Trabajo  

Implicancia de las Bebidas en la Resistencia Mecánica de las Bandas de Hunter Schreger del Esmalte Dental

Las Bandas de Hunter Schreger (BHS) representan estructuras del esmalte dental, originadas por la decusación de los haces de prismas que nacen en direcciones opuestas en el límite amelodentinario (1). Este entrecruzamiento es regular, por lo que en cada banda se alternan zonas claras y oscuras. Los prismas, al presentar en cada hilera, anillo o plano, un transcurso ondulante, pueden ser seccionados transversalmente, dando origen a las bandas claras denominadas parazonas, o bien longitudinalmente dando lugar a la aparición de las bandas oscuras o diazonas (Fig. 1). Algunos autores las consideran un fenómeno óptico debido al aspecto que presentan cuando son observadas en cortes por desgaste. En nuestras observaciones con lupa estereoscópica y microscopio óptico (Laboratorio de Microscopía FOLP-UNLP) las bandas se evidencian como líneas claras y oscuras que se extienden desde el límite con la dentina hacia la superficie externa, ocupando 4/5 del espesor del esmalte (Figs. 2 y 3). Generalmente adquieren una forma horizontal describiendo una leve concavidad hacia oclusal en las caras libres, y se disponen oblicuas ascendentes hacia oclusal.
 

Figura 1. Micrografía del esmalte con bandas de hunter Schreger. Se observan zonas alternadas de prismas en sección transversal y longitudinal produciendo un efecto de ondulaciones en la superficie del preparado. MEBx1000

Figura 2. Corte longitudinal de un premolar superior visto con lupa estereoscópica. En las caras libres se observan bandas oscuras y claras alternadas de disposición horizontal.

Figura 3. Preparado de una sección longitudinal de la corona dentaria. MOx40

Existen discrepancias en la literatura sobre la naturaleza y comportamiento de las bandas de Hunter-Schreger. Osborn (2) demostró mediante micro radiografías, grabado, pulido y tinción, que las bandas no eran un fenómeno óptico sino que eran crestas y depresiones. La profundidad de esas depresiones aumentaba cuando el pulido final se realizaba después del uso de abrasivos gruesos sin pasar por grados intermedios. Braly A et al (3) consideran que la dureza del esmalte de molares humanos disminuye más del 50% desde la superficie oclusal hacia la unión amelodentinaria. Algunos atribuyen esta característica a un menor grado de mineralización (4). Lynch et al. (5) estudiaron la implicancia de las bandas de Hunter- Schreger en la odontología clínica y concluyeron que presentan óptima resistencia a la atrición, abrasión y fractura dentaria y favorecen la adhesión en el esmalte.
Si bien las bandas no alcanzan la superficie del esmalte, los fenómenos de atrición y desgaste pueden dejarlas expuestas a diferentes factores físicos y químicos de la cavidad bucal. Por lo tanto, nuestro propósito fue describir las variaciones en la dureza y en la composición elemental de las bandas de Hunter Schreger expuestas a una bebida sin alcohol.

 
MATERIALES Y MÉTODO
 
Se obtuvieron piezas dentarias extraídas por indicación con el correspondiente consentimiento informado del paciente. Se descontaminaron y se separó la porción radicular. Se realizaron secciones vestíbulo-linguales de las coronas que fueron incluidas en resina, desgastadas con papel de lija de granulación decreciente, pulidas a brillo espejo con suspensión de alúmina, lavadas con ultrasonido y secadas con calor seco. Las muestras se sumergieron en 100 ml de un agua natural saborizada durante 12 minutos. 
 
Se realizaron registros de la composición química elemental del esmalte con BHS antes y después de la exposición a la bebida. El análisis elemental se realizó con un ESEM FEI Quanta 200 con sonda EDS (SeMFi-LIMF. FI- UNLP). Se obtuvieron espectros de energía dispersiva del calcio (Ca), fósforo (P) y se determinó la relación Ca/P. La dureza (H) se midió con un nanoindentador TRIBOINDENTER HYSITRON (INTEMA-UNMdP). 
  
La función de carga es un trapezoide básico de 4mN de carga máxima, holding time de 2 seg, con tasas de carga y descarga de 800uN/seg. Se utilizó la prueba de t con un error aceptado de 0,05 y se determinó el porcentaje de reducción de dureza mediante la fórmula: ΔHf=100*[(Hi-Hf)/Hi] donde Hi: dureza inicial; Hf: dureza final
 

RESULTADOS

El análisis químico elemental determinó una variación en la relación calcio/fósforo después de la exposición a la bebida (Tabla 1). Los espectros Los espectros EDS del esmalte con bandas, sano y tratado presentan picos de calcio y fósforo evidentes por ser la composición principal del tejido adamantino. 
También aparecen otros elementos como cloro, sodio y magnesio en menor proporción (Fig. 4 A y B).


 

*La diferencia fue significativa (prueba de t, p<0,05)

A	B
Figura 4. A Espectro EDS del esmalte sano. B espectro del esmalte expuesto a bebida

Con relación a la dureza superficial, el esmalte con bandas sano presentó un valor medio de 4, 24 GPa y después de la exposición a la bebida descendió 1,54 GPa (Tabla 2). Las curvas representativas del esmalte sano y tratado se observan en la Figura 5 (A y B).
El porcentaje de reducción de la dureza resultó del 62,56%.

A

B

Figura 5. Curvas de nanodureza. A esmalte sano, B después de la bebida.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

Distintos trabajos demuestran que las bandas de Hunter Schreger constituyen una forma particular de organización de la microestructura del esmalte (6,7), aunque pocas veces son consideradas desde su importancia clínica. 
El entrecruzamiento de los prismas origina que los cristales de hidroxiapatita se encuentren entre sí en ángulos agudos resultando en un mayor de contenido de material orgánico en esas regiones (8). Esta característica podría estar relacionada con la menor dureza descripta en la zona interna del esmalte (correspondiente al esmalte con bandas). 
  
Jiang (9) destaca que el entrecruzamiento de prismas provee un mecanismo de detención de rajaduras, y potencia la resistencia a las fuerzas tensionales. No obstante, frente a las fuerzas de desgaste, las bandas presentan menor resistencia que el esmalte superficial radial. 
En este estudio quedó demostrado que la exposición de las bandas a una bebida sin alcohol, provocó una importante disminución de la dureza superficial, reduciéndose en más de la mitad con respecto al esmalte sano. Además se determinó una pérdida de calcio, evidenciada en una menor relación calcio/fósforo después de la acción de la bebida.
  
Estas variaciones fueron producidas por el contenido de acidulantes presentes en la composición de la bebida, que resultaron suficientes para producir desmineralización aún en un tiempo breve como el del presente experimento (10).
  
Concluimos que esmalte BHS, resulta susceptible a las bebidas que contienen acidulantes, las cuales contribuyen a una disminución de las propiedades mecánicas y desmineralización por pérdida de calcio.

Estudios realizados con nanoindentation demostraron que la dureza y el módulo de Young del esmalte de molares humanos disminuyen más del 50% desde la superficie oclusal hacia la unión amelo-dentinaria en muestras de sección transversal. 
 
Posibles fuentes de estas variaciones son cambios en la composición química local, en la microestructura y en la orientación de los prismas. 
 
Sin embargo, se demostró que el impacto de la orientación del prisma en las propiedades mecánicas medidas en escala de nanoidentación parece ser mínimo.

El esmalte tiende a clivarse a lo largo de las hileras de prismas, sin embargo, las las ondulaciones de los grupos de prismas se manifiestan como bandas de Hunter- Schreger que actúan impidiendo el progreso de los planos de fractura. 
 
Journal of Oral Rehabilitation 2011 38; 359–365
Hunter–Schreger Band patterns and their implications for clinical dentistry
CD Lynch, VR O’Sullivan, P Dockery, CT Mcgillycuddy, JS Rees & A. J. Sloan 

BIBLIOGRAFÍA
 
1. Koenigswald W SP. Tooth enamel microstructure Koenigswald W SP, editor. Rotterdam: Balkema; 1997. pp. 277-280
2. Osborn, JW. The nature of the Hunter- Schreger Bands in Enamel Arch. Oral Biol. 1965 Vol 10, pp. 929-933
3. Braly A; Darnell LA; Mann AB; Teaford MF; Weihs TP The effect of prism orientation on the indentation testing of human molar enamel. Arch Oral Biol. 2007 Sep;52(9):856-60
4. Gómez de Ferraris ME; Campos Muñoz A (2009) Histología, embriología e ingeniería tisular bucodental. 3 ed. Médica Panamericana, 2009
5. Lynch, CD; O´Sullivan, VR; Dockery, P; McGillycuddy, CT; Rees, JS; Sloan, AJ. Hunter- Schreger Bands patterns and their implications for clinical dentistry J. Oral Rehabil. 2010 38 (5): 359-65
6. Goin, F; et al. Microestructura del esmalte dentario: definiciones y conceptos R.A.O.A. Buenos Aires, 2007 Vol. 95 N°5, oct- dic, pp. 393-398
7. Rensberger, J. Mechanicals adaptation in enamel en: Tooth enamel microstructure, Koenigswald, W; Sander, P (eds.) Balkema, Rotterdam, 1997 pp 237-257
8. Nancy, A. Ten Cate´s Oral Histology,Development, Structure and Function. St. Louis, Mo USA The C.V. Mosby Comp .2003 6th ed.
9. Jiang Y; Spears, IR; Macho, GA. An investigation into fractured surfaces of enamel of modern human teeth: a combined SEM and computer visualization study Archs. Oral Biol. 2003 48: 449-457
10. Ehlen Leslie A, Marshall Teresa A, Qian Fang, Wefel James S, Warren John J. Acidic beverages increase the risk of in vitro tooth erosion. Nutr Res. 2008; 28(5): 299-303.