Lab Tribune Italian Edition

10 Italian EditionAnno II n. 1 - Gennaio 2012 Clinica & Materiali Dal Closed Meeting 2011 dell’Accademia Italiana di Odontoiatria Protesica la sintesi della relazione di S. Scherrer Ceramiche ad alta resistenza: aspetti fondamentali clinici e di laboratorio Quanto i clinici conoscono i limiti e i possibili inconvenienti tecnici delle ceramiche ad alta resistenza, in particolare della zirconia? Laconoscenzadeimateriali,dei loro processi di lavorazione e lo studio delle modalità di fallimen- to sono alla base della corretta gestione dei materiali da restau- ro, per rispettarne le indicazioni e le necessarie precauzioni, sia in clinica che in laboratorio, mini- mizzando i problemi e i rischi di fallimento. Da sempre l’obiettivo deiclosedmeetingdell’Aiop,riser- vati ai soci attivi e ai loro ospiti, è trattare in modo approfondito e quanto più possibile esaustivo un singoloargomentointemadipro- tesi; affidando il tema della zirco- nia a Suzanne Scherrer, una delle massime ricercatrici al mondo su questo materiale, l’Aiop ha volu- to ribadire quanto la conoscenza approfondita dei materiali sia base indispensabile per il lavoro quotidiano. Punti critici clinici e di laboratorio delle ceramiche ad alta resistenza: - fasi di lavorazione e micro- struttura; - danni da fresatura; - limiti di fatica prima e dopo sabbiatura; - controllo di qualità; - disegno del manufatto; - problemi di fratture e chip- ping delle ceramiche di rive- stimento e del core. Fasi di lavorazione e microstruttura La durezza (toughness) è la proprietà chiave dei materiali, rappresenta la resistenza alla pro- pagazione dei crack. Maggiore è la durezza maggiore sarà l’ener- gia necessaria alla propagazione dei crack. La zirconia è il mate- riale ceramico che ha la maggior durezza e la maggior resistenza alla flessione. Per aver un buon lavoro è necessario lavorare in un team, nel quale ognuno è responsabile di alcune fasi: - Produttore: qualità del mate- riale grezzo – pressatura – presinterizzazione – sinte- rizzazione – incollaggio. - Centro di fresatura-laborato- rio: sinterizzazione – colora- zione – fresatura – disegno della struttura. - Dentista: controllo della qua- lità e manovre cliniche. Le fasi chiave nella lavorazione della zirconia sono: pressatura, sinterizzazione, disegno del pezzo. Se il laboratorio non spende tem- po a sufficienza per disegnare la struttura ci sarà molto lavoro di fresatura successivo e questo sarà fonte di problemi. Tutti i tipi di zirconia sono uguali? Andando su siti web delle case produttrici troviamo le stesse informazioni riguardo alla com- posizione: - ZrO2 + HfO2 = 95% - 3Y2O3 = 5% - Al2O3 = 0,25% Guardando invece le tempera- ture di sinterizzazione vediamo che ci sono parecchie differenze tra una casa e l’altra, quindi vuol dire che ci sono grani di dimen- sioni differenti, che infatti varia- no a seconda delle case dai 300 ai 500 nm. Le dimensioni dei grani influenzano oltre che la tempe- ratura anche le proprietà mec- caniche. I difetti strutturali sono molto importanti e dipendono dai processi di fabbricazione, se sono molto piccoli (sotto i 5 micron) non hanno una grande impor- tanza, viceversa difetti allungati, appuntiti e più grandi (si conside- raunasogliacriticadai12micron) fungono da iniziatori di crack. Da lavori sul limite di fatica1 su quattro tipi diversi di zirconia, si evince che non tutti i tipi di zir- conia sono uguali, quello che è importante testare è la resistenza alla fatica, con test ciclici, non con test statici che sono invece quelli effettuatinormalmentedallecase produttrici ma che non tengono conto della ripetitività degli stress durante la funzione. Vediamo che alcuni tipi di zirconia risultano meno resistenti perché hanno probabilmente difetti intrinseci, verificatisi durante la realizzazio- ne dei blocchi. Danni da fresatura Un’altra possibile causa di dan- no e quindi di diminuita resisten- za è da ricercarsi nella fresatura dei blocchi (grinding damage). Dagli esami al Sem della zirconia fresata si vedono chiaramente i danni da fresatura, e visto che 12 micronèladimensionecriticaper l’inizio e la propagazione dei crack bisogna che in laboratorio si stia molto attenti alle frese, inoltre è consigliabile disegnare la strut- tura con il massimo della cura in modo da non dover poi modi- ficarla con le frese. Le fotografie ingrandite dei pezzi che arriva- no normalmente nei nostri studi mostrano ciò che a occhio nudo noi non vediamo: solchi, segni di fresatura, graffi. Questi difetti costituiscono punti di innesco per le crepe, soprattutto nelle zone dei connettori interprossimali e vicino ai margini, e sono una con- seguenza del non aver sufficien- temente lavorato al computer per progettare la struttura. Quali frese per lavorare la zirconia? I tecnici usano normalmente una fresa diamantata da turbina, che andrebbe usata con raffred- damento ad acqua, seguita da una punta al carborundum a 5000 giri. La relatrice ha esaminato al Sem le superfici dopo ambedue le lavorazioni, trovandovi crepe e solchi superiori ai 12 micron. Quindi tutte le fasi di lavorazio- ne introducono dei difetti e una diminuzione della resistenza del materiale, bisogna prestare molta attenzione alla grana delle frese e a rilucidare dopo i ritocchi.2 Una riflessione per esempio è relativa ai trattamenti endodonti- ci che passano attraverso la strut- turainzirconia,èstatodimostrato che si diminuisce la resistenza del materiale almeno del 50%.3 Sabbiatura Uno degli interrogativi relativi alla zirconia riguarda la possibi- lità di utilizzare una cementazio- ne adesiva, che per essere efficace necessita di un trattamento del materiale da restauro. Volendo utilizzare dei cementi MBD è indicata la sabbiatura della zirco- nia: la sabbiatura con Coject (par- ticelle di circa 30 micron di Al2O3 ricoperte di silicio) diminuisce la resistenza di Y-TZP, come ipotiz- zato in alcuni lavori. Da uno studio realizzato secon- do il protocollo descritto prece- dentemente per testare il limite di fatica con test ciclici4 si vede che la sabbiatura aumenta la resi- stenza del 15-20%, perché induce una trasformazione di fase della zirconia che da tetragonale diven- ta monoclina, fase nella quale i grani sono dal 3 al 5% più grandi; quindi si provoca compressione dei grani e le fessure diminui- scono di dimensione, in pratica si crea uno strato compressivo. Il motivo per il quale la zirconia è un materiale resistente va ricer- cato proprio nella trasformazione da una fase all’altra. Sabbiando inoltre si arrotonda- no i segni lasciati dalla fresatura, perché con la sabbiatura si rimuo- ve uno strato superficiale di 2-3 microns. Questo però vale solo per la superficie interna da pre- parare per la cementazione, non per la superficie da ceramizzare. Un aspetto importante è che il motivo per il quale alcuni lavori riferiscono che la sabbiatura dan- neggia la zirconia è da ricercare sia nelle dimensioni del materiale usato per sabbiare, sia nella pres- sione usata, che dovrebbe essere molto bassa (2,5 bar) e con parti- celle molto piccole. Inoltre l’allu- mina utilizzata da sola non può essere pulita, rimane all’interno della superficie della zirconia, provocando una variazione del coefficiente di espansione termi- ca. (Zhang, Let al, 2005: la sab- biatura con particelle a 5 micron provoca una diminuzione di resi- stenza del 20-30%)5 . Controllo qualità L’esame accurato dei pezzi che arrivano prima della prova intra- orale è fondamentale, bisogna esaminare ogni singola struttura in laboratorio con transillumina- zione sotto al microscopio. L’esame delle crepe ci può dire se esse sono avvenute durante la sinterizzazione o nel raffredda- mento: se i grani sulla superficie della crepa sono ben omogenei vuol dire che si è formata nel raf- freddamento. Mettendo della ceramica sopra la zirconia si provoca un’infil- trazione della ceramica fino alla zirconia. Crepe da sinterizzazio- ne: si aprono durante la fresatura presinterizzazione (stato verde) o durante la sinterizzazione. È importante un accurato esame del pezzo fresato prima della sin- terizzazione, anche con l’aiuto di liquidi rilevatori per le crepe. Punti critici nel disegno della struttura - La struttura deve supportare adeguatamente la ceramica, in tutte le possibili direzio- ni di carico, questo si ottiene ampliando la struttura o cre- ando delle ali o cercini di sup- porto. È fondamentale supportare adeguatamente le zone inter- prossimali delle corone sin- gole, dove si tende a lasciare ceramica non sostenuta. - La struttura deve essere indi- vidualizzata, non copiata dal- la libreria fornita dalle case, soprattutto nelle aree dei con- nettori prossimali dei ponti, dove maggiore è lo spessore di ceramica e lo stress a cari- co della struttura. A Gine- vra nelle aree non estetiche i tecnici mettono pochissima ceramica, che viene usata quasi solo per le zone vestibo- lari. Studard et al6 : studio per vedere le dimensioni minime dei connettori, dove si dimo- stra che per ponti di tre ele- menti l’area del connettore deve essere di almeno 5 mm. Se non c’è abbastanza spazio o si procede a un allungamento di corona o si cambia mate- riale da restauro. E per quanto riguarda la zirconia nella realizzazione dei pilastri su impianti? Gli abutments sugli impianti presentano fattori di rischio note- voli, dovuti alla rigidità dell’insie- me e ai punti di concentrazione di stress quando si serra la vite, quindi va studiata attentamente la morfologia del pilastro, indivi- dualizzata e conformata in modo da massimizzare la resistenza, e quando non ci sono gli spessori bisogna fare ricorso al metallo che comunque ha una resistenza di 10 volte maggiore alla più resi- stente delle ceramiche. Quando la riduzione degli angoli e degli spigoli determina la riduzione delle dimensioni e quindi della ritenzione, bisogna ricorrere alla cementazione ade- siva preceduta dalla sabbiatura con il Cojet. Tutti i pezzi pensati per la clinica devono esser pro- gettati in tre dimensioni e indi- vidualizzati per fornire supporto al materiale da rivestimento in relazione al carico. - Disegno errato della strut- tura: zone con angoli acuti, dove la zirconia è più sot- tile, da dove inizia la crepa che dà origine alla frattura. Dove ci sono spigoli acuti inoltre il tecnico non riesce a mettere la ceramica, all’esa- me al microscopio si vedono microbolle. Il disegno della struttura di supporto deve seguire i con- cetti della metalceramica, seguire i contorni del dente. Spesso si sbagliano i disegni degli abutments implantari, utilizzando concetti che van- no bene per il metallo senza considerare che i materiali metallici hanno mediamen- te una durezza 20 volte supe- riore. Linea di finitura: margini a lama di coltello (preparazioni a finire) Vantaggi delle preparazioni a finire: - preparazione conservativa; - profilo di emergenza: inizia sottile a livello radicolare; - le tecnologie CAD/CAM leg- gono bene i margini a finire; - la tecnica BOPT (Loi et al) è estremamente rispettosa degli aspetti biologici, ed è legataallacapacitàdeitecnici di rispettare e gestire il dise- gno e gli spessori del restauro al margine. Ma non bisogna dimenticare che i margini sono esposti al cosi- detto “hoop stress”, ovvero uno stresscirconferenzialealmargine, e la crepa partirà in modo ortogo- nale, verticale al margine. In uno studio che esaminava lo stress circonferenziale in relazio- ne alla linea di finitura7 è emerso che gli stress sono minori per le spalle piuttosto che per i chamfer. Ovviamente più sottile è il bordo, maggiore è lo stress. LT pagina 11