ES2235460T3 - Nuevo preimpregnado. - Google Patents
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Abstract
Preimpregnado conformable que comprende fibras y una matriz polimérica, caracterizado porque la matriz polimérica es una matriz multifase que comprende: - una primera componente matricial constituida por un monómero o un dendrímero, y - una segunda componente matricial constituida por moléculas orgánicas de alto peso molecular, formando dicha segunda componente matricial una membrana adherente del preimpregnado con una red polimérica interpenetrante (IPN) que está aglutinada con la primera componente matricial.
Description
Nuevo preimpregnado.
La presente invención se refiere a una nuevo
compuesto denominado preimpregnado, un procedimiento para la
preparación de dicho preimpregnado así como a un procedimiento para
envasar dicho preimpregnado. La invención se refiere asimismo a un
compuesto reforzado con fibra basado en el uso de dicho
preimpregnado y al uso de dicho compuesto con refuerzo de
fibra.
Numerosas mercancías de uso diario y mercancías
especiales tales como dispositivos médicos y dentales, realizados a
partir de polímeros, son propensos a su fractura debido a las
condiciones mecánicas del cuerpo humano o de empleo. En odontología,
está bien documentado que las dentaduras postizas pueden
fracturarse después de que la dentadura se haya usado durante
algunos años (1-3). En ortopedia, los cementos óseos
han resultado ser un enlace débil entre, por ejemplo, el implante de
articulaciones y el hueso (4, 5). Durante las últimas décadas, los
materiales de compuesto reforzado con fibra (FRC), en lugar de
polímeros no reforzados, han sido probados como materiales más
adecuados para las aplicaciones médicas y dentarias. Se realizaron
tentativas para desarrollar un material compuesto de fibras de
polímeros que satisface las exigencias biológicas y necesidades de
la odontología clínica y la cirugía ortopédica para dicho material
compuesto con refuerzo de fibra. Recientemente, una invención de
material de fibra preimpregnada de polímeros (prepreg) fue
introducido para algunas aplicaciones médicas y dentarias (6).
Dicho preimpregnado hizo posible utilizar materiales compuestos de
fibras junto con resinas acrílicas multifase, que presentan una
viscosidad relativamente alta antes de la polimerización. El
polímero acrílico multifase está constituido por partículas de
polvo prepolimerizadas, tales como polimetacrilato de metilo (PMMA)
y monómero líquido, tal como metil metacrilato (MMA) y etilenglicol
dimetacrilato (EGDMA) (7). Las resinas acrílicas multifase se
utilizaron en dispositivos dentales y en cementos óseos ortopédicos
(7, 5). El uso de dicho preimpregnado resultó en un compuesto de
fibras impregnadas con buenas propiedades mecánicas. Desde entonces,
los estudios clínicos han demostrado que el uso de dicho
preimpregnado de polímeros elimina las fracturas recurrentes de
dentaduras postizas de resina acrílica (8).
Aunque el preimpregnado anterior ha resuelto el
problema reforzando las resinas acrílicas multifase de dentaduras
postizas con fibras, dicho preimpregnado no ha resuelto algunos
otros problemas relativos al uso de materiales compuestos reforzados
con fibras en odontología. En numerosas aplicaciones dentarias, los
polímeros se obtienen a partir de sistemas de líquidos monoméricos
solamente, en lugar de mezclas de polvo-líquido
según se describió anteriormente. Estos sistemas suelen obtenerse a
partir de resinas de dimetacrilato, tales como BISGMA y
trietilenglicoldimetacrilato (TEGDMA) y polimerizadas por
activación de un iniciador mediante radiación de luz visible (9). La
viscosidad de dichos sistemas monoméricos fue regulada cambiando la
relación de monómeros y esto resultó en un sistema monomérico que
podría utilizarse en la preimpregnación de fibras con monómeros.
Dichos productos (Vectris, Vivadent/Ivoclar, Liechtenstein;
FibreKor, Jeneric/Pentron, Estados Unidos) están en el mercado.
Debido a la manipulación bastante difícil de las fibras
preimpregnadas de monómeros de dimetacrilato, fueron necesarios
numerosos equipos para utilizar estos productos en el laboratorio
dental. El principal problema, a este respecto, que aparecía con
dicho procedimiento de preimpregnación de monómeros era que las
fibras se deshilachaban en zonas indeseadas en la dentición cuando
los preimpregnados se colocaron sobre los dientes. Además, el
procesamiento de las fibras preimpregnadas con monómeros, con
técnica laminadora a mano, sensibiliza al personal dental en cuanto
a la alergia por monómeros.
Otro gran inconveniente que aparecía al utilizar
dichos sistemas de fibras preimpregnados de monómeros en los puentes
dentales era que se necesitaba un tipo convencional de preparación
del diente. Esto significa que una gran cantidad de esmalte dental
y dentina era eliminado para dejar espacio para el material
restaurador. Esta clase de odontología restauradora se podía
denominar como "odontología prostética invasiva" y una
complicación de esta clase de tratamiento era la hipersensibilidad
del diente o necrosis del tejido de la pulpa dentaria. La necesidad
de preparación del diente era menor con los denominados "puentes
ligados por resina" o "puentes Maryland", que estaban
realizados en aleación de metal fundido y empastada el diente con
cementos de resinas (10, 11). Un inconveniente de esta clase de
restauración era la desunión recurrente de la restauración y el
precio relativamente alto de la restauración debido a una técnica de
laboratorio complicada (10, 11).
Los compuestos de carbono/grafito y fibra de
vidrio-epoxi se desarrollaron para uso en postes de
canal de raíz (12, 13). Los postes de canal de raíz se obtuvieron a
partir de aleaciones de metal fundido individualmente o a partir de
tornillos para metales. Los postes de canal de raíz de
fibra-epoxi podrían tener posibilidades para
sustituir a materiales tradicionalmente usados. Sin embargo, se
informó acerca de un inconveniente de los postes de compuestos de
fibra-epoxi en la aplicación dental. Este
inconveniente es una adhesión inadecuada entre el cemento de
empastado de la resina y los postes de compuesto de
fibra-epoxi, lo que da lugar al aflojamiento del
poste después de algún periodo de tiempo (14). Esto era debido a la
estructura polimérica de termoendurecible con numerosos enlaces
cruzados de la epoxia que no permitía la formación del enlace de la
red polimérica interpenetrante (IPN) o el enlace de polimerización
radical (15).
En resumen, los problemas que se relacionan con
los procedimientos de esta técnica, en la práctica, son:
1) los preimpregnados, obtenidos a partir de
sistemas monoméricos, eran difíciles de manipular por los dentistas
y técnicos dentales porque el monómero de preimpregnación no
aglomeraba suficientemente las fibras juntas.
2) La manipulación de preimpregnados de monómeros
sensibiliza al personal dental a los monómeros por el contacto de la
piel con el preimpregnado.
3) El tratamiento con fuentes dentales
convencionales necesitaba una preparación del diente y se puede
definir como "Odontología protésica invasiva".
4) Utilizando menos técnicas prostodónticas
invasivas, tales como puentes ligados por resina, el
desprendimiento recurrente del cemento de implante desde la
estructura metálica del puente constituía un problema.
5) Al utilizar postes de endodoncia de compuestos
de fibra-epoxi actualmente disponibles, el
aflojamiento del poste desde el canal de la raíz constituía un
problema.
Además, un problema sin resolver con todos los
polímeros utilizados en odontología era la contracción por
polimerización de la resina (9). Esto lleva a restauraciones y
dentaduras de ajuste deficiente y causaba una pérdida marginal de la
restauración.
El uso de preimpregnados de hilos de fibra
encapsulado semisólido fue descrito en la patente US nº 4.264.655
(16). En ese preimpregnado, las fibras eran preimpregnadas con
resina termoendurecible y de termocurado y a continuación, cubiertas
con una membrana de resina termoplástica. Fue subrayado el hecho de
que la membrana termoplástica permanecía siendo una parte distinta
de la resina termoinducible y no se obtenía ningún enlace o
deseado, entre las fases poliméricas. Además, la membrana
termoplástica era tal que eliminaba la adhesión entre hilos de los
preimpregnados.
Otra patente US nº (5.597.631) (17) describía un
preimpregnado que tenía una cobertura de película termoplástica. La
finalidad de la cobertura de la película era aumentar la
resistencia mecánica del compuesto reforzado con fibras obtenido a
partir del preimpregnado por medio de la alta resistencia mecánica y
el alto módulo del polímero usado en la cobertura de la película.
Sin embargo, esta película, aunque estaba ligada a la parte rica en
fibras del preimpregnado termoplástico, la película no era capaz de
causar la adhesión interhilos de los preimpregnados porque el
preimpregnado era de tipo termoplástico, que es una propiedad
deseada para el preimpregnado utilizado en odontología.
Numerosas mercancías de uso diario y diferentes
equipos deberán satisfacer los requisitos impuestos por la
odontología clínica y la tecnología dental sobre un preimpregnado
obtenido a partir de fibras y sistemas monoméricos útiles en
odontología. Los principales requisitos son los siguientes:
1) La composición de una fase resinosa no
polimerizada (es decir, no curada) del preimpregnado debe ser tan
cohesiva que la fase resinosa mantenga suficientemente la forma del
preimpregnado, aunque esté en forma no polimerizada.
2) El preimpregnado debe ser suficientemente
plástico a la temperatura del recinto y del cuerpo
3) el preimpregnado debe estar completamente
impregnado con el material resinoso
4) el preimpregnado debe estar polimerizado, por
ejemplo, mediante autopolimerización, termopolimerización,
polimerización por microondas o mediante fotopolimerización
5) el material compuesto obtenido a partir del
preimpregnado debe adherirse con firmeza a los materiales resinosos
utilizados en odontología y medicina (por ejemplo, cementos de
ortodoncia resinosos de BISGMA y TEGDMA)
6) la contracción por polimerización del
compuesto debe ser lo más baja posible
7) presionando los preimpregnados juntos antes de
la polimerización deben adherirse suficientemente juntos (adhesión
interhilos) y
8) el envasado del preimpregnado debe permitir el
conformado y polimerización del preimpregnado y evitar el contacto
de los monómeros con la piel de las manos del personal dental.
Un objetivo de la invención es un preimpregnado
que satisfaga los requisitos 1) a 8) indicados anteriormente.
Otro objetivo de la invención es el empleo de
dicho preimpregnado en la fabricación de compuestos reforzados con
fibras. Dichos compuestos son adecuados para su empleo en cualquier
campo técnico, en particular en el campo médico o dental.
Por consiguiente según un aspecto, la invención
se refiere a un preimpregnado conformable que comprende fibras y una
matriz polimérica, caracterizado porque la matriz polimérica es una
matriz multifase que comprende
- una primera componente matricial que consiste
en un monómero o un dendrímero, y
- una segunda componente matricial que consiste
en moléculas orgánicas de alto peso molecular, formando dicha
segunda componente matricial una membrana adherente de preimpregnado
con un enlace de red polimérica interpenetrante (IPN) a la primera
componente matricial.
Según un segundo aspecto, la invención se refiere
a un procedimiento para la preparación del preimpregnado, en el que
las fibras se humedecen en un monómero o un dendrímero y en el que
el producto así obtenido es opcionalmente humedecido en una
solución de moléculas orgánicas de alto peso molecular.
Según un tercer aspecto, la invención se refiere
a un envase del preimpregnado, caracterizado porque comprende el
preimpregnado rodeado con un fondo de hoja metálica y una o dos
capas, de cubierta laminar plástica, siendo la lámina más próxima,
al preimpregnado una lámina traslucida clara y siendo la lámina más
exterior una lámina traslucida, tratada de modo que no deje pasar
esencialmente la luz para el curado.
Según otros aspectos, la invención se refiere a
un compuesto basado en dicho preimpregnado así como a los usos de
dicho compuesto.
Las Figuras 1A y 1B ilustran dos preimpregnados
diferentes según esta invención,
La Figura 2 ilustra un envase del
preimpregnado,
La Figura 3 ilustra un puente ligado con resina
basado en el uso del preimpregnado y
La Figura 4 ilustra un accesorio de precisión
basado en el uso del preimpregnado.
La Figura 1A ilustra un preimpregnado según la
invención, en el que el preimpregnado está constituido por fibras,
una primera componente matricial y una segunda componente
matricial. Según una realización preferida, el preimpregnado
comprende, además, una tercera componente matricial (véase Figura
1B) que consiste en moléculas orgánicas de alto peso molecular, por
ejemplo, de termoplásticos, estando dicha tercera componente
matricial distribuida entre las fibras.
La primera componente matricial y la tercera
componente matricial forman un gel. El preimpregnado contiene
preferentemente ingredientes necesarios para iniciar la
polimerización en un punto deseado del tiempo. Todos los
ingredientes necesarios pueden incluirse, excepto el caso en que el
procedimiento de curado esté basado en la autopolimerización. En
este caso, la adición de por lo menos uno de los ingredientes
necesarios debe aplazarse hasta que se desee la polimerización
(curado).
Según otra realización preferida, el
preimpregnado contiene aditivos tales como materiales de relleno
inertes o bioactivos, pigmentos de color o materiales
terapéuticos.
Aunque la membrana que cubre las fibras se puede
obtener simplemente por polimerización del monómero sobre la capa
superficial del preimpregnado, resulta preferible crear la membrana
sumergiendo la preforma en una solución separada de un
polímero.
Un procedimiento preferible para la preparación
del preimpregnado, según esta invención, comprende las etapas
siguientes: a) impregnar las fibras con un líquido que contenga
moléculas orgánicas de alto peso molecular, tales como moléculas de
PMMA con un peso molecular de 190 000 a 900 000 o
epsilon-caprolactona/PLA o epsilon caprolactona, D-
y L-lactida, moléculas PLA o PGA u otras moléculas
poliméricas biocompatibles termoplásticas que tengan un peso
molecular en el margen de 5000 a 400000 en un disolvente orgánico
de rápida evaporación, tal como tetrahidrofurano (THF), acetona o
compuesto similar; conteniendo opcionalmente dicho líquido aditivos
tales como diferentes rellenos inertes o bioactivos que contengan
elementos tales como Si, Ca, P, Ba, Mg, K, Ti, F, óxidos u otros
compuestos de dichos elementos, pigmentos de color, cerámica
inerte, hidroxi -apatita (HA) u otros fosfatos de calcio,
Al_{2}O_{3}, ZrO_{2}, xerogeles, vidrios bioactivos o
moléculas funcionalmente bioactivas o terapéuticamente activas,
antígenos, antibióticos, desinfectantes, materiales radiopacos,
ácidos orgánicos tales como ácidos maleicos, ácido poliacrílico o
similares; y b) evaporar el disolvente que resulta en una masa
polimérica muy porosa entre las fibras, c) humedecer la preforma
obtenida en la etapa b) en un sistema monomérico, tal como un
sistema BISGMA-TEGDMA, o en un enlazador cruzado
multifuncional (denominado dendrímero), conteniendo opcionalmente
dicho sistema los compuestos químicos necesarios para la posterior
polimerización de los monómeros o dendrímeros, donde dichos
monómeros o dendrímeros al menos disuelven parcialmente la masa
termoplástica muy porosa existente entre las fibras.
d) realizar una extrusión por estirado de la
preforma obtenida en la etapa c) a través de una mezcla de un
disolvente y moléculas orgánicas de alto peso molecular para poder
crear una membrana polimérica de IPN bien aglomerada para cubierta
de las fibras del preimpregnado,
e) cubrir, de forma opcional, la membrana con
pequeñas partículas de polímero, rellenos inertes o bioactivos que
contengan elementos tales como Si, Ca, P, Ba, Mg, K, Ti, F, óxidos
u otros compuestos de dichos elementos, pigmentos de color, cerámica
inerte, hidroxi -apatita (HA) u otros fosfatos de calcio,
Al_{2}O_{3}, ZrO_{2}, xerogeles, vidrios bioactivos o
moléculas funcionalmente bioactivas o terapéuticamente activas,
antígenos, antibióticos, desinfectantes, materiales radiopacos
y
f) empaquetar opcionalmente el preimpregnado en
un envase que contenga un fondo de hoja metálica y opcionalmente,
dos capas de cubierta laminar polimérica; siendo la más próxima al
preimpregnado una lámina traslúcida clara y siendo la lámina más
exterior una lámina traslúcida capaz de evitar la iniciación de la
polimerización por la luz mediante luz visible en el caso de
preimpregnado polimerizable por la luz.
El preimpregnado así obtenido contiene un gel de
polimérico-monómero que aglutina las fibras juntas
con firmeza suficiente y una membrana termoplástica polimérica
delgada de alto peso molecular, que cubre y protege las fibras del
preimpregnado. Las moléculas de alto peso molecular se comportaron
como rellenos en la matriz monomérica, disminuyendo así la cantidad
requerida de monómeros polimerizables. La cantidad disminuida de
monómeros disminuye, a su vez, la contracción por polimerización de
la resina. Además, la membrana termoplástica ligeramente adherente
permite que los preimpregnados tengan adhesión interhilos antes de
la polimerización.
El preimpregnado se puede fabricar en la forma
deseada a partir de fibras unidireccionales continuas, una urdimbre
de fibras, una esterilla de fibras, filamentos de fibras o
cualquier otra forma de fibras o partículas de relleno de implante.
Se puede utilizar también mezclas de las diversas formas de
fibras.
Fibras adecuadas para el uso en esta invención
son tanto las inorgánicas como las orgánicas. La elección de la
fibra depende, en gran medida, del campo técnico en el que deberá
utilizarse el compuesto reforzado con fibras. Fibras ya probadas en
odontología son vidrio E, vidrio S, carbono/grafito, aramida y
fibras de polietileno de ultra alto peso molecular. Parece ser que
las fibras de vidrio satisfacen mejor las exigencias cosméticas y
adhesivas para el uso dental. Como otros ejemplos de fibras
adecuadas se pueden mencionar las fibras de vidrio bioactivo y
fibras de sílice derivadas de sol-gel.
Los monómeros utilizados en la primera componente
matricial del preimpregnado pueden ser cualquier clase de monómero o
combinación de monómeros. Entre los monómeros preferibles pueden
mencionarse, por ejemplo, a 2,2-bis
[4-(2-hidroxi-3-metacroiloxi)
fenil] propano (BISGMA), trietileneglicoldimetacrilato (TEGDMA) o
hidroxietildimetacrilato (HEMA).
El polímero utilizado en la segunda componente
matricial del preimpregnado es preferentemente un polímero
termoplástico en su forma disuelta, tal como PMMA. Los polímeros
termoplásticos son preferidos porque se pueden disolver en resinas
aplicadas alrededor del preimpregnado.
El polímero usado en la tercera componente
matricial del preimpregnado puede ser cualquier polímero
termoplástico. El polímero más frecuentemente utilizado en
odontología y cirugía ortopédica es el polimetacrilato de metilo
(PMMA). Otros polímeros adecuados son
epsilon-caprolactona (PLA),
epsilon-caprolactona, D- y L- lactida, moléculas de
PLA o PGA, poliortoesteres u otros polímeros biocompatibles y
bioactivos.
Durante el procedimiento de fabricación del
preimpregnado, las cadenas poliméricas del polímero de
preimpregnación (tercer componente matricial) (por ejemplo PMMA) se
disuelven por los monómeros (por ejemplo,
BISGMA-TEGDMA) o dendrímeros o de la primera
componente matricial y forman un gel muy viscoso que contiene
moléculas de alto peso molecular (PMMA) en fase monomérica
(BISGMA-TEGDMA). El gel y la membrana delgada de
alto peso molecular (segunda componente matricial) aglutinan las
fibras juntas y eliminan el deshilachado de las fibras durante su
manipulación. La fase monomérica o la fase de moléculas de alto
peso molecular, o ambas a la vez, pueden contener compuestos
químicos necesarios para iniciar la reacción de polimerización.
El preimpregnado se empaqueta preferentemente en
un envase con fondo de hoja metálica y opcionalmente, una cubierta
laminar plástica de una o dos capas: siendo la más próxima al
preimpregnado una lámina traslúcida clara y siendo la segunda lámina
una membrana traslúcida capaz de eliminar la polimerización del
preimpregnado en el caso de preimpregnado polimerizable por la luz
mediante luz visible. Preferentemente, la segunda lámina es de
color naranja. La hoja metálica hace posible conformar el
preimpregnado en la forma deseada, por ejemplo, sobre molde dentario
y la hoja metálica mantiene la forma hasta que se termine la
polimerización del preimpregnado. Las láminas plásticas eliminan el
contacto con la piel del preimpregnado durante el conformado. Se
hace referencia a la Figura 2.
Después de la polimerización, el preimpregnado
formaba un compuesto de fibras en el que existen fibras de refuerzo
en una matriz polimérica multifase. La matriz polimérica multifase
contenía las moléculas de alto peso molecular del polímero
termoplástico (por ejemplo, PMMA), sistema de copólimeros con
numerosos enlaces cruzados (por ejemplo,
BISGMA-TEGDMA o dendrímero) que están cubiertos con
una delgada capa de membrana termoplástica. Las fases de alto peso
molecular entre las fibras están aleatoriamente orientadas en el
preimpregnado y las zonas de moléculas enriquecidas de alto peso
molecular están unidas a la parte de enlaces cruzados de la matriz
polimérica con un sistema IPN (red polimérica interpenetrante).
Las zonas de moléculas enriquecidas de alto peso
molecular, situadas entre las fibras, son realmente cadenas del
polímero termoplástico (PMMA) (tercera componente matricial) que
son al menos parcialmente solubles en monómeros o dendrímeros. Estas
cadenas poliméricas PMMA en la matriz polimérica de enlaces cruzados
del compuesto de fibras finalmente polimerizadas y la membrana
termoplástica hacen posible obtener una buena aglutinación de
cualquier clase de materiales resinosos, tales como los usados en
cementos de ortodoncia para el compuesto de fibras. Una buena
aglutinación está basada en la formación de la capa de IPN entre
las cadenas termoplásticas en la matriz polimérica o la membrana
termoplástica. Dicha aglutinación no se puede obtener con la parte
de numerosos enlaces cruzados de la matriz polimérica (15).
El preimpregnado según esta invención se puede
utilizar en una gran diversidad de campos:
1) En el campo ortopédico se puede mencionar a
las vendas enyesadas que sustituyen a la escayola tradicional. Las
vendas enyesadas de preimpregnado, según esta invención, son
delgadas, ligeras y duraderas. Los rellenos de pigmentos cromáticos
apropiados, otros rellenos, compuestos terapéuticos o desinfectantes
mejoran las cualidades estéticas y médicas
2) En caso de que se utilicen productos cerámicos
bioactivos o vidrios bioactivos o polímeros bioactivos, se pueden
construir varios soportes que permitan el contacto tisular con el
soporte y la cicatrización de heridas tisulares.
3) El preimpregnado se puede utilizar también
para construir yesos, medias de soporte ortopédicas para su uso
alrededor de las piernas o para construcciones de consolidación
para empleo en huesos o para en cirugía dental y para uso
periodontológico o protésico.
Además, el preimpregnado según esta invención se
puede emplear también para numerosos fines no médicos y no dentales.
Se puede utilizar para fines técnicos generales, por ejemplo, como
parte de instrumentos, herramientas, dispositivos y materiales y
equipos que se pueden conformar libremente para productos hechos a
medida, por ejemplo, a mano o que pueden conformarse en moldes con
la influencia de la presión o en un dispositivo para producción en
masa. Además, el preimpregnado se puede emplear para reparar
huecos, anomalías y fracturas de varios productos.
La invención se ilustra por los ejemplos
siguientes. En estos ejemplos la invención se explica en términos
de sus realizaciones preferidas e implicaciones en la odontología
aunque la invención tiene también otras implicaciones médicas y
técnicas.
Las fibras eran fibras de vidrio E (Ahlstrom,
Karhula, Finlandia) con dimensionamiento que contiene silano. Hilos
de fibra o hilos tejidos, respectivamente, fueron extruídos por
estirado a través de un líquido de monómeros BISGMA y TEGDMA
(primera componente matricial). El BISGMA -TEGDMA contenía todos
los productos químicos requeridos para la fotoiniciación de la
polimerización. Por lo tanto, esta y las siguientes etapas se
realizaron en una cámara o cuarto oscuro. La posterior etapa de
extrusión por estirado se hizo mediante un líquido de disolvente
THF y moléculas de PMMA disueltas. Esta etapa formaba membranas de
gel del preimpregnado (segunda componente matricial) que aglutinaba
juntas las fibras. El preimpregnado era luego secado y cortado a los
trozos deseados y empaquetado en envases con fondo de hoja de
aluminio y dos capas de cubierta laminar polimérica: siendo la más
próxima al preimpregnado traslúcida clara y la lámina más exterior
siendo traslúcida de color naranja.
Un preimpregnado con polímeros (tercera
componente matricial), preparado según el ejemplo 1 en el documento
WO 96/25911, fue extruído por estirado a través de un líquido de
monómeros de BISGMA -TEGDMA (primera componente matricial) que
contenía todos los productos químicos necesarios para la
fotoiniciación de la polimerización. La posterior esta de extrusión
por estirado se hizo a través de un líquido de disolvente THF y
moléculas de PMMA disueltas (segunda componente matricial) que
formaba la membrana de gel. El empaquetado se hizo según se describe
en el ejemplo 1.
El preimpregnado de fibras fabricado según se
describe en el ejemplo 1 ó 2 fue objeto de extrusión por estirado a
través de un líquido de disolvente THF y moléculas de PMMA
disueltas para formar la membrana de gel para el preimpregnado.
Antes del secado del gel, el preimpregnado fue recubierto con polvo
con pequeñas partículas de vidrio bioactivo (tamaño de las
partículas de 10-50 micrones) que se adherían a la
superficie del preimpregnado durante el secado.
Los siguientes ejemplos que describen el uso del
preimpregnado hacen referencia a cualesquiera de los preimpregnados
descritos en los ejemplos 1 a 3 anteriores.
La longitud deseada del preimpregnado fue cortada
con tijeras, el esmalte dental fue atacado con ácido fosfórico y se
utilizaron agentes aglutinantes dentales normales. El preimpregnado
fue luego presionado contra el diente mediante instrumentos de mano
con o sin el envase de hoja de aluminio y el preimpregnado fue
fotocurado con una unidad de fotocurado dental normal. El
preimpregnado polimerizado fue aglutinado con los agentes de
aglutinación dentaria que son resinas de dimetacrilato mediante la
formación de capas de IPN de las fases termoplásticas del
preimpregnado y mediante polimerización radical de enlaces
carbono-carbono sin reaccionar del preimpregnado y
monómeros de agentes aglutinantes dentales. De la misma manera, el
preimpregnado se podría utilizar como férulas periodontales que se
colocaban en las cavidades de los dientes.
Las unidades de coronas del puente se obtuvieron
a partir de preimpregnado tejido presionando el preimpregnado sobre
los dientes de tope fijador de molde dentario mediante un molde
transparente o con la ayuda del envase con base de hoja de aluminio.
Los preimpregnados fueron curados por la luz mediante el molde
transparente con una unidad de fotocurado. Los pónticos del puente
se obtuvieron a partir de preimpregnado unidireccionales continuos,
que se colocaron sobre los topes y se polimerizaron para superficie
de preimpregnado tejidos sobre dientes de sostén. La capa de
preimpregnado aglutinados juntos por medio de la naturaleza
adherente de los preimpregnados y después de la polimerización, el
enlace estaba basado en la polimerización radical y la formación de
capas de IPN. La estructura finalmente fotocurada para el puente
compuesto fue cubierta con resina de compuesto coloreado de dientes
normales que proporcionan al diente la apariencia para los dientes
pónticos y de sostén. El puente fue implantado a los dientes de
sostén con cemento de ortodoncia resinosos normales y la
aglutinación del cemento a la estructura compuesta del puente
estaba basada en la formación de una capa de IPN entre la fase
termoplástica del compuesto el cemento de empastado termoendurecible
así como en la polimerización radical de los monómeros de cemento
de empastado termoendurecible y los enlaces dobles no relacionados
de preimpregnado polimerizado.
La fabricación de un puente ligado con resina
(RBB) de compuesto de fibras no exigió necesariamente ninguna
preparación del diente fresando como un puente convencional. El RBB
fue obtenido sobre la base de un molde dentario primario presionando
un preimpregnado contra las superficies de dientes de sostén y el
preimpregnado fue fotocurado. De manera opcional, la armadura del
preimpregnado fue cubierta con otra capa de preimpregnado urdido.
Los pónticos del puente RBB se obtuvieron a partir de diente
coloreado con resina compuesta dental. El RBB fue empastado para la
superficie del esmalte con cementos de ortodoncia normales. La
aglutinación estaba basada en la formación de una capa de IPN y en
la polimerización radical. Se hace referencia a la Figura 3.
El preimpregnado de fibra unidireccional continua
fue presionado dentro de un molde de la forma del poste de canal de
raíz deseado. La forma del poste podría ser normalizada o
individual, es decir, el poste podría curarse finalmente a la forma
predeterminada por su fabricante o el poste podría obtenerse a
partir del preimpregnado directamente al canal de raíz preparado
in situ. El preimpregnado no curado fue polimerizado en el
molde y extraído del molde. El poste de compuesto hecho de
preimpregnado de fibra unidireccional fue implantado en el diente
con cementos de ortodoncia resinosos. Una buena aglutinación entre
el poste y el cemento fue obtenida mediante la formación de una capa
de IPN entre las fases termoplásticas del post y del cemento de
implante.
De forma opcional, el preimpregnado de fibra
unidireccional podría incorporarse en el canal de raíz del diente
antes de la polimerización. El preimpregnado fue curado con la
acción de la luz y/o autopolimerización in situ.
Los "ladrillos" de preimpregnado, obtenidos
a partir de fibras aleatoriamente orientadas, fueron empaquetados en
la cavidad del diente, que había sido tratado con agentes
aglutinadores dentales. Las fracciones de moléculas de alto peso
molecular del preimpregnado hicieron el material condensable y
disminuyeron la contracción por polimerización del material de
implante.
El preimpregnado en esta forma tejida podría
utilizarse como matriz para material compuesto de implante dental.
La matriz del preimpregnado fue tal que fue aglutinada
permanentemente con la resina compuesta simultáneamente con la
polimerización del material de implante y por lo tanto, formó una
parte exterior del implante. Esta clase de matriz de preimpregnado
eliminó el problema de formación de una separación entre el diente
restaurado y el diente situado detrás.
El preimpregnado obtenido del tipo unidireccional
o tejido de preimpregnado se utilizó como implante de precisión
ligada por resina para dentaduras postizas. El preimpregnado
unidireccional fue retorcido para cubrir los lados labial/bucal y
palatal/lingual del diente. La parte de bucle de los preimpregnados
fue cubierta con una placa de oro o material cerámico para obtener
una superficie resistente al desgaste. Como alternativa, cualquier
clase de patrice (elemento padre) o matrice (elemento
madre) de la implante de precisión podría emplearse para sustituir
la placa de oro. El preimpregnado fue polimerizado y empastado a la
superficie del diente con cementos de implantes dentales normales.
La aglutinación estaba basada en la formación de una capa de IPN.
La dentadura postiza se obtuvo sobre la parte de dentición y
patrice del implante de precisión, es decir, a partir del
preimpregnado. La parte de matrice del implante de precisión
fue colocada normalmente en la dentadura. Se hace referencia a la
Figura 4.
El preimpregnado obtenido a partir de fibras
unidireccionales o a partir de fibras tejidas fue empastado a la
superficie del esmalte atacado de los dientes después del
tratamiento ortodóntico. La aglutinación con el esmalte se obtuvo
con adhesivos dentales normales y el producto fue fotocurado a la
zona deseada de la dentición.
El preimpregnado, obtenido a partir de fibras
unidireccionales continuas o tejido de fibras, fue colocado en la
zona de reparación de la construcción dental en la boca después de
que la superficie hubiera sido tratada con alguna de las técnicas
conocidas (por ejemplo, ataque ácido, enarenado, utilizando
adhesivos dentarios) para poder obtener una buena aglutinación
entre el preimpregnado y la construcción dentaria reparada. Las
construcciones dentarias que pudieron repararse con el preimpregnado
fueron: implantes dentales, coronas y puentes de porcelana metal,
otros tipos de puentes, coronas cerámicas, implantaciones de
precisión de dentaduras postizas y elementos similares. Después del
curado del preimpregnado, por fotopolimerización, la superficie del
preimpregnado fue cubierta con material polimérico del color del
diente para mejorar las cualidades cosméticas de la zona
reparada.
Algunas construcciones dentarias obtenidas en un
laboratorio dental pueden tener un ajuste deficiente in
situ. Por ejemplo, una corona, injerto cerámico o injerto de
aposición o veneer polimérico podría aflojarse al producirse
su adaptación a un diente fuera del objeto de la prueba. El
preimpregnado tejido fue utilizado para mejorar el ajuste de dichas
construcciones colocando una pieza del preimpregnado no curado entre
la construcción y el diente cuando la construcción fue cimentada en
el diente. Después del curado del cemento de implante y el
preimpregnado, el cemento de implante fue reforzado con las fibras
del preimpregnado. Esto redujo también el desgaste del cemento de
ortodoncia entre el relleno del implante y el propio diente.
El preimpregnado fue premoldeado aproximadamente
en la forma de, por ejemplo, un núcleo de la corona, póntico de un
puente, superficie oclusal de un puente, grapa de una dentadura por
el fabricante del preimpregnado. El dentista o técnico dental
utilizó estas partes preformadas no curadas en forma de gel de los
preimpregnados y las colocó en el molde dentario o en los propios
dientes, las ajustó para la forma y contorno correctos y les dejó
polimerizarse. Las partes curadas fueron luego utilizadas, de una
forma convencional para obtener la restauración o construcción
protésica final. En el caso de grapas de dentaduras postizas o sus
superficies oclusales de dientes, algunas zonas eran propensas al
desgaste en el producto final. Esta situación fue eliminada
cubriendo dicha superficie particular del preimpregnado premoldeado
con partículas resistentes al desgaste, tales como pequeños postes
cerámicos del color del diente o algún otro tipo de capa de rellenos
de implante.
La pieza de inserción de preimpregnado con la
dirección de fibra deseada, considerando la dirección de las fuerzas
oclusales en la dentición, fue incorporada en la cavidad del
diente, parcial o completamente rellenada con material de relleno
dental convencional. Después de la polimerización del material de
relleno y el preimpregnado, las fibras reforzaron el relleno
polimérico. Como una opción, el preimpregnado fue polimerizado en
la forma deseada en la cavidad del diente, eliminado después de que
fuera colocado en la cavidad, que fue rellenada con el material de
relleno de implante.
El antiguo compuesto restaurativo u otro material
fue eliminado de la superficie de la zona rica en fibras, por
ejemplo, parte de preimpregnado de la construcción. La eliminación
expuso la estructura del preimpregnado que consistía en fibras y
fases poliméricas de naturaleza termoplástica y termoendurecible.
El compuesto restaurador recientemente aplicado sobre la superficie
rica en fibras expuesta fue aglutinada mediante un mecanismo de IPN
a las fases termoplástico de la zona rica en fibras y mediante un
mecanismo de polimerización radical a los dobles enlaces
C-C, sin reaccionar restantes de las otras partes
poliméricas. Estos mecanismos de enlace resultaron en un enlace
duradero entre el material restaurativo y el antiguo compuesto
reforzado con fibras.
Se apreciará que los procedimientos de la
presente invención se pueden incorporar en la forma de una
diversidad de realizaciones, solamente unas pocas de las cuales se
revelan aquí. Será evidente para el especialista en esta técnica que
existen otras realizaciones y no se desvían el espíritu de la
invención. Por lo tanto, las realizaciones descritas son solamente
ilustrativas y no deben interpretarse como restrictivas.
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Claims (19)
1. Preimpregnado conformable que comprende fibras
y una matriz polimérica, caracterizado porque la matriz
polimérica es una matriz multifase que comprende:
- una primera componente matricial constituida
por un monómero o un dendrímero, y
- una segunda componente matricial constituida
por moléculas orgánicas de alto peso molecular, formando dicha
segunda componente matricial una membrana adherente del
preimpregnado con una red polimérica interpenetrante (IPN) que está
aglutinada con la primera componente matricial.
2. Preimpregnado según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende además una tercera componente
matricial constituida por moléculas orgánicas de alto peso
molecular, estando dicha tercera componente matricial distribuida
entre las fibras.
3. Preimpregnado según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque es capaz de aglutinarse con los
materiales de resinas circundantes con un mecanismo de IPN y
polimerización radical.
4. Preimpregnado según la reivindicación 2,
caracterizado porque la primera componente matricial, que es
un monómero o un dendrímero, y la tercera componente matricial
forman un gel, y porque el preimpregnado contiene los ingredientes
necesarios para iniciar la polimerización en un punto deseado en el
tiempo.
5. Preimpregnado según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque dicha tercera
componente matricial está constituida por polimetilmetacrilato,
epsilon-caprolactona, D-y L-
lactida, moléculas PLA- y PGA- o poliortoesteres.
6. Preimpregnado según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque la segunda
componente matricial y la tercera componente matricial están
constituidas por polimetacrilato de metilo (PMMA).
7. Preimpregnado según cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el monómero es
2,2-bis
[4-(2-hidroxi-3-metacroiloxi)
fenil] propano (BISGMA), trietileneglicoldimetacrilato (TEGDMA) o un
dendrímero.
8. Preimpregnado según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque contiene otros
aditivos.
9. Preimpregnado según la reivindicación 8,
caracterizado porque los aditivos son diferentes rellenos
inertes o bioactivos que contienen elementos tales como óxido de
Si, Ca, P, Ba, Mg, K, Ti, F, u otros compuestos de dichos elementos,
pigmentos de color, cerámica inerte,
hidroxi-apatita (HA) u otros fosfatos de calcio,
Al_{2}O_{3}, ZrO_{2}, xerogeles, vidrios bioactivos o
moléculas funcionalmente bioactivas o terapéuticamente activas,
antígenos, antibióticos, desinfectantes, materiales radiopacos,
ácidos orgánicos tales como ácidos maleicos, ácido
poliacrílico.
10. Preimpregnado según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las componentes
termoplásticas del preimpregnado permiten la formación de una capa
de red polimérica interpenetrante (IPN) para aglutinar cualquier
clase de materiales resinosos a la superficie del compuesto
finalmente curado obtenido a partir del preimpregnado y el material
resinoso.
11. Preimpregnado según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque las fibras se
encuentran en forma de hilo, filamentos, filamentos tejidos,
esterilla de fibra continua, esterilla de hilos troceados, fibras
cortas, un filamento formado por partículas o una mezcla de los
elementos anteriores.
12. Preimpregnado según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque las fibras son
fibras inorgánicas, tales como fibras de vidrio o carbón/grafito o
fibras orgánicas, tales como fibras de aramida o de polietileno de
ultra alto peso molecular o cualquier clase de fibras de refuerzo
de rellenos o sus combinaciones.
13. Procedimiento para la preparación del
preimpregnado según la reivindicación 1, caracterizado
porque las fibras están humedecidas en un monómero o un dendrímero
y porque el producto así obtenido opcionalmente es humedecido en
una solución de moléculas orgánicas de alto peso molecular.
14. Procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado porque la membrana es un material
termoplástico, opcionalmente recubierto con uno o más aditivos tales
como óxidos de Si, Ca, P, Ba, Mg, K, Ti, F, u otros compuestos de
dichos elementos, pigmentos de color, cerámica inerte, hidroxi
-apatita (HA) u otros fosfatos de calcio, Al_{2}O_{3},
ZrO_{2}, xerogeles, vidrios bioactivos o moléculas funcionalmente
bioactivas o terapéuticamente activas, antígenos, antibióticos,
desinfectantes, materiales radiopacos, ácidos orgánicos tales como
ácido maleico, ácido poliacrílico.
15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó
14, caracterizado porque una tercera componente matricial,
que está constituida por moléculas orgánicas de alto peso
molecular, ha sido distribuida entre las fibras antes de que las
fibras se humedezcan con el monómero o dendrímero.
16. Envase del preimpregnado según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque comprende
el preimpregnado rodeado por un fondo de hoja metálica y una o dos
capas de cubierta laminar plástica, siendo la lámina más próxima al
preimpregnado una lámina traslúcida clara y siendo la lámina más
exterior una lámina traslúcida, tratada de modo que no deje pasar
esencialmente la luz para el curado.
17. Compuesto reforzado por fibras que incorpora
el preimpregnado según las reivindicaciones 1 a 12.
18. Utilización de un compuesto según la
reivindicación 17 en construcciones médicas o dentarias, tales como
prostodoncia, odontología restaurativa, ortodoncia, aplicaciones
ortopédicas y cementos; armaduras de dentaduras postizas o
implantaciones de precisión, grapas, puentes dentales, puentes
aglutinados con resina, poste de canal de raíz, núcleos, férulas
periodontales, retenedores ortodónticos, coronas, rellenos, topes
protectores bucales, matrices y piezas de inserción para material de
implante dentario.
19. Utilización de un compuesto según la
reivindicación 17 como partes de instrumentos, por ejemplo
herramientas, dispositivos y materiales y equipos que pueden ser
conformados libremente para finalidades particulares del usuario o
pueden ser utilizados en la producción en serie.
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