Caracterización ultrasónica de las constantes elásticas de resinas dopadas con grafeno para aplicaciones odontológicas

Abstract

[ES] Actualmente existe una gran variedad de materiales para implantes odontológicos debido al avance de la tecnología CAD/CAM que ha permitido obtener unidades de fresado de distintos materiales. Cada material presenta una microestructura distinta con unas propiedades mecánicas asociadas. Dopar con nanopartículas o fibras un material modifica su estructura interna y también puede tener efectos en sus propiedades elásticas. Uno de los materiales más comunes es la resina, aunque como solución temporal debido a ser un plástico rígido, quebradizo, con escasa fuerza superficial y que absorbe líquidos. Se espera que dopando la resina de grafeno se solucionen los problemas comentados anteriormente. Dada la variedad de nuevos materiales existentes es importante caracterizarlos y conocer sus propiedades para darles el mejor uso en la odontología. Los ensayos no destructivos por ultrasonidos permiten la caracterización de las propiedades elásticas de los materiales. El objetivo del presente Trabajo Final de Máster es caracterizar las constantes elásticas de diferentes materiales CAD/CAM dopados con grafeno empleando los ultrasonidos. Los resultados de este trabajo permitirán optimizar la selección de los materiales de acuerdo con sus propiedades mecánicas para las diferentes aplicaciones del ámbito de la odontología

[ES] El desarrollo de sistemas de diseño asistido por ordenador (CAD) y de fabricación asistida por ordenador (CAM) abiertos ha permitido a las unidades de fresado producir restauraciones utilizando bloques de una multitud de proveedores. Así, el mercado ha visto una gran expansión en la disponibilidad de nuevos materiales para restauraciones indirectas (1). Los materiales disponibles presentan composiciones y microestructuras distintas que tienen efectos importantes en sus comportamientos mecánicos, entre ellos las resinas dopadas con grafeno (2). La resina, que es el material más empleado en odontología, tiene carencias por ser un plástico muy rígido y quebradizo, tiene muy poca dureza superficial y absorbe líquidos, por eso no suele emplearse para tratamientos definitivos. Sin embargo, al aplicarle dopaje de grafeno se consigue un material más flexible, con mayor dureza y sin absorción de líquidos (3). Las propiedades elásticas de los materiales están directamente relacionadas con su microestructura y composición, además, se ven alteradas frente a deformaciones mecánicas (4). Debido al gran número y variedad de los materiales disponibles para sistemas CAD/CAM, es un desafío para el dentista elegir el material más apropiado para cada caso clínico, considerando las condiciones funcionales, estéticas y biomecánicas de cada paciente. Por este motivo es importante la caracterización mecánica de los nuevos materiales.

Los Ensayos No Destructivos por ultrasonidos permiten caracterizar las propiedades elásticas de los materiales: el módulo elástico, el módulo de cizalla y el coeficiente de Poisson (5,6). La isotropía de los materiales es la propiedad de ser direccionalmente independiente. Sin embargo, un material es anisótropo cuando sus propiedades mecánicas varían en función de la dirección de análisis. Un material puede considerarse ortotrópico, cuando las propiedades difieren según las direcciones ortogonales. El objetivo del presente Trabajo Final de Máster es caracterizar las constantes elásticas de diferentes materiales CAD/CAM dopados con grafeno empleando los ultrasonidos. Los resultados de este trabajo permitirán optimizar la selección de los materiales de acuerdo a sus propiedades mecánicas para las diferentes aplicaciones del ámbito de la odontología.

[EN] Nowadays there is a considerable variety of materials used to manufacture dental implants due to the progress in CAD/CAM technology, which has allowed us to obtain milling units of different materials. Each material implies a different microstructure associated with specific mechanical properties. Enriching a material with nanoparticles or fibers modifies its inner structure and can also affect its elastic properties. One of the most commonly used materials is resin, even though it is only used as a temporary solution, because of the fact that it is a rigid plastic, fragile, with scarce superficial strength and the fact that it absorbs liquids. It is hoped that the problems recently mentioned will be solved when the resin is enriched with graphene. Given the variety of new existing materials, it is important to characterize them and to know their properties, in order to give them the best use in odontology. Ultrasonic non-destructive testing allows the characterization of the materials’ elastic properties. The objective of the current Master’s degree Final Project is to characterize the elastic constants of different CAD/CAM materials enriched with graphene by using ultrasounds. This project’s results will allow to optimize the selection of the materials according to their mechanical properties for the different applications in the field of odontology.