Composición para restauraciones dentales con dióxido de titanio que comprende cemento tipo portland blanco y dióxido de titanio rutilo.

Las composiciones de la invención exhiben, además de un color más blanco que las conocidas hasta la fecha, una mayor resistencia mecánica, lo cual las hace idóneas para su uso en aplicaciones de restauración dental.

Composición para restauraciones dentales con dióxido de titanio rutilo.

Campo de la invención

La invención se refiere al campo de los cementos para uso odontológico, y concretamente a cementos para restauración dental.

Técnica anterior

El agregado de trióxido mineral (MTA) es un cemento con múltiples indicaciones en el campo odontológico, estando indicado en tratamientos de pulpotomía de dientes temporales, en apicoformación de dientes inmaduros, para reparación de perforaciones de furca y radiculares, así como en obturación a retro en cirugía periapical. Pero, aunque se ha investigado y empleado en múltiples y diversas intervenciones en el ámbito odontológico, anteriormente no se ha indicado ni planteado su uso como material de restauración dental (Torabinejad y cols., 1995 b, 1997 y 1999; Torabinejad y Chivian, 1999).

Para este fin existe un preparado comercial, el MTA Proroot® blanco y gris (Maillefer-Dentsply/Tulsa Dental), y recientemente se ha empezado a comercializar en España el MTA Ángelus® (Londrina, PR, Brasil - Sao Paulo). Las patentes del MTA Proroot® (US5,415,547 y US5,769,638) lo describen como un cemento portland tipo I con óxido de bismuto añadido (Torabinejad y White, 1995 b y c). Como consecuencia de este descubrimiento, se han publicado numerosos artículos en los que se compara la composición y propiedades del MTA y las del cemento portland, obteniéndose resultados similares para ambos materiales. Este preparado comercial posee grandes cualidades, pero no por ello deja de tener una serie de inconvenientes como son su difícil manejo y transporte, o su elevado tiempo de fraguado. Además presenta bajas resistencias; la fuerza de compresión del MTA es baja, de 40 Mpa a las 24 horas, aumentando a 67 Mpa a los 21 días la cual, aunque algo menor, podría equivaler a la del óxido de zinc eugenol con reforzamiento de polímero (IRM) y Super-EBA, siendo mucho menor que la de la amalgama (Torabinejad y cols, 1995 a). Por este motivo no podemos pensar en una indicación del mismo exponiéndose a las fuerzas de masticación (Lee y cols; 1993; Torabinejad y cols; 1993, 1997 y 1999; Schwart y cols; 1999; Camilleri y cols; 2005).

Además, el MTA, por su composición química, tiene el inconveniente de que puede provocar clínicamente una decoloración de la estructura dentaria, por lo que se recomienda que sea utilizado en el espacio del conducto radicular y cámara pulpar que se encuentra apicalmente a la línea gingival o cresta ósea (Lee y cols., 1993; Torabinejad y cols., 1997; Torabinejad y Chivian, 1999; Schwartz y cols, 1999).

Por último, el coste económico del MTA es elevado, de aprox. 60 euros un sobre de un gramo).

En la presente invención, los inventores han desarrollado un nuevo cemento para restauración dental que supera los inconvenientes de los cementos conocidos. Este nuevo cemento sería el resultado de sustituir el óxido de bismuto del MTA por dióxido de titanio rutilo en una nueva composición para restauración dental, que en consecuencia comprendería cemento tipo portland (preferiblemente CEM BL I 52,5 R, Cemex®, España) al que se añade entre, preferiblemente, un 1% y un 40% de dióxido de titanio rutilo en peso; más preferiblemente entre 20% y 40% en peso, y lo más preferiblemente alrededor de un 30% en peso, de dióxido de titanio rutilo sobre el peso total de la composición.

El dióxido de titanio tiene las ventajas de ser biocompatible, con múltiples aplicaciones en odontología y medicina (medicamentos, pastas de dientes, otro tipo de cementos dentales como es el Vitapex ®, etc.) y es radiopaco al igual que el óxido de bismuto. Pero con el óxido de bismuto las resistencias del cemento disminuyen, mientras que, por el contrario, el dióxido de titanio produce el resultado sorprendente de mejorarlas. Además el óxido de bismuto es un pigmento amarillo, mientras que el dióxido de titanio es un pigmento blanqueante, con el potencial de dar una coloración más estética al cemento. Por último, el dióxido de titanio es considerablemente más económico que el radiopacificador óxido de bismuto (6 euros por saco de 1 kg frente a aprox. 180 euros) (Jürgen y cols., 1889).

Descripción detallada de las composiciones de la invención

Los inventores de la presente invención, por tanto, han desarrollado un agregado mineral con cemento portland y dióxido de titanio rutilo como alternativa al óxido de bismuto, con las ventajas de que el dióxido de titanio es un compuesto biocompatible y radiopaco, al igual que el óxido de bismuto, pero con el resultado de mejorar las propiedades físico-mecánicas del cemento, lo que permitiría su utilización en otras indicaciones como son restauraciones provisionales o muñones.

El agregado mineral con dióxido de titanio de acuerdo con la invención tiene la siguiente composición: Cemento Portland al que se añade entre, preferiblemente, un 1% y un 40% de rutilo; más preferiblemente entre 20% y 40%, y lo más preferiblemente alrededor de un 30% de dióxido de titanio rutilo en peso sobre el peso de la composición total. En los ejemplos experimentales aquí descritos se utilizó Cemento Portland CEM BL I 52,5 R, de Cemex ®, España, y TiO₂ Rutilo, de Laboratorios Manuel Riesgo S.A, España.

Para fabricar las composiciones de la invención, los componentes citados se introdujeron en un recipiente cerrado y se agitaron para lograr una mezcla lo más homogénea posible. Para la mezcla se empleó agua destilada estéril. Los inventores realizaron distintos ensayos experimentales con diferentes cantidades de agua en la mezcla, determinando que los valores más preferibles de agua para que la mezcla quedara con una consistencia adecuada y manejable eran entre el 30% y 40% en peso de la composición total; más preferiblemente entre el 31% y 36%, y lo más preferiblemente alrededor del 35,71% en peso de la composición total. Posteriormente, se esterilizó el material en un autoclave de vapor a 130º durante 20 minutos.

Ejemplos experimentales

Los inventores han realizado estudios de resistencias siguiendo las normas UNE 80.101/88 EN 196-1 (Método de ensayo de cementos. Determinación de resistencias mecánicas). Para ello probaron con varios prototipos: uno con cemento portland con un 20% de dióxido de bismuto (prototipo de composición muy similar a la del MTA comercial), cemento portland sólo, y con 4 prototipos más de acuerdo con la invención, basados en cemento portland con dióxido de titanio al 1, 10, 20 y 30% respectivamente.

Se hicieron probetas de cemento sólo y con los cementos prototipo. Se amasaron mecánicamente y se vertieron en un molde de acero de 4 cm de alto x 4 cm de ancho x 16 cm largo con tres compartimentos por cada material, para romperlos a las 7 horas, 24 horas, y 72 horas. Las composiciones amasadas se insertaron en una máquina compactadora normalizada; el molde que contenía las probetas se conservó en atmósfera húmeda y se desmoldaron a las 24 horas. Las probetas desmoldadas se sumergieron inmediatamente en agua a 20ºC y una humedad relativa superior al 90% hasta el momento de los ensayos de resistencia, en el que se le dio un golpe seco para romper a flexión cada probeta en dos mitades, colocándose cada una en una máquina universal de ensayos de roturas (Ibertest, VTIL Rotor A) que muestra la fuerza máxima para la rotura de los materiales ensayados expresada en N/mm² (MPa).

Las resistencias publicadas del MTA Proroot® a los 21 días son de 67 Mpa (Torabinejad y cols, 1995 a), mientras que las resistencias obtenidas por las composiciones de la invención a los 28 días fueron de 118,7 Mpa para el prototipo con un 20% de dióxido de titanio y de 112,2 Mpa para el prototipo con un 30% de dióxido de titanio, por lo que se obtiene un incremento de casi el 100% en la resistencia de las composiciones de la invención con respecto a las publicadas para el MTA.

Los resultados obtenidos se expresan en el cuadro siguiente:

Según se desprende de la Tabla, el cemento portland con óxido de bismuto (que es el pigmento añadido al cemento en la composición del MTA comercial) presenta las peores resistencias de todos los materiales ensayados, concluyéndose que el óxido de bismuto añadido al cemento disminuye las resistencias del mismo. Por el contrario, al utilizar como pigmento el dióxido de titanio rutilo añadido al cemento portland, no sólo no disminuyen las resistencias, sino que...

1. Composición para restauraciones dentales que comprende cemento tipo Portland blanco y entre 1% y 40% en peso de dióxido de titanio rutilo sobre el peso de la composición total.

2. Composición para restauraciones dentales según la reivindicación 1, en la que la composición comprende entre 20% y 40% en peso de dióxido de titanio rutilo sobre el peso de la composición total.

3. Composición para restauraciones dentales según la reivindicación 2, en la que la composición comprende alrededor de un 30% en peso de dióxido de titanio rutilo sobre el peso de la composición total.

4. Composición para restauraciones dentales según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además entre 30% y 40% en peso de agua sobre el peso de la composición total.

5. Composición para restauraciones dentales según la reivindicación 4, que comprende entre 31% y 36% en peso de agua sobre el peso de la composición total.

6. Composición para restauraciones dentales según la reivindicación 5, que comprende alrededor de un 35,71% en peso de agua sobre el peso de la composición total.

7. Método para preparar una composición para restauraciones dentales según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 anteriores que comprende las etapas de: