Universidad de CaraboboFacultad de OdontologaCtedra de Ciencias BsicasAsignatura: Biomateriales OdontolgicosProf. Divo, Isabel.Prof. Silva, Margarita.Prof. Urrutia, Ricardo.Prof. Rodrguez, Douglas.

El Yeso es un mineral que se encuentra en la naturaleza con cierta abundancia. Tambin es un subproducto de algunos procesos qumicos. Es un material cermico. Al analizar su estructura con microscopia electrnica puede detectarse su naturaleza multicristalina, El estudio de la composicin de esos cristales muestra que contiene azufre, oxigeno como agua de cristalizacin y calcio. Qumicamente el yeso que se utiliza en Odontologa es un Sulfato de Calcio Dihidratado. ( CaSO4 . 2 H2O). O sea dos moles de agua por cada mol de sulfato de calcio.

TIPOS DE YESOSulfato de Calcio Hemihidratado , Yeso Paris, Escayola Dental o Yeso tipo II.

Sulfato de Calcio Hemihidratado , Anhidrito Hexagonal, Yeso Piedra, Yeso tipo III.

Anhidrito Ortorrmbico, Yeso Piedra Mejorado, Yeso tipo IV.

Yeso piedra de alta Resistencia, Yeso tipo V

Yesos Sinteticos

Derivados del YesoSulfato de Calcio Hemihidratado (Yeso Paris o Escayola Dental o Yeso tipo II): Se obtiene a partir de la deshidratacin o calcinacin del yeso. Al calentarlo se pierde 1.5 gr.mol de sus dos gr.moles de agua o sea se evaporan por accin del calor tres cuartas partes del agua de cristalizacin.

110 - 130 oC CaSO4 . 2 H2O CaSO4 . 1 / 2 H2O Calor Sulfato de Calcio Sulfato de calcio Dihidratado Hemihidratado

Derivados del YesoSulfato de Calcio Hemihidratado (Yeso Paris o Escayola Dental o Yeso tipo II):Agregado fibroso de cristales finosEl polvo tiene cristales de forma algo irregular.Es de naturaleza porosa.

Derivados del YesoAnhidrito Hexagonal o Sulfato de Calcio Hemihidratado (Yeso Piedra o Yeso tipo III): Se obtiene a partir de la deshidratacin o calcinacin del Sulfato de calcio Hemihidratado. Al calentarlo se pierde el 0.5 gr.mol de agua, o sea se evaporan por accin del calor el resto del agua de cristalizacin. 130 - 200 oC CaSO4 . 1 / 2 H2O CaSO4 Calor Sulfato de Calcio Anhidrito Hemihidratado Hexagonal

Derivados del YesoAnhidrito Hexagonal o Sulfato de Calcio Hemihidratado (Yeso Piedra o Yeso tipo III):

Fragmentos ms regulares Cristales en forma de prismas o formas rocosas. Los cristales son ms densos

Derivados del YesoAnhidrito Ortorrmbico (Yeso Piedra Mejorado o Yeso tipo IV): Se obtiene a partir de la deshidratacin o calcinacin del Sulfato de calcio. Al calentarlo se produce la descomposicin del sulfato de calcio en xidos de azufre y de calcio. Contienen sales que reducen su expansin de fraguado. 200 - 1000 oC CaSO4 Ca + SO4 Calor Anhidrito Anhidrito Hexagonal Ortorrmbico

Derivados del YesoAnhidrito Ortorrmbico (Yeso Piedra Mejorado o Yeso tipo IV):

Cristales de forma ms regularEl polvo es mucho ms denso.

Derivados del YesoYeso Piedra de Alta Resistencia o Yeso tipo V: Para obtenerlo se aade otra sustancia qumica para deshidratar el yeso, como el cloruro calcico al 30%, despus de lo cual se eliminan los cloruros con agua caliente (100 oC) y se muele el producto hasta obtener el tamao de partcula deseado.El sulfato de calcio Hemihidratado no reacciona con el agua a 100 oC, formando sulfato de calcio Dihidratado, ya que a esta temperatura ambos tienen la misma solubilidad.El polvo obtenido con este proceso es el ms denso de los cuatro

Derivados del YesoSe pueden aadir productos qumicos que modifican las caractersticas de manipulacin y las propiedades de estos materiales.

Aceleradores: El Sulfato de Potasio (SO4 K2 ) y El Sulfato de Calcio Dihidratado Fraguado ( CaSO4 . 2 H2O). (Tierra Blanca).

Acortar el Tiempo de Fraguado: El Cloruro Sdico.

Aumenta la Expansin de Fraguado: El Cloruro Sdico.

Retardador: Brax (Na2 B4 O7 ).

Reducir la cantidad de agua necesaria para mejorar las propiedades del yeso: Una mezcla de xido de calcio (0.1%) y goma arbiga (1%).

Reaccin QumicaDe la reaccin qumica que se produce al fraguar el yeso depender la cantidad de agua que se necesita para completar la reaccin.La reaccin de 1gr. Mol de yeso Paris con 1.5 gr. Mol de agua produce 1 gr.mol de yeso. Es decir, 145,15 gr. De yeso Paris necesitan 27,02 gr. De agua para reaccionar y formar 172,17 gr. De yeso. Por consiguiente, 100 gr. De escayola necesitan 18,61 gr. De agua para formar el Sulfato de Calcio Dihidratado. Sin embargo, en la practica se necesitan 45 gr. De agua para obtener una consistencia adecuada de trabajo. Conviene sealar que solo 18,61 gr. De los 45 gr. De agua es la que reacciona con los 100 gr. De escayola, el resto quedar como agua libre sin reaccionar pero humedeciendo las partculas de polvo durante la mezcla.

Reaccin QumicaLa reaccin es exotrmica, es decir que por cada gr. mol de yeso se generan 3900 cal. Que es equivalente al calor usado originalmente en la calcinacin

(Escayola) (Agua) (Yeso) (Calor)

Esta reaccin qumica se produce independientemente de que el material se utilice como material de impresin, como material para troqueles o como aglutinante de un revestimiento para coladas.CaSO4 . H2O + 1 H2OCaSO4 . 2 H2O + 3900 cal

Relacin Agua/Polvo (A/P).La diferencia principal entre el yeso Paris, el yeso piedra, el yeso piedra mejorado y el yeso piedra de alta resistencia radica en la forma de los cristales, ya que los cristales de la escayola son irregulares y porosos, mientras que los de los yesos piedra, piedra mejorado y piedra de alta resistencia son densos y de forma ms regular. Esta diferencia en la forma y la naturaleza fsica de los cristales permite obtener la misma consistencia con menos exceso de agua en los diferentes tipos de yesos.

Relacin Agua/Polvo (A/P).La diferencia en la proporcin A/P, tiene un importante efecto sobre la resistencia a la compresin y a la abrasin. Al mezclarlos con agua los yesos fraguan formando una masa dura. Los derivados de yeso piedra de alta resistencia y piedra mejorado son los ms resistentes, el yeso Paris es el ms dbil y el yeso piedra es de resistencia intermedia.Aunque todos los derivados de yeso tienen la misma formula qumica e idntica naturaleza qumica de las masas obtenidas al mezclarlos con agua, la diferencia radica fundamentalmente en las propiedades fsicas

Reacciones de FraguadoEl fraguado de estos materiales se debe a la diferencia de solubilidad del sulfato de calcio Hemihidratado el cual es menos soluble que la del Dihidratado.Cuando el hemihidrato se mezcla con agua se forma una suspensin lquida y manejable.El hemihidrato se disuelve hasta formar una solucin saturada.El hemihidrato saturado se sobresatura con el dihidrato, por lo que este ltimo se precipita. A medida que se precipita el dihidrato, continua disolvindose. Hay crecimiento de los cristales del dihidrato. La reaccin continua repetidamente hasta que se extingue.

Reacciones de FraguadoEl fraguado se debe a la reversibilidad de la reaccin de deshidratacin parcial por calor. CaSO4 . 2H2O + Calor CaSO4 . H2O + 1 H2O

CaSO4 . H2O + 1 H2O CaSO4 . 2H2O + Calor Disolucin del HemihidratoFormacin del DihidratoPrecipitacin y crecimiento de cristales del Dihidrato

MaterialPolvoPeso(gr.)AguaLquido(ml.)Tiempo de MezcladoTiempo de TrabajoTiempo deFraguadoYesoParis1000,45 a 0,505020 a 30 segHasta 1 min.3 a 5 min.Fraguado inicial de 9 min. hasta 1 hora aprox.Yeso Piedra1000,28 a 0,303020 a 30 segHasta 1 min3 a 5 min.Fraguado inicial de 9 min. hasta 1 hora aprox.Yeso PiedraResistente1000,22 a 0,242420 a 30 segHasta 1 min3 a 5 min.Fraguado inicial de 9 min. hasta 1 hora aprox.

Expansin Lineal o Expansin Higroscpica de FraguadoEn teora, el sulfato de calcio hemihidratado debera perder volumen al fraguar. Sin embargo, se ha podido comprobar que todos los derivados del yeso sufren una expansin lineal al fraguar, de 0.2-0.4 % y es debida a la accin de empuje de los cristales de yeso durante su crecimiento a partir de una solucin sobresaturada. Sin embargo, no se puede negar una contraccin volumtrica del 7%, aproximadamente.Debido a la expansin lineal y a la contraccin volumtrica simultnea, estos materiales son porosos al fraguar

Expansin Higroscpica de Fraguado

Efectos de Espatulado.La tasa de goma debe de ser de forma parablica, suave y resistente a la abrasin, la esptula debe tener una hoja rgida y un mango conveniente para sujetarla. Se debe colocar primero el agua en la tasa y luego se le coloca el polvo.Se mezcla vigorosamente con barrido dentro de la tasa a fin de asegurar que todo el polvo se moje y se rompa cualquier grumo o aglomerado.Se debe evitar atrapar burbujas de aire durante el espatulado para evitar la porosidad de los modelos. El uso de un vibrador automtico, de alta frecuencia y de baja amplitud es un auxiliar para extraer las burbujas de aire de la mezcla.

Efectos de Espatulado.El proceso de mezcla o espatulado, tiene un efecto definido sobre el tiempo y la expansin de fraguado del material. Al aumentar el espatulado se reduce el tiempo de fraguado, dependiendo de la velocidad y el tiempo de espatulado.

MaterialProporcin A/PVueltas de EspatuladoTiempo de Fraguado(Minutos)Yeso Paris0,500,500,502010020014118YesoPiedra0,300,3020100108

Corte de un modelo de yeso con proporciones de A/P y espatlado adecuados.Corte de un modelo de yeso con proporciones de A/P y espatlados Inadecuados. Las burbujas de aire debilitan el yeso y causan apariencia dispareja.

Efectos de la TemperaturaTanto la temperatura del agua que se utiliza como la temperatura ambiente influyen en el tiempo de fraguado de los derivados del yeso. El tiempo de fraguado depende ms de las fluctuaciones de la temperatura que cualquier otra propiedad fsica.

TemperaturaSolubilidad delHemihidratado Solubilidad delDihidratado200,900,200250,800,205300,720,209400,610,210500,500,2051000,710,170

Efectos de la HumedadEl sulfato de calcio soluble y en menor medida la escayola, son materiales higroscpicos por naturaleza y pueden absorber vapor de agua de una atmsfera hmeda, lo que modifica la porcin original de cada forma de sulfato de calcio y prolongara el tiempo de fraguado.Es recomendable almacenar los derivados del yeso en recipientes cerrados y protegidos de la humedad atmosfrica.

Propiedades. Tiempo de FraguadoEl Tamao de la Partculas del Polvo.La Resistencia a la CompresinLa Resistencia a la Traccin La Resistencia a la AbrasinLa Dureza.La Reproduccin de los Detalles.La Expansin Lineal de Fraguado.

Tiempo de MezcladoEs el tiempo que transcurre desde que se realiza la mezcla hasta que se produce la completa disolucin del polvo en el agua, mediante el espatulado obtenindose una mezcla semifluida que puede verterse sobre un molde de cualquier forma, es de aproximadamente de 20 a 30 seg. Tiempo de TrabajoEs el tiempo disponible para usar la masa plstica, que se mantenga con consistencia tal que sea factible su manipulacin para realizar una o ms tareas. Este tiempo varia entre 3 y 5 minutos.

Tiempo de FraguadoEs el tiempo necesario para que se complete la reaccin, y puede separarse del molde sin distorsiones ni fracturas. Si la reaccin es muy rpida o el material tiene poco tiempo de fraguado, la masa mezclada puede endurecer antes de que el Odontlogo pueda manipularla adecuadamente. Por otra parte, si la reaccin es demasiado lenta, se necesitar demasiado tiempo para completar la operacin.

Tiempo de Fraguado InicialEs el tiempo necesario para que los derivados del yeso complete un grado de consistencia arbitrario, representado por la aparicin de una masa semidura que ya no se puede trabajar pero todava no ha fraguado completamente.Se puede medir de diferentes maneras.Perdida de Brillo de la superficie de la mezclaAumento de la Temperatura de la masa.Usar el aparato Vicat.Usar las agujas Gillmore

Aparato Vicat.Agujas Gillmore

Efectos de la relacin A/P sobre el Tiempo de Fraguado

MaterialProporcinA/P Vueltas DeEspatuladoTiempo de Fraguado inicial(Minutos)YesoParis0,450,500,5510081114YesoPiedra0,270,300,33100478Yeso Piedra de Alta Resistencia0,220,240,26100579

Resistencia a la CompresinLos derivados del yeso tienen una resistencia a la compresin bastante elevada. Los valores son inversamente proporcionales a la relacin A/P de la mezcla. Cuanta ms agua se utilice para la mezcla, menor ser la resistencia a la compresin.

MaterialProporcin A/P (ml/gr.)Resistencia a la Compresin (MPa)YesoParis0,450,500,5512,511,09,0YesoPiedra0,270,300,5031,020,510,5YesoPiedra Resistente0,240,300,5038,021,510,5

Dureza Superficial y Resistencia a la Abrasin La dureza superficial guarda una relacin directa con la resistencia a la compresin una vez que alcanza el fraguado final. La dureza superficial aumenta con mayor rapidez que la resistencia a la compresin, ya que la superficie de la masa endurecida llega a un estado seco antes que la parte interna de la masa.La mayor dureza superficial no se traduce necesariamente en una mayor resistencia a la abrasin, ya que la abrasin es solo uno de los factores que influyen en la resistencia al desgaste.

Resistencia a la TraccinLa Resistencia a la Traccin tiene una gran importancia en las estructuras que estn sometidas a flexiones debido a fuerzas laterales, como las que se generan al separar los modelos de las impresiones flexibles. Debido a la fragilidad de los derivados del yeso, los dientes del modelo se pueden romper en lugar de doblarse.

Reproduccin de DetallesLa especificacin No 25 de ANSI/ADA revisada establece que los derivados del yeso deben reproducir una ranura de 0,05 mm de anchura con la consistencia indicada.Frecuentemente se forman burbujas en la interfase entre la impresin y el modelo de yeso debido a que la mezcla fresca no humedece bien algunos materiales de impresin elsticos.La contaminacin de la impresin con saliva o sangre tambin puede alterar la reproduccin de los detalles.

Montaje de modelos en el articulador con yeso Paris y yeso PiedraYesos Paris utilizado en las muflas para la realizacin de prtesis totales