Adesivi dentinali a base di silani: proprietà e utilizzo

L’adesione smalto-dentinale ha rappresentato una vera e propria rivoluzione in odontoiatria, un cambio di paradigma che di fatto ha trasformato un intero approccio. L’odontoiatria sta via via diventando sempre meno invasiva proprio grazie a questo repentino cambio di prospettive.

Struttura dei tessuti dentali e implicazioni per l’adesione

Lo smalto è il tessuto più mineralizzato del corpo umano, composto per circa il 96% da minerali (idrossiapatite), per l’1% da materiale organico e per il 3% da acqua (1). La dentina, al contrario è un tessuto idratato, ricco di collagene, composto per circa il 70% da minerali, per il 20% da materiale organico (collagene di tipo I) e per il 10% da acqua (2).

L’adesione allo smalto si basa principalmente su fenomeni di ritenzione micromeccanica. Il protocollo prevede la mordenzatura con un acido forte (acido fosforico al 35-37%), che demineralizza selettivamente la superficie dello smalto, dissolvendo il contenuto minerale e creando una superficie micro-ruvida con i prismi esposti (3). L’adesione allo smalto è considerata affidabile e prevedibile grazie alla natura omogenea del tessuto e all’efficacia della mordenzatura acida.

L’adesione alla dentina è più complessa rispetto allo smalto a causa della sua struttura eterogenea, della maggiore presenza di componente organica e del contenuto elevato di acqua.

Fattori che complicano l’adesione alla dentina

  • Presenza di Smear Layer: si forma durante la preparazione dentale, ostruisce i tubuli dentinali e interferisce con la penetrazione dell’adesivo.
  • Collasso del collagene: un’eccessiva disidratazione della dentina mordenzata durante l’asciugatura può causare il collasso della matrice di collagene, ostacolando l’infiltrazione della resina.
  • Idrofilicità/idrofobicità degli adesivi: gli adesivi devono essere abbastanza idrofili da infiltrare la matrice umida della dentina.

Principi dell’adesione dentale e formazione dello strato ibrido

Lo strato ibrido, scoperto da Nakabayashi nel 1982, è il risultato della diffusione e impregnazione dei monomeri dell’adesivo nella sottosuperficie della dentina pretrattata come substrato e la sua polimerizzazione. Quando si applicano monomeri si allargano gli spazi tra le fibre di collagene che mantengono e sostengono il loro livello originale. I monomeri idrofili hanno il compito di essere recettori nella copolimerizzazione della resina adesiva da applicare in seguito. Questa copolimerizzazione consente un legame tra il tessuto di collagene presente nella dentina e i materiali della resina adesiva e restauratrice, che provoca la formazione dello strato ibrido e come abbiamo detto, questo strato è una zona di interdifusione tra resina e dentina.

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Ci sono molti fattori che determinano il successo dell'adesione alla dentina, tra cui l'umidità, la profondità del substrato, la capacità dell'adesivo di penetrare nei tubuli dentinali e l'unione dell'adesivo con le fibre di collagene della dentina intertubulare demineralizzata.

Strategie di condizionamento: total-etch, selective-etch e self-etch

Il primo passaggio del trattamento del substrato dentale è la mordenzatura, un processo che ha lo scopo di irruvidire la superficie creando micro irregolarità, così da aumentare l’area disponibile per l’adesione. In base alla situazione clinica e ai tessuti coinvolti, la mordenzatura può essere condotta con le seguenti tre modalità.

  1. Mordenzatura totale: applicazione di acido ortofosforico su smalto e dentina, con rimozione dello smear layer e esposizione delle fibrille collagene.
  2. Mordenzatura selettiva: applicazione dell’acido solo sullo smalto, lasciando intatto lo smear layer sulla dentina.
  3. Nessuna mordenzatura: si procede direttamente con la fase adesiva senza applicare acido (self-etch).

La scelta della modalità di mordenzatura influenza direttamente il sistema adesivo da utilizzare: se mordenzatura totale (smalto + dentina), lo smear layer è rimosso e si utilizza la tecnica adesiva total-etch; se mordenzatura selettiva o assente, lo smear layer rimane presente e l’adesione avviene grazie a sistemi self-etch, che sfruttano proprio lo smear layer come base per l’ancoraggio.

È importante ricordare che, sebbene i self-etch contengano monomeri acidi, il loro potenziale di mordenzatura dello smalto è limitato, rendendo quindi una mordenzatura preliminare dello smalto con acido ortofosforico un passaggio indispensabile per ottimizzare l’adesione (1).

Classificazione e evoluzione dei sistemi adesivi

I sistemi adesivi smalto-dentinali sono numerosi e si distinguono tra loro per composizione chimica, modalità di applicazione e principi di interazione con i substrati dentali o più comunemente identificati per generazioni (2, 3). L’evoluzione dai sistemi etch-and-rinse a tre passaggi fino agli adesivi universali in flacone unico ha semplificato di molto la pratica clinica, pur introducendo nuove considerazioni su durabilità e comportamento a lungo termine.

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Gli adesivi universali, introdotti dal 2011, possono essere utilizzati in modalità etch&rinse o self-etch o in modalità selective-etch: sono i cosiddetti sistemi multi-mode. Questi prodotti permettono una razionalizzazione del flusso di lavoro e una riduzione degli errori tecnici poiché sono disponibili in un singolo flacone e talvolta in formulazioni che non richiedono primers o silani separati.

Protocolli riassuntivi

  • Total etch: Mordenzatura smalto e dentina → lavaggio e asciugatura → primer → bonding (o primer+bonding in unica soluzione).
  • Self etch: Mordenzatura smalto (selettiva), ma non dentina → primer automordenzante → bonding (o primer+bonding in unica boccetta).
  • Universal: utilizzabili sia in modalità E&R sia SE; semplificano la scelta e l’applicazione.

Ruolo dei silani negli adesivi dentinali

I silani sono fondamentali nell'odontoiatria moderna, poiché fungono da potenti agenti di accoppiamento che migliorano il legame tra i materiali dentali e le strutture dei denti. Gli agenti polifunzionali a base di silano sono una famiglia di silicati organici caratterizzati dalla compresenza di due gruppi reattivi (formula di base X3SiY), che possono presentare diversi sostituti: è a questi che, in ogni caso, si deve l'effetto accoppiante.

I silani vengono impiegati in odontoiatria per diverse finalità:

  • Agenti leganti: i silani sono ampiamente utilizzati negli agenti leganti per restauri in composito.
  • Trattamento della superficie: nell'odontoiatria restaurativa, i silani vengono applicati su superfici in vetroceramica e porcellana (silane coupling).
  • Trattamenti preventivi: alcuni agenti a base di silano sono inclusi nei materiali dentali preventivi, come i sigillanti, per migliorarne la durata e la resistenza all'usura.

I silani funzionano attraverso un processo chiamato silanizzazione, in cui le molecole di silano formano un legame chimico con il substrato e creano un'interfaccia stabile. Questo legame chimico migliora la bagnabilità e crea un'interfaccia chimicamente favorevole tra la matrice organica della resina e la superficie inorganica (filler o ceramica).

Varianti e potenziali sviluppi

Il gruppo Y dei silani è in grado di reagire in diverse maniere: i composti ottenuti vengono variamente impiegati nell'industria nel trattamento delle superfici. L'acilossisilano è stato sviluppato come additivo dei filler inorganici all'interno di matrici organiche ed è impiegato comunemente nei compositi odontoiatrici dove le particelle di filler sono trattate superficialmente con un composto silanico detto 3-MPS.

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Gli agenti polifluoroalchilsilanici possiedono una catena fluorocarbonica idrofobica e sono stati studiati per potenziare l'idrofobicità dell'interfaccia silanizzata, migliorando l'idroresistenza e la durabilità dei restauri in materiale composito. L'addizione di gruppi polifluoroalchilici ha mostrato un'azione positiva sull'effetto adesivo, minor deterioramento in acqua e un effetto accoppiante raddoppiato.

In letteratura sono state descritte anche varianti di silani con funzioni antibatteriche, derivati dei sali degli ammoni quaternari, che potrebbero fornire ulteriori vantaggi preventive.

Schema silanizzazione: legame chimico fra superficie ceramica e matrice resinosa

Applicazioni cliniche specifiche con silani

Disilicato, feldspatica: sono ceramiche vetrose mordenzabili. Il trattamento consiste in mordenzatura con acido fluoridrico → silanizzazione della superficie → applicazione del bonding. Cemento: cemento resinoso convenzionale (che richiede un sistema adesivo separato) (11).

Zirconia: la zirconia non è naturalmente adesiva e non si può mordenzare con acido fluoridrico. Il silano non crea legami stabili sulla zirconia; per la zirconia sono invece fondamentali la sabbiatura e l’adesione tramite il monomero 10-MDP, contenuto nel primer o nel cemento stesso (12, 13). Cemento: cemento resinoso autoadesivo che integra o possiede il monomero 10-MDP.

Perno: la superficie del perno richiede attenzione; in generale si esegue la silanizzazione, a meno che il perno non sia già stato pretrattato dal produttore. Il silano migliora la bagnabilità e favorisce il legame chimico tra matrice resinosa del cemento e fibre del perno.

Scelta del cemento e compatibilità

Un ulteriore fattore determinante è rappresentato dal cemento utilizzato: le diverse aziende propongono formulazioni differenti che spesso richiedono protocolli adesivi specifici. È quindi fondamentale conoscere la composizione del cemento scelto e seguire attentamente i passaggi indicati dal produttore.

Decision tree: scelta del materiale e del cemento per restauri indiretti

Durabilità del legame adesivo e strategie per migliorarla

Il degrado del legame adesivo è una delle principali preoccupazioni. Tra le diverse strategie finalizzate a migliorare la durabilità del legame adesivo si segnalano l’utilizzo di inibitori delle MMP (es. clorexidina) e monomeri chimicamente più stabili. Studi dimostrano che, sebbene la forza adesiva iniziale possa essere simile tra diversi sistemi, la durabilità varia significativamente.

Approcci biomimetici mirano a replicare la struttura naturale della giunzione smalto-dentinale per migliorare le prestazioni. La ricerca nel campo degli adesivi dentali è in continua evoluzione e le evidenze cliniche, ad esempio studi con follow-up a 36 mesi su adesivi universali, mostrano risultati promettenti ma ancora non definitivi per stabilire la reale efficacia a lungo termine dei vari prodotti.

Considerazioni operative e scelte cliniche

La scelta tra tecniche dipende dalla situazione clinica: se siamo di fronte a una lesione cariosa molto vicina alla polpa in un soggetto giovane, la mordenzatura della dentina in quella zona potrebbe provocare sensibilità post-operatoria; in questi casi è preferibile optare per una mordenzatura selettiva con l’utilizzo di un sistema self-etch. Nei casi di rifacimento di otturazione in pazienti adulti, in lesioni cariose non troppo profonde si preferisce una mordenzatura totale e quindi un adesivo total-etch.

Considerando l’isolamento: nel caso di una cementazione adesiva è importante tenere conto della possibilità di ottenere un corretto isolamento del campo operatorio. Questa condizione rappresenta un requisito imprescindibile per garantire la stabilità e la durata dell’adesione. In situazioni cliniche in cui l’isolamento ideale non è realizzabile, l’impiego di cementi adesivi potrebbe risultare inaffidabile; in tali casi è possibile considerare l’utilizzo di cementi non adesivi, come i cementi a base di ossifosfato di zinco, i vetroionomerici o i vetroionomerici modificati con resina.

Pratiche consigliate e punti critici

  • Pulizia accurata e isolamento assoluto per risultati migliori.
  • Attenzione alla tecnica di applicazione degli adesivi universali: applicazione attiva, corretta asciugatura e polimerizzazione dello strato adesivo sono determinanti.
  • Uso dei silani per vetroceramiche e parti con filler vetrosi; utilizzo di 10-MDP per zirconia.
  • Conoscere la composizione e il protocollo del cemento scelto per compatibilità chimica e meccanica.
Video: tecnica di silanizzazione e bonding per disilicato

Prospettive future e sviluppo dei silani

Per quanto la conoscenza di questi materiali sia ormai ampia, è interessante illustrare quali potrebbero esserne le future applicazioni, che sembrano andare oltre quella di semplici accoppianti. Le evidenze suggeriscono che addizionare due o più agenti silanici diversi favorisca anche il controllo del pH, che costituisce un fattore importante a livello dell'interfaccia, essendo in grado di incrementare l'adesione e la forza della ricostruzione in materiale composito.

Inoltre, lo sviluppo di silani con catene fluorurate o con funzioni antibatteriche e la loro integrazione in formulazioni di compositi e primers potrebbe migliorare l’idroresistenza, la durabilità e le proprietà preventive dello smalto.

Note su prodotti e praticità clinica

Alcuni produttori hanno introdotto innovazioni pratiche: ad esempio, la presenza di monomeri radiopachi o la formulazione di adesivi universali con elevata radiopacità (es. evoluzione di alcuni prodotti commerciali) può aiutare la diagnosi radiografica evitando ritrattamenti in caso di accumuli accidentali di adesivo. Tuttavia, l'aggiunta di riempitivi radiopachi agli adesivi potrebbe alterarne la viscosità e la capacità di penetrazione, per cui le soluzioni più sofisticate includono monomeri radiopachi distribuiti in modo omogeneo senza aumentare la viscosità del materiale.

Riassunto operativo per il clinico

Situazione clinica Modalità consigliata Ruolo del silano / 10-MDP
Margini in smalto (restauro diretto) Mordenzatura selettiva smalto + adesivo universale Silano non necessario; mordenzatura con H3PO4 migliora ritenzione micromeccanica
Restauri indiretti in vetroceramica (disilicato) HF → silanizzazione → bonding → cemento resinoso Silano fondamentale per legame chimico tra ceramica vetrosa e resina
Zirconia Sabbiatura → primer con 10-MDP → cemento resinoso contenente 10-MDP Silano inefficace; 10-MDP crea legame chimico con superficie zirconia
Perni in fibra Silani + eventuale adesivo compatibile → cemento resinoso autoadesivo o adesivo convenzionale Silano migliora legame tra fibre e matrice resinosa

La scelta del metodo adesivo e dei prodotti (adesivo, silano, cemento) deve sempre tenere conto della composizione chimica dei materiali impiegati e delle raccomandazioni del produttore per ottenere risultati predicibili e duraturi.

Infografica: flusso clinico per adesione smalto-dentina e uso dei silani

Infine, nonostante la semplicità teorica di alcuni meccanismi dell’adesione, l’applicazione pratica rimane complessa, richiede protocolli precisi e un’attenzione scrupolosa ai dettagli tecnici. Le strategie moderne, compresi i silani avanzati e gli adesivi universali, offrono strumenti potenti per l’odontoiatria conservativa e protesica, ma è la comprensione approfondita dei principi e la corretta applicazione clinica che determinano il successo a lungo termine.

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