Modelos ortodónticos: metodologías de realización y empleo de materiales de yeso/resinosos

Un modelo es una réplica positiva de la dentición y de las estructuras circundantes que se emplea para el estudio diagnóstico de la situación y como base para la fabricación de aparatos protésicos y ortodónticos. (1)

Existen modelos de estudio , diagnósticos o preliminares, modelos de trabajo y modelos máster. (2)

A los modelos se le da un acabado según el uso que se les vaya a dar, y por tanto tendrán diferentes propiedades físico-mecánicas en cada caso. 

Características y finalidades de los modelos ortodónticos

Los modelos de estudio/preliminares/diagnósticos sirven para estudiar el caso o para crear una cubeta de impresión individual con la que se crea el modelo máster, mientras que este último es el modelo a partir del cual se fabrica la prótesis propiamente dicha. Los modelos de trabajo, por su parte, son de carácter funcional y permiten llevar a acabo determinados procesos técnicos.

Estas diferencias conllevan diferentes necesidades.

Si se analiza un caso clínico con un modelo de estudio/diagnóstico/preliminar, no hará falta una exactitud absoluta, ya que el fin es meramente preliminar, y por ello se puede optar por materiales que presentan un nivel de exactitud inferior, pero son más fáciles y rápidos de usar.

Si, por el contrario, el modelo se va a utilizar para fabricar una corona definitiva, habrá que buscar la máxima exactitud, por lo que recurriremos a un modelo máster con un alto grado de estabilidad dimensional y reproducción de detalles.

Otra característica que debe ofrecer un modelo, y que se refiere a los procesos de elaboración a los que deberá someterse, es la refractariedad, es decir, la capacidad de resistir altas temperaturas. Como en todos los procesos de elaboración tradicionales «con cera perdida», los modelos se someten a temperaturas muy elevadas.

Aparte, hay que hacer otra distinción muy importante sobre la metodología de realización.

Métodos de realización de los modelos

Los modelos pueden crearse con metodologías clásicas/analógicas (vaciado del modelo) o con metodologías CAD-CAM/digitales (impresión 3D o fresado). (3,4)

Metodologías clásica/analógica

Esta metodología es la más habitual y también la más establecida en la práctica odontológica. Requiere siempre una reproducción física en negativo de las estructuras intraorales que nos interesen, o bien la impresión, la cual debe presentar características físicas y mecánicas que permitan verter en su interior un material fluido, el cual, al solidificarse, formará el positivo o modelo final, es decir, la réplica exacta de las estructuras intraorales.

El material de la impresión debe ser compatible con el que se vaya a verter en su interior, debe ofrecer un buen grado de humectabilidad y debe responder a la expansión o contracción del material del modelo durante la fase de endurecimiento. (5)

El uso de los yesos dentales

Entre los materiales para modelos que pueden utilizarse con una técnica tradicional (vaciado), se distinguen los yesos dentales y las resinas para modelos. (6)

Los yesos dentales se obtienen por calcinación y existen yesos β (beta), a partir de los cuales se obtienen los yesos de tipo I y tipo II, y yesos α (alfa), a partir de los cuales se obtiene el yeso de tipo III; además, añadiendo aditivos al yeso α (alfa), se pueden obtener yesos de tipo IV y IV mejorado y tipo V.

Las diversas tipologías presentan diferentes características e indicaciones. (7)

• Tipo I: yeso blando para impresiones para el que en ocasiones también se utiliza el término pasta de París.
• Tipo II: yeso blando para modelos, adecuado para modelos de estudio o para el montaje de modelos en articulador
• Tipo III: yeso duro para modelos de alta resistencia
• Tipo IV: yeso extraduro, adecuado para prótesis fijas, de alta resistencia y bajo nivel de expansión

• Tipo V: yeso extraduro, adecuado para prótesis fijas, de alta resistencia y alto nivel de expansión

La expansión del yeso es una característica fundamental, ya que compensará posibles contracciones del material que se utilice en el modelo.

¿Desea profundizar en este tema? Consulte la comparación entre modelos de yeso y modelos de impresión 3D

Si, por ejemplo, se va a hacer la estructura metálica de una prótesis removible con una aleación no noble y que presenta un importante grado de contracción volumétrica, será preferible optar por un yeso de tipo V (con un alto grado de expansión) a fin de compensar la contracción del material metálico.

Cómo elegir los materiales resinosos

Además del yeso, que es el material más habitual, también podemos obtener un modelo mediante vaciado de materiales resinosos. Los más utilizados son (8-10):

1. Resina epoxídica
2. Resina poliuretánica

Para conseguir unos modelos más exactos y resistentes, se han propuesto también otros materiales, como resinas con metal añadido (11), yesos modificados con resinas (12), resinas poliuretánicas reforzadas (13) y modelos electroformados (14).

Metodología CAD-CAM/digital

Las metodologías de realización de un modelo en CAM (siglas en inglés de «fabricación asistida por ordenador») se pueden dividir esencialmente en dos grandes familias: impresión 3D y fresado. (4)

Cada una de las dos metodologías tiene ventajas y desventajas en lo referente a costes de gestión, desperdicio de materiales y exactitud final (15-17).

En ambas, el material más ampliamente empleado es el polimetilmetacrilato o PMMA; en el fresado, se utilizan discos de PMMA, mientras que en la impresión 3D el material se polimeriza capa sobre capa hasta formar el modelo final. (4)

En la impresión 3D, pueden utilizarse diferentes materiales, como polipropileno, policarbonato, poliestireno, acrilonitrilo butadieno estireno, etc.(18)

Mientras que los materiales yesosos, durante la fase de endurecimiento, tienden a expandirse, los materiales resinosos, por el contrario, tienden a contraerse. Este comportamiento hay que tenerlo en consideración durante la impresión 3D y obliga a observar determinadas precauciones para limitar sus efectos y posibles imprecisiones.

Para realizar un modelo con tecnologías CAD-CAM/digitales, puede utilizarse un amplio espectro de materiales y diferentes tipos de resinas en función de la exactitud y de la resistencia deseadas.

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Bibliografía

1. https://www.dentisti-italia.it/glossario/638_modello-dentale.html
2. https://online.scuola.zanichelli.it/labodonto/files/2018/04/Mappa_Ud9.pdf
3. Cicciù, M., Fiorillo, L., D’Amico, C., Gambino, D., Amantia, E. M., Laino, L., … & Cervino, G. (2020). 3D digital impression systems compared with traditional techniques in dentistry: A recent data systematic review. Materials, 13(8), 1982.
4. Jeong, Y. G., Lee, W. S., & Lee, K. B. (2018). Accuracy evaluation of dental models manufactured by CAD/CAM milling method and 3D printing method. The journal of advanced prosthodontics, 10(3), 245-251.
5. Ragain, J. C., Grosko, M. L., Raj, M., Ryan, T. N., & Johnston, W. M. (2000). Detail reproduction, contact angles, and die hardness of elastomeric impression and gypsum die material combinations. International Journal of Prosthodontics, 13(3).
6. https://online.scuola.zanichelli.it/labodonto/files/2018/04/Mappa_Ud6_1.pdf
7. No, A. A. S. (2000). Dental gypsum products. Chicago: American dental association council on dental materials and equipment.
8. Chaffee, N. R., Bailey, J. H., & Sherrard, D. J. (1997). Dimensional accuracy of improved dental stone and epoxy resin die materials. Part II: Complete arch form. The Journal of prosthetic dentistry, 77(3), 235-238.
9. Niekawa, C. T., Kreve, S., A’vila, G. B., Godoy, G. G., da Silva, J. E. V., & Dias, S. C. (2017). Analysis of the mechanical behavior and surface rugosity of different dental die materials. Journal of International Society of Preventive & Community Dentistry, 7(1), 34
10. Derrien, G., & Sturtz, G. (1995). Comparison of transverse strength and dimensional variations between die stone, die epoxy resin, and die polyurethane resin. The Journal of prosthetic dentistry, 74(6), 569-574.
11. Fan, P. L., Powers, J. M., & Reid, B. C. (1981). Surface mechanical properties of stone, resin, and metal dies. Journal of the American Dental Association (1939), 103(3), 408-411.
12. Duke, P., Moore, B. K., Haug, S. P., & Andres, C. J. (2000). Study of the physical properties of type IV gypsum, resin-containing, and epoxy die materials. The Journal of prosthetic dentistry, 83(4), 466-473.
13. Black, E. M. E. (2015). Polyurethane research for applications in the field of dentistry: Limiting side reactions in monomer development and synthesizing N-capped polymenthide.
14. Stackhouse Jr, J. A. (1980). Electrodeposition in dentistry. A review of the literature. The Journal of Prosthetic Dentistry, 44(3), 259-263.
15. Van Noort, R. (2012). The future of dental devices is digital. Dental materials, 28(1), 3-12.
16. Yau, H. T., Yang, T. J., & Lin, Y. K. (2016). Comparison of 3-D Printing and 5-axis Milling for the Production of Dental e-models from Intra-oral Scanning. Computer-aided design and applications, 13(1), 32-38.
17. Kasparova, M., Grafova, L., Dvorak, P., Dostalova, T., Prochazka, A., Eliasova, H., … & Kakawand, S. (2013). Possibility of reconstruction of dental plaster cast from 3D digital study models. Biomedical engineering online, 12(1), 1-11.
18. Jockusch, J., & Özcan, M. (2020). Additive manufacturing of dental polymers: An overview on processes, materials and applications. Dental Materials Journal, 2019-123.