Espectroscopía dieléctrica in vitro de dientes sanos y reconstruidos

Universidade de Santiago de Compostela Facultade de Medicina e Odontoloxía Departamento de Estomatoloxía Unidade de Patoloxía e Terapéutica Dental II Espectroscopía dieléctrica “in vitro” de dientes sanos y reconstruidos Berta Rivas Mundiña Santiago de Compostela, 2009 Universidade de Santiago de Compostela Facultade de Medicina e Odontoloxía Departamento de Estomatoloxía Unidade de Patoloxía e Terapéutica Dental II Espectroscopía dieléctrica “in vitro” de dientes sanos y reconstruidos Berta Rivas Mundiña Santiago de Compostela, 2009 Espectroscopía dieléctrica “in vitro” de dientes sanos y reconstruidos Memoria presentada para optar al grado de Doctor en Odontología la graduada: Berta Rivas Mundiña Directores: Profa. Dra. Purificación Varela Patiño Universidade de Santiago de Compostela Prof. Dr. Benjamín Martín Biedma Universidade de Santiago de Compostela Prof. Dr. Pablo Martín Botta Universidad Nacional de Mar del Plata (Argentina) Santiago de Compostela, 2009 ÍNDICE Prefacio CAPÍTULO 1: Introducción ................................................................................................ 27 1.1 Diagnóstico de caries ............................................................................................. 29 1.2 Requisitos de un método diagnóstico ideal ........................................................... 34 1.2.1 Nuevos métodos para el diagnóstico de caries ....................................... 34 1.3 Materiales de reconstrucción ................................................................................. 37 1.3.1 Amalgama de plata ................................................................................. 38 1.3.2 Composite ............................................................................................... 41 1.3.3 Postes prefabricados ............................................................................... 42 1.3.4 Otros materiales de restauración ............................................................ 46 1.4 Propiedades físicas de los materiales de reconstrucción ....................................... 47 1.4.1 Introducción a las propiedades dieléctricas ............................................ 51 1.4.2 Relajación interfacial. Efecto de Maxwell-Wagner ............................... 58 CAPÍTULO 2: Objetivos ...................................................................................................... 61 CAPÍTULO 3: Materiales y Métodos .................................................................................. 65 3.1 Preparación de las muestras para su caracterización dieléctrica............................ 67 3.1.1 Discos de dentina recubiertos de resina epoxi ........................................ 68 3.1.2 Muestras “multicapa” ............................................................................. 71 3.2 Técnicas de medida ................................................................................................ 82 3.2.1 Equipo de medida de la constante dieléctrica ......................................... 82 3.3 Preparación de las muestras para SEM ................................................................. 85 3.4 Microscopía electrónica ......................................................................................... 87 CAPÍTULO 4: Resultados experimentales ......................................................................... 91 4.1 Comportamiento de la dentina sana y sus variaciones con la edad ....................... 93 4.1.1 Análisis dieléctrico de la dentina sana y sus variaciones con la edad .... 93 4.1.2 Análisis SEM de la dentina sana y sus variaciones con la edad ........... 101 4.2 Comportamiento dieléctrico del diente cariado ................................................... 102 4.3 Comportamiento dieléctrico de la dentina y los materiales restauradores (amalgama y composite) ............................................................................................ 104 4.4 Comportamiento del diente reconstruido con postes prefabricados .................... 107 4.4.1 Postes de fibra ....................................................................................... 107 4.4.2 Postes de titanio .................................................................................... 109 4.4.3 Comportamiento de complejo esmalte-dentina con poste de titanio y de resina reforzada con fibra de vidrio ............................................................... 112 CAPÍTULO 5: Discusión .................................................................................................... 115 CAPÍTULO 6: Conclusiones .............................................................................................. 125 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................. 129 PUBLICACIONES CIENTÍFICAS ................................................................................... 141 ANEXO I: Sistemas de salud bucodental en España y algunos países europeos ........... 155 ANEXO II: Efectos secundarios de la amalgama y el mercurio en el medio ambiente y la cadena alimentaria .......................................................................................................... 167 PREFACIO Con el paso del tiempo las enfermedades bucodentales han ido alcanzando dentro de la sociedad una importancia cada vez más relevante. Ya nadie duda de que una mala salud oral puede llevar asociados problemas como infecciones de carácter sistémico, impedir una correcta masticación y por tanto puede dar lugar a estados de malnutrición y problemas gástricos, provocar una incorrecta vocalización, problemas para relacionarse con los demás y cada vez cobra un mayor protagonismo la estética dental. Se ha llegado a relacionar directamente una estética correcta con el estado de salud. Las enfermedades orales afectan a todos los estratos sociales y a todas las civilizaciones. La patología oral, que podemos destacar como la que con más frecuencia se presenta es la caries. Esta patología genera por tanto un mayor número de situaciones de enfermedad, costes económicos y causa gran parte de las urgencias de forma directa o indirecta que se producen en la clínica dental. En el hombre, la aparición de las primeras caries se han constatado en el Australopithecus y Paranthopus, fechadas hace más de un millón de años. El fósil hallado más importante a este respecto es el Cráneo 8 de Rodesia del Pleistoiceno Superior, que de 13 dientes presenta 11 cariados (González Iglesias, 1998). La caries ha sido objeto de estudio en todas las civilizaciones desde la antigua Mesopotamia, se cree que la odontología como especialidad tuvo su origen aproximadamente en el año 3000 a.C. Después del 2500 a. C., los fenicios utilizaban bandas y alambres de oro. Alrededor del año 700 a.C. los etruscos tallaban marfil o hueso para construir prótesis parciales de dientes, y en momias egipcias han aparecido dientes humanos trasplantados o tallados en marfil. Alrededor del año 600 a. C. los mayas utilizaron segmentos de conchas a modo de implantes dentarios. Los mayas y posteriormente los aztecas empleaban incrustaciones de oro, de piedras y de minerales, principalmente con fines decorativos. Y a lo largo de la historia se han ido utilizando multitud de materiales restauradores como cementos, gutapercha, plomo, corcho, láminas de estaño, ágata, plata, oro, etc. (Phillips, 2007); y las inquietudes se pueden trasladar a nuestros días, todos los esfuerzos iban dirigidos a diagnosticar la aparición de caries en estadíos cada vez más tempranos y solucionar esta situación de enfermedad. Objetivos en los que se fundamentan todos los programas de salud bucodental de los países de nuestro entorno. CAPITULO 1 32 caries. En una fase inicial el primer signo es una desmineralización del esmalte, no detectable clínicamente. Es el resultado del efecto de la placa bacteriana sobre los tejidos dentarios más superficiales (Fejereskow, 1997). La primera imagen visible de la lesión de caries es la “mancha blanca”, y para verla es necesario secar cuidadosamente la superficie dental. Su aspecto es blanco mate y reflejan el aumento de porosidad del esmalte debido a la disolución por el ácido producido por las bacterias cariogénicas (Echevarría García y Pumarola Suñé, 2008). En estas primeras fases la afección de los tejidos es reversible, puede existir una remineralización. En estudios histopatológicos se observó esta recuperación, tras restaurar el equilibrio entre desmineralización y remineralización (Holmen et al., 1987). Esta capacidad potencial de remineralización tiene muchas posibilidades en un futuro para el tratamiento de la caries, siendo necesario como decíamos un diagnóstico de caries en esta fase inicial, difícil con los métodos que tenemos a nuestro alcance en la actualidad. En muchos casos la caries se esta tratando ya como una enfermedad endémica crónica. La naturaleza de hablar de cronicidad la observamos en una lenta evolución de la enfermedad, siendo importante tener a nuestro alcance medios que no sólo nos ayuden al diagnóstico sino también a poder realizar un seguimiento o monitorización de las lesiones a lo largo del tiempo. Esto nos ofrece la oportunidad de vigilar o revertir los síntomas en las fases más iniciales o de hacer tratamientos provocando una menor pérdida de tejidos duros del diente. Estamos iniciando una nueva era en la odontología conservadora mínimamente invasiva. A pesar de todos estos esfuerzos por la prevención que hemos descrito en las políticas sanitarias de todos los países, siguen existiendo casos en que esta fase inicial de la caries avanza comprometiendo una mayor extensión de tejidos, haciendo necesaria una intervención restauradora de la lesión. Basándonos en esta evolución natural del avance de la lesión cariosa, una detección e intervención tempranas de la caries, son los objetivos principales para evitar un avance de las lesiones ya establecidas y favorecer la reparación de las lesiones incipientes (Fetherstone, 2004). Los métodos de diagnóstico tradicionales como son: exploración táctil con sonda, método visual y radiográfico, presentan una baja sensibilidad y alta especificidad. El INTRODUCCIÓN 33 diagnóstico visual basándonos en un cambio de coloración en los márgenes de la restauración, no siempre es un parámetro para medir caries. Un diagnóstico táctil con sonda, debe ser muy cuidadoso, con la presión ejercida podríamos dañar los márgenes de las restauraciones o los prismas del esmalte. Las radiografías nos ofrecen una información muy limitada, por ejemplo los márgenes de la restauración pueden quedar ocultos por la radiopacidad de la restauración (Tveit y Espelid, 1992). Ninguno de los métodos de diagnóstico convencionales, por si solo, es capaz de detectar las lesiones en todas las superficies dentales. Por lo tanto, es necesario aplicar varios métodos en un mismo paciente para diagnosticar las lesiones presentes (Dodds, 1993; Ismail et al, 1997) Además, los métodos de detección presentan otras desventajas; una de ellas es el ofrecer sólo respuestas de presencia o ausencia de enfermedad, no nos dan una medición del grado de afectación dental (Dodds, 1993), siendo incapaces de detectar la actividad de la lesión (Pitts, 1997). Los métodos descritos de diagnóstico tampoco son de utilidad para detectar caries secundarias formadas en los márgenes de una restauración antigua en las fases más iniciales. Y una gran parte de las restauraciones realizadas en la odontología conservadora, en la práctica general, son para reparar o rehacer obturaciones presentes. Las caries secundarias son responsables del reemplazo de obturaciones presentes entre un 40-79% (Özer y Thylstrup, 1995). Para la detección temprana de las caries secundarias necesitamos dispositivos de diagnóstico de caries adecuados y más precisos de los que disponemos en la actualidad. Como resumen podemos decir que los métodos convencionales de detección de caries, son útiles para lesiones manifiestas en las que existe gran destrucción de tejidos duros. Es por tanto muy necesario la búsqueda de nuevos métodos de diagnóstico de caries sensibles en estadíos incipientes y útiles para la detección de las caries secundarias o filtraciones marginales de obturaciones ya presentes. CAPITULO 1 34 1.2 Requisitos de un método diagnóstico ideal Se define, según Analoui el al. (1996), un método de diagnóstico ideal como aquel que posee tal exactitud que sea capaz de detectar la presencia de la enfermedad en todos los casos (100% sensibilidad) y la ausencia de la misma en la totalidad de los casos (100% especificidad). El método de diagnóstico ideal debe reunir, por tanto, las siguientes características (Bascones, 1998): 1.- Ser seguro para el paciente y el operador 2.- Sensible en la detección de caries incipientes 3.- Ser objetivo y cuantitativo. Los métodos convencionales se basan en muchas ocasiones en datos subjetivos. 4.- Ser reproducible. Es decir que pueda ser repetido a lo largo del tiempo y por diferentes observadores. 5.- No invasivo. 6.- Coste controlado. 1.2.1 Nuevos métodos para el diagnóstico de caries La necesidad de buscar métodos de diagnóstico más específicos y sensibles ha llevado al desarrollo de nuevos métodos diagnósticos para la detección de la caries dental como: la transiluminación con fibra óptica, la medición de la conductividad eléctrica y los métodos con láser fluorescente. INTRODUCCIÓN 35 Muchos han sido los métodos desarrollados a lo largo de la última década como son: radiografías digitales, transiluminación, métodos basados en láser o luz fluorescente, etc. Analizaremos cada método en profundidad. Fluorescencia por láser Esta técnica se basa en la fluorescencia, que es una propiedad óptica bien conocida. La fluorescencia es la propiedad de una sustancia para emitir luz cuando es expuesta a radiaciones del tipo ultravioleta, rayos catódicos o rayos X. Las radiaciones absorbidas (invisibles al ojo humano), son transformadas en luz visible, o sea, de una longitud de onda mayor a la incidente. La fluorescencia de los tejidos dentales es conocida desde hace mucho tiempo (Benedict, 1928). Pero la detección de caries por fluorescencia láser no fue demostrada hasta principios de los años 80 (Alfano y Yao, 1981). Se demostró que la fluorescencia era más intensa en el tejido cariado comparándolo con el tejido sano (Lussi et al., 2004). En base a todas estas premisas, el DIAGNOdent® (Kavo Dental, Germany), un instrumento basado en la fluorescencia se introduce en 1998 como un complemento a los métodos tradicionales de diagnóstico de caries (Bamryzahim et al., 2005). El principio de funcionamiento se basa en que el tejido cariado emite mayor fluorescencia que el tejido sano en la banda de infrarrojos en el espectro electromagnético (λ= 555 nm) (Hibst y Gall, 1998). Por lo que la fluorescencia de una región cariada, tendrá una expresión numérica mayor en el dispositivo de lectura. Este método de diagnóstico presenta como gran ventaja que permite monitorizar la evolución de una caries a lo largo del tiempo y podemos establecer las llamadas caries crónicas (Ferreira Zandoná et al, 1980). Transiluminación por fibra óptica (FOTI) Una práctica habitual es el uso de una luz de fibra óptica y por transiluminación explorar la presencia de caries. Los dientes sanos absorben una pequeña cantidad de luz, CAPITULO 1 36 dejando pasar a su través la mayor parte. En contraste las áreas cariadas absorben una gran cantidad de luz apareciendo zonas oscuras (Ekstrand et al, 1997). La interpretación de esta técnica es muy variable. La misma ha sufrido variaciones a lo largo del tiempo y se ha mejorado utilizando la imagen digital (la luz que se observa es grabada en una cámara digital). Esto facilita una mayor percepción de la sombra creada por la caries (Vaarkamp, 1997). Esta técnica es significativamente más sensible para la detección de caries incipientes que la radiografía. Es una técnica fácilmente reproducible y podemos comparar la evolución de la lesión si disponemos de una base de datos (Schneideman, 1997). Resonancia magnética, micro-imagen Esta técnica utiliza un campo magnético alterno de amplitud moderada al igual que en el magnetic resonance imaging (MRI), que es una variante de la nuclear magnetic resonance (NMR). En el laboratorio esta técnica fue descubierta para reproducir en 3D las obturaciones, e histológicamente se comprobó que era útil para el diagnóstico de caries (Lloyd, 1997). Sin embargo, esta técnica no es reproducible en la práctica clínica de la consulta. Resistencia eléctrica Esta técnica data de 1951 y llegó a ser una técnica relativamente popular en los años 80. (Moore y Wilson, 2001). El principio de la resistencia eléctrica reside en que el esmalte sano posee una alta resistencia al paso de la corriente eléctrica, y en cuanto existe una pequeña porosidad por la que penetra un medio conductor, por ejemplo el agua con iones disueltos de la saliva (Rickets et al., 1996), aumenta la conductividad e irá aumentando más a medida que la lesión sea mayor (Ekstrand et al., 2001). La técnica también puede ser llamada tomografía de impedancia eléctrica, y como podemos deducir de este nombre, reconstruye una distribución de impedancias en el que determinemos como objetivo de nuestras medidas (Wang, 2005). Recordemos que la impedancia eléctrica ya es de uso habitual en ciertos campos de la odontología. La impedancia eléctrica, es el principio en el que se basan los localizadores INTRODUCCIÓN 37 de ápices, que se han hecho imprescindibles en el área de la endodoncia (Meredith y Gulabivala, 1997). Los resultados pueden no ser precisos en dientes inmaduros (por ejemplo con menos de 18 meses desde su erupción), ya que pueden dar medidas de dientes cariados a pesar de estar sanos (Ie et al., 1995 y Bosch et al., 2000). Para lograr los resultados óptimos con esta técnica el diente debe estar seco, aunque sin desecar, para evitar la formación de micro-fisuras. Los mejores resultados se obtienen con un ligero chorro de aire sobre la superficie dentaria (Schulte et al., 1997). Los dientes que presenten pequeñas fisuras en el esmalte pueden dar lugar a falsos positivos, es decir, indicar la presencia de caries cuando ésta no existe. Pero sí nos puede ayudar al diagnóstico de pequeños “cracks” en el esmalte que aumentan la conductividad (inversa de la resistividad) del diente ante la presencia de saliva y pueden ser la causa de sensibilidad dental (Huysmans et al., 1995). Una posible aplicación futura de este método es diagnosticar la presencia de fisuras en los sellados o en los márgenes de las restauraciones (Verdonschot et al., 1995). Además de permitir la detección precoz de lesiones de caries en el esmalte. Esta es la técnica que desarrollaremos en profundidad, estudiando el comportamiento de la dentina sana, de las variaciones de la dentina con la edad del paciente, el complejo esmalte dentina y como se comportan los dientes reconstruidos. 1.3 Materiales de reconstrucción Cuando hablamos de caries debemos hablar también de su tratamiento o restauración del diente afectado. Para ello a lo largo de la historia se han utilizado multitud de materiales, siendo estos cada vez más elaborados y con mejores propiedades. CAPITULO 1 38 En el siglo XXI se continúa con la búsqueda del material de restauración ideal. Un material de restauración ideal debería poseer las siguientes características (Phillips, 2007): Biocompatibilidad Adhesión a la estructura dentaria remanente Aspecto natural de la estructura dentaria y otros tejidos visibles Propiedades similares a las del esmalte, la dentina y otros tejidos dentales Capacidad de restaurar tejidos o regenerar aquellos que faltan o están dañados Las cuatro categorías de materiales utilizados en odontología restauradora se clasifican en: metales, cerámicas, polímeros y compuestos. Cada uno de ellos tiene microestructuras características y propiedades derivadas, haciendo que cada uno tenga una aplicación diferente dentro de la odontología reparadora. Analizaremos en primer término las microestructuras características, en función del grupo de materiales al que pertenezca (metales, cerámicas, polímeros y compuestos), centrándonos en los materiales objeto de estudio en este trabajo: 1.3.1 Amalgama de plata El gran avance en la utilización de las amalgamas dentales ha venido por el uso combinado con adhesivos y resinas, dando lugar a la aparición de la amalgama adherida. Tradicionalmente las cavidades para amalgama eran cavidades que presentaban retención mecánica, se han buscado de forma constante elementos que aumenten esta retención. Para lograr esto los apoyos mecánicos como los pins roscados o los pozos labrados en la dentina han sido de gran utilidad. Pero el interés por utilizar las amalgamas en cavidades cada vez de mayores dimensiones y por tanto con menor retención, ha favorecido la aparición de las amalgamas adheridas. Recientemente la INTRODUCCIÓN 39 aplicación de agentes adhesivos con la estructura M-R-X (Ej. 4-META), han logrado grandes avances en la práctica clínica, siendo un mecanismo predominantemente mecánico la unión entre amalgama y resina. La resina crea áreas microrretentivas para la amalgama cuando está en estado plástico (Phillips, 2007). La amalgama está siendo retirada de algunos países debido a su contenido de mercurio, lo que ha favorecido la aparición de nuevas aleaciones metálicas para ser utilizadas como material restaurador en odontología: Aleaciones líquidas de galio. Estas aleaciones presentan unas características clínicas similares a las de las amalgamas de plata, y su conducta en el terreno de la corrosión es muy parecida, aunque durante la reacción de fraguado presenta cierta expansión. Sus características clínicas mejoran con la adición de pequeñas cantidades de titanio y de SiC (Yamashita y Wakumoto, 1989). La composición química de las aleaciones de galio es: Líquido: -Galio……. 65% -Indio… 18.95% -Estaño…... 16% -Otros….. 0.05% Polvo, composición similar a la de la amalgama de plata de uso habitual, son partículas esféricas compuestas de: -Plata… 50% -Estaño....25% -Cobre… 15% -Paladio… 9% -Otros… 0.3% CAPITULO 1 40 Las diferencias comienzan con la activación de las cápsulas. Son cápsulas más grandes y la activación se realiza en dos tiempos. Una vez activada se coloca 1a cápsula en la pinza del triturador de 3500 rpm. un tiempo de 10 segundos. La mezcla una vez abierta se oxida con facilidad por lo que debe ser introducida en bloque en 1a cavidad, con ello reducimos la corrosión y se evita la alteración de las propiedades mecánicas del material tras el fraguado. La condensación se hará con condensadores de Wakumoto (con puntas de teflón intercambiables). No haremos condensación mecánica porque aceleraríamos el fraguado pudiendo faltar tiempo para completar la obturación. El modelado del material puede realizarse con los mismos materiales que la amalgama (evitando unir a 1a mezcla las partículas desprendidas, se separarían posteriormente estropeando la obturación). También puede hacerse un bruñido que no es realmente necesario debido a que el material sufre una expansión posterior que ya favorece el sellado marginal El pulido puede ser inmediato, tras sólo 15 minutos, pero en ocasiones es mejor realizarlo pasadas 24 horas o incluso hacer los dos pulidos. El material no tendrá brillo tras el pulido. Aunque han sido limitados los estudios sobre las aleaciones de galio, los hallazgos más relevantes hasta el momento han sido: Las aleaciones de galio son sensibles a las variaciones de la energía de triturado. Un triturado inadecuado puede favorecer la expansión y, corrosión del material. Esta variable debe ser medida con especial cuidado. Cuando se coloca en preparaciones cavitarias amplias, la tasa de expansión puede ser suficiente para producir sensibilidad postoperatoria o fractura en masa. INTRODUCCIÓN 41 Como material de restauración hace que la restauración final sea muy resistente al filtrado marginal. Esta característica hace que sea una alternativa a las amalgamas de plata dentro de las obturaciones metálicas. Presentando además la ventaja de no contener mercurio. Aleación condensable de plata y estaño. El National Institute of Standard and Technology de Washington, publicó el hallazgo de un nuevo material restaurador que no contiene mercurio. Este consiste en partículas de plata y estaño que podrían ser condensadas mecánicamente. Es un material muy prometedor pero todavía no está comercializado. Así mismo se están realizando estudios sobre posibles restauraciones realizadas con titanio que están siendo muy esperanzadoras. 1.3.2 Composite Los materiales restauradores que presentaron un color similar al diente fueron en un principio los silicatos, sustituidos más tarde por las resinas acrílicas, pero ambos presentaban muy poca resistencia al desgaste, además de otros problemas referentes a sus propiedades físicas (contracción de polimerización, coeficiente de expansión y contracción térmica elevada, etc.). Para reducir estos problemas se sumó a la fórmula polvo de cuarzo para así formar una estructura de material compuesto (Phillips, 2007). Podemos considerar las resinas compuestas como el material restaurador estético por excelencia. Las resinas compuestas están formadas por un componente orgánico llamado matriz, son polímeros, y un componente inorgánico que es el relleno, formado por minerales. La primera resina compuesta sintetizada en 1956 por Ray Bowen ya estaba formada por bisfenol glicidil metacrilato (Bis-GMA), la matriz orgánica, y cuarzo (SiO2), la matriz inorgánica. La matriz orgánica también puede estar formada por monómeros, partículas de bajo peso molecular, también llamados controladores de viscosidad. El relleno CAPITULO 1 48 constantes de temperatura ante la presencia de líquidos o alimentos; o las propiedades mecánicas, analizadas ampliamente no solo en los materiales restauradores sino también en los sistemas adhesivos. Figura1.1.- Colección de minerales: en a) a la luz del día, en b) a la luz ultravioleta (también llamada luz negra), en la figura c) mapa de los diferentes minerales Dentro de las propiedades físicas y no de menor importancia encontramos las propiedades eléctricas, que han sido mucho menos estudiadas que las mencionadas anteriormente. El cuerpo humano se encuentra de forma constante sometido a campos electromagnéticos y se comporta ante ellos como un circuito eléctrico con resistencias, condensadores y autoinducciones. Este circuito eléctrico, que es el cuerpo humano, se ve alterado cada vez que introducimos un elemento extraño (obturaciones, postes, etc.); circuito que también se modifica ante la presencia de fracturas, caries, cracks de esmalte, etc. a) b) c) INTRODUCCIÓN 49 El análisis del comportamiento dieléctrico de las estructuras dentarias fue uno de los objetos de estudio de nuestro trabajo: estudiar como se comporta la estructura dentaria sana y una vez que ha sido modificada con elementos restauradores. La caracterización eléctrica: Corriente eléctrica: Conductividad y resistividad eléctricas - Experimentalmente se encuentra que en un metal a temperatura constante la densidad de corriente eléctrica es linealmente proporcional al campo eléctrico (Ley de Ohm). La constante de proporcionalidad σ se denomina “conductividad”. El recíproco de la conductividad se llama “resistividad” ρ = 1/σ. La unidad de ρ en el sistema SI es Ωm. - La resistividad eléctrica tiene una gran importancia en el estudio del umbral de la percepción dolorosa para los estímulos eléctricos y del desplazamiento del líquido dental presente en los túbulos dentinarios como consecuencia de los movimientos iónicos (Craig y Ward, 1998). - La conductividad de los materiales utilizados para restaurar la estructura dental tiene una gran importancia en la odontología conservadora. Podemos preveer que la utilización de diferentes materiales alterará los valores de conductividad eléctrica. Más adelante en el desarrollo de nuestro estudio comprobaremos esto. Constante dieléctrica Un material dieléctrico es aquel que proporciona aislamiento eléctrico. La constante dieléctrica, o permitividad dieléctrica relativa, εr, compara la permitividad, ε, del material dieléctrico con la permitividad, ε0, del vacío: CAPITULO 1 50 ε0= 8.854 x 10-12 F/m La constante dieléctrica varía con la temperatura, adhesión, estructura cristalina y los defectos estructurales del material dieléctrico. Galvanismo: El galvanismo es un fenómeno que se produce por la presencia de restauraciones metálicas en la boca. Este fenómeno se produce por una diferencia de potencial entre diferentes restauraciones, bien contiguas o antagónicas. Estas obturaciones metálicas en combinación con la presencia de diferentes fluidos orgánicos, por ejemplo la saliva, que actúan como electrolitos, forman en conjunto una celda eléctrica. Si la corriente eléctrica atraviesa la pulpa, el paciente puede experimentar una sensación dolorosa. Las corrientes galvánicas dependerán de la composición de la amalgama y de la superficie de las restauraciones. Corrosión electroquímica: El estudio de la corrosión que sufren los metales utilizados en odontología ha sido muy estudiado en las aleaciones de oro y la amalgama. Actualmente se estudia este fenómeno en material quirúrgico, ortodóncico, limas de endodoncia rotatoria (Nóvoa et al., 2007). La corrosión de las aleaciones puede mermar las propiedades mecánicas y crear productos de corrosión no deseables. Para la correcta elección y utilización de los materiales dentales, tanto para uso en pacientes como en el laboratorio, también debemos tener en cuenta otras propiedades como son: deslustre y cambio de color, fuerza electromotriz, potencial zeta, absorción acuosa, solubilidad y desintegración, tiempo de fraguado y vida media. 0 ε ε ε = r INTRODUCCIÓN 51 1.4.1 Introducción a las propiedades dieléctricas Cuando a una porción de materia se le comunica una carga eléctrica, la carga puede permanecer localizada en la región en que se genera o se localiza por un largo período de tiempo, o puede repartirse por la superficie prácticamente de una manera instantánea. En el primer caso la sustancia se dice que es un dieléctrico o aislante, y en el último caso, un conductor. Las sustancias pueden de esta forma dividirse, en primera aproximación, en estas dos categorías. La línea de diferenciación no es nítida, y hay una graduación continua entre las sustancias desde los “buenos” conductores hasta los “buenos” aislantes. Ciertas sustancias tales como los vidrios, resinas y ceras, se aproximan mucho a este ideal. En realidad las propiedades de una sustancia varían frecuentemente de punto a punto, debido a la no homogeneidad de la misma. Las propiedades de una sustancia pueden no ser las mismas en cada dirección en las proximidades de un punto dado, es decir, puede no ser isótropa (Hippel, 1954). Figura 1.2.- Cuando se sitúa un dieléctrico entre las placas de un condensador, el campo eléctrico polariza sus moléculas. El resultado es una carga ligada a la superficie del dieléctrico que produce su propio campo, el cual se opone al campo externo. El campo eléctrico entre las placas es así debilitado por el dieléctrico. CAPITULO 1 52 Cavendish y más tarde Faraday independientemente, encontraron que la capacidad de un condensador varía si se introduce entre sus placas una sustancia dieléctrica (Fig. 1.2). Puede demostrarse este hecho experimentalmente por medio de un electrómetro. Si C0 es la capacidad de un condensador cuando no hay ningún material entre las superficies de sus placas, y C es la capacidad cuando esta región esta ocupada por un dieléctrico, se encuentra que la relación entre C y C0 es independiente de la forma o el tamaño del condensador. Sin embargo, esta relación es una característica del medio dieléctrico que se ha utilizado. En efecto, esta relación se define como la constante dieléctrica relativa de la sustancia y se escribe εr. Puesto que la capacidad es, por definición, la razón de la carga a la diferencia de potencial entre las placas, esta razón debe modificarse cuando el espacio que interviene se llena con un medio dieléctrico. La variación es pequeña en el caso de gases a presión atmosférica, que viene siendo del orden del 0.1%, pero para otros materiales, tales como la parafina, el cambio viene afectado por un factor de 2, y si el agua pudiera ser utilizada como un dieléctrico perfecto, dicha razón vendría afectada por un factor de 80. Se encuentra que el valor de εr determinado en esta forma es siempre positivo para todas las sustancias, variando desde valores muy próximos a la unidad para los gases hasta el valor de ≈80 para el agua pura (Harnwell, 1961). Conceptos básicos, necesarios para entender la hipótesis de trabajo: 1.4.1.1 Espectroscopía dieléctrica La espectroscopía dieléctrica (a veces llamada espectroscopía de impedancia) mide las propiedades dieléctricas de un medio en función de la frecuencia. El método se basa en la interacción de un campo electromagnético externo con un momento dipolar eléctrico de la muestra, a menudo expresada como permitividad dieléctrica (figura 1.3). 0 C C r= ε INTRODUCCIÓN 53 Figura 1.3.- Un espectro de la permitividad dieléctrica sobre un amplio rango de frecuencias. Se muestran las componentes reales e imaginarias de la permitividad dieléctrica de varios procesos: relajación iónica, bipolar, resonancias atómicas y electrónicas a altas energías (Volkov y Prokhorov, 2003) 1.4.1.2 Mecanismos dieléctricos Existen varios mecanismos dieléctricos diferentes, relacionados con la forma en la que el medio reacciona frente al campo aplicado (figura 1.3). Cada mecanismo dieléctrico posee una frecuencia característica, que es el recíproco del tiempo característico del proceso. En general, los mecanismos dieléctricos se pueden dividir en procesos de relajación y de resonancia. Los procesos más comunes, comenzando por los que se observan a frecuencias más elevadas son: ε ν Hz) CAPITULO 1 54 Resonancia electrónica. Este proceso resonante tiene lugar en un átomo neutro cuando el campo eléctrico desplaza la densidad de electrones con respecto al núcleo atómico que le rodea. Resonancia atómica. La resonancia atómica ocurre cuando una aglomeración de iones positivos y negativos es resonante. Relajación dipolar. La misma se origina por la alineación de dipolos permanentes e inducidos con respecto a un campo eléctrico. La orientación de su polarización es perturbada por el ruido térmico (que desalinea los vectores de los dipolos con respecto a la dirección del campo), y el tiempo requerido por los dipolos para relajarse (alcanzar sus condiciones iniciales) se encuentra determinado por la viscosidad local. Estos dos factores hacen que la relajación dipolar sea fuertemente dependiente de la temperatura y las características químicas del medio. Relajación iónica. La relajación iónica comprende la relajación de la conductividad iónica y de interfase y carga espacial. La relajación de la conductividad iónica predomina a bajas frecuencias e introduce solo pérdidas en el sistema. La relajación de interfase tiene lugar cuando los portadores de carga son atrapados en interfases de sistemas heterogéneos. Relajación dieléctrica. La relajación dieléctrica es el resultado del movimiento de dipolos (relajación dipolar) y de las cargas eléctricas (relajación iónica) debido a un campo aplicado alternante. 1.4.1.3 Permitividad dieléctrica Es una propiedad física que describe cómo un campo eléctrico afecta y está afectado por un medio dieléctrico, y como respuesta a esto, un material puede polarizarse, y reducir el campo eléctrico total dentro del material. Por lo tanto, la permitividad dieléctrica se relaciona con la propiedad de un material para transmitir un campo eléctrico. Este INTRODUCCIÓN 55 parámetro está directamente relacionado con la susceptibilidad dieléctrica que tiene un material para polarizarse. Permitividad dieléctrica en el vacío, también llamada permitividad del espacio libre ε0 es la relación de los campos D / E en el vacío. m F c 12 0 2 010854.8 1− ×≈= μ ε Donde: c : es la velocidad de la luz en el vacío μ0: es la permeabilidad magnética en el vacío Estos parámetros se han definido en unidades del Sistema Internacional (SI). La permitividad dieléctrica en el vacío también se define en la Ley de Coulomb como una parte de la constante de la fuerza de Coulomb, que expresa la fuerza entre dos cargas unitarias separadas por una unidad de distancia en el vacío. 0 4 1 πε CAPITULO 1 56 Permitividad dieléctrica en un medio material: La permitividad dieléctrica y la permeabilidad magnética en un medio material condicionan la velocidad de propagación de la radiación electromagnética a través del medio. Cuando un campo eléctrico externo es aplicado a un medio, una corriente fluye. La corriente total que fluye dentro del medio consta de dos partes: una de conducción y una corriente de desplazamiento. La corriente de desplazamiento puede ser descrita como la respuesta electromagnética del material al campo eléctrico aplicado. Cuando la magnitud del campo eléctrico exterior aplicado se incrementa, una cantidad de energía es almacenada en el material. Si el campo eléctrico se reduce posteriormente, el material liberará la energía electromagnética almacenada. La corriente de desplazamiento refleja la energía liberada como resultado de los cambios producidos en el campo aplicado. Permitividad dieléctrica compleja: El espectro de la permitividad dieléctrica en un amplio rango de frecuencias se representa en notación compleja por y , que nos indican la parte real y parte imaginaria de la permitividad, respectivamente. Al contrario de la respuesta que se obtiene en el vacío, la respuesta de los materiales reales de los campos externos generalmente dependen de la frecuencia del campo aplicado. Esa dependencia de la frecuencia refleja el hecho de la presencia de la polarización en los materiales. La respuesta debe ser causal siempre (aparece después de aplicar un campo). Por esta razón la permitividad es a menudo tratada como una función compleja de la fracuencia, π ω ν 2 )( )( s rad Hz =, del campo aplicado )( ˆ ω ε ε → INTRODUCCIÓN 57 Los materiales pueden ser clasificados de acuerdo con su permitividad y conductividad. Los materiales con grandes pérdidas impiden la propagación de las ondas electromagnéticas. En este caso, en general, es cuando consideramos que el material es un conductor. Los dieléctricos se relacionan con materiales que presentan bajas pérdidas. Un dieléctrico perfecto es un material cuya conductividad es nula. Por lo tanto almacena y devuelve la energía eléctrica como si fuera un condensador ideal. En general, la concentración de la energía electromagnética por dieléctricos se identifica con mecanismos diferentes que dependen de la frecuencia e influyen en la permitividad dieléctrica del medio: - Los efectos de relajación, se asocian con dipolos moleculares permanentes e inducidos. A frecuencias bajas el campo cambia lo suficientemente lento para permitir que los dipolos lleguen al equilibrio antes de que el campo haya alcanzado su estado final. Para las frecuencias en las que las orientaciones del dipolo no pueden seguir al campo aplicado debido a la viscosidad del medio, la absorción de la energía del campo da como resultado la pérdida de energía. El mecanismo de relajación dipolar es llamado relajación dieléctrica y para los dipolos ideales es descrito por la relajación de Debye clásica. - Los efectos de resonancia, surgen de las rotaciones o las vibraciones de átomos, iones, o electrones. Estos procesos son observados a más altas frecuencias próximas a las absorciones características. Los efectos descritos anteriormente se combinan a menudo para causar efectos no lineales dentro de los condensadores. CAPÍTULO 3: MATERIALES Y MÉTODOS MATERIALES Y MÉTODOS 67 3.1. Preparación de las muestras para su caracterización dieléctrica Las muestras fueron obtenidas de dientes humanos extraídos. Cada diente fue almacenado individualmente, identificándose número de diente, siguiendo la nomenclatura FDI, edad y género del donante. Los especímenes se conservaron en suero fisiológico comercial estéril desde el momento de la extracción, y nunca transcurrieron más de 24 horas antes de su completo análisis espectroscópico. La preparación y manipulación de las muestras fue realizada en el laboratorio de Patología y Terapéutica Dental II de la Facultad de Medicina y Odontología de la Universidad de Santiago de Compostela (USC) y la medición de las propiedades dieléctricas de las mismas se realizó bajo la supervisión del Dr. Pablo M. Botta, en el Departamento de Física Aplicada de la USC. Figura 3.1.- Cortadora utilizada y aspecto de la muestra una vez cortada Las muestras fueron laminares, con las caras plano-paralelas, adaptándose a nuestro aparato de medida. Para obtener este paralelismo, se hizo un corte en oclusal para conseguir una superficie plana y un segundo corte a la altura del techo pulpar. El espesor de la muestra fue de ≈ 0.5 mm. Se utilizó la cortadora de la casa comercial SBT (South Bay Technology), INC, Model 650A, situada en el Instituto Tecnológico, Campus Sur, de la USC. CAPÍTULO 3 68 Cada corte se pulió con ayuda de papel de lija de agua, comenzando por grano medio hasta terminar con granulación fina, acabando con gamuza para retirar los residuos de lija o dentina. 3.1.1 Discos de dentina recubiertos de resina epoxi Una vez obtenidos los discos de dentina, para simular el complejo esmalte-dentina, las muestras se re-hidrataron con suero fisiológico estéril y fueron embebidas en una resina epoxi (figura 3.2). La resina utilizada fue Diglicidiliéter de Bisfenol A (DGEBA), entrecruzado utilizando una amina terciaria (bencildimetilamina) como iniciador. Con esta resina se sellaron los túbulos dentinarios, quedando atrapado en su interior suero fisiológico, al igual que lo haría el esmalte en el diente sano. O CH2CH OH CH2O C CH 3 CH 3 C CH 3 CH 3 OOCH 2 CH CH 2 O CH 2 CH CH 2 O n Monómero epoxi (n ≈ 0.03) CH 2 N CH 3 CH 3 Iniciador de la polimerización Figura 3.2.- Imagen resina epoxi Diglicidiléter de Bisfenol A (DGEBA) MATERIALES Y MÉTODOS 69 Para ello los discos de dentina se introdujeron en un tubo eppendorf y se sumergieron en la preparación de la resina epoxi (monómero e iniciador de la polimerización). El fraguado de la resina fue por calor y las muestras se introdujeron en una estufa (estufa de precisión universal “Digitronic”, tipo Poupiel, Selecta SA) a una temperatura constante de 50ºC durante dos horas. Figura 3.3.- Secuencia de preparación de las muestras laminadas, para recubrirlas de resina epoxi. Una vez polimerizada la resina epoxi, se retiraron los excesos con la cortadora, dejando 0.5 mm de resina en cada una de las caras. Con este tipo de muestras, desde el punto de vista eléctrico, estamos simulando el complejo esmalte-dentina, ya que la resina epoxi es un excelente dieléctrico tal como el esmalte dental. Para realizar su caracterización dieléctrica, las muestras se prepararon en forma de pastilla circular con las caras plano-paralelas. Eliminando manualmente pequeñas rugosidades con una lija fina de agua y con gamuza para eliminar posibles restos, que nos crearían interferencias. CAPÍTULO 3 70 Para asegurar un buen contacto eléctrico con los electrodos del condensador, se recubrió la superficie de las dos caras de la muestra con sendas capas de oro, depositadas mediante la técnica de sputtering (figura 3.4). Figura 3.4.- Metalizador automático-manual VG MICROTECH Metalizador automático-manual VG MICROTECH, características: -Operación automática o manual -Bajo potencial de “sputtering” -Cabezal de “sputtering refrigerado” magnéticamente -Recubrimiento con Oro-Paladio de alta resolución -Platina ajustable en altura -Platina planetaria para recubrimiento MATERIALES Y MÉTODOS 71 3.1.2 Muestras “multicapa” Estas muestras se prepararon para estudiar el comportamiento dieléctrico de la dentina con los materiales restauradores (composite, amalgama, poste de fibra y poste de titanio): 3.1.2.1 Muestra “multicapa” con resina compuesta La resina compuesta utilizada fue el composite Grandio® de Voco, es un material de restauración universal nano-híbrido fotopolimerizable. El composite nano-híbrido de Voco presenta una serie de características que lo hacen idóneo para este estudio: Alto porcentaje de relleno (87% en peso) Baja contracción de polimerización (1.57%) Alta resistencia al desgaste Buena estética y estabilidad de color Coeficiente de expansión térmica parecido al diente Fácil manipulación y selección de color Figura 3.5.- Presentación composite Grandio® en jeringas CAPÍTULO 3 72 Para la creación de las muestras “multicapa” de dentina y composite, se tomaron dos discos de dentina y se grabaron con gel de ácido ortofósforico al 37% (Octacid Kit, Laboratorio Clarben S.A.). Posteriormente, se lavaron abundantemente con agua y el adhesivo utilizado fue Excite® Ivoclar-Vivadent. El adhesivo Excite®, es el resultado de la unión de dimetacrilatos, alcohol, HEMA (hydroxyethyl methacrylate), SiO2, iniciadores y normalizadores. La lámpara utilizada es la Bluephase® Ivoclar-Vivadent. Entre los dos discos de dentina se interpone una capa de composite Grandio® de Voco de 0.5 mm de espesor y se polimeriza. Al igual que para la preparación de las muestras de los apartados anteriores se embeben las muestras en resina epoxi. Una vez polimerizada la resina, se retiraron los excesos con la cortadora, dejando 0.5 mm de resina en cada una de las caras. Se comprueba cada capa de la muestra con un pie de rey calibrado. Para realizar su caracterización dieléctrica, necesitamos que las muestras tuviesen caras plano-paralelas, por lo que se eliminaron manualmente pequeñas rugosidades con una lija fina de agua, terminando el pulido con una gamuza. Resina Epoxi Dentina “Sputtering” Figura 3.6.- Esquema de la muestra “multicapa” obtenida. Disco de dentina recubierto de dentina epoxi, y se deposita oro en cada una de las caras de la muestra para un mejor contacto con las placas del aparato de medida. MATERIALES Y MÉTODOS 73 3.1.2.2 Muestra “multicapa” con amalgama de plata adherida La amalgama de plata utilizada para las muestras fue amalgama de plata Tytin® de Kerr, amalgama de alto contenido en plata y de partículas esféricas. En las muestras se simuló una obturación con amalgama de plata adherida. El cemento utilizado fue cemento de resina Panavia® F 2.0 de Kuraray (este cemento fue empleado en nuestro estudio también para la cementación de los postes prefabricados de titanio). Se eligió el cemento de resina Panavia® F 2.0 de Kuraray, porque en su composición presenta el MDP (10-metacriloxidecil dihidrógeno fosfato), monómero que presenta una alta adhesión a las estructuras dentarias, así como afinidad al metal. El MDP está compuesto por: Un grupo fosfato hidrófilo, encargado de la descalcificación ácida y de enlazar con los iones calcio. Un grupo alquilo hidrófobo para mantener el equilibrio entre hidrofobia e hidrofilia. Un extremo con doble enlace para la polimerización. Figura 3.7.- Representación del MDP (10-metacriloxidecil dihidrógeno fosfato) CAPÍTULO 3 80 En las muestras seleccionadas, a las que se había removido previamente la gutapercha hasta la longitud deseada, se les preparó el lecho para recibir el poste con el drill de anillo blanco, FRC Postec Plus Reamer talla 1, suministrado por el fabricante, Ivoclar Vivadent. Introdujimos el drill preservando los 4mm de sellado más apical. El sistema de cementación adhesiva utilizado fue el recomendado por el fabricante, Excite DSC® y Multicore Flow® como cemento de resina dual, ambos productos de Ivoclar Vivadent. Antes de comenzar con el proceso de adhesión, los postes FRC Postec Plus® de Ivoclar Vivadent se grabaron con gel de ácido ortofosfórico al 37% (Octacid Kit, Laboratorio Clarben S.A.). Seguidamente se silanizó la superficie del poste con un agente de acoplamiento al silano (Metal / Zirconia Primer, Ivoclar Vivadent). Una vez colocado el poste con cemento en el conducto, se polimerizó 40 segundos con la lámpara Bluephase® Ivoclar Vivadent. Preparación de las muestras con postes de titanio.- El poste seleccionado para nuestro estudio fue poste de titanio ParaPost® XT de Whaledent, poste realizado en aleación de titanio con acero. Los postes de Titanio ParaPost® XT de Whaledent, presentan un diseño de estrías de retención en forma de diamante. Este diseño le proporciona una mayor resistencia a las fuerzas de rotación, mejora la evacuación del exceso de cemento a la hora de la cementación intraconducto, y ofrece una resistencia superior a las fuerzas de tensión. Figura 3.9.- Presentación Postes de Titanio ParaPost® XT de Whaledent MATERIALES Y MÉTODOS 81 En nuestro estudio, el tamaño de poste elegido, para las muestras previamente estandarizadas, es el azul, talla 4.5 (EP784 - 4.5), que presenta un diámetro de 1.14 mm. En las muestras seleccionadas, después de remover la gutapercha hasta la longitud deseada, se preparó el lecho para el poste con el drill proporcionado por el fabricante preservando los 4 mm de sellado más apical. El drill es el de anillo azul. (P 624 5), 1.14 mm de diámetro, y el vástago presenta unas medidas orientativas. Los postes fueron limpiados con alcohol para eliminar posibles restos de aceites del proceso de manufactura. El conducto fue irrigado con hipoclorito de sodio al 5.25% y por último con agua destilada. El sistema de cementado elegido en nuestro estudio fue el cemento de resina Panavia® F 2.0 de Kuraray Panavia®. Preparación de las muestras “multicapa” con postes prefabricados Las muestras resultantes fueron laminares, con caras plano-paralelas, necesarias para poder ser medidas en el dispositivo diseñado para nuestro estudio. La muestra fue de aproximadamente 0.5 mm, al igual que en las muestras anteriormente descritas, se realizaron dos cortes paralelos en la porción más coronal de la raíz de los dientes estudiados. 0.5 mm Figura 3.10.- Esquema muestra de disco de dentina con poste CAPÍTULO 3 82 Cada corte se pulió igualmente con ayuda de papel de lija de agua, comenzando por grano medio hasta terminar con granulación fina, acabando con gamuza para retirar los residuos de lija, dentina, poste o de la resina de cementación. Al igual que las muestras realizadas para el análisis de la dentina y de los materiales de reconstrucción, cada muestra fue almacenada individualmente, identificándose número de diente, siguiendo la nomenclatura FDI, edad y género del donante, y conservadas en suero fisiológico comercial estéril. Posteriormente fueron embebidas en una resina epoxi como describimos anteriormente. 3.2 Técnicas de medida 3.2.1 Equipo de medida de la constante dieléctrica El equipo empleado para la realizar la caracterización dieléctrica de las muestras fue diseñado por el Dr. Alfonso Fondado del Laboratorio de Magnetismo de Sólidos de la Universidad de Santiago de Compostela, y fue puesto a punto durante el transcurso de esta tesis. Figura 3.11.- Esquema del equipo de medida de las propiedades dieléctricas Generador US ISPortamuestras Placas condensador Diente MATERIALES Y MÉTODOS 83 El equipo, que mostramos en la figura 3.11, consta de un condensador de caras plano – paralelas acoplado a un LCR meter Agiliment 4282A, con la opción de rango de tensión y corriente aplicada, que permite realizar medidas en el rango de frecuencias 20 ≤ ν (Hz) ≤ 106 y en el intervalo de temperaturas 110 ≤ T (K) ≤ 350. Para poder variar la temperatura de los experimentos, el portamuestras se colocó primeramente en una caja de aluminio, en donde se creó una atmósfera inerte de helio gas para evitar la contribución de agua atmosférica a la medida. Un mecanismo de termopares y resistencias incorporados a este dispositivo permite ajustar la temperatura mediante un controlador diseñado a tal efecto. Todo el dispositivo está controlado por un sistema informático que permite programar rampas de temperatura y frecuencia, así como seleccionar el formato de salida de los datos. En nuestras medidas se utilizó de forma constante la temperatura corporal 37 ºC. En el dispositivo experimental utilizado se miden capacidades y resistencias en paralelo, que están relacionadas con la parte real e imaginaria de la permitividad dieléctrica compleja ε*r (ω) = ε´r (ω) – і ε´´r (ω), donde i = (- 1)1/2, mediante las siguientes expresiones: ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ =A dC r 0 )(´ ε ωε ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ =A d R r 0 1 )(´´ εω ωε Donde d (m) es el espesor entre las placas. En nuestro dispositivo, d coincide con el espesor de la muestra. La frecuencia angular es ω (rad/s) / 2π = ν (Hz) y A (m2), el área de las placas del condensador. CAPÍTULO 3 84 A __ d Figura 3.12.- Esquema relación de la muestra con las placas Por otro lado si el tamaño de la pastilla que se mide no cubre totalmente las placas del condensador hay que tener en cuenta la contribución del aire, resultando estrictamente la capacidad total igual a: d A d A d A Cairerairermuestramuestrar r ε ε ε ε εε )(0)( 0´´ ´+== En nuestro caso, dado que el área de la muestra, Amuestra, es algo menor, pero comparable al área de las placas del condensador, A ≈ Amuestra , y por otro lado, ε´r de la muestra es relativamente mayor que la ε´r del aire, a efectos prácticos el segundo término de la expresión anterior es casi despreciable, quedando: ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = muestra rA dC 0 )(´ ε ωε Diente MATERIALES Y MÉTODOS 85 Por su parte, en la parte imaginaria, debido a la gran resistencia del aire también se desprecia la contribución del mismo y la expresión resultante es la indicada a continuación: ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = muestramuestra rA d R0 1 )(´´ εω ωε Estas son las expresiones que utilizamos para la obtención las medidas de la permitividad dieléctrica de los dientes. Por su parte la tangente de pérdidas viene dada por la siguiente expresión: r r ´ ´´ tan ε ε δ = De los experimentos realizados en función de la temperatura y en función de la frecuencia obtenemos, la siguiente información: ε´r (ν), ε”r (ν), tan δ (ν), σ (ν). El correcto funcionamiento del aparato de medida fue comprobado usando una muestra patrón de SrTiO3 comercial y los valores obtenidos fueron muy similares a los encontrados en la bibliografía (Takashima et al., 2003). 3.3 Preparación de las muestras para microscopía electrónica de barrido En nuestro caso, las muestras analizadas fueron sólidas y deshidratadas (túbulos dentinarios) preparadas previamente en la recortadora. Una vez obtenidos los discos de dentina con la recortadora, las muestras se introdujeron en agua destilada en recipientes de cristal individuales y se introdujeron en una cuba ultrasónica (baño de limpieza por CAPÍTULO 3 86 ultrasonidos “ultrasons UB-1488”, selecta SA) durante una hora, para eliminar cualquier resto de barrillo de la superficie de las muestras. Posteriormente, las muestras fueron secadas al aire. Figura 3.13.- Imagen de la muestra a 5.000 y a 2.500 aumentos De cada muestra se tomaron dos imágenes a 5.000 y a 2.500 aumentos. Se utilizó la imagen a mayor número de aumentos para calcular la densidad de túbulos dentinarios presentes en la muestra por µm2. Figura 3.14.- Medición del diámetro de los túbulos dentinarios MATERIALES Y MÉTODOS 87 3.4 Microscopía electrónica El microscopio electrónico de barrido (SEM) permite la observación de la superficie de materiales orgánicos e inorgánicos, obteniendo imágenes de hasta 290.000 aumentos y hasta una resolución de 4 nm en condiciones de alto vacío y de 6 nm a presión variable. El funcionamiento del SEM se basa en un haz electrónico que incide sobre una muestra conductora. El haz electrónico se enfoca en un punto y se escanea la superficie. Como resultado de la interacción del haz electrónico con la muestra se produce una emisión de señales: electrones retrodispersados, electrones secundarios o rayos X entre otros. Estas señales son captadas por detectores que los procesan, amplificadas y transformadas en señales electrónicas como píxeles a un monitor. En la figura 3.16, se representa la interacción del haz electrónico con la muestra. Dentina Figura 3.15.- Esquema del proceso electrónico para la obtención de imágenes en un SEM CAPÍTULO 3 88 El microscopio utilizado fue un Microscopio Electrónico de Barrido LEO-435VP con Microanálisis (EDX), situado en el Servizo Xeral de Microscopía Electrónica - RIAIDT Campus Sur de la USC. Figura 3.16.- Vista del SEM utilizado Las características que definen el Microscopio Electrónico de Barrido LEO-435VP con Microanálisis (EDX), son: -Voltaje variable entre 0.3 y 30 KV. -Magnificación comprendida entre 15x hasta 290.000x y resolución de 4 nm (alto vacío) y 6 nm (presión variable). MATERIALES Y MÉTODOS 89 -Detectores: detector de electrones secundarios (ES), detector de electrones retrodispersados (QBDS) y detector de Rayos X (X-Ray). -Observación de las muestras sin necesidad de sombrear, trabajando a presión variable. -Sistema de Microanálisis EDX, que permite detectar elementos químicos a partir del Berilio. CAPITULO 4 96 presenta valores menores en un orden de magnitud, como se espera por su menor densidad de túbulos dentinarios. 10 100 1000 10000 100000 1000000 1E-4 1E-3 0,01 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 σ (Ω.m)-1 ν (Hz) Figura 4.3.- Variación de la conductividad eléctrica de la dentina a diferentes edades 10 100 1000 10000 100000 1000000 10 20 30 40 50 60 tanδ ν (Hz) M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 Figura 4.4.- Variación de la tangente de pérdidas para la serie de discos de dentina a diferentes edades. En la figura 4.4 se presenta, la variación de la tangente de pérdidas, en función de la frecuencia para los discos de dentina estudiados, en pacientes de diferentes edades. Cabe resaltar la presencia de valores máximos a las frecuencias intermedias estudiadas. RESULTADOS EXPERIMENTALES 97 Estos máximos se pueden identificar con procesos de relajación iónica presentes en las sales del suero fisiológico que se encuentra en los túbulos dentinarios. En el espectro de la permitividad dieléctrica, los fenómenos de relajación iónica suelen aparecer a baja frecuencia, por debajo de 106-108 MHz (ver figura 1.3), como es nuestro caso. A continuación (figuras 4.5-.10) se presenta una serie de figuras detalladas de los espectros electromagnéticos correspondientes a constante dieléctrica ε´r en grupos de diferentes edades. Destacando que cuanto más estrecho es el rango de edades más similares son los resultados obtenidos. 101102103104105106 101 102 103 104 105 Figura 4.5 diente 14-24 ε'r ν (Hz) M4 (H 43) M8 (H 70) M10 (M 73) 101102103104105106 101 102 103 104 105 106 Figura 4.6 Menores de 25 ε'r ν (Hz) M1 M2 M3 Fi g ura 4.5.- Variación de la constante dieléctrica en función de la frecuencia para las muestras de primeros bicúspides superiores Figura 4.6.- Variación de la constante dieléctrica en función de la frecuencia para las muestras de pacientes menores de 25 años CAPITULO 4 98 Figura 4.7.- Variación de la constante dieléctrica en función de la frecuencia para premolares inferiores izquierdos a diferentes edades 101102103104105106 101 102 103 104 105 diente 44-45 hombres M1 (15) M7 (58) M9 (72) ε'r ν (Hz) Figura 4.8.- Variación de la constante dieléctrica en función de la frecuencia para las muestras de premolares inferiores derechos en hombres 101102103104105106 101 102 103 104 105 106diente 34-35 ε'r ν (Hz) M2 M3 M5 (35) M6 RESULTADOS EXPERIMENTALES 99 101102103104105106 101 102 103 104 105 entre 27 y 57 ε'r ν (Hz) M4 M5 M6 M7 Figura 4.9.- Variación de la constante dieléctrica en función de la frecuencia para las muestras entre 27 y 57 años 101102103104105106 101 102 103 104 105 Mayores de 60 ε'r ν (Hz) M8 M9 M10 Figura 4.10.- Variación de la constante dieléctrica en función de la frecuencia para las muestras de mayores de 60 años CAPITULO 4 100 De forma similar con las representaciones en la tangente de pérdidas se ajustan al mismo criterio que las constantes dieléctricas. Las edades más próximas presentan comportamientos similares. A continuación se han seleccionado algunas curvas representativas de estas series (ver figuras 4.11- .13). 101102103104105106 0 1x101 2x101 3x101 4x101 5x101 M1 M2 (c) M3 menores de 25 tanδ ν (Hz) Figura 4.11.- Variación de la tangente de pérdidas en función de la frecuencia para tres muestras de menores de 25 años. 101102103104105106 1x101 2x101 3x101 4x101 5x101 6x101entre 27 y 57 tanδ ν (Hz) M4 M5 M6 (M) M7 Figura 4.12.- Variación de la tangente de pérdidas en función de la frecuencia para cuatro muestras de entre 27 y 57 años. RESULTADOS EXPERIMENTALES 101 101102103104105106 0 1x101 2x101 3x101mayores de 60 tanδ ν (Hz) M8 M9 M10 Figura 4.13.- Variación de la tangente de pérdidas en función de la frecuencia para tres muestras de mayores de 60 años 4.1.2 Análisis SEM de la dentina sana y sus variaciones con la edad 0.5 89 años,♀ M 10 0.8 74 años,♀ M 9 1 65 años,♂ M 8 0.6 57 años,♀ M 7 0.6 44 años,♀ M 6 0.8 32 años,♂ M 5 1.327 años, ♀M 4 0.9 21 años,♂ M 3 0.7 17 años,♂ M 2 1 15 años,♀ M 1 Túbulo Dent./µm 2 Características de la muestra Nº de muestra S.E.M . Tabla 4.2.- Detalle del SEM y la densidad de túbulos dentinarios en la serie de muestras estudiadas. Equivalencias con la edad y el género de los donantes. CAPITULO 4 102 Las mismas muestras del análisis del comportamiento dieléctrico fueron observadas mediante SEM. Se utilizó para el análisis la micrografía de 5.000 aumentos para calcular la densidad de túbulos dentinarios / µm2. Se ha comprobado que los datos obtenidos concuerdan con los datos de la conductividad eléctrica. El parámetro que controla las propiedades dieléctricas de los dientes no es la edad sino la densidad de túbulos dentinarios. 4.2 Comportamiento dieléctrico del diente cariado Para reproducir eléctricamente un diente sano y un diente cariado hemos sumergido los discos de dentina en una resina epoxi (ver Capítulo 3). El diente sano corresponde a la dentina recubierta por el material epoxi. Cuando se tiene las dos caras totalmente selladas estamos reproduciendo un diente completamente aislado eléctricamente, que no existe en realidad. Si cortamos una de las caras dejando la otra intacta este sistema eléctricamente reproduce el diente sano real. Es decir, la cara íntegra de la muestra se identifica con una corona recubierta de esmalte (aislante) y la cara de la resina seccionada se asimila como la porción radicular (conductora) del diente. En la figura 4.14 se representa la constante dieléctrica en función de la frecuencia de los sistemas indicados anteriormente. Puede observarse que la constante dieléctrica del diente totalmente recubierto de epoxi o con una sola incisión es prácticamente independiente de la frecuencia, como corresponde a un sistema aislante eléctrico. Por el contrario cuando tenemos muestras con dos incisiones hay grandes variaciones de la constante dieléctrica de alta frecuencia a baja frecuencia. Indicando que los fenómenos de conducción son elevados y los procesos de relajación afectan enormemente a los valores de constante dieléctrica observada, a frecuencias menores que 104 Hz. RESULTADOS EXPERIMENTALES 103 101102103104105106 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 dentina-epoxi dentina-epoxi (1 corte) dentina-epoxi (2 corte) ε'r f (Hz) Figura 4.14.- Parte real de la permitividad dieléctrica en función de la frecuencia, para la dentina recubierta con epoxi y para la dentina con incisiones en el material epoxi. Respecto a la tangente de pérdidas, figura 4.15, se observan también grandes diferencias entre la dentina totalmente recubierta de epoxi o con una sola incisión y la dentina recubierta de epoxi con dos incisiones, una en cada cara. De nuevo los fenómenos de relajación en la parte que tiene dos incisiones son notables y hay grandes variaciones de la tangente de pérdidas con la frecuencia. Mostrando que para este caso los fenómenos de conducción son elevados. En el caso de muestras totalmente recubiertas o con una sola incisión, que se identifican con el diente sano, los valores de la tangente de pérdidas son pequeños, prácticamente constantes e independientes de la frecuencia. Esta diferencia notable de comportamiento dieléctrico entre dientes “sanos” y dientes “cariados”, abre la posibilidad de la utilización de equipos de medida dieléctrica de baja frecuencia para la detección de caries incipientes. CAPITULO 4 104 Figura 4.15.- Tangente de pérdidas en función de la frecuencia para la dentina recubierta por epoxi y para la dentina con una y dos incisiones en el material epoxi Al relacionar las dos gráficas anteriores, parte real de la permitividad dieléctrica y la tangente de pérdidas, comprobamos una vez más que la muestra que simula la discontinuidad en el esmalte (corte en las dos caras) es la que muestra grandes pérdidas, presentado por tanto una mayor conducción y pérdidas energéticas en forma de calor. 4.3 Comportamiento dieléctrico de la dentina y los materiales restauradores (amalgama y composite) En la figura 4.16, vemos la constante dieléctrica ε'r, de las muestras en función de la frecuencia. Para la muestra DR (dentina-resina), se observa una respuesta de la constante dieléctrica casi plana (con valores entre 20 y 50), comportándose como un mal conductor. Esto es compatible con las características de la resina utilizada como aislante, compuesto por una matriz polimérica cargada con partículas de SiO2 (ambos son materiales aislantes conocidos). El comportamiento de la dentina intacta y el material aislante, pueden asimilarse al diente humano, que corresponde al complejo esmalte-dentina. Desde el punto de vista eléctrico, el esmalte puede identificarse con la resina epoxi. 101102103104105106 0 2 4 6 8 10 dentina-epoxi dentina-epoxi (1 corte) dentina-epoxi (2 corte) tanδ f (Hz) RESULTADOS EXPERIMENTALES 105 Por el contrario, las curvas obtenidas para las muestras ID (dentina intacta) y DA (dentina-amalgama) muestran valores más elevados de ε'r con una disminución de varios órdenes de magnitud en el total del alcance de frecuencias analizado. Es a partir de 1x104 Hz donde ambas curvas se separan para frecuencias inferiores, indicando una mayor relajación para la muestras de dentina intacta (ID). La dentina, con los túbulos dentinarios rellenos de suero fisiológico, se comportan como un buen conductor, de forma análoga a la amalgama. De ahí la gran similitud de comportamiento de las curvas ID y DA. Figura 4.16.- Parte real de la permitividad dieléctrica relativa, ε´r, en función de la frecuencia para la dentina sana (ID, dentina intacta), dentina-amalgama (DA), y dentina-resina (DR). En la figura 4.17, se muestra la parte imaginaria de la permitividad relativa (ε"r) en función de la frecuencia para las tres muestras estudiadas. Para ID (dentina intacta) y DA (dentina-amalgama) se puede observar un comportamiento muy similar, el valor de ε"r decrece rápidamente cuando la frecuencia se incrementa, como corresponde a un elemento de conductividad elevada. Estos valores de ε"r, contrastan y son mucho más elevados que los registrados para la muestra DR (dentina-resina), especialmente en las 101102103104105106 101 102 103 104 ε'r ν (Hz) Dentina Dentina-amalgama Dentina-resina CAPITULO 4 112 4.4.3 Comportamiento del complejo esmalte-dentina con poste de titanio y de resina reforzada con fibra de vidrio Finalmente hemos analizado los casos de dentina aislada mediante recubrimiento con resina epoxi (sin incisiones): sólo dentina, dentina con poste de titanio y dentina con poste de resina reforzado con fibra de vidrio. El objetivo de estudiar estos complejos es que ellos simulan una reconstrucción de un diente endodonciado, reconstruido con poste prefabricado de fibra o de titanio y una obturación de composite. Cabe resaltar que las tres muestras presentan un comportamiento dieléctrico análogo como corresponde a un complejo que desde el punto de vista eléctrico es fundamentalmente aislante. Se encontraron valores de constante dieléctrica ε´r a partir de 100 Hz “cuasi” independientes de la frecuencia, entre 10 y 25 y tangentes de pérdidas muy pequeñas, tan δ ≤ 0.1 (ver figuras 4.24 y 4.25). Figura 4.24.- Constante dieléctrica ε´r en función de la frecuencia para la dentina, dentina-poste de titanio y dentina-poste de fibra de vidrio, en sistemas totalmente recubiertos de epoxi 10 100 1000 10000 100000 1000000 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 dentina-2 dentina+Ti-M1-2 dentina+fibra-M1-2 ε'r f (Hz) RESULTADOS EXPERIMENTALES 113 100 1000 10000 100000 1000000 0,1 dentina-2 dentina+Ti-M1-2 dentina+fibra-M1-2 tanδ ν(Hz) Figura 4.25.- Tangente de pérdidas, tan δ, en función de la frecuencia para la dentina, dentina-poste de titanio y dentina-poste de fibra de vidrio, en sistemas totalmente recubiertos de epoxi. CAPÍTULO 5: DISCUSIÓN DISCUSION 117 Los valores de la permitividad medidos para la dentina sana concuerdan con los resultados obtenidos en tejido óseo hidratado con fluido fisiológico estudiado en un rango de frecuencias similares (Kosterich et al., 1983). La dependencia de ε´r con la frecuencia (decrece continuamente de 104 a 10, entre 20 Hz y 1MHz) coincide con los resultados observados para tejido óseos hidratados, indicando que la metodología aplicada para conservar las muestras de tejido humano fue la adecuada. Los resultados anteriormente expuestos indican que el comportamiento dieléctrico de la dentina sana es muy similar al compuesto dentina-amalgama, contrariamente al comportamiento exhibido por el material dentina-resina. Es importante resaltar que las muestras que han sido utilizadas fueron medidas después de que estas se conservaron en suero fisiológico desde la extracción. Tal condición experimental es necesaria para simular el estado “in vivo” de las muestras dentales, teniendo en cuenta que el 30 % de la dentina está compuesta de líquido (Bascones, 1998). Es decir; la solución acuosa que se encuentra en el interior de los túbulos dentinarios afecta fuertemente a la respuesta dieléctrica de la dentina en todas las muestras. Las muestras de discos de dentina almacenan mayor o menor cantidad de suero fisiológico en su interior, en función de la densidad que presentan de túbulos dentinarios. Las muestras que presentan más densidad de túbulos dentinarios y más anchos, almacenan más cantidad de suero fisiológico en su interior. Por otra parte los dientes que presentan mayor calcificación de los túbulos dentinarios, absorben menos suero fisiológico. Resultados que fueron contrastados y confirmados con el análisis SEM realizados en las mismas muestras. Las muestras que contienen materiales restauradores (amalgama, composite y postes prefabricados) son más densas y consecuentemente absorben menos volumen de solución acuosa. De hecho, la absorción de la solución salina fue medida para todas las muestras. Las muestras fueron pesadas antes y después de 10 días de deshidratación a temperatura ambiente. Los resultados indican que la dentina sana absorbe un 100 % más de solución que la dentina con amalgama y un 70 % más que la dentina con resina. La solución acuosa aumenta dramáticamente los valores de ε´r y ε´´r, ya que un alto CAPITULO 5 118 contenido en agua (cuya ε´r ≈ 78 en el rango de frecuencias investigado) produce un incremento de la polarización dipolar, así como una rápida movilidad iónica en la muestra. Los valores relativamente elevados de ε´r y ε´´r registrados para las muestras de dentina-amalgama, se pueden explicar por la naturaleza metálica de la amalgama, que presenta altos valores de conductividad (principalmente electrónica), dc. figura 5.1. 101102103104105106 10-5 10-3 10-1 101 103 105 ID DA DR ε''r ν (Hz) Figura 5.1.- Parte imaginaria de la permitividad dieléctrica relativa ε´´r, en función de frecuencia para las muestras ID, DA y DR (dentina sana, dentina-amalgama y dentina-resina). Las líneas rectas representan la contribución de la conductividad dc. El comportamiento observado de las muestras estudiadas puede entenderse considerando el tipo de los materiales restauradores y las combinaciones en serie de elementos capacitivos y resistivos. Así por ejemplo, las combinaciones dentina-resina de un elemento altamente resistivo (resina hibrida) y un elemento conductor, contrasta con el compuesto de dentina y amalgama, dos elementos con conductividad eléctrica elevada. Desde un punto de vista eléctrico estas diferencias explican los resultados obtenidos. Estas ideas se pueden trasladar a los postes conductores y aislantes y también a las muestras de dentina aisladas con resina epoxi (aislante, reproduce el esmalte) y posteriormente seccionadas simulando la caries o discontinuidad en el esmalte. Los estudios realizados en materiales compuestos reproducen a sistemas tricapa que pueden ser interpretados en términos del modelo de Maxwell-Wagner para la DISCUSION 119 polarización interfacial (von Hippel, 1954; Albella Martín y Martínez Duart, 1984). En este modelo, se considera un condensador formado por dos materiales dieléctricos, con conductividades σ1 y σ2, y permitividades dieléctricas ε1 y ε2. Dependiendo de si los materiales son aislantes o conductores, el comportamiento de estos parámetros en función de la frecuencia se modifica enormemente, especialmente a bajas frecuencias (figura 5.2). Se resume la respuesta dieléctrica predicha teóricamente por el modelo de Maxwell-Wagner. Este resultado teórico fue encontrado experimentalmente en los diagramas de Cole-Cole de los dientes sanos y restaurados que hemos estudiado. Figura 5.2.- Diagrama de Cole-Cole mostrando la respuesta teórica a un sistema de dos fases siguiendo el modelo de Maxwell-Wagner. Así por ejemplo en la figura 5.3, se puede distinguir la diferencia de estas respuestas en las muestras estudiadas en diente sano en diente-amalgama y diente-resina. Se ha observado un comportamiento completamente diferente del predicho por el modelo de Debye para las muestras de diente sano y diente con amalgama. Esto es una ε´´ ε’r σ1 , σ2 ≠ 0 σ2 = 0 ε´rs ↑ σ1 , σ2 ≠0 ↑ ↑ σ1 , σ2 ≠0 ω ε´r∞ CAPITULO 5 120 consecuencia de la alta conductividad producida por la existencia de cargas libres en estas muestras. Por el contrario, en el caso de muestras aislantes, ver figura 5.3, para el caso de la muestra de dentina con resina, en el diagrama de Cole-Cole aparece un semicírculo aproximándose al modelo dos fases de Maxwell-Wagner con σ2 ≈ 0. En este caso la fase 1 representa la dentina sana (con una conductividad relativamente alta debida a la presencia de solución salina en los túbulos) y la fase 2 es la resina, cuya conductividad es despreciable. La deformación en forma de “pera” del semicírculo es debido a la conductividad finita de la resina (Jonscher, 1983), que presenta algunas pérdidas por conductividad. Para el caso de la muestra de dentina-amalgama ambas fases son altamente conductoras y consecuentemente su comportamiento es totalmente diferente del exhibido por la muestra de dentina-resina, que es muy similar al observado para la dentina sana. 0.0 4.0x1038.0x1031.2x104 0.0 4.0x104 8.0x104 1.2x105 1.6x105 2.0x105 10 20 30 40 50 0 2 4 6 8 ID DA DR ε''r ε'r ε''r ε'r Figura 5.3.- Diagrama de Cole-Cole para las muestras ID, DA y DR (dentina sana, dentina-amalgama y dentina-resina). El inset muestra una magnificación de la curva correspondiente a la muestra DR. Finalmente, se simuló el comportamiento eléctrico un diente sano y un diente cariado sumergiendo los discos de dentina en una resina epoxi. La dentina cuando tiene las dos caras totalmente selladas corresponde a un sistema irreal que no se encuentra en el DISCUSION 121 cuerpo humano. Si se corta una de las caras dejando la otra intacta este sistema eléctricamente reproduce el diente sano real, es decir, el complejo esmalte-dentina. La cara íntegra de la muestra se identifica con una corona dentaria recubierta de esmalte (aislante) y la cara de la resina seccionada se asimila como la porción radicular (conductora) del diente. 101102103104105106 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 dentina-epoxi dentina-epoxi (1 corte) dentina-epoxi (2 corte) ε'r ν(Hz) Figura 5.4.- Parte real de la permitividad dieléctrica en función de la frecuencia, para la dentina recubierta con epoxi y para la dentina con incisiones en el material epoxi. El la figura 5.4, se representa la constante dieléctrica en función de la frecuencia de los sistemas indicados anteriormente. Cabe destacar que la constante dieléctrica del diente con una sola incisión (o totalmente recubierto de resina) es prácticamente independiente de la frecuencia, como es en el diente sano. Por el contrario cuando tenemos muestras con dos incisiones (una en cada cara) hay grandes variaciones de la constante dieléctrica de alta frecuencia a baja frecuencia. Indicando que los fenómenos de conducción son elevados y los procesos de relajación afectan enormemente a los valores de constante dieléctrica observada. Este último fenómeno reproduce una discontinuidad en el esmalte o caries. BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFIA 131 Albella Martín JM, Martínez Duart JM. (1984): Física de dieléctricos. Aplicación a los materiales y dispositivos electrónicos. Marcombo Boixareu Editores, Barcelona Alfano RR, Yao SS. (1981): “Human teeth with and without dental caries studied by visible luminiscence spectroscopy”, J Dent Res, 80: 120-2 American Dental Association Council on Scientific Affairs. (2006): “Professionally applied topical fluoride. Evidence-based clinical recommendations. Association Report”. J Am Dent Assoc, 8: 1151-9 Analoui M, Stookey G, Zandoná A. 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