Cementos de Ionómero de Vidrio Activados Químicamente como Materiales Bioactivos en Odontología

Introducción

Los cementos de ionómero de vidrio (GIC) son materiales restaurativos dentales que han sido utilizados durante décadas debido a su capacidad para adherirse químicamente a los tejidos dentales y liberar iones, como el flúor, que ayudan en la remineralización del esmalte y la dentina. Inventados en 1969 e introducidos clínicamente en 1972, estos cementos tienen propiedades bioactivas que los hacen útiles en diversas aplicaciones dentales, como selladores, materiales de restauración, bases y agentes de cementación.

Composición y Mecanismo de Acción

Los GIC convencionales consisten en vidrios ionoliberadores basados en alumino-fluorosilicatos de calcio o estroncio, que reaccionan con ácidos poliméricos solubles en agua, como el ácido poliacrílico. La reacción ácido-base que ocurre entre los componentes genera una matriz cementosa que se endurece en un proceso autolimitado. Este endurecimiento permite que los GIC formen uniones químicas con el tejido dental, lo cual es una ventaja clave para su uso clínico. Sin embargo, los GIC son susceptibles a la deshidratación durante su proceso de fraguado, lo que puede afectar su integridad estructural y estética.

Propiedades Bioactivas

Los GIC son considerados materiales bioactivos debido a su capacidad para liberar iones de manera controlada, incluyendo flúor, calcio, estroncio, sodio, fosfato y silicato, lo que resulta en una estimulación terapéutica del tejido dental. Estos iones ayudan en la remineralización de la dentina y el esmalte y reducen el riesgo de caries secundarias al inhibir el crecimiento bacteriano. Aunque la liberación de flúor es uno de los principales beneficios clínicos de los GIC, su efectividad en la inhibición de caries es aún debatida en algunos estudios.

Mejoras en Bioactividad y Propiedades Mecánicas

Los investigadores han buscado mejorar las propiedades bioactivas de los GIC a través de la incorporación de aditivos bioactivos, como partículas de vidrio bioactivo (BAG), hidroxiapatita (HA), fosfato beta-tricálcico (β-TCP) y complejos de fosfato cálcico amorfo-caseína fosfopéptido (CPP-ACP). Estos aditivos no solo potencian la remineralización, sino que también mejoran la unión del cemento al tejido dental. No obstante, algunos aditivos pueden comprometer las propiedades mecánicas del material, lo que ha llevado a una mayor investigación para encontrar un equilibrio entre bioactividad y resistencia mecánica.

Propiedades Antibacterianas

Los GIC también tienen propiedades antibacterianas debido a su bajo pH durante el fraguado y a la liberación de iones, especialmente flúor y zinc. Sin embargo, estas propiedades antibacterianas son limitadas y, por lo general, desaparecen una vez que el cemento se endurece. Por ello, se han investigado diversos aditivos antimicrobianos para mejorar esta característica, como la incorporación de clorhexidina (CHX), nanopartículas de plata, sales de amonio cuaternario y biopolímeros naturales como la quitosana. Estos aditivos han mostrado mejorar la actividad antibacteriana del GIC sin comprometer significativamente sus propiedades físicas.

Modificaciones Químicas

El artículo revisa numerosas estrategias que se han explorado para modificar la fase líquida o en polvo de los GIC con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, bioactivas y antibacterianas. Por ejemplo, la incorporación de nanopartículas de BAG y HA mejora la remineralización y aumenta la resistencia del material, mientras que la adición de CHX o quitosana aumenta la resistencia del material a la formación de biopelículas.

Limitaciones y Desafíos

Aunque los GIC tienen propiedades muy valiosas, presentan algunas limitaciones importantes. Su susceptibilidad a la deshidratación durante el fraguado inicial y sus propiedades mecánicas limitadas han motivado a los investigadores a explorar nuevas modificaciones. Sin embargo, algunas modificaciones, como la adición de BAG en concentraciones elevadas, pueden afectar negativamente la resistencia a la compresión del cemento. Por lo tanto, sigue siendo necesario realizar más investigaciones para optimizar las modificaciones sin comprometer las propiedades clave del GIC.

Conclusión

El artículo concluye que, si bien los GIC son materiales muy prometedores y siguen siendo de gran importancia en la odontología, se requiere más investigación para mejorar sus propiedades bioactivas sin sacrificar su resistencia mecánica. Los avances recientes en la incorporación de aditivos antimicrobianos y bioactivos son prometedores, pero es fundamental que estos no afecten las propiedades físicas del material. Para que estas modificaciones se puedan aplicar en un entorno clínico, es necesario realizar más estudios in vivo, además de los estudios in vitro ya realizados.

Este resumen detalla las principales áreas de investigación y los avances recientes en el campo de los GIC como materiales bioactivos en odontología, subrayando la importancia de equilibrar la bioactividad con las propiedades mecánicas del material para optimizar su uso en la práctica clínica.