Biomecanica de Tejidos Dentales

BIOMECANICA DE TEJIDOS DENTALES
 Ciencia que estudia las fuerzas y aceleraciones que actúa sobre los tejidos dentales
El diente y tejidos de soporte
- Formas especializadas de tejido

- Adaptadas al proceso masticatorio
- Proporcionan soporte estabilidad y forma
- Soportar fuerzas y cargas oclusales
Los elementos estructurales de estos tejidos de soporte y diente son:
Matriz orgánica
1. Agua
2. Proteínas: amelogenina, ameloblastina, fosforina dentinaria, COLAGENO I IV III
NO COLAGENAS; proteoglicanos
3. Fibras
Matriz inorgánica
1. Cristales de hidroxia patita

- Iones de Ca y P
Propiedades físicas del diente
Propiedades mecánicas
 Resistencia:
- Tensil
- Compresiva
- Corte
 Elasticidad:
- Modulo elástico
- Resiliencia
 Dureza:
- Brinell
- Vickers
- Knoop
- Rockwell
- Shore A
Las propiedades mecánicas del tejido están relacionadas con la FORMA, TAMAÑO y
ESTRUCTURA CRISTALINA INTERNA del tipo de tejido. Determinan el comportamiento mecánico
I. FUERZA: Acción de un cuerpo sobre otro para producir una reacción, por contacto
directo o a distancia.
1. Gravitacionales
2. Magnéticas
3. Eléctricas
4. Mecánicas
Se espera que al aplicar una fuerza la reacción sea de deformación o de movimiento
II. ESFUERZO: Fuerza aplicada sobre un área determinada
Tipo de fuerzas (cargas)
 Tracción o tensión………………… Alargar

 Compresión…………………………. Acortar
 Tangencial o de corte o cizalla... Desplazar dos segmentos o deslizar (MAS
NOCIVAS)
III. DEFORMACION: Variación dimensional por unidad de longitud y puede ser:
1. Elástica………. Reversible
2. Plástica………. Irreversible
Curva de tensión deformación: Como es el comportamiento de un cuerpo cuando

se aplica una fuerza.
La parte de deformación proporcional de la curva se le conoce como fase de

deformación elástica.
El limite donde se sobrepasa la fase elástica e inicia la deformación plástica se le

conoce limite proporcional.
 La energía acumulada durante la deformación elástica se le conoce como RESILIENCIA.
La resistencia ultima o final a fractura es el punto máximo de la deformación

plástica.
 La energía acumulada durante la deformación elástica y plástica se le conoce como

TENACIDAD.
Para medir el módulo elástico se mide la pendiente hasta el límite proporcional
- Modulo elástico alto…. Rígido

- Modulo elástico bajo…. Elástico
IV. DUREZA: Resistencia a la indentación permanente de la superficie.
- Pruebas de micro y nano dureza

- A mayor área de indentación menor dureza del material
Pruebas de resistencia
- Resistencia a la fractura: Tracción o tensión

Compresión
Tangencial o de corte o cizalla
- Resistencia al desgaste: Fricción o ácidos
 Esmalte
- Origen ectodérmico
- Altamente mineralizado
- 95% material inorgánico: cristales de hidroxiapatita, fluorapatita, carbonatoapatita
- 5% material orgánico: amelina, amelogenina, tuftelina, agua
Estructura:
- Varillas, prismas o bastoncillos del esmalte:
o Se ubican desde la UAD hacia la superficie del esmalte
Estructura de las varillas:
 Forma ondulante
 Determinada por la secreción de los ameloblastos
 Perfiles:
Cilíndricos
Pentagonales
Rectangulares
Categorías del corte transversal
Patrón 1: varillas circulares y organizados en hileras horizontales con

respecto al eje apicocervical axial del diente.
Patrón 2: varillas en forma de arco, verticales al eje axial del diente.
Patrón 3: varillas en forma de arco, en la misma disposición horizontal

que las del patrón 1.
Estructura de las varillas
Cristalitos alargados: disposición paralela de unos con otros y su eje axial

paralelo al de la varilla del esmalte ----> Forma de haz ----> Conformado
por subunidades ----> Células unitarias: están compuestas por dos
unidades de D5T3M
D: Catión divalente…. Ca++

T: Anión compuesto tetraédrico trivalente…. PO4-3
M: Anión monovalente…. OH-/F-
Célula unitaria = Ca10(PO4)6(OH)2
Reacción de sustitución
En los cristales de hidroxiapatita se cambia el anión monovalente OH- por

iones fluoruro formando cristales de fluorapatita, que mejora las
propiedades físicas y químicas.
Morfología de la estructura del esmalte
1. El diámetro de las primas permanece constante

2. El volumen aumenta por la orientación oblicua de la varilla
Diámetro efectivo de las varillas del esmalte
* Cerca de la UAD recta…. menor espesor del esmalte
* Superficie oblicua…. mayor espesor del esmalte
3. Aumento de diámetro efectivo de las varillas en la superficie
Bandas de Hunter-Schreger
Camino de agrupamiento ordenado ondulante de las varillas del esmalte,

generadas por el cambio de dirección
Laminas o discos horizontales
Estrías de Retzius
Incrementos en la producción de la matriz, ocurridos cada 5 a 20 días
Cursan oblicuamente hacia la superficie
Existe una interdependencia entre el espesor del esmalte y la orientación

de las varillas
Esmalte delgado… varillas rectas
Esmalte con mayor espesor… varillas oblicuas

Existe una interrelación entre la orientación de las varillas y la dureza del
esmalte
La dureza del esmalte tiene un comportamiento anisotrópico
V. ANISOTROPICO: siendo el mismo tejido su comportamiento es diferente dependiendo

la fuerza, la dirección de la fuerza y la región en la que se aplique. (ESMALTE)
* Mayor dureza cerca de la superficie y va disminuyendo hacia la UAD, en el esmalte
La nano dureza se mide con puntas indentadoras de menor diámetro, muestras mas pequeñas y
mayor especificidad en el sitio de indentación. (se mide en GPa)
La superficie intacta del esmalte (capa aprismática del esmalte) es más dura que el esmalte
subyacente:
- Importancia:
Relación de fuerzas masticatorias
Prever uso de materiales restauradores: decorticado
Factores que influyen en el desgaste del esmalte
1. Estructura y dureza del esmalte

2. Área de la faceta
3. Duración del contacto
4. Velocidad de aplicación de las fuerzas opuestas
5. Temperatura y pH: en un pH acido se aumenta el desgaste
6. Carga
7. Lubricante: aumenta el desgaste sin lubricar al aumentar la carga
Resistencia tensional del esmalte (resistente)
- Poca deformación elástica y plástica

- Frágil a la tracción
Resistencia al corte del esmalte (no muy resistente)
- Es la máxima tensión que puede soportar el esmalte antes de romperse ante una fuerza
tangencial
- Puede generar un deslizamiento de una parte del cuerpo hacia otro
Modulo elástico del esmalte
- A menor deformación del esmalte por tensión, mayor su modulo elástico

- Mayor rigidez cuando la carga se hace paralela a la orientación de los cristales
- Menor rigidez cuando la carga se hace perpendicular a la orientación de los cristales
¨ Modelo de elementos finitos es una técnica de modelamiento matemático y computarizado

que bi y tri-dimensional ¨

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BIOMECANICA DE TEJIDOS DENTALES

El diente y tejidos de soporte

- Formas especializadas de tejido

Los elementos estructurales de estos tejidos de soporte y diente son:

1. Cristales de hidroxia patita

Propiedades físicas del diente

Se espera que al aplicar una fuerza la reacción sea de deformación o de movimiento

II. ESFUERZO: Fuerza aplicada sobre un área determinada

Tipo de fuerzas (cargas)

 Tracción o tensión………………… Alargar

III. DEFORMACION: Variación dimensional por unidad de longitud y puede ser:

Curva de tensión deformación: Como es el comportamiento de un cuerpo cuando

La parte de deformación proporcional de la curva se le conoce como fase de

El limite donde se sobrepasa la fase elástica e inicia la deformación plástica se le

 La energía acumulada durante la deformación elástica se le conoce como RESILIENCIA.

La resistencia ultima o final a fractura es el punto máximo de la deformación

 La energía acumulada durante la deformación elástica y plástica se le conoce como

Para medir el módulo elástico se mide la pendiente hasta el límite proporcional

- Modulo elástico alto…. Rígido

- Pruebas de micro y nano dureza

- Resistencia a la fractura: Tracción o tensión

- Resistencia al desgaste: Fricción o ácidos

- Varillas, prismas o bastoncillos del esmalte:

o Se ubican desde la UAD hacia la superficie del esmalte

Estructura de las varillas:

Categorías del corte transversal

Patrón 1: varillas circulares y organizados en hileras horizontales con

Patrón 2: varillas en forma de arco, verticales al eje axial del diente.

Patrón 3: varillas en forma de arco, en la misma disposición horizontal

Cristalitos alargados: disposición paralela de unos con otros y su eje axial

D: Catión divalente…. Ca++

Célula unitaria = Ca10(PO4)6(OH)2

En los cristales de hidroxiapatita se cambia el anión monovalente OH- por

Morfología de la estructura del esmalte

1. El diámetro de las primas permanece constante

Camino de agrupamiento ordenado ondulante de las varillas del esmalte,

Laminas o discos horizontales

Incrementos en la producción de la matriz, ocurridos cada 5 a 20 días

Cursan oblicuamente hacia la superficie

Existe una interdependencia entre el espesor del esmalte y la orientación

Esmalte delgado… varillas rectas

Esmalte con mayor espesor… varillas oblicuas

La dureza del esmalte tiene un comportamiento anisotrópico

V. ANISOTROPICO: siendo el mismo tejido su comportamiento es diferente dependiendo

* Mayor dureza cerca de la superficie y va disminuyendo hacia la UAD, en el esmalte

Factores que influyen en el desgaste del esmalte

1. Estructura y dureza del esmalte

Resistencia tensional del esmalte (resistente)

- Poca deformación elástica y plástica

Resistencia al corte del esmalte (no muy resistente)

Modulo elástico del esmalte

- A menor deformación del esmalte por tensión, mayor su modulo elástico

¨ Modelo de elementos finitos es una técnica de modelamiento matemático y computarizado

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