In campo odontoiatrico, lo studio dei materiali è sempre stato alla base della pratica clinica. Questo studio analizza brevemente le caratteristiche dei materiali resinosi utilizzati in odontoiatria e nella pratica odontotecnica per sottolinearne le caratteristiche biologiche, microbiologiche e chimico-fisiche.
L’obiettivo principale della protesi è riabilitare i pazienti e quindi migliorare la loro qualità di vita. Le resine dentali sono i principali materiali utilizzati per la produzione di protesi dentarie. Le protesi dentarie mobili mirano a riabilitare le funzioni orali di pazienti affetti da edentulia parziale o totale sostituendo i denti naturali con elementi e tessuti dentali artificiali. Alcuni tipi di interventi protesici potrebbero essere utilizzati per correggere anomalie funzionali oltre che estetiche di forma, colore o posizione dei denti naturali.
La resina artificiale o sintetica è un materiale viscoso, simile nell’aspetto alla resina vegetale ma in grado di indurire. Si tratta generalmente di un’ampia classe di polimeri diversi e complessi, che possono essere ottenuti con differenti metodi e materie prime. Tra le resine sintetiche più comuni vi sono le resine fenoliche, le resine acriliche, le resine epossidiche, le resine poliestere insature (UPR), le resine vinilestere (VE), le resine termoplastiche, le resine termoindurenti e gli elastomeri.
Le resine acriliche (poliacrilati) si ottengono per polimerizzazione di monomeri acrilici, principalmente acido acrilico ed esteri acrilici o metacrilici. Chimicamente hanno origine da ben definiti composti (polimeri), che, con l’intervento di opportuni catalizzatori (monomeri), danno luogo alla reazione chimica denominata polimerizzazione che permette di ottenere una protesi con caratteristiche adeguate.
Queste ultime possono essere classificate sulla base dell’agente in grado di avviare la reazione di polimerizzazione: chimico, luce, calore o microonde. Dal punto di vista della composizione, una polvere di particelle di polimetilmetacrilato (PMMA) accoppiata con un iniziatore e pigmenti di vario tipo, si miscela a una fase liquida contenente monomeri e una coppia inibitore-attivatore.
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Una volta solidificati, questi polimeri hanno caratteristiche meccaniche o superficiali differenti. Le caratteristiche meccaniche includono durezza, resistenza alla trazione, resistenza trasversale e resistenza alla flessione. In statistica, i termini bias, distorsione o varianza sono usati con riferimento a due concetti. In realtà, dalla formula dipendono una serie di caratteristiche meccaniche (durezza, resistenza alla trazione, resistenza trasversale e contrazione da polimerizzazione), ma anche altri aspetti quali la biocompatibilità e la stabilità cromatica.
La resina comune utilizzata in odontoiatria (FuturaGen Schutz Dental GmbH, Rosbach, Germania), rosa a colori, è presentata in Figura 1, dove è possibile osservare come questa resina si presenta al clinico. La superficie della resina e la superficie fratturata sono state osservate con uno stereomicroscopio (Leica M125 C). Una volta miscelata la resina secondo le istruzioni del produttore, sono stati creati due campioni (4 × 2 × 1 cm); questi sono stati successivamente fratturati in due parti uguali e la superficie è stata osservata.
Wagner et al. hanno valutato la stabilità dimensionale delle protesi in resina PMMA dopo l’irradiazione a microonde. Le basi delle protesi sono state poste in un forno di vetro con 200 ml di acqua demineralizzata e quindi esposte a radiazioni a microonde da 420 W o 700 W per 3 minuti. Tutte le protesi hanno subito un cambiamento dimensionale di 1 o 2 mm dopo ogni periodo di microonde.
Secondo Somkuwar et al., le resine per basi protesiche polimerizzate a caldo con e senza rinforzo di MWCNT e polimerizzate con la tecnica a microonde possiedono una maggiore resistenza alla flessione. I MWCNT potrebbero essere utilizzati come materiale di rinforzo efficace per la base della protesi. Wang et al. hanno valutato l’effetto di un nanotubo di carbonio a parete multipla sulle resine composite di polimetilmetacrilato per protesi.
Bacali et al. hanno valutato la caratteristica della resina acrilica autopolimerizzante caricata con 1% e 2% di G-AgNp (Nanoparticelle di grafene e argento). Hanno dimostrato come queste resine potrebbero interagire e diminuire gli effetti nei confronti dei cheratinociti e delle cellule pulpari. Tutti i campioni, secondo gli autori, hanno dimostrato proprietà antibatteriche contro i batteri Gram-positivi e l’effetto battericida contro Escherichia coli. Da un punto di vista meccanico, queste resine modificate hanno mostrato una migliore flessione.
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Monteiro et al. hanno mostrato la distribuzione e il rilascio dell’argento nella resina di base antimicrobica, con l’aggiunta di nanoparticelle colloidali d’argento. Dopo aver conservato la protesi in acqua deionizzata per un periodo da 7 a 120 giorni, hanno analizzato ciascuna soluzione. L’argento non è stato rilevato nell’acqua deionizzata e hanno mostrato come la sua dispersione fosse migliore a una concentrazione di argento inferiore. Fan et al. ha invece rilevato il rilascio di ioni Ag+ in tutti i campioni.
Kim et al. hanno valutato la biocompatibilità della resina ibrida acrilica rinforzata con il poliedraloligosilsesquiossano (POSS). POSS ha mostrato una migliore biocompatibilità (misurata mediante un test metabolico, un test di sovrapposizione di agar e un test di mutagenesi) e una mutagenicità inferiore.
Questa revisione mostra come il cambiamento della struttura chimica delle resine potrebbe avere influenze microbiologiche sulla crescita e sulla gestione del biofilm, anche influenze fisiche in termini di caratteristiche meccaniche. Alfaifi et al. hanno dimostrato come diverse concentrazioni di caffeina e nicotina interagiscono con l’attività metabolica e la formazione del biofilm di Candida albicans. Hanno mostrato come 8 mg/mL di nicotina hanno aumentato sia l’attività metabolica che la formazione di biofilm. Nonostante questo, l’alta concentrazione di caffeina (16,00 e 32,00 mg/mL) potrebbe diminuire l’attività metabolica e la formazione di biofilm di C. albicans.
Akalin-Evren et al. hanno valutato l’adesione di C. albicans su protesi in resina rinforzate con compositi fibrorinforzati FRC. Akalin-Evren et al. hanno valutato l’adesione di C. albicans su protesi fibrorinforzate senza differenze statisticamente in termini di architettura FRC in vetro e o esposizione di protesi su saliva. Fan et al. ha riscontrato che AgBz modificato le resine hanno prodotto un’attività antibatterica contro S. mutans. Pesci-Bardon et al. ha concluso che i composti di ammonio quaternario sono rimasti attivi dopo la polimerizzazione a caldo della resina e che questo è a utile aiuto contro Escherichia coli, Staphylococcus aureus e C.
L’utilizzo delle resine per dispositivi per il cavo orale può rivelarsi dannoso. Questa pericolosità è data da un possibile rilascio di monomeri responsabili di reazioni citotossiche. Esistono oggi sistemi di polimerizzazione che riducono la quantità di monomero residuo e di conseguenza il rischio per la salute dei pazienti può essere ridotto a un livello estremamente basso, ma non può essere eliminato. Attualmente, quindi, dal punto di vista tecnico e scientifico la problematica del rilascio del monomero residuo è ancora irrisolta e rimane parte integrante delle problematiche del materiale trattato.
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Rispetto alle resine foto-polimerizzate e termo-polimerizzate, le resine acriliche auto-polimerizzate hanno un effetto citotossico maggiore su fibroblasti e linee cellulari epiteliali, sebbene tutte le resine abbiano mostrato qualche effetto citotossico su entrambe le linee cellulari. La resina auto-polimerizzabile mostra i valori più bassi di vitalità cellulare (57%) durante le prime 24 ore. La resina foto-polimerizzabile è compatibile con il tappeto cellulare che il suo valore non mostra differenze statisticamente significative in nessuno dei 3 momenti considerati (P>0,05) e i valori di vitalità cellulare erano vicini al 100%.
Lee et al. hanno ottenuto estratti da campioni dei materiali per protesi in condizioni diverse (37°C per 24 h, 70°C per 24 h e 121°C per 1 h). Gli estratti sono stati quindi diluiti in acqua distillata e co-coltivati per 24 ore con cheratinociti orali umani immortalizzati (IHOK) o fibroblasti di topo. È stata rilevata una vitalità superiore al 70% in tutte le condizioni di test.
La soluzione detergente per dentiere può influire sulle proprietà della dentiera. de Sousa Porta et al. hanno valutato il colore, il cambiamento di rugosità e la formazione di biofilm con l’uso di ipoclorito di sodio. Hanno valutato l’uso di una soluzione di NaOCl allo 0,5% per 3 minuti al giorno su una protesi in resina acrilica mostrando una significativa riduzione della formazione di biofilm senza rugosità o cambiamento di colore e con una migliore soddisfazione del paziente dopo l’uso. L’uso di una soluzione di NaOCl allo 0,5% per 90 giorni ha ridotto il biofilm di formazione su protesi.
Al-Thobity et al. hanno valutato l’effetto della soluzione detergente su diverse resine per protesi (polimerizzate a caldo, autopolimerizzate, polimerizzate a luce visibile). L’unico cambiamento di colore rilevato è stato nella resina polimerizzata a luce visibile (VLP) trattata con Corega e Renew. La rugosità superficiale di tutta la resina per protesi è aumentata dopo l’immersione in Corega. L’immersione in Renew ha aumentato significativamente la rugosità superficiale solo nei campioni polimerizzati a caldo (HP) e auto-polimerizzati (AP). Una riduzione della resistenza alla flessione è stata rilevata nella resina HP dopo l’immersione in Corega.
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. Questa percentuale influenza le proprietà meccaniche e la viscosità del composito.
Il BIS-GMA è la resina impiegata come matrice nei compositi odontoiatrici. Il BIS-GMA è una resina ad alta viscosità, questo ne riduce significativamente la lavorabilità a temperatura ambiente. Composti micro-riempiti con particelle prepolimerizzate sferiche, dove le microparticelle sono inserite in sfere di resina parzialmente polimerizzate, le sfere polimeriche contenenti anche le microparticelle sono inserite come riempitivo nella resina BIS-GMA per ottenere il composito finale.
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Negli ultimi anni, per quanto riguarda il caso di protesi fissa su dente naturale, abbiamo assistito a un cambio nella prospettiva di impiego del provvisorio. Per tutti i motivi sopracitati, per l’odontoiatra è necessario avere a disposizione tutti i mezzi necessari a ribasare - se necessario anche più volte - in tempi rapidi il provvisorio sgusciato direttamente alla poltrona. Le resine maggiormente impiegate sono quelle acriliche autopolimerizzanti, ma oggi sono disponibili diverse tipologie, comprese alcune resine fotopolimerizzanti.
La resina dentale è un materiale per corone che presenta costi decisamente contenuti. Proprio come accade per la ceramica e lo zirconio, anche in questo caso è possibile realizzare protesi biocompatibili dall’alto effetto estetico, anche se la resistenza non è altrettanto efficace. Le corone in resina infatti con il passare del tempo tendono a consumarsi e, a causa della porosità del materiale, rischiano anche di decolorarsi. In ogni caso la resina dentale ha anche i suoi vantaggi in quanto rappresenta un buon compromesso fra la qualità del prodotto e il prezzo sostenuto per realizzarlo.
La scelta di intervenire applicando faccette dentali è importante, non solo per il fatto che queste protesi hanno un costo piuttosto elevato, ma anche perché è possibile che lo specialista vi consigli una seduta di sbiancamento dentale o di igiene orale quando il difetto sia risolvibile in modo meno invasivo con uno di questi due trattamenti. Tra le varie tipologie disponibili sul mercato vi sono faccette dentali in resina e faccette in ceramica o porcellana (incluso il disilicato di litio).
Chimicamente, le resine acriliche commercializzate come kit bicomponente sono formate da una polvere, costituita da una miscela di polimeri in forma incompleta (MMA o EMA) con un iniziatore perossidico e un pigmento, e un liquido consistente sempre in metacrilati ma in forma monomerica con una molecola di cross-linking. Una componente presente solo nelle resine autopolimerizzanti è un acceleratore chimicamente attivato (ad esempio N, N-dimetil p-toluidina). Un prodotto certificato come auto-fotopolimerizzante, dunque, conterrà sia fotoiniziatore che acceleratore chimico.
In realtà, dalla formula dipendono una serie di caratteristiche meccaniche, ma anche altri aspetti quali la biocompatibilità e la stabilità cromatica. Per l’odontotecnico è fondamentale conoscere la composizione del materiale, i protocolli di polimerizzazione e gli effetti degli additivi (nanoparticelle, MWCNT, mica, fibra di vetro) per ottimizzare resistenza, estetica e controllo del biofilm.
| Additivo / Protocollo | Effetto principale | Riferimento |
|---|---|---|
| G-AgNp (graphene-argento) | Attività antibatterica, migliore resistenza alla flessione | Bacali et al. |
| Nanoparticelle d'argento colloidali | Distribuzione migliore a concentrazione inferiore, rilascio non sempre rilevato | Monteiro et al. |
| MWCNT (nanotubi di carbonio) | Migliora resistenza alla flessione a bassi %; problemi di dispersione ad alte % | Somkuwar, Wang et al. |
| POSS | Migliore biocompatibilità e minore mutagenicità | Kim et al. |
| NaOCl 0,5% (detergente) | Riduzione biofilm senza cambiare colore o rugosità (uso breve) | de Sousa Porta et al. |
La protesi dentale contemporanea è caratterizzata da una vasta varietà di materiali a disposizione del clinico, tra cui le resine. Queste ultime possono essere classificate sulla base dell’agente in grado di avviare la reazione di polimerizzazione: chimico, luce, calore o microonde. Per ottenere prodotti più performanti, biocompatibili e di lunga durata, la tecnologia dentale si affida da anni al campo dei materiali dentali per selezionare le resine più adatte.
Per quanto riguarda la manutenzione, è necessario valutare l’effetto dei detergenti, la sensibilità al rilascio di monomeri, la stabilità cromatica e la necessità di eventuali ribasature del provvisorio. L’odontoiatra e l’odontotecnico devono collaborare per scegliere il materiale che meglio bilanci estetica, resistenza e biocompatibilità, considerando anche le esigenze del paziente e i protocolli di polimerizzazione disponibili.
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