Esmalte Dental: Estructura Microscópica y Tipos

Los dientes son esenciales para triturar y desgarrar la comida. Se encuentran en la cavidad bucal y están fijados a los maxilares superior e inferior (mandíbula), incluidos en los procesos alveolares mediante raíces.

El diente posee una zona no visible, la raíz, que se inserta en los alveolos de los huesos, y una parte que sobresale denominada corona.

Los incisivos, los caninos y los premolares, excepto el primer premolar del maxilar superior, tienen una sola raíz. Los molares tienen una raíz triple y a veces cuádruple.

Hay distintos tipos de dientes que se denominan según la forma y posición. En humanos adultos hay 2 incisivos mediales, 2 incisivos laterales, 2 caninos, 4 premolares y 6 molares, en cada maxilar. Cada uno de ellos está especializado, los incisivos para cortar, los molares para triturar.

Anatomía de los dientes humanos

Componentes del Diente

El diente está compuesto por:

  • Esmalte: Capa mineralizada que recubre externamente la corona.
  • Cemento: Capa de material similar al hueso que cubre la raíz del diente.
  • Dentina: Material calcificado que forma la mayor parte del interior del diente.
  • Pulpa: Tejido conectivo laxo muy vascularizado e inervado que ocupa la cavidad interna del diente.

A continuación, se describen con mayor detalle cada uno de estos componentes:

Esmalte

El esmalte es una capa mineralizada que recubre externamente la corona. Es la única estructura mineralizada que no deriva de tejido conjuntivo sino que lo hace de un epitelio. Se considera como parte más dura del organismo ya que está formada en un 99 % por fosfato de calcio en forma de cristales de hidroxiapatita. Su grosor es mayor en las zonas expuestas encargadas de la trituración, pudiendo llegar hasta 2,5 mm en humanos.

No puede ser reparado puesto que sólo se forma una vez y ya no se renueva.

Cemento

El cemento es una capa de material muy similar al hueso que cubre la raíz del diente, pero a diferencia del hueso carece de vasos sanguíneos. Es la capa responsable de fijar el diente a la pared alveolar ósea gracias a la emisión de fibras de colágeno que actúan a modo de anclajes.

Estas fibras colágenas, conocidas como fibras de Sharpey, presentan una dirección oblicua desde su punto de anclaje en el cemento hasta su unión con el hueso.

Dentina

La dentina es el material calcificado que forma la mayor parte del interior del diente. Se dispone bajo el esmalte y bajo el cemento. Contiene un 80 % de cristales de hidroxiapatita, menos que el esmalte, pero más que el cemento y el hueso.

La dentina deja una cavidad interna en el diente ocupada por tejido conectivo, denominado pulpa o cavidad pulpar. La dentina no posee células y su formación se debe a los odontoblastos, los cuales forman una sola capa de células cilíndricas altas dispuestas en el límite entre la dentina y la pulpa.

Las estrías que se observan en secciones de diente, y que aparecen en la dentina, se deben a oleadas de secreción por parte de los odontoblastos de material que forma la dentina.

Cuando se observa a mayores aumentos, la dentina muestra una gran cantidad de canalículos dispuestos de manera radial que son los restos de los huecos que crearon las prolongaciones de los odontoblastos durante la liberación de material para formar la dentina.

Pulpa

La pulpa o cavidad pulpar está delimitada por la dentina y la forma un tejido conectivo laxo muy vascularizado e inervado por numerosos nervios. Tanto vasos sanguíneos como nervios entran al hueso por una abertura en los ápices de las raíces denominada orificio radicular.

Prismas del Esmalte

Los prismas del esmalte son microestructuras minerales que conforman la capa externa de nuestros dientes. Cada prisma del esmalte consiste en cristales de hidroxiapatita dispuestos en una configuración cilíndrica.

Los prismas del esmalte proporcionan resistencia y dureza al esmalte dental, ayudando a proteger el diente contra el desgaste y las fuerzas de compresión durante la masticación.

Organización en forma de columnas: los prismas del esmalte están dispuestos en forma de columnas o túbulos que se extienden desde la superficie externa del diente hasta la unión amelodentinaria.

Tamaño y disposición: los prismas varían en tamaño y pueden exhibir diferentes orientaciones en diferentes secciones del diente.

Mineralización y organización de cristales: la mineralización del esmalte comienza cuando los cristales de hidroxiapatita comienzan a formarse y a depositarse en la matriz secretada por los ameloblastos.

Crecimiento y maduración: a medida que los ameloblastos continúan secretando material, los prismas del esmalte se alargan y se llenan con más cristales de hidroxiapatita.

La organización ordenada de los prismas influye en la manera en que la luz atraviesa el esmalte. Los prismas permiten al esmalte adaptarse a las tensiones mecánicas.

En casos donde los túbulos de los prismas quedan expuestos debido a factores como el desgaste del esmalte, pueden contribuir a la sensibilidad dental.

Patologías Relacionadas con los Prismas del Esmalte

  • Enfermedad de Turner: esta afección puede causar hipoplasia del esmalte, donde hay una cantidad insuficiente de esmalte.
  • Amelogénesis imperfecta: es un trastorno genético que afecta la formación del esmalte.
  • Exposición de los túbulos: el desgaste del esmalte o ciertas condiciones pueden exponer los túbulos de los prismas, permitiendo la comunicación directa con la dentina.

Diversos factores genéticos y ambientales durante la formación del esmalte pueden afectar la correcta formación y organización de los prismas.

Estas variaciones y patologías pueden afectar la formación y la integridad de los prismas del esmalte, lo que resulta en problemas de sensibilidad, fragilidad estructural o irregularidades en la capa de esmalte dental, lo que a su vez puede aumentar el riesgo de caries, fracturas dentales o sensibilidad dental.

Amelogénesis Imperfecta

Microscopía Electrónica y Aplicaciones Dentales

Las aplicaciones dentales con microscopía electrónica SEM de barrido es conocida por ser una herramienta versátil. La microscopía óptica no sólo se utiliza en las prácticas cotidianas en clínicas dentales, sino que, debido a la información sobre la superficie que ofrecen los SEM, se utiliza en una gran variedad de investigaciones.

Un buen estudio, publicado por Colombo, muestra cómo la erosión, debido al consumo de refrescos, se puede ver afectada por las pastas de dientes. Las muestras después del tratamiento que eran las más cercanas al estado original / sano del esmalte fueron muestras tratadas con pasta dental con zinc-hidroxiapatita.

El impacto del uso del láser en el tratamiento de canal de raíz fue el foco de otro estudio (Shahriari). En este experimento, el SEM se usó para identificar residuos orgánicos/inorgánicos y frotis de capas en las paredes del conducto radicular después de la preparación endodóntica. Esto permitió obtener imágenes de los túbulos dentinales.

La microscopía electrónica de barrido no sólo se utiliza para obtener imágenes de las superficies de los dientes o las interacciones entre los dientes, sino que también tiene aplicaciones en el desgaste dental.

Tupinambá proporcionó una idea de las películas de polímero utilizadas para los brackets metálicos convencionales y autoligantes. Se usaron electrones retrodispersados (EEB) para observar las áreas de las ranuras y las alas.

Un microscopio electrónico de barrido es una herramienta extremadamente poderosa para producir imágenes de alta calidad de estructuras de superficie.

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Adhesión al Esmalte Dental

El principio de la adhesión en el esmalte dental se basa en el grabado ácido superficial del esmalte dental mediante un componente ácido del sistema adhesivo utilizado.

El grabado ácido provoca distintos grados de disolución de zonas de los prismas del esmalte y del esmalte interprismático y se forma un denominado patrón de grabado ácido del esmalte. El patrón de grabado ácido del esmalte consta de microporosidades muy pequeñas e innumerables zonas retentivas, reproducidas en la figura 2 mediante una imagen por microscopio electrónico de barrido.

El patrón de grabado ácido del esmalte, con sus microporosidades y zonas retentivas, posibilita posteriormente una imbricación íntima con los materiales de resina. Para referirnos a esta imbricación íntima hablamos de una unión adhesiva «retentiva».

Nueva Técnica de Grabado Ácido

Considerando lo anterior, se desarrolló una nueva técnica de grabado ácido que considera estas diferencias en las piezas dentarias para ser utilizada de manera universal, creando un método de grabado en 2 tiempos operatorios.

El presente estudio propone el grabado ácido en 2 tiempos operatorios, en donde tras exponer el esmalte a la reacción con ácido ortofosfórico durante 10 segundos, es lavado para ser expuesto a un ácido nuevo, durante otros 10 segundos evitando así la autolimitación de la acción del ácido y la decantación de sales que pueden obliterar la superficie adamantina, alterando el grabado generado inicialmente. Al grabar por segunda vez se actúa sobre una superficie preacondicionada, lo que permitiría un mejor patrón de grabado.

Microscopía Electrónica de Barrido del Esmalte Dental

Propiedades Mecánicas de la Dentina

Puesto que la dentina es el mayor constituyente de la estructura dental, su microestructura y sus propiedades son los principales determinantes en casi todos los procedimientos de Odontología restauradora. Es importante conocer las propiedades mecánicas de la dentina para entender cómo se distribuyen y absorben las fuerzas originadas durante la masticación y para predecir alteraciones que puedan sufrir debido a los procedimientos restauradores, la edad y la patología.

Las propiedades de la dentina dependen básicamente de su estructura y composición. Químicamente la dentina está compuesta alrededor de un 50% de su volumen de contenido mineral (cristales de hidroxiapatita ricos en carbonatos y pobres en calcio), de un 30% de su volumen de matriz orgánica, en su mayor parte colágena tipo 1,y el 20% es fluido, similar al plasma sanguíneo, pero peor definido.

Su microestructura está dominada por la presencia de túbulos dentinarios. Los túbulos están rodeados por una región peritubular hipermineralizada, y que a su vez se haya embebida en una matriz intertubular formada principalmente por colágeno tipo I que engloba, configurando un entramado, cristales de hidroxiapatita y fluido dentinario.

Esta organización determina un comportamiento anisotrópico de la dentina, es decir, las propiedades del substrato difieren según la dirección considerada.

Resistencia de la Dentina

La resistencia de la dentina tiene gran importancia para entender las características de los fallos adhesivos a la dentina. La resistencia de la dentina depende de la orientación tubular y es mayor cuando la carga se aplica perpendicular al eje axial de los túbulos.

Dentina Intertubular y Peritubular

Dureza de la Dentina

La dureza puede definirse como la resistencia de un material a la deformación permanente y se relaciona con otras propiedades como la generación de estrés y el módulo de Young. La mayoría de las mediciones de dureza en la dentina se realizan mediante las técnicas de microindentación Knoop y Vickers. Son técnicas rápidas de realizar y no destructivas.

Módulo de Elasticidad

El módulo de elasticidad o de Young puede definirse como el cociente entre la tensión aplicada a un material y la deformación elástica producida (es decir, que pueda recuperarse tras el cese de la carga). La dentina mineralizada es relativamente rígida (1020 GPa). La elasticidad propia de la dentina tiene gran importancia funcional, ya que permite compensar la rigidez del esmalte, amortiguando los impactos masticatorios.

Tras infiltrar la dentina desmineralizada con resina, el módulo de este nuevo compuesto supera el de la resina aunque sigue siento muy inferior al de la dentina intacta.


Componente Porcentaje
Mineral (Hidroxiapatita) 70%
Matriz Orgánica (Colágeno) 20%
Agua 10%

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