Nel mondo in continua evoluzione dell'odontoiatria, le leghe dentali svolgono un ruolo indispensabile. Questo articolo approfondisce l'argomento, evidenziando i diversi tipi di leghe dentali, le loro proprietà, le applicazioni e gli ultimi sviluppi che stanno ridefinendo i confini della cura dentale.
Per lega si intende una soluzione solida di due o più elementi miscibili allo stato liquido. Ogni tipo di restauro dentale richiede una lega ben precisa. È normalmente compito dell’odontotecnico, in team con l’odontoiatra, scegliere, a seconda dei casi, tra le numerose formule messe a punto dai produttori di leghe per protesi dentali, a seconda delle caratteristiche metallografiche delle stesse.
Le leghe possono essere raggruppate in diverse categorie principali: leghe di metalli preziosi, leghe metalliche non preziose e leghe ceramica-metallo (PFM). Rientrano inoltre in questa classificazione le leghe a base di cromo-cobalto e nichel-cromo, così come leghe più moderne come il titanio.
Le leghe di metalli preziosi in odontoiatria, soprattutto quelle a base di oro, platino e palladio, sono caratterizzate da un'eccellente resistenza alla corrosione e biocompatibilità. Queste leghe sono tradizionalmente apprezzate per la loro lunga durata e la bassa usura, che le rendono il materiale preferito per inlay, onlay, corone e ponti. Le leghe d'oro sono particolarmente apprezzate per la loro lavorabilità e le loro qualità estetiche. Sono facili da lucidare e si adattano al colore naturale del dente, offrono un'ottima vestibilità e riducono al minimo il rischio di corrosione e di accumulo di placca. Le leghe di platino e palladio offrono una maggiore resistenza e durezza, rendendole ideali per restauri sottili in cui si desidera preservare al massimo la struttura del dente.
Principali vantaggi: questa tipologia di lega presenta un'ottima unione con la ceramica una buona fusibilità. Esse sono caratterizzate da una facilità di rifiniture e di lucidature. Principali svantaggi: le leghe a base Oro-Platino-Palladio sono caratterizzate da una bassa resistenza allo scorrimento viscoso a caldo che potrebbe causare distorsione dei ponti estesi durante la cottura della ceramica o deformazioni dei margini sottili delle corone. Questa tipologia di lega avendo una resistenza meccanica ed un modulo di elasticità alquanto bassi, non risulta adeguata per ponti estesi, a meno che non si usino spessori notevoli specialmente nei connettori (3x3 mm).
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Le leghe Oro - Palladio- Argento hanno un effetto sulla ceramica in corrispondenza dei margini sottili provocando una variazione di colore. Principali vantaggi: Presentano una densità minore di quelle Oro-patino-Palladio e, grazie ad una presenza minore di materiale prezioso, rendono queste leghe meno costose. Queste tipologie di lega sono caratterizzate da una maggior rigidità, proprietà meccaniche migliori ed un minore scorrimento viscoso a caldo.
Principali vantaggi: le leghe a base di palladio-argento presentano una densità inferiore delle precedenti e sono caratterizzate da un costo minore. Presentano proprietà meccaniche simili o leggermente maggiori delle precedenti e possono essere impiegate per i medesimi scopi. Principali svantaggi: a causa della presenza massiccia di palladio potrebbe aumentare l' assorbimento di idrogeno nelle leghe durante le fusioni e l’elevato contenuto di argento potrebbe causare delle variazioni di colore(dal verdastro al giallo o all’arancio con l’aumentare dell’argento assorbito nella ceramica) nella ceramica, soprattutto in corrispondenza dei suoi margini e ciò dipende dalla composizione di quest’ultima dai cicli di cottura.
Quando si raggiunge la temperatura di cottura della ceramica l'argento raggiunge un'elevata tensione di vapore liberandone parte di esso sotto forma gassosa disperdendosi nel forno e condensa nelle zone più fredde. Dopodichè durante le sucessive cotture , l'argento, precedentemente evaporato, evapora nuovamente condensandosi nelle parti più fredde del forno e sulle protesi. Grazie alla sua alta attività in prossimità delle superfici della lega, l'argento gassoso, è facilmente assorbibile dalla ceramica.
Rientrano in questa categoria le leghe che contengono almeno l’85% di cromo, cobalto e nichel; si tratta principalmente di leghe a base di acciaio. Queste tipologie di leghe risultano adatte al mondo dentale in quanto sono caratterizzate da un'alta resistenza alla corrosione. Da citare come caratteristica importante è quella che tra i materiali non si creeranno crepe in quanto il coefficiente di dilatazione termica è molto simile a quello dei rivestimenti dei componenti dentali in ceramica. Dure ma allo stesso tempo caratterizzate da un'elevata elasticità (doppia rispetto ai metalli nobili), sono anche resistenti a corrosione e acidi anche ad alte temperature.
Le leghe dinichel-cromo sono ampiamente utilizzate nella produzione di basi per protesi e strutture metalliche, anche se possono causare reazioni allergiche in una minoranza di pazienti. Le leghe di cobalto-cromo sono caratterizzate da un'eccellente resistenza alla corrosione e biocompatibilità, che le rendono una scelta preferenziale per i pazienti allergici al nichel.
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Ogni lega deve sempre essere segnalata la presenza di elementi pericolosi come cadmio e berillio (in concentrazioni massime rispettivamente dello 0,02% e 0,01%).
Lo sviluppo di nuove leghe, tra cui il titanio e i materiali bioriassorbibili, riflette i progressi della scienza dei materiali. Le leghe di titanio sono preferite in implantologia per la loro eccezionale resistenza e biocompatibilità. Le leghe bioriassorbibili offrono nuove possibilità nella medicina rigenerativa, fornendo funzioni di supporto temporaneo e dissolvendosi poi in modo sicuro nell'organismo.
Le proprietà meccaniche delle leghe dentali, tra cui resistenza, durezza ed elasticità, sono fondamentali per la loro funzionalità e durata. Queste proprietà influenzano la capacità di una lega di resistere alle sollecitazioni quotidiane della bocca, dalle forze di masticazione alle fluttuazioni di temperatura.
La compatibilità delle leghe dentali con i tessuti corporei è un aspetto critico che viene attentamente considerato prima di scegliere un materiale per impianti e altre applicazioni a lungo termine. La ricerca si concentra sempre più sulla minimizzazione delle reazioni allergiche e sul miglioramento della compatibilità tissutale.
La resistenza alla corrosione è un criterio importante per la scelta delle leghe dentali, poiché influisce sull'integrità del restauro e sulle sue prestazioni a lungo termine nel cavo orale. Il problema della resistenza alla corrosione delle leghe dentali considerate singolarmente o in abbinamento con altre leghe è di fondamentale importanza e oggetto di numerosi studi e svariate proposte di regolamentazione e normative.
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Il potenziale di una lega è influenzato dal PH della soluzione di contatto. All’interno delle porosità, depositi, ristagni di saliva ed eventuali fermentazioni provocano una variazione di PH rispetto alla superficie della stessa lega esterna, bagnata continuamente da saliva nuova. Un aspetto molto importante nell’utilizzo di leghe dentali è quello di avere a disposizione un prodotto che mantenga caratteristiche costanti e controllate nelle varie partite o produzioni.
Il coefficiente di espansione termica è importantissimo per l’abbinamento di leghe e di masse ceramiche. In linea di massima il coefficiente di espansione termico della lega deve sempre essere leggermente superiore a quello della ceramica in quanto quest’ultima sopporta molto bene carichi compressivi ma è vulnerabile a tensioni anche minime. Occorre quindi fare in modo che durante i raffreddamenti successivi alle cotture delle varie fasi di ceramizzazione si abbiano forze compressive sulle masse ceramiche evitando tensioni.
Per determinare il C.E.T. delle leghe si seguono le indicazioni contenute nella norma ISO9693 (riferita ai sistemi metallo-ceramica). Occorre quindi preparare i provini di lega utilizzando il metodo di fusione a cera persa. I provini preparati sono dei tondini con un diametro di circa 5 mm o più. Dopo calibrazione del diametro e parallelizzazione delle facce piane, si pone il provino in un apparecchio denominato dilatometro. Con opportuni calcoli si risalirà al valore C.E.T. espresso in milionesimi (10-6) di allungamento riferiti alla lunghezza iniziale per l’aumento di 1° C.
La produzione di leghe dentali comporta una serie di processi specializzati volti a soddisfare i requisiti precisi e individuali dei restauri dentali. Tecniche di fusione: Le tecniche di fusione tradizionali e moderne consentono di produrre forme complesse per corone, ponti e altri componenti protesici. La precisione del processo di fusione influenza direttamente l'adattamento e la funzionalità del restauro finito.
Sistemi CAD/CAM: L'introduzione della progettazione assistita da computer e della produzione assistita da computer (CAD/CAM) nella tecnologia dentale ha rivoluzionato la produzione di leghe dentali. Grazie alle tecniche CAD-CAM oggi è possibile realizzare le strutture in lega non nobile (leghe vili) sia per fresatura che per fusione. Queste tecnologie consentono la produzione rapida e precisa di restauri dentali direttamente dalle scansioni digitali della bocca del paziente, con conseguente miglioramento dell'adattamento e riduzione dei tempi di attesa per i pazienti.
Stampa 3D: Recentemente, la stampa 3D delle leghe dentali ha acquisito importanza. Questa tecnologia consente la produzione strato per strato di strutture metalliche, offrendo una libertà di progettazione ancora maggiore e la possibilità di produrre geometrie complesse che non erano possibili con i metodi tradizionali.
Il controllo qualità svolge un ruolo fondamentale nella produzione di leghe dentali, per garantire che i prodotti finali siano sicuri, affidabili e conformi agli standard internazionali. Le leghe dentali devono soddisfare una serie di standard e norme di qualità stabiliti da organizzazioni come l'Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione (ISO). Questi standard definiscono i requisiti per la composizione, le proprietà meccaniche e la biocompatibilità delle leghe dentali.
Un processo molto importante nell’ambito dei trattamenti termici da effettuare su metalli o leghe atto ad eliminare differenze nella composizione è l’omogeneizzazione (o ricristallizzazione). Raggiungiamo in questo modo un grado di stabilità sicuramente superiore a quello presente dopo la solidificazione. La conoscenza del trattamento termico ideale per ottenere la migliore omogeneizzazione del reticolo è cosa molto importante per avere leghe più stabili, unitamente all’ottenimento di una ossidazione superficiale del metallo.
In linea generale, il trattamento termico indicato dalla casa produttrice per l’ossidazione superficiale è sufficiente anche per il trattamento preliminare di omogeneizzazione. Questo trattamento influisce sulla struttura cristallina della lega indipendentemente dalle condizioni impostate nella camera di cottura (atmosfera, vuoto). Sono invece fondamentali, entro certi limiti, la temperatura e il tempo di trattamento.
Le leghe dentali sono alla base dell'odontoiatria protesica, dalle corone singole alle strutture complesse di ponti e impianti, nonché alle protesi fisse e rimovibili combinate. La loro scelta si basa su una serie di fattori, tra cui le proprietà meccaniche, l'estetica e la biocompatibilità.
Corone e ponti: Le leghe dentali forniscono la resistenza e la durata necessarie per restauri a lungo termine. La scelta della lega dipende dalla posizione del restauro, dalla funzione masticatoria e da considerazioni estetiche.
Impianti: Il titanio e le leghe di titanio sono i materiali preferiti per gli impianti dentali grazie alla loro eccellente biocompatibilità e osteointegrazione. Il loro utilizzo ha migliorato significativamente le percentuali di successo degli impianti e fornisce ai pazienti soluzioni permanenti alla perdita dei denti.
Lo scheletrato dentale è una protesi parziale con la possibilità di essere rimossa. La protesi rimovibile necessita di esser rimossa frequentemente dal cavo orale , specialmente a fine pasto, per ottenere un'adeguata igiene orale. Essa rappresenta un'alternativa all’implantologia nel caso fosse impossibile a causa di motivazioni cliniche.
Il futuro delle leghe dentali è promettente, con una continua attenzione allo sviluppo di nuovi materiali che offrono proprietà migliori e una maggiore soddisfazione del paziente. I progressi nella scienza dei materiali e nelle nanotecnologie offrono il potenziale per lo sviluppo di leghe dentali con proprietà ineguagliabili, tra cui una maggiore resistenza meccanica, resistenza alla corrosione e qualità estetiche.
Materiali ecologici: La ricerca si sta concentrando sempre più sullo sviluppo di leghe dentali sostenibili che possono essere prodotte in modo ecologico e sono riciclabili. Sostenibilità nella produzione: L'industria dentale sta esplorando sempre più processi di produzione più ecologici per ridurre la propria impronta ambientale. Ciò include l'ottimizzazione dei processi produttivi per ridurre al minimo gli scarti di materiale e l'utilizzo di materiali riciclabili o ecocompatibili.
Esiste un grande potenziale di ottimizzazione nella produzione di protesi e impianti dentali, che può essere realizzato attraverso l'uso di strumenti specializzati altamente sviluppati. Quando le aziende odontotecniche originariamente organizzate come manodopera investono in un moderno centro di fresatura, c'è anche la volontà di industrializzare i processi. Le nuove macchine dovrebbero essere utilizzate al meglio con gli ordini per ottenere un ammortamento più rapido.
Per questa ottimizzazione del processo, è altrettanto importante valutare strumenti specializzati. I requisiti di materiale di un utensile da taglio sono determinati principalmente dalla resistenza dei materiali da lavorare. Ma anche la microgeometria e il rivestimento devono essere adattati al materiale. L'effetto estremamente abrasivo della polvere di ceramica richiede un rivestimento diamantato di alta qualità sull'utensile, poiché questo è l'unico modo per ottenere una lunga durata.
Come tutti i polimeri, le cere dentali offrono una serie di vantaggi rispetto ad altre tipologie di materiali come ad esempio quelli metallici: sono facili da lavorare e spesso più economici. Le cere dentali sono dei materiali termoplastici e questo gli consente di essere facilmente modellate e di ritornare dallo stato liquido a solido soltanto con un semplice raffreddamento. Le cere dentali, generalmente sono costituite da una cera base alla quale vengono aggiunti successivamente altri tipi di cere o additivi. Le varie procedure di composizione vengono effettuate in considerazione della destinazione d'uso.
I materiali compositi utilizzati in odontoiatria sono costituiti da una resina fluida e da un riempitivo solido. La resina è costituita da un insieme di monomeri (i monomeri sono molecole). Il riempitivo solido è costituito da particelle di vetro, quarzo, silicio. La quantità di riempitivo rispetto alla quantità di resina è definita percentuale di carica.
| Tipologia | Vantaggi principali | Svantaggi principali |
|---|---|---|
| Metalli preziosi (Au, Pt, Pd) | Biocompatibilità, estetica, facilità di lavorazione | Bassa rigidità, scorrimento viscoso a caldo, costo elevato |
| Pd‑Ag / Au‑Pd‑Ag | Maggiore rigidità, costo comparativamente minore | Problemi di colorazione della ceramica per evaporazione dell'Ag |
| Nichel‑Cromo, Cobalto‑Cromo (CoCr) | Elevata resistenza, buona corrosione, costo inferiore | Possibili reazioni allergiche (Ni) |
| Titanio | Osteointegrazione, biocompatibilità | Processabilità più complessa |
Le leghe dentali rimangono una parte centrale della scienza dei materiali dentali, offrendo soluzioni uniche alle sfide dell'odontoiatria restaurativa e della protesi. La continua ricerca e sviluppo in questo campo promette un futuro in cui le leghe dentali saranno ancora più potenti, estetiche e biocompatibili per soddisfare le esigenze dei pazienti di tutto il mondo.
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