The Effect of Aging on Biaxial Flexural Strength of Lithium Disilicate and Strength Gradient Zirconia

En el mundo de la odontología moderna, los materiales utilizados para reemplazar dientes perdidos o dañados han evolucionado desde simples empastes hasta sofisticadas cerámicas que imitan el aspecto y la sensación del esmalte natural. Entre estos, dos tipos de cerámica destacan por su equilibrio entre belleza y durabilidad: el disilicato de litio, un material a base de vidrio conocido por su apariencia realista, y la zirconia, una cerámica cristalina resistente que ofrece una fuerza excepcional. Para que una restauración dental tenga éxito, debe soportar las implacables fuerzas de la masticación y los constantes cambios de temperatura causados por el café caliente y el helado frío. Con el tiempo, estos esfuerzos repetidos pueden provocar la formación de grietas microscópicas, lo que potencialmente podría llevar a la rotura del material. Los científicos y clínicos necesitan saber si estos materiales pueden sobrevivir años de tal desgaste sin perder su integridad estructural, o si el ciclo diario de calor y frío, combinado con la presión de la mordida, terminará debilitándolos.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Jordania se propuso responder a esta pregunta sometiendo dos cerámicas dentales específicas a prueba. Se centraron en un producto popular de disilicato de litio y en un material de zirconia de gradiente de resistencia más reciente, el cual está diseñado para variar en composición desde el interior hacia el exterior para equilibrar la resistencia y la estética. Para simular las duras condiciones de la boca humana, los investigadores crearon cuarenta discos pequeños y planos de estos materiales, cada uno de dos milímetros de espesor y diez milímetros de ancho. Dividieron estos discos en cuatro grupos para ver cómo resistían los materiales bajo diferentes condiciones. Dos grupos sirvieron como control, representando los materiales en su estado fresco. Los otros dos grupos fueron sometidos a un riguroso proceso de envejecimiento artificial diseñado para imitar cinco años de uso clínico. Este proceso implicó dos desafíos distintos: primero, los discos fueron sumergidos repetidamente en agua caliente a 55 grados Celsius y luego en agua fría a 5 grados Celsius durante 6,000 ciclos, simulando el choque térmico de comer y beber. Inmediatamente después de esto, los discos envejecidos fueron sometidos a más de un millón de ciclos de presión mecánica, donde se aplicó una fuerza de 50 Newtons sobre ellos 1.5 veces cada segundo, replicando la acción repetitiva de masticar.

Una vez completada la simulación de envejecimiento, los investigadores probaron la resistencia de cada uno de los discos. Colocaron cada uno en una máquina de pruebas y aplicaron una fuerza constante y creciente en el centro hasta que el disco se hizo añicos. Este método les permitió medir la cantidad exacta de presión que el material podía soportar antes de fallar. Los resultados revelaron una diferencia clara y significativa entre los dos materiales. Los discos de zirconia resultaron ser mucho más fuertes, con un punto de ruptura promedio de aproximadamente 1,185 megapascales, en comparación con los discos de disilicato de litio, que se rompieron a un promedio de unos 473 megapascales. Esto confirmó que el material de zirconia posee una capacidad mucho mayor para resistir la rotura bajo estrés. Sin embargo, el hallazgo más sorprendente se refería al proceso de envejecimiento en sí. A pesar del intenso ciclo térmico y las más de un millón de simulaciones de masticación, la resistencia de ninguno de los materiales cambió de una manera estadísticamente significativa. La zirconia que había sido envejecida mantuvo la misma resistencia que la zirconia fresca, y lo mismo ocurrió con el disilicato de litio.

El estudio también analizó más profundamente la fiabilidad de los materiales mediante el análisis de qué tan consistente era su resistencia a través de las diferentes muestras. Si bien la zirconia era más fuerte en general, su resistencia variaba más de un disco a otro, mientras que el disilicato de litio mostró un rendimiento más uniforme en todo el conjunto, a pesar de ser más débil. Esto sugiere que, aunque la zirconia puede manejar cargas más pesadas, su punto de falla es ligeramente menos predecible que el de la cerámica a base de vidrio. En última instancia, la investigación indica que, para estos materiales específicos, la combinación de choque térmico y fuerzas de masticación repetitivas, incluso cuando se aceleran para simular cinco años de uso, no degrada su capacidad para resistir la rotura. Los hallazgos sugieren que ambos materiales mantienen su integridad mecánica bajo estas condiciones, ofreciendo la tranquilidad de que son lo suficientemente robustos para el uso prolongado en la boca, siempre que se seleccionen para las situaciones clínicas adecuadas basándose en sus diferencias inherentes de resistencia.