Comportamiento mecánico y caracterización de resinas autopolimerizables aditivadas con nanofibras de grafeno para el refuerzo implantoprotético de prótesis híbridas

Abstract

Los polímeros en odontología se usan frecuentemente para la elaboración de las bases de las prótesis mucosoportadas, dentomucosoportadas e implantosoportadas. Antes de utilizar los actuales polímeros sintéticos se empleaban polímeros naturales como el caucho .Estos últimos han sido sustituidos por los polímeros sintéticos que aportan mejoras en la estabilidad dimensional, fácil coloreado prótesis para conseguir una óptima mimetización con la encía y una menor absorción saliva, factor que hacía poco higiénicas las prótesis de polímeros de caucho. Las resinas acrílicas son polímeros cristalinos, frágiles y duros. Son incoloros pero fácilmente coloreables. Son materiales termoestables ya que tras su polimerización no se pueden transformar ni modelar. En este trabajo nos hemos centrado en las resinas acrílicas autopolimerizables que son las más utilizadas en la elaboración de bases en protesis mucosoportadas, dentomucosoportadas e implantosoportadas. La incorporación de derivados de grafeno (nanofibras,nanoláminas) a las resinas acrílicas autopolimerizables puede constituir una estrategia novedosa para mejorar para mejorar sus propiedades mecánicas, asi como la disminución del grado de contracción durante la polimerización. Requisito fundamental para poder conseguirlo es imprescindible que las nanoparticulas de grafeno estén homogéneamente dispersadas en el son de la matriz polimerica tras producirse su polimerización. Los derivados del grafeno son buenos candidatos para mejorar las propiedas de las resinas acrílicas autopolimerizables para el usa dental, debido a que poseen cualidades como, elevada resistencia a la tracción, bajo coeficiente de expansión térmica, gran capacidad de adsorción y de lubricación, flexibilidad, elevada superficie especifica y gran relación resistencia-peso. Existen pocos estudios sobre compuestos formados por resinas acrlicas autopolimerizables y derivados del grafeno para su uso odontológico. En nuestro trabajo nos hemos centrado en la adición de nanofibras de grafeno y de nanolaminas de grafeno a diferentes resinas acrílicas autopolimerizables,RK Y RP mediante la utilización de una centrifuga dual asimétrica que mezclara los componentes solidos (polímero y derivados de grafeno) y a los que posteriormente añadiremos el componete liqudo (monómero) produciéndose la reacción de polimerización y como resultado de esta reacción obtendremos el material compuesto sobre el que se basa nuestro trabajo del cual hemos obtenidos las siguientes conclusiones. Las propiedades de las resinas acrílicas autopolimerizables RK y RP se modifican dependiendo del tipo de nanopartícula. La adición de nanoláminas de grafeno a la resina RK disminuye el grado de polimerización del material compuesto Las propiedades óptimas se obtienen añadiendo 0.49% en peso de nanofibras de grafeno En la resina acrílica autopolimerizable RP, la adición de 0.1% en peso de nanofibras de grafeno aumenta la tenacidad de la resina y evita la formación de grietas, pero la adición de la misma cantidad de nanoláminas de grafeno favorece la formación de grietas. También hemos estudiado el envejecimiento acelerado de resinas acrílicas autopolimerizables con nanofibras de grafeno , tras realizar un proceso de envejecimiento acelerado en saliva artificial durante 30 días a 37ºC, para evaluar los problemas más comunes de las resinas acrílicas utilizadas para las bases de dentaduras entre los que se encuentran en la absorción y la solubilidad y del estudio obtenemos las siguientes conclusiones Durante el envejecimiento acelerado de las resinas RK y RP así como de los materiales compuestos RK‐0.5 NFG y RP‐0.2 NFG se produce una liberación de sustancias al medio líquido. Esto viene evidenciado por una variación del pH de la disolución de saliva artificial y por un cambio de coloración de la disolución de incoloro a amarillento en el caso de la resina RP y el material compuesto RP‐0.2 NFG. El cambio de coloración se intensifica al pasar el tiempo del ensayo y puede deberse a la liberación de aditivos y/o monómero de la resina acrílica RP (probablemente N,N‐dimetil‐p‐toluidina). En ambas resinas se observa un aumento de pH de la disolución de saliva artificial al aumentar el tiempo de envejecimiento, el cual es menos marcado cuando las resinas contienen NFG, indicando que la adición de NFG inhibe la liberación de sustancias durante el envejecimiento. El tipo de resina acrílica, la adición de nanofibras de grafeno en su formulación y la realización de envejecimiento acelerado afectan a las propiedades mecánicas de los materiales compuestos. El envejecimiento acelerado disminuye la resistencia a la flexión de las resinas RK y RP. Este efecto es más pronunciado en las resinas sin grafeno. El envejecimiento acelerado aumenta ligeramente el límite elástico en todos los materiales. El envejecimiento acelerado disminuye la tenacidad de las resinas RK y RP. Sin embargo, la adición de nanofibras de grafeno en la formulación provoca un gran incremento de la tenacidad cuando el material es sometido a envejecimiento acelerado. Esto puede deberse a un efecto plastificante de las moléculas de agua absorbidas así como a una mejor transmisión de esfuerzos entre las nanofibras de grafeno y las cadenas de polímero. La resina RK y el material compuesto RK‐0.5NFG muestran una resistencia a la flexión mayor que la resina RP y el material compuesto RP‐ 0.2NFG.