Desarrollo de nuevos índices de blancuraaplicaciones en biomateriales dentales

Abstract

En la actualidad, el desarrollo de índices de blancura adaptados a la región del espacio cromático en la que se encuentran los dientes y materiales dentales es una realidad que despierta gran interés clínico e industrial y en la que concentran sus esfuerzos una parte importante de la comunidad científica. En este contexto, profundizar en el estudio de las características colorimétricas de estos tipos de materiales es una línea de investigación de especial relevancia. Con la presente tesis se pretende contribuir al avance del conocimiento del campo de la estética dental y en el desarrollo de nuevos índices de blancura basados en el espacio de color CIELAB aplicados a dicho campo, así como su aplicación tanto en la práctica clínica como en el ámbito industrial. En odontología, la posibilidad de medir y especificar el índice de blancura en ciertos procesos, como el blanqueamiento, siguiendo los criterios y estándares más rigurosos y de recién implantación, es sin duda de gran utilidad, pero esta utilidad sería considerablemente mayor siempre que dicho índice de blancura y la percepción visual de los observadores estuviera fuertemente correlacionadas. En conformidad con lo anteriormente expuesto, planteamos como objetivo general de esta Tesis Doctoral desarrollar nuevos índice de blancura para dientes y materiales odontológicos, incluyendo una formulación específica al espacio de color CIELAB, que esté correlacionado con la percepción visual. Para cumplir con este objetivo general, hemos establecido los siguientes 4 objetivos específicos: 1.- Establecer un marco de trabajo para una óptima correlación entre medidas instrumentales colorimétricas (mediante instrumental adecuado) y valoraciones subjetivas obtenidas mediante una experiencia psicofísica para un grupo de observadores, para el diseño y validación óptimos de índices de blancura. 2.- Proponer formulaciones lo suficientemente flexibles y potentes para la obtención de índices de blancura de aplicación en el ámbito de la odontología, basándonos en los índices ya existentes en la literatura, y en el espacio CIELAB y sus fórmulas de diferencia de color asociadas. 3.- Optimizar y proponer nuevos índices de blancura para materiales dentales. 4.- Analizar y validar el rendimiento de los índices de blancura obtenidos, junto con un conjunto completo de índices de blancura extraídos de la literatura, por medio de la obtención del coeficiente de determinación R2 y el ¿% de decisiones incorrectas¿ %DI en los conjuntos de datos colorimétricos y psicofísicos disponibles. Se ha establecido un marco experimental basado en tres conjuntos de muestras y cuatro experimentos psicofísicos. Los tres conjuntos de muestras corresponden a la guía Vitapan 3D Master® con Vita Bleachedin®, la guía Vitapan Classical® y un conjunto de muestras manufacturadas que seguían una distribución colorimétrica basada en tolerancias de discriminación cromática en el subespacio de color dental. Las tres primeras experiencias psicofísicas se corresponden a una ordenación en condiciones de laboratorio de cada uno de los tres conjuntos de muestras. La última experiencia psicofísica se correspondió con la ordenación en condiciones ambientales clínicas de la guía Vitapan Classical®. La primera experiencia psicofísica se usó para la optimización de los índices de blancura propuestos, y las tres siguientes para su evaluación en diferentes condiciones ambientales. Se ha propuesto, por un lado, una forma funcional similar a WIC y WIO (CIE, 1986 y Luo et al., 2009) y otra adaptada a CIELAB proveniente de la forma funcional con dependencia lineal de las coordenadas cromáticas en este espacio. Por último se he ha propuesto una formulación basada en la diferencia de color CIEDE2000, como una distancia desde un punto blanco nominal a partir de L'= L* = 100, a' = (1 + G) a* = 0 y b'= b* = 0. Según las formulaciones descritas, se han empleado dos métodos distintos que denominamos Método de Ordenación y Método de Ordenación y Grado para la optimización de índices de blancura a partir de una formulación genérica dada. De acuerdo a estas dos metodologías se han calculado los índices: WIUGR1= Yi 100 + 31.050 (xn - xi) - 7.837 (yn - yi) WIUGR2= Yi 100 + 35.136 (xn - xi) - 9.887 (yn - yi) WLab-UGR1 = 0.586 L*-2.348 a*-1.201 b* WLab-UGR2= 0.511 L* -2.324 a* -1.10 b* y se ha propuesto el índice: Se ha realizado una comparativa completa de los índices propuestos, con un total de 11 índices altamente utilizados en la literatura. Esta comparativa se realizó utilizando tres experiencias psicofísicas extras, aparte del utilizado para la optimización de los índice, y las medidas del color de laboratorio de las muestras utilizadas (Vitapan Classical® y muestras manufacturadas en condiciones de laboratorio y Vitapan Classical® en condiciones ambientales clínicas). La comparación utilizando R2 y %DI ha mostrado que los índices propuestos en esta tesis pueden representar una mejor valoración de la blancura de materiales dentales. Según los valores numéricos de estas dos magnitudes, los índices WIUGR1 y WIUGR2 han resultado ser los más precisos para valorar la blancura. Por otro lado, y debido al uso extendido del espacio CIELAB en instrumentación y gestión del color en Odontología, los índices WLab-UGR1 y WLab-UGR2 representan una excelente y altamente eficaz alternativa para la expresión de la blancura de materiales dentales, obteniendo, además, un excelente rendimiento en comparación con los otros índices conocidos y utilizados sobre el mismo espacio de color CIELAB. BIBLIOGRAFÍA - ASTM, Federal Specification TT-P-141b. 1953, Method 612.1, Method 412.1, Method 613.1 - CIE Publication No. 15.2. Colorimetry. Viena: Central Bureau of the CIE; 1986. Chap. 5.3, 36-38. - CIE Publication No. 15.3. Colorimtry. (Technical Report). 2004, CIE Central Bureau. Vienna. Austria. - Ganz, E. ¿Whiteness and tint formulas of the Commision Internationale de L`Eclairage: approximation in the L*a*b* color space¿ Applied Optics. 1995; 34: 2998-2999. - Luo W, Westland S, Ellwood R, Pretty I, Cheung V ¿Development of a whiteness index for dentistry¿ Journal of Dentistry. 2009; 37s: e21-e26. - Uchida H. ¿A new whiteness formula¿ Color Res. Appl. 1998; 23: 202¿209.