silano.

Se aplicó un proceso de curado de 2 horas a 40°C y 14 horas a 60°C, posteriormente se sometió el material a un post-curado de una hora a 130°C. Siguiendo estas pautas se obtiene un polímero con memoria de forma transparente. Mediante Calorimetría Diferencial de Barrido se determinó la temperatura de transición vitrea que oscila entre 35 y 41 °C, que son temperaturas fisiológicas óptimas para el uso de este material como arcos dentales de ortodoncia.

Cuando se realizan ensayos mecánicos a diferentes temperaturas, se observa que el límite elástico del arco a 37°C es de 10 MPa y la deformación que presenta es de 229%. Es decir, el material presenta tensiones fisiológicas aplicables a los dientes que actuarán de manera constante sobre los dientes sin afectar a la salud de los tejidos, presentando una gran capacidad de recuperar deformación ejercida.

Los ensayos mecánicos de fluencia o creep manifiestan que a 37°C se aprecia una disminución de la tensión muy pequeña cuando mantenemos la deformación constante y un aumento pequeño de la deformación a una fuerza constante. Se valora que el alambre de ortodoncia polimérico se puede alargar hasta 5 mm después de un mes de tratamiento ortodóncico con este tipo de alambres poliméricos. Este alargamiento que se produce al ser sometido a la tensión mecánica para provocar los movimientos dentarios es suficientemente pequeña para garantizar el buen comportamiento de este alambre en su aplicación ortodóncica. El carácter temporal de los arcos dentales asegura que los fenómenos de fluencia de estos arcos dentales sean minimizados en los tratamientos ortodóncicos.

Los coeficientes de fricción estático y dinámico son de 0.53 y 0.42 respectivamente, superiores a los valores de acero-acero que son de aproximadamente 0.1. Por lo tanto, estos alambres pueden retardar los movimientos dentarios respecto a los alambres metálicos. A favor, estará la estética dental -ya que son arcos transparentes- y la ausencia de corrosión y de liberación de iones metálicos al medio fisiológico.

Se han realizado estudios de citotoxicidad, biocompatibilidad, sensibilización cutánea, reacción intracutánea y en todos los casos han sido negativos, lo que garantiza su buen comportamiento biológico.

Se realizaron los estudios de migración y biocompatibilidad siguiendo la norma UNE- 5 EN1186, debido al uso posterior de la resina se evaluó su posible toxicidad mediante ensayo de migración global (estática y dinámica) por inmersión de la pieza en un líquido que simula la saliva artificial, en el caso de migración estática y con agitación en la migración dinámica. En el caso de la biocompatiblidad se realizaron pruebas en el material una vez polimerizado de tres tipos diferentes:

Ensayo de sensibilización de la piel (S.P.)

Se siguió la norma UNE-EN IS010993-10, Evaluación biológica de los productos sanitarios. Parte 10: Ensayos de irritación y de sensibilización y Ensayo de maximización de sensibilización (método Magnusson&Kligman).

Tras realizarse los ensayos de biocompatibilidad a través de la reactividad intracutánea, la citotoxicidad del producto y de la sensibilización de la piel. Los animales escogidos fueron conejos New Zealand y se siguieron las normas. Se obtuvieron los siguientes resultados.

Resultados de eritema y edema de la S.P. tras 24 y 48 h

GRIPO

ANIMALES

ANIMALES

% DE ANIMALES

TRATADOS

SENSIBILIZADOS

SENSIBILIZADOS

TRATADO

0

0%

CONTROL

0

0%

Tras el análisis de la observación del estado general del animal y del estado de la 25 piel, poniendo especial atención en las reacciones cutáneas se puede concluir que la muestra de Veriflex® (polímero comercial con memoria de forma) NO PRODUCE SENSIBILIZACIÓN EN LA PIEL (no produce eczema alérgico de contacto).

Ensayo de reactividad intracutánea (R.i.)

El método empleado está descrito en las normas UNE-EN ISO 10993-10, Evaluación biológica de los productos sanitarios. Parte 10.5. Ensayos de irritación y 5.4. Ensayo de Reactividad Intercutánea (intradérmica).

Los resultados de los ensayos realizados tras 24, 48 y 72 h recogidos como medias 5 tanto de eritema y edema son los siguientes para los conejos 1,2 y 3.

Animal

Conejo 1

Conejo 2

Conejo 3

Media extractos disolvente polar muestra

0,2

0,06

0,06

Media extractos disolvente polar control

0,0

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Reivindicaciones:

1- Método para la preparación de un polímero con memoria de forma para su aplicación en arcos dentales de ortodoncia compuesto por el tratamiento de 5 una resina transparente obtenida a partir de una parte líquida formada por

monómero de metilmetacrilato y butil acrilato y otra parte sólida formada por peróxido dibenzoilo, tricresil fosfato y como reactivo diclorodimetil silano que comprende:

- Aplicar un proceso de curado de la resina de 2h a 40°C y 14h a 60°C 10 - Posteriormente someter el material a un post-curado de 1h a 130°C.

2- Polímero para arco dental de ortodoncia obtenido por el método de la reivindicación anterior caracterizado por tener una temperatura de transición vitrea entre 35°C y 41 °C, determinada mediante Calorimetría Diferencial de 15 Barrido.

3- Polímero para arco dental de ortodoncia según reivindicación 2, caracterizado porque el límite elástico del arco a 37°C es de aproximadamente 10MPa y la deformación de aproximadamente 229%.

4- Polímero para arco dental de ortodoncia según reivindicación 2, caracterizado porque los coeficientes de fricción estático y dinámico son de 0.53 y 0.42 respectivamente.