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• Tatiana Lizeth

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INFORME N°03 TEMA: PROPIEDADES ÓPTICAS INTRODUCCIÓN: Los biomateriales son sustancias sintéticas o naturales utilizadas para sustituir partes del organismo humano o para funcionar en contacto íntimo con tejidos vivos. Los biomateriales poliméricos han sido utilizados por varias décadas en distintas aplicaciones odontológicas, llegando a ser indispensables para alcanzar resultados de elevada calidad. Dentro de estos biomateriales poliméricos se encuentran los destinados a las obturaciones dentales, generalmente formulados a base de monómeros acrílicos y carga o relleno de material inorgánico. Este tipo de biomaterial es conocido como resina compuesta o simplemente composite. La calidad estética es la principal ventaja de los composites, acrílico-quartzo, utilizados como restauradores dentales. Parámetros como color, tonalidad, radiopacidad e intensidad pueden ser variados, para que el material restaurador presente propiedades ópticas similares al tejido que se pretende sustituir, esmalte o dentina. Evidentemente esta similitud tiene que mantenerse el mayor tiempo posible. Es por este motivo que la determinación de las propiedades ópticas y su variación en el tiempo, adquiere una especial importancia, llegando a ser factor determinante en el criterio de selección de los materiales. Teniendo en consideración la importancia de las propiedades ópticas fueron creadas las normas I.S.O. 7801:1988(E)(2) y 4150: 1986(E)3 para la estandarización de estos ensayos, donde queda claro que los composites tienen que presentar excelente estabilidad del color, resistencia a la luz ambiente y elevada radiopacidad. Los objetivos fundamentales del presente trabajo son: 1- Determinación de las propiedades ópticas del material en estudio. 2- Búsqueda de lámparas alternativas para la realización de los ensayos. 3- Obtención de variantes radiopacas del material desarrollado. Tres parámetros de color: Croma, saturación, tono. Se relacionan con la interrelación entre un material y las radiaciones electromagnéticas en forma de ondas o partículas de energía, conocidas como fotones. Estas radiaciones pueden tener características que entren en nuestro espectro de luz visible, o ser

invisibles para el ojo humano. Esta interacción produce una diversidad de efectos, como absorción, transmisión, reflexión, refracción y un comportamiento electrónico.

ACTIVIDADES / PROCEDIMIENTOS PROCEDIMIENTO 1. Colocar agua en el vaso descartable, todos a un mismo nivel, luego cada uno agregar una secuencia de gotas (1, 2, 3, 4, etc.) de violeta de genciana en su respectivo vaso; en seguida se observará el grado de saturación y el comportamiento de la linterna y el puntero láser colocando un fondo amarillo.

Figura 1.1. Colocando gotitas de genciana a los10 vasos con agua

Figura 1.2. Vasos con agua y diferente cantidad de gotas de genciana variando de una a 10 gotas. Se observa el grado de saturación. Menos saturación menos tinte.

Figura 1.3. Iluminación con el puntero láser hacia el vaso con pocas gotas de genciana. Se observa que fácilmente la luz traspasa el recipiente hasta llegar al fondo amarillo.

Figura 1.4. Iluminación con el puntero láser hacia varios vasos con gotas de genciana. Se observa que no existe impedimento para traspasar los recipientes hacia el fondo amarillo.

2. Con la linterna y el puntero láser iluminar los vidrios simple y catedral sobre un fondo negro y luego sobre un fondo blanco, separados por una distancia conveniente. Anotar sus observaciones. Uso del puntero láser:

Figura 2.1. Iluminación hacia el vidrio simple. Se observa que la luz traspasa con normalidad, no se deforma, por lo que el cuerpo es transparente.

Figura 2.2. Iluminación hacia el vidrio catedral. Se observa que la luz tiene dificultades para trasmitirse correctamente, por lo que el cuerpo es translúcido.

Figura 2.3. Iluminación hacia fondo amarillo. Se observa que la luz pasa con normalidad, por lo que el cuerpo se le considera claro

Figura 2.4. Iluminación hacia fondo blanco. Se observa que la luz pasa con normalidad, por lo que el cuerpo se le considera claro.

Figura 2.5. Iluminación hacia el fondo negro. Se observa que no traspasa debido a que el color absorbe todos los colores y los retiene ahí.

Figura 2.6. Iluminación hacia el vidrio catedral, un cuerpo translúcido, más al fondo, un cuerpo oscuro. Se observa que la luz es reflejada en diferentes direcciones.

Figura 2.7. Iluminación hacia el vidrio catedral, hacia fondo blanco. Se observa nuevamente la luz reflejada en diferentes direcciones Uso de la linterna:

Figura 2.8. Iluminación hacia el vidrio catedral. Se observa que el cuerpo usado es translúcido.

Figura 2.9. Iluminación hacia fondo amarillo. Se observa que la luz traspasa por la parte posterior del cuerpo, concluyendo que dicho objeto absorbe la luz y es capaz de reflejarlo hacia el otro lado.

Figura 2.10. Iluminación hacia fondo blanco. Se observa que la luz traspasa la parte posterior del cuerpo, concluyendo que dicho objeto absorbe la luz y es capaz de reflejarlo hacia el otro lado.

Figura 2.11. Iluminación hacia el vidrio catedral, hacia el fondo negro. Se observa las diferentes direcciones que toma la luz al traspasar el cuerpo translúcido. 3. Con el colorímetro Cromascop, tome el color de los dientes de su compañero (a), utilizar diferentes fuentes de luz, sino existe la pieza dentaria señalada tome la que sigue.

Figura 3.1. Cromascop. Mide dos parámetros: tinte y grado de saturación, no puede medir la claridad

Figura 3.2. 3D-Master. Mide los tres parámetros

4. Con la orientación del docente tutor, elegir una de las piezas dentarias de uno de sus compañeros que no haya coincidido o acercado a uno de los matices del cromascop. Luego el alumno deberá posicionarse frente al operador (de preferencia a la luz natural), con el colorímetro 3D –Master de Vita siga la secuencia. a) Definir la Claridad (valor)  Sostener el colorímetro 3D-master con el brazo extendido, junto a la boca abierta (usando el separador de labios)  Elegir el grupo 1, 2, 3, 4 o 5.  Seleccionar el grupo o grupos, según sea menos claro o más oscuro. b) Selección de la Saturación del Matiz (croma)  Tomar el abanico del grupo M elegido (tonalidad media) y ábralo lateralmente para definir la saturación del color.  Seleccionar una de las tres muestras de color (1, 2 o 3)  Registrar la saturación c) Fijar el Matiz (tinte)  Comprobar si el diente es más amarillento, grisáceo o rojizo que la muestra seleccionada (L, M o R) Seguidamente tomar una foto, con el color seleccionado junto al diente a una distancia aproximada de 50 cm. Repita el procedimiento con los otros grupos (valor), seleccionados inicialmente, para luego las imágenes llevarlos al programa power point y observarlos en escala de grises. De esta manera se estará eligiendo el color “exacto” de la pieza dentaria en relación a su valor, croma y tinte.

Figura 4.1. Comparación de tonos: escala de grises y normal. Se observa que es factible comparar los materiales dentales en escala de grises para diferenciar el grado de opacidad. Mientras uno es gris el otro es amarillo.

Figura 4.2. Comparación de diferentes muestras usando el colorímetro 3DMaster

Figura 4.3. La pieza 220 se asemeja más que las demás al diente de la paciente.

GLOSARIO DE TÉRMINOS Translucidez: Es una propiedad de la materia que permite el paso de la luz pero dispersa los rayos luminosos de forma que a través del material no es posible ver los objetos colocados; por lo tanto, se puede describir como una opacidad parcial, o un estado entre la completa opacidad y la completa transparencia Se puede describir entonces como la opacidad parcial o el estado entre la transparencia completa y la opacidad completa y se define como el grado relativo en el cual los materiales previenen o permiten que el color del fondo afecte la apariencia de material. También se puede describir como la cantidad relativa de transmitancia de luz o reflectancia difusa de la superficie de un substrato. A diferencia de los materiales transparentes los cuales dejan pasar la luz con muy poca distorsión y permite ver con claridad los objetos situados detrás. Es uno de los varios factores que determinan las características ópticas del material y se refiere al paso parcial de la luz a través de una estructura, y es una propiedad importante en los materiales dentales restaurativos, ya que el diente natural permite el paso de la luz a través de sus tejidos, y además, en diferentes zonas de la boca e inclusive en un mismo diente.

Transparencia: Un material presenta transparencia cuando deja pasar fácilmente la luz. La transparencia es una propiedad óptica de la materia, que tiene diversos grados y propiedades. Se dice, en cambio, que un material es traslúcido cuando deja pasar la luz de manera que las formas se hacen irreconocibles, y que es opaco cuando no deja pasar apreciablemente la luz. Opacidad: La opacidad es una propiedad de los materiales que impide el paso de la luz, por lo que se caracteriza por absorber parte de la luz, y reflejar el resto. La opacidad en espectrofotometría, generalmente se define como la relación entre la reflectancia de una muestra, y se considera como el inverso de la transparencia Opalescencia: Este fenómeno puede ser observado en el tercio incisal y caras proximales de dientes anteriores, donde la estructura de esmalte se presenta en mayores espesores y de forma aislada, o sea, sin dentina de soporte. Estas áreas de alta translucidez se encuentran constituidas por partículas muy finas altamente mineralizadas y homogéneas en forma de cristales de hidroxiapatita, con una media de 0,16 µm de largo y 0,02 - 0,04 µm de grosor 17,27. Los dientes poseen diferentes grados de opalescencia de acuerdo con la distribución de los cristales y de la incidencia de la luz. Esta observación clínica es relevante, pues este fenómeno debe ser reproducido en las cerámicas, para esto los dientes de los pacientes deben ser observados en diferentes ángulos para evidenciar y determinar las áreas opalescentes 28. Durante la reconstrucción protética, la estratificación de la cerámica debe ser utilizada masas opalescentes a fin de que el fenómeno acontezca de una manera similar al diente natural. El efecto opalescente es obtenido en las cerámicas por la adición de cristales menores que la longitud de onda de la luz (0,4?m), en algunas masas bastante translúcidas, porque para que ocurra el fenómeno hay necesidad de que haya un completo paso de luz 29. Los cristales adicionados normalmente son el óxido de titanio, oxido de zirconio (zirconia) y óxido de estaño. Luminosidad Es el nombre dado, generalmente, a la emisión de luz por un material como consecuencia de su absorción de energía.

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Fluorescencia: Es la propiedad de algunas sustancias para emitir luz cuando son expuestas a radiaciones de alta energía como la ultravioleta. Estas radiaciones son absorbidas por las moléculas que componen el material, excitando los electrones, este exceso de energía es transformado y eliminado por las moléculas en forma de luz visible. Todo el proceso es muy corto con un tiempo inferior a 10-5 segundos 30. Los dientes naturales emiten una fuerte fluorescencia bajo la acción de una emisión de luz UV. Estas propiedades los hacen ser más blancos y más brillantes bajo la luz del día, dando al diente natural un aspecto más vivo. La emisión de luz se encuentra en la longitud de onda entre 440 - 455nm28. La fluorescencia es una característica inherente al diente y contribuye con la naturalidad y minimiza el efecto metamérico, permitiendo la apariencia vital del diente humano 17,30. Este fenómeno es una característica importante del punto de vista estético, porque está directamente relacionado a la respuesta de la luz cuando interactúa con los dientes naturales o la cerámica 31. Mismo así siendo parte de las características estéticas necesarias en un material y que dice relación a la calidad del material restaurador, no todas las cerámicas poseen estos componentes fluorescentes en su composición.

La fluorita es un ejemplo de mineral con propiedades de fluorescencia. -

Fosforescencia: La fosforescencia es la luminiscencia producida por un mineral durante un tiempo más o menos largo, después de que ha cesado la fuente de radiación excitadora. Ejemplo de minerales fosforescentes son la blenda y determinadas calcitas.

Metamerismo: Son estímulos cromáticos que tienen unos valores triestímulo idénticos bajo una determinada iluminación, pero que poseen distribuciones de energía espectral diferente, por lo que una gráfica de dos de estos colores se entrecruzarían quizá en tres o más puntos, por lo que dichos colores parecerán iguales bajo determinadas iluminaciones, pero no sucederá lo mismo bajo otras luces

Isomerismo: Propiedad por la cual ciertos compuestos químicos estando formados por los mismos elementos en las mismas proporciones tienen propiedades distintas por estos colocados los átomos en distintas posiciones de la molécula. Isometría. Los isómeros tienen la misma fórmula empírica y diferente formula desarrollada. El par simétrico se refiere a dos objetos que tienen la misma longitud de onda y tiene el mismo color bajo todas las fuentes lumínicas. Refracción: La refracción es la desviación que experimenta un rayo de luz a través de un mineral no opaco. Cuando un haz luminoso incide en una superficie cristalina con dos medios que poseen distintos índices de refracción, una parte del haz se refleja y la otra se propaga a través del segundo medio con una velocidad distinta, lo que da lugar a su desviación. La velocidad de propagación y el índice de refracción dependen de la longitud de onda, por tanto existe una desviación distinta según el color de la luz que se refracta, dando lugar a un fenómeno de dispersión. Cuando la luz pasa de un medio escasamente refringente (que apenas permite la refracción), a otro más refringente (que refracta con más facilidad) ocurre que parte de la luz es reflejada, mientras que el resto es refractado o absorbido. Si es al contrario, en que el primer medio es el más refringente, ocurre de manera similar pero hasta llegar a un punto (ángulo límite) a partir del cual, aunque aumente el ángulo de incidencia ya no hay refracción. Estos hechos vienen dados por las dos leyes de Snell Willebrord, geómetra holandés (1591-1626) que estableció una verdadera ley de refracción.

El espato de Islandia es un ejemplo de mineral con doble refracción, donde la propagación de un rayo luminoso varía con la dirección En los minerales amorfos (y los que cristalizan en el sistema cúbico) el índice de refracción es el mismo para todos ellos. Se dice que son isótropos, es decir, la luz se propaga a través de ellos con igual velocidad en todas las direcciones. En los minerales anisótropos (los que cristalizan en un sistema que no sea el cúbico), se da una doble refracción, es decir, el rayo luminoso que incide da lugar a dos rayos

refractados que salen formando un ángulo; en estos minerales la velocidad de propagación de la luz varía según la dirección, ejemplo de una variedad de calcita llamada espato de Islandia. Reflexión: Es el fenómeno por el cual un rayo de luz que incide sobre una superficie es reflejado. El ángulo con la normal a esa superficie que forman los rayos incidente y reflejado son iguales. Se produce también un fenómeno de absorción diferencial en la superficie, por el cual la energía y espectro del rayo reflejado no coinciden con la del incidente. Difracción: Es un fenómeno característico de las ondas consistente en el curvado y esparcido de las ondas cuando encuentran un obstáculo o al atravesar una rendija. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz y las ondas de radio. También sucede cuando un grupo de ondas de tamaño finito se propaga; por ejemplo, por causa de la difracción, un haz angosto de ondas de luz de un láser debe finalmente divergir en un rayo más amplio a una cierta distancia del emisor.

BIBLIOGRAFÍA COELHO BANDÉCA, Matheus. “Sistemas cerámicos puros parte 2: materiales, propiedades ópticas y consideraciones clínicas”. En: Acta Odontológica Venezolana L 2 (2012): 23-24 GIL BOSSY F. J. Caracterización microestructural y mecánica de alambres de ortodoncia Ni-Ti-Cu con superelasticidad. Revista Iberoamericana de Ortodoncia; 17(1): 9-18. Enero-junio. 1998 http://cinti.wordpress.com/tema-1-percibir-mirar-ver/ http://es.scribd.com/doc/50755369/4TO-INFORME-DE-FIQUI-difusividadtermica http://www.apoyo.usac.ws/termicas.pdf http://www.ciencia-ahora.cl/Revista17/14Luminiscencia.pdf http://www.compean.com/materiales/Leccion1.pdf http://www.esacademic.com/dic.nsf/es_mediclopedia/12359/isomerismo http://www.natureduca.com/geol_mineral_propied4.php http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion2.REFRACTARIOS.PROPIEDADES.T ermicas.pdf htttp://www.idap.com.mx/apuntes/.../ClasesMateriales(1).doc TRUJILLO, Carlos Alexander. Opacidad y translucidez de diferentes resinas de acuerdo a su tamaño de partícula y su aplicación clínica. Trabajo de Grado para optar po el Título de Rehabilitación Oral. Universidad Nacional de Colombia. Colombia, 2012.