Denti per Protesi: Stampa 3D, Fresatura o Tradizionale? La Sfida Definitiva su Resistenza e Colore!
Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di qualcosa che mi appassiona molto nel mondo dell’odontoiatria: le protesi dentarie, o più comunemente, le dentiere. Sembra un argomento un po’ “vecchio stile”? Assolutamente no! Anzi, siamo nel pieno di una rivoluzione grazie alle tecnologie digitali. Ma andiamo con ordine.
Per chi ha perso tutti i denti, la dentiera completa rimane una delle soluzioni più praticate, specialmente quando ci sono limiti economici o di salute che escludono opzioni come gli impianti. Per decenni, i denti artificiali di queste protesi sono stati fatti principalmente in PMMA (polimetilmetacrilato), una resina plastica che ha tanti pregi: costa poco, è leggera, esteticamente valida e facile da lavorare.
Però, diciamocelo, il PMMA tradizionale ha anche i suoi difetti: può essere poroso, non resistentissimo alle fratture, si restringe un po’ quando polimerizza e, col tempo, può cambiare colore. Qui entrano in gioco le nuove tecnologie!
La Rivoluzione Digitale: CAD/CAM alla Riscossa
Avete mai sentito parlare di CAD/CAM? Sta per Computer-Aided Design e Computer-Aided Manufacturing. In pratica, progettiamo al computer e poi una macchina realizza il pezzo. Nel nostro campo, questo significa due cose principali:
- Fresatura (Tecnica Sottrattiva): Si parte da un blocchetto solido di materiale (nel nostro caso, PMMA pre-polimerizzato) e una fresa computerizzata scolpisce il dente. Fantastico, ma c’è un po’ di spreco di materiale e il costo può salire.
- Stampa 3D (Tecnica Additiva): Qui costruiamo il dente strato su strato, partendo da una resina liquida che viene solidificata da una luce speciale (spesso si usa la tecnologia SLA o DLP). Questa tecnica promette personalizzazione estrema, costi potenzialmente inferiori e meno sprechi. Sta prendendo piede tantissimo!
Le protesi digitali, sia fresate che stampate, sembrano promettere caratteristiche migliori rispetto a quelle convenzionali. Ma è davvero così? Soprattutto, come si comportano nel tempo due aspetti fondamentali: la resistenza all’usura e la stabilità del colore?
Perché Usura e Colore Sono Cruciali?
Pensateci: i denti della protesi devono masticare cibo ogni giorno. Se si consumano troppo in fretta, succede un guaio: si perde quella che noi tecnici chiamiamo “dimensione verticale di occlusione” (VDO), cioè l’altezza corretta del morso. Questo non solo compromette l’efficienza della masticazione e l’estetica del sorriso, ma può affaticare i muscoli e persino portare alla rottura della protesi stessa!
E il colore? Beh, chi vorrebbe una dentiera con denti che cambiano colore o si macchiano facilmente? La stabilità cromatica è fondamentale per la soddisfazione del paziente e per un aspetto naturale nel lungo periodo. Il cambiamento di colore può dipendere da tanti fattori: assorbimento d’acqua, macchie superficiali, deterioramento dei pigmenti, aumento della ruvidità…
Quindi, la domanda sorge spontanea: tra denti convenzionali, fresati e stampati in 3D, quali si comportano meglio sotto questi due aspetti? È proprio quello che abbiamo cercato di scoprire con uno studio comparativo in vitro (cioè in laboratorio, simulando le condizioni della bocca).
Come Abbiamo Messo alla Prova i Denti
Per il nostro esperimento, abbiamo preso dei primi molari mandibolari (sono denti posteriori, quelli che lavorano sodo durante la masticazione) realizzati con tre tecniche diverse:
- Gruppo Convenzionale: Denti prefabbricati in PMMA tradizionale (il nostro gruppo di controllo).
- Gruppo Fresato: Denti fresati da blocchi di PMMA pre-polimerizzato ad alta densità.
- Gruppo Stampato 3D: Denti stampati in 3D con una resina specifica per denti da protesi, usando una stampante DLP (Digital Light Processing) ad alta precisione.
Abbiamo preso 7 denti per ogni gruppo (un numero calcolato statisticamente per avere risultati affidabili). Ogni dente è stato prima scannerizzato in 3D per avere un modello digitale di riferimento “prima della battaglia”.
Poi, abbiamo messo questi denti in un “simulatore di masticazione”. Immaginate una macchina che riproduce i movimenti e le forze della masticazione (circa 5 kg di forza, 102 cicli al minuto) per 100.000 cicli, che equivalgono a circa 6 mesi di utilizzo in bocca. Il tutto immerso in saliva artificiale e masticando contro un antagonista standardizzato in zirconia (un materiale molto duro, per essere sicuri che a consumarsi fossero i nostri denti in PMMA e non l’antagonista).
Dopo la simulazione di usura, abbiamo pulito bene i denti e li abbiamo scannerizzati di nuovo. Utilizzando un software sofisticato (Geomagic Control X), abbiamo sovrapposto le scansioni “prima” e “dopo” per misurare con precisione millimetrica quanto materiale era stato perso sulla superficie occlusale (la parte che mastica). Più materiale perso, minore la resistenza all’usura.
Per la stabilità del colore, invece, abbiamo prima misurato il colore iniziale di ogni dente con uno strumento chiamato spettrofotometro (il VITA Easyshade V, molto preciso), che dà dei valori numerici (L*, a*, b*) che definiscono il colore esatto. Poi abbiamo sottoposto i denti a un ciclo di invecchiamento accelerato in un termociclatore: 3500 cicli alternando bagni caldi (55°C) e freddi (5°C), simulando l’effetto di cibi e bevande a diverse temperature. Infine, abbiamo rimisurato il colore. La differenza tra il colore iniziale e quello finale (chiamata Delta E o ∆E) ci dice quanto il colore è cambiato: più alto il valore, peggiore la stabilità.
Resistenza all’Usura: Chi Vince?
E qui arrivano i risultati interessanti! L’ipotesi iniziale era che non ci fossero differenze significative tra i gruppi, ma abbiamo dovuto ricrederci.
Per quanto riguarda l’usura, i denti convenzionali hanno mostrato la perdita di volume maggiore (valore medio RMS di 1.806). Questo non sorprende del tutto, dato che il PMMA lavorato tradizionalmente può essere meno compatto.
La vera sorpresa (o forse no, per chi segue i progressi dei materiali) è stata tra fresati e stampati: entrambi hanno mostrato un’usura molto bassa, significativamente inferiore ai convenzionali. Tra i due, i fresati hanno avuto un’usura leggermente inferiore (RMS medio 0.019) rispetto agli stampati 3D (RMS medio 0.021), ma la differenza tra questi due gruppi non è risultata statisticamente significativa.
In pratica: sia i denti fresati che quelli stampati 3D resistono all’usura molto meglio dei tradizionali! Questo è importantissimo per la longevità della protesi e per mantenere stabile il morso.
Stabilità del Colore: Questione di Estetica
Passiamo al colore. Qui la classifica si inverte parzialmente. I denti che hanno cambiato meno colore dopo l’invecchiamento sono stati i fresati (Delta E medio di 0.539), mostrando una stabilità eccellente.
I denti stampati 3D, invece, hanno mostrato il cambiamento di colore maggiore (Delta E medio 2.996), seguiti da vicino dai denti convenzionali (Delta E medio 2.725). La differenza tra stampati e convenzionali non è risultata statisticamente significativa, ma entrambi hanno cambiato colore in modo significativamente maggiore rispetto ai fresati.
Quindi, per la stabilità del colore, i denti fresati sembrano essere i campioni indiscussi, mentre quelli stampati 3D si comportano in modo simile ai tradizionali, mostrando una maggiore tendenza a cambiare colore nel tempo.
Cosa Ci Dicono Questi Risultati?
Mettendo insieme i pezzi, sembra che i denti fresati da blocchi di PMMA pre-polimerizzato offrano il miglior compromesso generale nel nostro test di laboratorio: eccellente resistenza all’usura e ottima stabilità del colore. Questo è probabilmente dovuto al processo di fabbricazione industriale dei blocchi, che garantisce un materiale molto denso, omogeneo, con un alto grado di polimerizzazione e pochissimi monomeri residui.
I denti stampati in 3D sono stati una piacevole conferma per la resistenza all’usura, quasi al livello dei fresati e molto superiori ai convenzionali. Questo è un grande punto a favore della stampa 3D! Tuttavia, la stabilità del colore sembra essere ancora un punto debole, paragonabile a quella dei denti tradizionali. Perché? Le ipotesi sono diverse:
- Maggiore assorbimento d’acqua: Le resine per stampa 3D potrebbero essere più inclini ad assorbire liquidi, facilitando la penetrazione di pigmenti e il deterioramento del materiale.
- Composizione della resina: Il contenuto di riempitivi (fillers), la natura dei monomeri, gli agenti di reticolazione e i fotoiniziatori possono influenzare sia le proprietà meccaniche che la stabilità cromatica. Forse le resine attuali sono ottimizzate per la stampabilità e le proprietà meccaniche, ma meno per la resistenza al cambiamento di colore.
- Processo di stampa e post-cura: La polimerizzazione strato per strato e il processo di post-curing (l’ulteriore indurimento dopo la stampa) sono cruciali. Una polimerizzazione non completa o la presenza di monomeri residui possono peggiorare la stabilità.
I denti convenzionali, pur essendo lo standard per anni, mostrano i loro limiti soprattutto nell’usura, confermando che le tecniche CAD/CAM possono offrire vantaggi meccanici significativi.
Limiti e Prospettive Future
È importante sottolineare che questo è uno studio in vitro. Le condizioni reali nella bocca sono molto più complesse (saliva con pH variabile, batteri, forze masticatorie diverse da persona a persona…). Quindi, questi risultati sono un’indicazione preziosa, ma dovranno essere confermati da studi clinici a lungo termine sui pazienti.
Inoltre, abbiamo testato solo un tipo di resina per la stampa 3D e un tipo di blocco per la fresatura. Il mercato offre sempre più materiali, e le formulazioni delle resine per stampa 3D sono in continua evoluzione. La ricerca futura dovrà sicuramente:
- Confrontare più marche e tipi di materiali fresati e stampati.
- Investigare come migliorare la stabilità del colore delle resine per stampa 3D, magari modificando la loro composizione o ottimizzando i protocolli di post-curing.
- Condurre studi clinici per vedere come questi materiali si comportano davvero nel tempo nella bocca dei pazienti.
In conclusione, dal nostro banco di prova di laboratorio, i denti fresati in PMMA sembrano offrire le prestazioni migliori in termini di resistenza all’usura e stabilità del colore. La stampa 3D è molto promettente per l’usura, quasi al pari della fresatura, ma deve ancora migliorare sul fronte della stabilità cromatica per raggiungere i livelli dei materiali fresati. La strada della digitalizzazione in protesi è decisamente aperta e piena di sviluppi interessanti! Staremo a vedere cosa ci riserva il futuro.
Fonte: Springer
