G-CAM material bioinspirado. Nuevos materiales inspirados en la naturaleza

REPORTAJE TÉCNICO

G-CAM MATERIAL BIOINSPIRADO Nuevos materiales inspirados en la naturaleza

Jesús Martínez Sánchez Karla Daniela Mora Barrios

Historia y evolución de los materiales

Los investigadores de distintas disciplinas, se alían para imitar la naturaleza y dar soluciones contrastadas y crear tejidos superhidrofóbicos, superficies autorreparables y un sinfín de materiales con propiedades maravillosas. Los materiales bioinspirados representan soluciones fiables y probadas para los retos que el entorno impone a los organismos que las asimilan. Pero no solo para ellos. Científicos e ingenieros se inspiran en compuestos surgidos de años de evolución para crear nuevos materiales y superficies con propiedades interesantes. Con el desarrollo de las técnicas para conocer y trabajar la materia a escala nanométrica, los científicos pueden ahora, por primera vez, acceder a los secretos mejor guardados de la naturaleza y alumbrar nuevos materiales con funcionalidades de gran utilidad. Es así como la ciencia evolutiva del ser humano demuestra que la forma anatómica de nuestro cuerpo corresponde a las funciones que se realizan, es decir, que cada una de las partes de nuestro cuerpo está diseñada en forma y densidad que permita una función biomecánica. Nuestra labor como profesionales tanto clínicos como protésicos que trabajamos en pro en las restauraciones protésicas se trata de reemplazar o sustituir las piezas dentales con prótesis dentales que sean lo más parecido o bioinspirada a la naturaleza. Este majestuoso ensamblaje de la naturaleza concibe los de estética, peso, estructura molecular, resistencia, biocompatibilidad y biomecánica. Nuestros huesos, músculos y tejidos forman un sistema totalmente dinámico, diseñado para absorber cargas que son fruto de las actividades naturales. A lo largo de la historia se han utilizado diferentes materiales para fabricar prótesis estéticas y resistentes. Desde huesos de animales, madera, cauchos, metales, cerámicas, zirconios, polímeros… Cada uno de estos materiales son muy diferentes en química y comportamiento. La elección del material tiene que partir del diagnóstico. Hay que evaluar los factores de carga y función. Parámetros como número de piezas, estado y distribución de pilares, extensiones, líneas y planos craneoencefálicos y oclusión

Habitualmente recurrimos a materiales que son más duros, rígidos y pesados que las piezas naturales. La cerámica, el metal o el zirconio son materiales básicos en la historia de la odontología, pero su comportamiento compromete en muchos casos el equilibrio del sistema. Además, hay que reconocer que los procesos para fabricar, adaptar y reparar las prótesis habituales son largos y tediosos, que en su mayoría requieren reacciones térmicas para su confección. Los clínicos y protésicos no somos consciente de la química, física, y biología de los materiales que colocamos en boca, pesando que no tiene que ver con nuestro campo; somos los primeros responsables de la salud de cualquier persona cuando decidimos que material optar para un caso determinado. Si trabajamos nuestros casos pensando en materiales bioinspirados, conseguiríamos una prótesis ideal que se comportase de forma biomecánica, adaptándose al comportamiento del sistema con un peso, dureza, resistencia y estética al sistema natural. Además de que sus propiedades biológicas mejorasen el estado del tratamiento de forma continuada. Si a esta solución, le pudiésemos añadir facilidad y versatilidad en su manejo para hacer más rápido y eficiente nuestro trabajo diario, estaríamos hablando de un material definitivo. La nanotecnología; como es la ciencia “nano” ha sido “vital” para el desarrollo de los materiales biomiméticos. “Esta herramienta nos permite emplear moléculas similares a las biomoléculas para hacer materiales nanoestructurados utilizando los mismos mecanismos de montaje que los organismos biológicos. La odontología no se escapa de los

avances tecnológicos, es así como la ciencia de las partículas aplicada a unos de los materiales mas versátiles y utilizados de la historia odontológica, nos permite alcanzar los objetivos de las necesidades naturales. El material candidato para ser mejorado debe tener una matriz polimérica. Coronas, completas, híbridas, sobredentaduras, incrustaciones… pero los materiales acrílicos se desgastan rápidamente, pierden sus propiedades mecánicas con el tiempo y se saturan cambiando de color y propiciando la adhesión de placa bacteriana.

La tecnología nos ofrece uno de los materiales mas innovadores y disruptivos de la historia, como es el grafeno. Se trata de un material nanométrico formado por átomos de carbono. El carbono es la base de la química orgánica, que con la disposición ideal es capaz de reaccionar químicamente con otros materiales revolucionando sus propiedades mecánicas. Es así como nace G-Cam, como un material bioinspirado en la naturaleza; es una solución ya que se trata de un biopólimero nanorreforzado con grafeno, dotando al material resultante de una mejora en la flexión y dureza superficial. Además, evita la absorción de líquidos manteniendo sus propiedades intactas con el paso del tiempo y mejora la periferia biológica de nuestros tratamientos gracias a la capacidad bacteriostática y antifúngica del grafeno.

Graphenano Dental apuesta por la nanotecnología para el sector dental creando polímeros con grafeno de uso biológico para fresado mediante CAD/CAM

El disco de polímero de grafeno GCAM, indicado especialmente para estructuras dentales permanentes, está disponible en distintas capas cromáticas que aportan un aspecto estético extremadamente natural, además de resolver todas las carencias mecánicas, físico-químicas y biológicas del resto de materiales empleados en el sector.

¿Qué es G CAM? Resina + Grafeno RESINAS AUTOPOLIMERIZABLES

Las resinas acrílicas son polímeros duros, frágiles y cristalinos, que se utilizan como materiales termoestables ya que, tras su curado, no se pueden transformar ni moldear.

Las resinas autopolimerizables en base a polimetilmetacrilato (PMMA) son los materiales más utilizados en el laboratorio dental. Sin embargo, presentan una baja resistencia al impacto y una baja resistencia transversal y de flexión, derivada de la formación y propagación de grietas cuando se someten a esfuerzos mecánicos.

REPORTAJE TÉCNICO

PROPIEDADES MECÁNICAS - Elevado modulo elástico >3200 Mpa - Elevado limite elástico - Elevada resistencia a la deformación y límite de fatiga - Evita la formación de grietas - Gran resistencia a la abrasión

PROPIEDADES QUÍMICAS - Absorción de agua 15 µg/mm3 - Químicamente inerte - Insoluble en tejidos orales - No permite el efecto del bimetalismo

PROPIEDADES BIOLÓGICAS

- Es antialérgico - No es toxico ni irritante - Es bacteriostático - Contiene productos desinfectantes de liberación prolongada - Monómero residual <0,004 %

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¿Qué es el GRAFENO?

El grafeno es un material bidimensional en el que los átomos de carbono se unen mediante enlaces sp2 para formar una lámina plana con estructura semejante a la de un panal de abeja. Las propiedades que posee el grafeno hacen de él un material con un gran potencial para la fabricación de otros materiales compuestos. Entre sus principales propiedades se encuentran su alta conductividad térmica y eléctrica, su alta resistencia a la tracción, su baja densidad y su bajo coeficiente de expansión térmica. Además, al ser carbono, el grafeno es ecológico y reciclable. La incorporación del grafeno en las resinas acrílicas constituye una estrategia novedosa para mejorar sus propiedades mecánicas, aumentando simultáneamente tanto el módulo elástico como la tenacidad, reduciendo la aparición de grietas y/o la propagación de las mismas, así como disminuyendo el grado de contracción durante la polimerización. El grafeno es el candidato ideal para mejorar las prestaciones de las resinas acrílicas autopolimerizables para uso dental, no solo por su elevada resistencia a la tracción, bajo coeficiente de expansión térmica, gran capacidad de absorción y de lubricación, flexibilidad y elevada superficie específica, sino también por su gran relación resistencia-peso.

PROPIEDADES FÍSICAS

- Alta estética - Alta Resistencia a la flexión > 140 Mpa - Alta resistencia a la tracción - Dureza superficial 88 Shore - Amplia gama cromática - Alta temperatura de transición vítrea - Buena estabilidad dimensional - Baja densidad - Elevada conductividad eléctrica - Radiopaco - Estable

Es así como la incorporación de grafeno a la matriz PMMA constituye una mejora considerable del módulo elástico, limite elástico y tenacidad elevando la resistencia a deformación, reduciendo las grietas y su propagación y garantizando la durabilidad.

Presenta buena estabilidad dimensional por su alta temperatura de transición vítrea, resistencia a tracción y microesfuerzos, no es tóxico ni irritante, y es bacteriostático y antimicótico.

G-CAM es el nuevo sistema para restauraciones CAD–CAM, siendo un material idóneo para adaptarse al sistema estomatognático, mejorando las características estéticas, biológicas, mecánicas y funcionales de los materiales actuales.

Tras la muerte de Richard Feynman en 1988 encontraron en su pizarra una frase que había escrito poco antes: “What I cannot create, I do not understand” (No puedo entender aquello que no soy capaz de crear), una especie de resumen de su legado científico que bien podría servir de declaración de intenciones para aquellos científicos que dedican sus esfuerzos a imitar materiales creados por la naturaleza: recrear la naturaleza o la vida misma es, tal vez, el mejor modo de llegar a entenderlas.