Procedimientos para optimizar la sinterización del circonio

La utilización del circonio de elevada translucidez y gradación cromática integrada permite que el laboratorio dental aumente su eficiencia. Las muy avanzadas propiedades de los materiales, como los productos de circonio multicapa KATANA™, permiten la realización de restauraciones biomiméticas con una fina capa vestibular de revestimiento cerámico o incluso sin revestimiento. De ese modo se reduce considerablemente el tiempo que por lo general se requiere para el revestimiento manual de las estructuras de circonio. Además, el espesor parietal puede reducirse notablemente, con evidentes ventajas en caso de intervenciones odontológicas mini-invasivas.

No obstante, para poder aprovechar plenamente las elevadas propiedades estéticas y mecánicas de este tipo de circonio, es indispensable que la tarea sea realizada en condiciones ideales. Los materiales tecnológicamente más avanzados, con el máximo nivel de translucidez, son particularmente sensibles a la contaminación durante y luego del fresado en húmedo, a la presencia de contaminantes en el interior del horno y a las variaciones de temperatura durante la sinterización. Los posibles efectos indeseados van desde un aspecto grisáceo de las restauraciones y un croma bajo, hasta trazas de verde, amarillo, azul o gris en la pieza, y desde manchas blancas en la superficie hasta variaciones del color y de la translucidez.

Las medidas aquí descritas, si se ponen en práctica con regularidad, eliminarán en modo eficaz dichos efectos, ayudando a los profesionales a garantizar una óptima estética del resultado final.

Optimizar el proceso de fresado

Cuando en la restauración final aparecen trazas de azul o de gris, por lo general, la causa es la utilización de agua de enfriamiento contaminada con partículas extrañas durante el proceso de fresado en húmedo (frecuente en los procedimientos en consulta). En la mayor parte de los casos, la raíz del problema son las partículas de sílice, residuo del procesamiento de cerámicas vítreas o a base de silicatos en la misma fresadora. Dicho efecto puede evitarse fácilmente si se limpian con cuidado el compartimiento de fresado, el depósito de agua y el filtro de la fresadora cada vez que se cambia el material a tratar. Otra solución es optar por el fresado en seco en lugar de en húmedo, con la ventaja adicional de reducir el tiempo de procesamiento y mejorar la calidad de los bordes y de las superficies.

Descontaminación del compartimiento del horno

En general, el compartimiento del horno debe limpiarse antes de poner en marcha el proceso de sinterización. Los aspectos más importantes son la eliminación del polvo del interior del compartimiento de sinterización y la limpieza de los elementos de calentamiento (resistencias), operaciones que se deben efectuar con un cepillo suave. El uso de aire comprimido está contraindicado.

Los efectos ópticos indeseados debidos a la contaminación del compartimiento de sinterización pueden estar representados por manchas blancas en la superficie de la restauración, un aspecto azul grisáceo y un croma bajo, y trazas de verde o de amarillo en el material. Las manchas blancas en la superficie de la restauración, en general, indican el uso de perlas de alúmina contaminadas por la sinterización o de herramientas inadecuadas para la modificación de las superficies y la eliminación del canal de colada. Estos problemas se pueden evitar sustituyendo, una o varias veces al mes, las perlas utilizadas para la sinterización (apenas muestran señales de alteración del color) o bien, utilizando únicamente herramientas de diamante de grano fino para las correcciones antes de la sinterización.

Si no se sustituyen con regularidad, las perlas de alúmina pueden provocar manchas blancas en la superficie de la restauración.

El aspecto azul-grisáceo y el croma bajo pueden deberse a la presencia de residuos minerales derivados de los líquidos de inmersión dentro del compartimiento. Dichos residuos pueden eliminarse seleccionando el programa de descontaminación en el menú del horno y poniéndolo en marcha tras haber colocado algunos fragmentos residuales de circonio blanco de alta translucidez. Una vez que el ciclo de descontaminación ha sido completado, la intensidad cromática de los residuos en bruto indicará la eventual necesidad de un segundo ciclo. Para prevenir el aspecto grisáceo de las nuevas restauraciones, se recomienda ejecutar el programa de descontaminación como mínimo una vez al mes.

Restos de circonio blanco remanentes tras el fresado.

Elementos calentadores MoSi2: necesidad de la regeneración

Si la restauración presenta un color verdoso o amarillento, es muy probable que el horno cuente con resistencias de disiliciuro de molibdeno (MoSi2) ya envejecidas, que deben renovarse o sustituirse.  La parte interna de estos elementos está constituida por molibdeno (Mo), generalmente recubierto por una capa protectora de sílice (SiO2). Esta capa se acumula naturalmente durante el proceso de sinterización, a temperaturas comprendidas entre 1000 y 1600 °C. A medida que aumenta el espesor de la capa, aumenta la tensión residual de compresión intrínseca. La tensión intrínseca, así como los posibles factores extrínsecos, es decir, derivados de los líquidos de inmersión ácidos, puede provocar fisuras y roturas de la capa protectora con el paso del tiempo. El daño producido conducirá a que el núcleo de molibdeno quede expuesto. A temperaturas más bajas, comprendidas entre 400 y 600 °C, el molibdeno reacciona con el oxígeno dentro del compartimiento de sinterización, en un proceso denominado pest oxidation. El óxido de molibdeno resultante (MoO3), junto a los iones u óxidos metálicos de los agentes colorantes, es responsable de la coloración verde-amarillenta de la superficie de las restauraciones.

Restauraciones que muestran una pigmentación verdosa en la superficie.

Elementos calentadores de disiliciuro de molibdeno, en los que la capa protectora de sílice se ha salido, provocando la oxidación y la contaminación de los elementos en la cámara de sinterización.

La cocción de regeneración, que implica un calentamiento rápido y una larga fase de cocción a aproximadamente 1450 °C, se efectúa con el objetivo de regenerar la capa de sílice. No obstante, este procedimiento solo es eficaz un número limitado de veces, ya que repetir el proceso de oxidación y regeneración puede provocar el envejecimiento del elemento calentador, de modo que, al final, será indispensable proceder a su sustitución. El problema de la pest oxidation puede evitarse en modo eficaz utilizando un horno con elementos calentadores de carburo de silicio, que son muy resistentes al envejecimiento y no provocan ninguna alteración cromática. Un efecto secundario positivo es que este tipo de elementos calentadores proporcionan temperaturas más constantes.

Control de la temperatura

Las variaciones en la translucidez o el croma y la pigmentación de las superficies de la restauración se deben a menudo a desviaciones de las temperaturas de sinterización efectivas respecto de la curva térmica recomendada. El único modo de resolver dicho problema es la calibración de la temperatura. Tal medida no solo constituye un requisito previo para obtener resultados estéticos, sino que también produce un impacto decisivo en las propiedades mecánicas de las restauraciones realizadas: si las temperaturas máximas son excesivamente elevadas, por ejemplo, es probable que la resistencia a la flexión de los materiales de circonio se reduzca¹.

Efecto de las diferencias de temperatura durante la sinterización en las restauraciones con KATANA™ Zirconia UTML: las restauraciones han sido sinterizadas a las mismas temperaturas nominales, ¡pero en tres hornos diferentes!

El control de la temperatura se efectúa por lo general con ayuda de los sistemas TempTAB o PTCR (anillos pirométricos para el control de la temperatura del proceso). Estas herramientas se colocan en el interior del horno sobre una bandeja de sinterización y, por lo general, se someten a un ciclo de calibración. Tras la sinterización, se verifica el diámetro del tab o del anillo. Dado que ambos sufren una contracción controlada, se puede calcular la temperatura de sinterización efectiva midiendo el diámetro de los mismos. Una tabla de conversión a tal fin ayuda al operador a calcular la desviación de la temperatura efectivamente alcanzada con respecto a los valores de temperatura indicados en el horno, de modo de poderlos corregir, si fuera necesario.

TempTAB en una bandeja de sinterización con restauraciones listas para ser sinterizadas.

Recomendaciones de carácter general

Para realizar restauraciones de circonio con excelentes valores estéticos y propiedades, es indispensable garantizar unas condiciones óptimas de procesamiento. A tal fin, en lugar de intentar corregir las causas de eventuales discromías surgidas luego de la sinterización, es preferible adoptar constantemente las siguientes medidas preventivas:

• Limpieza del depósito del agua de la fresadora antes de cada ciclo de fresado (solo para el fresado en húmedo).
• Estricto respeto de los protocolos de sinterización recomendados por la empresa fabricante de los materiales.
• Antes de cada utilización, eliminación del polvo del compartimiento de sinterización y de los elementos calentadores, con un pincel suave.
• Sustitución de las perlas de alúmina para la sinterización apenas aparezcan señales de discromía (no menos de una vez al mes).
• Utilizar exclusivamente herramientas de diamante de grano fino para la eliminación del canal de colada y las correcciones previas a la sinterización.
• Cuando sea posible, utilizar hornos con elementos calentadores de carburo de silicio.
• Los hornos con elementos calentadores de disiliciuro de molibdeno requieren de inspecciones visuales continuas y de ciclos de regeneración regulares.
• Ejecutar, al menos una vez al mes, un programa de descontaminación con polvo descontaminante o residuos de circonio blanco (y-TZP).
• Control y calibración de la temperatura, al menos una vez al mes.

Si se ponen en práctica estas simples medidas preventivas, será posible aprovechar al máximo el potencial del circonio multicapa KATANA Zirconia de Kuraray Noritake.

Referencias bibliográficas

¹ Stawarczyk, B., Özcan, M., Hallmann, L. et al. The effect of zirconia sintering temperature on flexural strength, grain size, and contrast ratio. Clin Oral Invest 17, 269–274 (2013).

• 1 nov. 2023

KATANA Zirconia UTML Ver producto

KATANA Zirconia STML Ver producto

KATANA Zirconia HT Ver producto