Aspectos químicos de los biomateriales

Reacción química: proceso en el que hay una sustancia o varias (reactivo) que se transforma en otra sustancia diferente llamado producto por efecto de un factor energético y por estar en contacto entre sí.
– Con aspecto y propiedades diferentes
– Estos reactivos pueden ser elementos o compuestos
– Se cumple la ley de la conservación de la masa: los átomos sólo se reordenan, no se pierde masa.
– Como todo proceso tendrá un comienzo, transcurso y finalización.

Comienzo de la reacción

– La energía de activación es la mínima necesaria para que se produzca una reacción
– Se precisa para superar la repulsión intermolecular inicial.
– El origen de esta energía puede ser:
– Químico → + utilizado
– Eléctrico
– Nuclear
– Mecánico → + utilizado
– Procesos químicos espontáneos: tiene lugar de forma natural en condiciones normales. En la naturaleza ocurren solos ya que hay otros elementos que intervienen, pero sin acción humana que los produzca.

Transcurso de la reacción

– Velocidad de reacción

– Temperatura: a mayor temperatura, mayor velocidad de reacción, en general (aumenta la energía cinética de las moléculas de los reactivos). Para muchas reacciones por cada 10 grados de temperatura, la velocidad se duplica.
– Presencia o no de catalizadores:
– Para acelerar (aceleradores) o retardar (retardadores, inhibidores) la velocidad de una reacción.
– No se consume en la reacción, no forma parte del compuesto final
– Homogéneos: están en la misma fase que los reactivos (líquido) y se combinan con alguno de ellos para formar un intermedio estable; ej. reactivo es polvo y entonces el catalizador también lo será.
– Heterogéneos: en distinta fase que los reactivos.

– Superficie de contacto: Determina el número de átomos y moléculas disponibles para la reacción. Una mayor superficie de contacto supone mayor velocidad.
– A mayor tamaño de la partícula, menor superficie de contacto para la misma cantidad de materia.

– Energía de la mezcla: A mayor energía, mayor velocidad de reacción. Amalgamación, espatulado y mezcla
– Estado físico de los reactivos
– Mayor rapidez cuanto más concentrados se encuentren los reactivos. Ej: lejía pura frente a la concentrada.
– Cuando más contacto hay, mayor rapidez en la reacción.

– Contaminantes; en general estropean la reacción.
– Agua (en la respiración del paciente hay vapor de agua que puede afectar a la reacción)
– Puede interferir la reacción (polimerización de RRCC) o acelerar (eugenato; en seco tarda más que en húmedo)
– Agentes lubricantes
– Oleosos (de maquinaria como los rotatorios)
– Pulverulentos (guantes)
– Químicos (generalmente, residuos)

Periodos clínicos de las reacciones:

✓ Tiempo de mezclado
– Desde que se ponen en contacto los reactivos hasta que se ha obtenido una mezcla homogénea y apropiada.
– Mediante maniobras de batido (escayola, alginato), espatulado(cementos), vibrado(amalgama) o mezcla (siliconas)
– Especificado por el fabricante (5 – 45 min)

✓ Tiempo de trabajo:
– El tiempo disponible para manipula el material desde que hemos terminado la mezcla → NORMALMENTE 1-2 MINUTOS
– Vaciar el modelo
– Cargarlo en la cubeta
– Llevarlo a boca
– Colocar el cemento en la corona
– Colación de la corona
– Cargar la amalgama

✓ Tiempo de fraguado o maduración:
– Tiempo desde que termina el trabajo y se pone el material en las condiciones deseadas hasta que podemos manipularlo
– Inicial
– Algunos materiales necesitan retoques previos al fraguado
– El fraguado inicial nos permite (tallar amalgama, recortar excesos de yeso)
– Final
– El material ha adquirido la consistencia, dureza, firmeza y resistencia deseables, y las propiedades óptimas

– Puede durar horas o días
– Todo siempre está en proceso→ No ha acabado de fraguar y ya está degradándose
– Frecuentemente se superponen a las fenómenos de degradación

NOTA*: EL FRAGUADO NO ACABA NUNCA; NO HAY ESTABILIDAD YA QUE AL TERMINAR LA REACCIÓN EMPIEZAN A DEGRADARSE

LO MAS UTIL PARA EL TALLADO ES EL PATTEX NO MAS CLAVOS

LEYES:
1. Todo vibra
2. Todo es imperfecto
3. Todo se degrada

Fenómenos relacionados con la reacción
– Cambios dimensionales. La odontología piensa en micras. Son muy importantes.
– La exactitud y la precisión
– Contracción.
– Expansión

– Cambios térmicos
– Exotérmicas extraorales e intraorales
– Endotérmicas

Reacciones en las que hay contracción.
Distancias intermoleculares pasan a distancias intramoleculares
– Van der Waals: 0.3 a 0.4 nm
– Interatómicas→ 0.15 nm

Reacciones en las que hay expansión
– Verdadera (amalgama): primero contrae y luego expande
– Aparente: porosidades, interferencias en el crecimiento de cristales (al crecer e interaccionar

Reacciones exotérmicas
– Extraorales
– Yesos
– Acrílicos
– Intraorales
– Resinas
– Acrílicos

CONCEPTOS QUÍMICOS

Isomería: dos o más compuestos con igual fórmula química (igual proporción relativa de los átomos que conforman la molécula) que presentan estructuras moleculares distintas.

Isotopía: Igual número de protones pero distinto número de neutrones.

Isotropía/anisotropía: Ciertas magnitudes vectoriales medibles dan resultados idénticos con independencia de la dirección escogida para la medida. Si la estructura interna de un cristal es muy regular o no existe (ej: cubos o balones ocupando una sala), el material será isotrópico. Si no, no (anisotropía). Cuando hay estructura o todo es regular es isótropo, si es irregular tiende a ser anisótropo.

Explicación: Cuando yo mido sobre ese cuerpo una magnitud vectorial, la mida en la dirección que la mida el resultado es el mismo→ isótropo. Si no mide lo mismo es anisótropo.

→ Los isótopos son o muy regulares (diamante) o absolutamente irregulares.

Alotropía: capacidad de presentarse bajo estructuras moleculares diferentes (oxígeno puede presentarse como Oxígeno atmosférico O2 y como ozono O3) o con características físicas distintas.

Solubilidad: máxima cantidad de un material que se disolverá en una cantidad dada de disolvente a una temperatura dada para producir una disolución estable:
– D. saturada: se ha disuelto (establemente) la máxima cantidad de soluto en el disolvente
– D. insaturada: insuficiente cantidad de soluto en la disolución
– D. sobresaturada: mayor cantidad de soluto que de disolvente

Lixiviación:
– Proceso por el que se extrae uno o varios solutos de un material sólido, mediante la utilización de un disolvente líquido (generalmente agua o saliva)
– Puede tener efectos:
– Negativos: pérdida de propiedades del material, toxicidad de los solutos o el sabor.
– Positivos: liberación de calcio, fluoruros y bases como el hidróxido de calcio (Ca(OH)2)

Adsorción:
– Fenómeno de superficie en el que partículas del ambiente quedan atrapadas en la superficie.
– Los átomos, iones o moléculas son atrapados o retenidos en la superficie de un material.
– Se forma una película líquida o gaseosa en la superficie del sólido o el líquido.
– Pasivación: formación de una película relativamente inerte sobre la superficie de un material (generalmente un metal) que lo enmascara en contra de la acción de agentes externos; el material puede volverse más resistente.
Importante en los implantes!!!

Absorción:
– Entrada de una sustancia química a un material, al organismo, a una célula o a los fluidos del organismo a través de una membrana o por otros medios.
– Capacidad de recoger o incorporar energía.

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