Zirconia Dentale: Sinterizzazione Rapida, Amica o Nemica delle Nostre Corone?

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di un materiale che ha rivoluzionato il mondo dell’odontoiatria estetica e funzionale: la zirconia monolitica. Se avete avuto bisogno di una corona o di un ponte dentale negli ultimi anni, è probabile che il vostro dentista vi abbia proposto questa opzione. Perché? Beh, la zirconia monolitica (che chiameremo MZ d’ora in poi) è fantastica: offre risultati estetici molto buoni, permette preparazioni del dente più conservative (cioè si lima via meno dente sano), ha una resistenza alla frattura invidiabile e, non da ultimo, accorcia i tempi sia in laboratorio che alla poltrona. Insomma, sembra quasi perfetta! Studi clinici confermano anche la sua lunga durata nel tempo.

Ma c’è sempre un “ma”, vero? Anche se robusta, la MZ non è indistruttibile. Le forze masticatorie ripetute possono, in alcuni casi, portare a fratture. Ecco perché per noi ricercatori è fondamentale testare a fondo la sua resistenza meccanica prima che arrivi nella vostra bocca. Uno dei test più affidabili è quello di frattura biassiale (BFS), che ci dice molto sui limiti di questi materiali.

Oltre alla forza, però, conta tantissimo l’aspetto. Vogliamo che i nostri restauri sembrino denti veri, giusto? Qui entrano in gioco le proprietà ottiche:

• Traslucenza (TP): La capacità di far passare un po’ di luce, proprio come lo smalto naturale. La misuriamo vedendo la differenza di colore del materiale su uno sfondo bianco e uno nero.
• Opalescenza (OP): Quel leggero riflesso bluastro che ha lo smalto sano quando la luce lo colpisce in un certo modo. Anche questa si calcola confrontando i valori di colore su sfondi bianco/nero.
• Fluorescenza (FL): La capacità di “brillare” di un bianco-bluastro sotto la luce UV, come fanno i denti naturali alla luce del giorno. La misuriamo confrontando il colore con e senza luce UV.

Per ottenere la loro resistenza e densità finali, le corone in MZ devono essere “cotte” in forni speciali. Questo processo si chiama sinterizzazione. Esistono diversi protocolli: lenti, standard, rapidi e super-rapidi. La sinterizzazione rapida è diventata molto popolare perché permette di realizzare e consegnare un restauro in MZ anche in una sola seduta dal dentista! Una vera manna dal cielo per chi ha poco tempo.

La Domanda Cruciale: Veloce è Davvero Meglio (o Uguale)?

Qui sorge il dubbio: questa accelerazione del processo di sinterizzazione influisce sulle proprietà finali della nostra amata zirconia? Cambia la sua estetica? La sua resistenza? La sua struttura interna a livello microscopico (la cosiddetta microstruttura)? Gli studi precedenti ci hanno dato risposte contrastanti. Alcuni dicevano che la sinterizzazione rapida aumentava la traslucenza, altri che la diminuiva. Stessa incertezza per l’opalescenza e la resistenza alla frattura. E sulla fluorescenza? Pochissimi studi se ne sono occupati.

Ecco perché abbiamo deciso di vederci chiaro. Anche se i produttori testano i loro materiali, è fondamentale una validazione indipendente, che magari simuli meglio le condizioni reali, come l’invecchiamento che avviene in bocca. Nel nostro studio, ci siamo posti proprio questa domanda: la sinterizzazione rapida ha un impatto significativo su traslucenza, opalescenza, fluorescenza, resistenza alla frattura e microstruttura della zirconia monolitica, dopo averla anche sottoposta a un processo di invecchiamento accelerato? La nostra ipotesi di partenza (l’ipotesi nulla, come la chiamiamo in gergo scientifico) era che no, non ci sarebbero state differenze significative. Sarà andata così? Continuate a leggere!

Come Abbiamo Messo alla Prova la Zirconia

Per scoprirlo, abbiamo preso un blocco di zirconia presinterizzata (una specifica 3Y-TZP, per i più tecnici) e, usando una macchina CAM (una specie di fresatore super preciso), abbiamo creato dei campioni: 20 a forma di disco e 4 quadrati. Li abbiamo divisi a caso in due gruppi:

• Gruppo S (Standard): Sinterizzati seguendo il protocollo standard consigliato dal produttore.
• Gruppo F (Fast): Sinterizzati seguendo il protocollo rapido.

Dopo la sinterizzazione, abbiamo verificato che le dimensioni fossero perfette e poi abbiamo sottoposto tutti i campioni a un ciclo di invecchiamento idrotermico in autoclave. Questo simula, in modo accelerato (circa 5 ore a 134°C e 0.2 MPa di pressione), l’effetto dell’umidità e del calore presenti in bocca per anni.

Poi, via con le misurazioni! Sui dischi abbiamo usato degli spettrofotometri (strumenti che misurano il colore con estrema precisione) per definire i valori LabCh e calcolare TP, OP e FL. Per la resistenza, abbiamo sottoposto i dischi al test di frattura biassiale (BFS) in una macchina universale Instron, registrando la forza necessaria per romperli. Sui campioni quadrati, invece, ci siamo concentrati sulla microstruttura: abbiamo analizzato la composizione chimica (con la tecnica WD-XRF), la dimensione dei grani cristallini (al microscopio elettronico a scansione FE-SEM dopo un trattamento termico per evidenziare i bordi dei grani) e la struttura cristallina (con la diffrazione a raggi X, XRD). Infine, abbiamo analizzato tutti i dati con metodi statistici per vedere se le differenze tra i gruppi S e F fossero significative.

I Risultati: Cosa Abbiamo Scoperto?

Ebbene, la nostra ipotesi iniziale si è rivelata in parte sbagliata! La procedura di sinterizzazione ha avuto un effetto statisticamente significativo su traslucenza (TP), opalescenza (OP), resistenza alla frattura (BFS) e dimensione dei grani (GS). L’unica proprietà che non è stata influenzata in modo significativo è stata la fluorescenza (FL). Vediamo nel dettaglio:

Estetica Sotto la Lente: Traslucenza, Opalescenza e Fluorescenza

• Traslucenza (TP): Il gruppo sinterizzato con metodo standard (S) è risultato leggermente più traslucido (TP medio 7.87) rispetto al gruppo rapido (F) (TP medio 7.21). Una differenza statisticamente significativa.
• Opalescenza (OP): Qui è successo il contrario! Il gruppo rapido (F) ha mostrato un’opalescenza leggermente maggiore (OP medio 7.22) rispetto al gruppo standard (S) (OP medio 6.61). Anche questa differenza era statisticamente significativa.
• Fluorescenza (FL): Come anticipato, nessuna differenza significativa tra i due gruppi (FL medio 0.23 per S e 0.18 per F). Entrambi i valori, però, sono risultati piuttosto bassi rispetto alla dentina naturale.

Ma attenzione! Sebbene le differenze in TP e OP fossero statisticamente significative, la differenza media era molto piccola (0.66 per TP, 0.61 per OP). Studi precedenti hanno mostrato che differenze così piccole sono considerate al di sotto della soglia di percettibilità clinica. In altre parole, è molto improbabile che un occhio umano possa notare questa differenza una volta che il restauro è in bocca. Quindi, dal punto di vista clinico, l’effetto sull’estetica è trascurabile.

Quanto è Resistente? La Prova di Frattura

Qui abbiamo trovato una differenza significativa. Il gruppo standard (S) ha mostrato una resistenza alla frattura media più alta (1597.93 MPa) rispetto al gruppo rapido (F) (1336.54 MPa). Quindi, la sinterizzazione rapida riduce un po’ la resistenza. Ma aspettate! La cosa fondamentale è che entrambi i valori sono enormemente superiori alla soglia minima raccomandata dagli standard ISO 6872 per restauri monolitici anche estesi (che è di 900 MPa). Questo significa che, anche se leggermente meno resistente sulla carta, la zirconia sinterizzata rapidamente è più che sufficientemente robusta per l’uso clinico, anche nei settori posteriori e per ponti di più elementi.

Uno Sguardo al Microscopio: Grana, Cristalli e Chimica

Le analisi microstrutturali hanno confermato alcune differenze:

• Dimensione dei Grani (GS): La sinterizzazione rapida ha portato a grani cristallini significativamente più grandi (GS medio 355.03 nm) rispetto alla sinterizzazione standard (GS medio 311.19 nm). I grani nel gruppo standard apparivano anche più uniformi. Questo risultato è in linea con altri studi e potrebbe spiegare la minor resistenza alla frattura del gruppo rapido (generalmente, grani più piccoli = maggiore resistenza).
• Struttura Cristallina (XRD): Entrambi i gruppi hanno mostrato strutture cristalline molto simili, prevalentemente in fase tetragonale (quella più resistente) con piccole tracce di fase monoclina. Non abbiamo rilevato fase cubica.
• Composizione Chimica (XRF): Abbiamo notato piccole differenze. Il gruppo rapido aveva una percentuale leggermente inferiore di ossido di zirconio (ZrO2) ma leggermente superiore di ossido di afnio (HfO2) e ossido di alluminio (Al2O3). Queste piccole variazioni chimiche, in particolare l’aumento di Al2O3, potrebbero spiegare perché, contrariamente alle aspettative (grani più grandi dovrebbero aumentare la traslucenza), il gruppo rapido fosse leggermente meno traslucido.

Tiriamo le Somme: Veloce è Consigliabile?

Alla luce di tutti questi risultati, cosa possiamo concludere? La sinterizzazione rapida modifica alcune proprietà della zirconia monolitica? Sì, lo fa. Riduce leggermente la resistenza alla frattura e la traslucenza, aumenta leggermente l’opalescenza e porta a grani più grandi. Tuttavia, e questo è il punto chiave, queste modifiche non sembrano avere una rilevanza clinica significativa. Le differenze ottiche sono minime, difficilmente percepibili, e la resistenza alla frattura rimane ampiamente entro i limiti di sicurezza richiesti per qualsiasi tipo di restauro. La fluorescenza, bassa in entrambi i casi, non viene influenzata.

Certo, il nostro studio ha delle limitazioni: è stato fatto in vitro, non su restauri anatomici reali, e abbiamo testato una sola marca di zirconia. Serviranno ulteriori ricerche per confermare questi risultati su altri materiali e in condizioni ancora più simili a quelle della bocca.

Ma, basandoci su quanto abbiamo osservato, possiamo dire con buona confidenza che la procedura di sinterizzazione rapida per la zirconia monolitica può essere raccomandata. I vantaggi in termini di risparmio di tempo (per il laboratorio, il dentista e il paziente) e di costi sembrano superare di gran lunga gli effetti, statisticamente presenti ma clinicamente trascurabili, sulle proprietà del materiale. Quindi, la prossima volta che il vostro dentista vi proporrà una corona in zirconia “in giornata”, potete essere più tranquilli: la velocità, in questo caso, non sembra essere nemica della qualità!

Fonte: Springer