¿Por qué pueden utilizarse elementos de tierras raras para la coloración dental?

La zirconia estabilizada con itrio es uno de los materiales cerámicos más comunes en nuestra vida cotidiana. Tiene excelentes propiedades mecánicas a temperatura ambiente, bioseguridad y baja conductividad térmica, por lo que se ha convertido en un material cerámico restaurador dental ideal. Sin embargo, si no se trata con colorante, mostrará un color calcáreo, que no puede cumplir los requisitos clínicos para la igualación del color dental.

Para conseguir el efecto de color de los dientes naturales, el material se coloreará cuando se utilice en la clínica. Los elementos de tierras raras tienen propiedades ópticas únicas, buen color de pelo y color estable, y han sido ampliamente utilizados en cerámica. Sin embargo, cuando se aplican a la coloración de materiales dentales, debe tenerse en cuenta la gama de cromaticidad que se ajusta a los dientes naturales y la limitación de las propiedades de algunos elementos. Actualmente, no hay muchos elementos de tierras raras aplicados a la coloración dental, principalmente Ce, Pr, Er, Nd, etc.

Método de coloración del tinte de tierras raras

Coloración por inmersión

Para conseguir el efecto de reproducción del color de los dientes naturales, en la práctica clínica se utiliza a menudo el método de inmersión del cuerpo prequemado para teñir la prótesis, es decir, para colorear las piezas brutas de óxido de circonio después del pre-sinterizado. El método de teñido es simple de operar, pero es fácil que sea desigual, lo que se ve muy afectado por la operación. En la actualidad, muchas de las soluciones de teñido existentes en el mercado están compuestas principalmente por elementos de tierras raras.

Mezcla de polvos

El método de mezcla de polvos consiste en mezclar el agente colorante con el polvo inicial antes de la sinterización a alta temperatura de la zirconia. A alta temperatura, los iones colorantes entran en la red de ZrO2 en forma de solución sólida y adquieren color. Este método evita la coloración desigual causada por diferentes factores, como el grosor del cuerpo precalentado, la microestructura y el proceso de coloración clínica, y tiene poco efecto en el brillo del material. Sin embargo, las propiedades de los materiales sinterizados se ven afectadas por la modificación del polvo de circonio cuando el agente colorante está dopado.

Efectos de la coloración con elementos de tierras raras en las propiedades de los materiales

Hay dos requisitos importantes para las cerámicas dentales en la clínica, uno es la propiedad mecánica, y el otro es la seguridad biológica. Las cerámicas de óxido de circonio tienen excelentes prestaciones en ambos aspectos, pero las propiedades de la fase cristalina y la densidad de los materiales se ven afectadas por el dopaje del colorante. Por lo tanto, es necesario minimizar el impacto en las propiedades de los materiales al embellecerlos con el agente colorante de tierras raras.

Cambios en las propiedades mecánicas

Los estudios han demostrado que la resistencia máxima a la mordida de los dientes posteriores humanos puede alcanzar 700 N o más, por lo que la resistencia a la flexión de los materiales cerámicos aplicados en prótesis clínicas debe ser superior a 800 MPa. Según los resultados del presente estudio, la adición de oligoelementos puede tener cierto impacto en las propiedades mecánicas de la zirconia. Sin embargo, siempre que el contenido de óxido coloreado se controle adecuadamente, su efecto clínico no se verá afectado y, en ocasiones, algunos colorantes aumentarán sus propiedades mecánicas.

Estudio sobre la citotoxicidad de los materiales coloreados

Antes de su aplicación clínica, los biomateriales médicos deben someterse a pruebas científicas de bioseguridad, y la citotoxicidad es uno de los índices importantes de bioseguridad. Los elementos de tierras raras utilizados para la coloración de materiales dentales totalmente cerámicos son principalmente del grupo de tierras raras ligeras. Aunque puede haber cierta toxicidad de las tierras raras ligeras, la baja concentración de tierras raras ligeras tiene importantes efectos anticancerígenos y antimutagénicos, y su adición como colorante es extremadamente menor.