Meccanismo della reazione sbiancante del perossido di idrogeno e attivazione con luce ultravioletta

Sempre più persone oggi vengono ai nostri studi odontoiatrici e ci chiedono di migliorare l'estetica del loro sorriso e di schiarire il colore dei propri denti. Il colore naturale dei denti è determinato da una componente intrinseca associata alle proprietà ottiche di assorbimento e diffusione della luce di smalto e dentina e viene influenzato dalla presenza di discromie di superficie o interne. Lo sbiancamento rappresenta il trattamento estetico a notevole approccio conservativo, vantaggioso rapporto costo-beneficio, che consente di decolorare i composti organici responsabili delle pigmentazioni che macchiano i denti.

Principi chimici dello sbiancamento con perossidi

Tutte le molecole della classe dei perossidi appartengono alla categoria degli agenti ossidanti, caratterizzati dall'unità strutturale -O-O-, cioè costituita da due atomi di ossigeno legati tra loro. Il perossido d'idrogeno è un potente agente ossidante che riesce a penetrare negli strati di smalto e dentina, rilasciando dei radicali liberi. Questi radicali sono in grado di distruggere le molecole di pigmento responsabili delle macchie dei denti e del colore più scuro. I radicali liberi degradano anelli di carbonio complessi in lunghe catene lineari e convertono i legami doppi in legami singoli.

La reazione chimica, in presenza di attivatori e foto-attivatori, può essere accelerata tramite l'applicazione di calore e/o di luce (sia naturale che luce laser) che sono in grado di velocizzare e per aumentare l'intensità della reazione chimica, contribuendo alla dissociazione del perossido e aumentando la formazione di ossigeno e ioni perossido. L'obiettivo dello sbiancamento è massimizzare la riflessione della luce dal dentina schiarita.

Radicali e ossidazione dei cromofori

Ossidazione dei doppi legami delle catene coniugate dei cromofori (molecole organiche a lunga catena chimicamente stabili) assorbiti dai tessuti duri dentali (smalto e dentina), con conseguente incremento della luminosità e riduzione del croma. I radicali dell'ossigeno sono liberati da perossidi contenuti nei prodotti sbiancanti e si diffondono attraverso il tessuto duro del dente fino alla giunzione amelo-dentinale. Questo processo chimico specifico redox decompone i composti di chinoni e di legami aromatici distruggendo i legami doppi e produce materiali con composizione simile alla dentina naturale. La trasformazione chimica riduce l'assorbimento della luce, migliorando la sua riflessione e rifrazione, risultando in un aspetto più luminoso dei denti.

Attivazione con luce: ruolo dell'ultravioletto e altre sorgenti

La reazione di decomposizione del perossido può essere accelerata usando fonti di energia esterne. Le sorgenti luminose aumentano la velocità di decomposizione del perossido di idrogeno e quindi di rilascio di radicali liberi capaci di ossidare i pigmenti scuri. Le sorgenti di attivazione che generano calore possono indurre espansione del fluido contenuto nei tubuli dentinali, determinando iperemia pulpare ed ipersensibilità post sbiancamento. Il calore produce disidratazione del dente più marcata e quindi una maggiore ipersensibilità post sbiancamento.

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L'energia delle sorgenti luminose potenzia la reazione trasferendo energia cinetica all'ossigeno atomico, permettendo una penetrazione più efficace nelle zone di pigmentazione. La scelta della sorgente luminosa è fondamentale, poiché luci potenti possono ridurre il tempo di esposizione mantenendo sicurezza e comfort.

Luce ultravioletta: benefici e limiti

Alcuni autori hanno proposto l'utilizzo di una fonte luminosa per accelerare la reazione di sbiancamento attivando l'agente sbiancante. Tuttavia, l'uso di sorgenti che generano calore è associato a rischio di aumento della temperatura intrapulpare; una variazione significativa della temperatura, associata ad effetto fototermico e potenziale danno pulpare, viene registrata in corso di trattamento sbiancante con perossido di idrogeno nei casi in cui si faccia ricorso all'ausilio di sorgenti di attivazione (luce alogena, LED, laser) per accelerare il processo. Facendo riferimento ai risultati di un altro studio relativo agli effetti della variazione termica sulla polpa, è stato dimostrato che un incremento di 5,6°C può causare danni irreversibili (necrosi nel 15% dei casi). Esclusivamente l'applicazione della luce LED può, dunque, essere considerata sicura.

In pratica, l'attivazione con luce UV accelera la scissione del perossido in radicali reattivi, ma bisogna valutare attentamente intensità e durata dell'esposizione per evitare effetti termici dannosi. Le tecniche moderne prediligono soluzioni che minimizzano l'effetto termico: ad esempio i sistemi LED operano nello spettro blu (450-500 nm), sono efficienti, durevoli e sicuri e non producono calore significativo rispetto a lampade alogene o laser.

schema reazione perossido di idrogeno con attivazione luminosa e rilascio di radicali

pH, catalisi e specie ossidanti più reattive

Un pH alcalino (>6.2) ottimizza la reazione, aumentando il rilascio di radicali peridrossilici (HO2), i più reattivi per lo sbiancamento. Tuttavia, quando il pH scende sotto 5.2, i radicali idrossilici possono influenzare i componenti minerali dello smalto, estraendo ioni di calcio e fosfato e rischiando la demineralizzazione dello smalto. Il perossido d'idrogeno presenta basso pH e breve durata d'azione; pertanto le formulazioni sbiancanti contenenti perossido di idrogeno richiedono minor tempo di contatto ma un maggior numero di applicazioni e quelle contenenti perossido di carbammide impiegano pochi giorni ma esigono un maggior tempo di contatto.

Modalità d'uso e protocolli

Lo sbiancamento esterno (extracoronale) viene realizzato applicando sulla superficie del dente da trattare il principio attivo in grado di diffondere all'interno dei tessuti duri, senza apportare danni enzimatici all'organo pulpodentinale. Rappresenta la metodica di sbiancamento più comunemente seguita dagli operatori, richiede breve durata e garantisce risultati evidenti già dopo una sola seduta. È indicata per il trattamento delle pigmentazioni generalizzate delle arcate dentarie o limitate ad aree specifiche di un singolo elemento dentario.

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Il trattamento alla poltrona può avvalersi della fotoattivazione con luce alogena, LED o laser e del metodo termocatalitico. Lo sbiancamento intracoronale coinvolge la porzione coronale di elementi dentari trattati endodonticamente per rimuovere pigmentazioni intrinseche legate a emorragia pulpare o materiale necrotico. Dopo aver rimosso i materiali da otturazione endodontica dalla camera pulpare ed aver allestito una accorta protezione con materiali adesivi (cemento vetro-ionomerico) posti 1-2 mm apicalmente al margine gengivale libero, può essere alloggiato l'agente sbiancante capace di diffondere all'interno dei tubuli dentinali ossidando e sbiancando i pigmenti presenti.

Concentrazioni e studi clinici

Il perossido d'idrogeno è utilizzato, in Odontoiatria, come materiale sbiancante in concentrazioni che variano dal 3% al 38% o più nei trattamenti professionali. Questo studio ha evidenziato come lo sbiancamento (Extra-White Professional) con perossido di idrogeno al 38% risulti più efficace rispetto al trattamento con perossido d'idrogeno al 25%. In uno studio su 48 pazienti suddivisi in due gruppi, si è riscontrato che i risultati erano ottimali a 7/28 giorni con l'impiego del 38% di perossido d'idrogeno, rispetto ai risultati discreti con l'utilizzo del 25% di perossido d'idrogeno. In ordine di efficacia, il perossido di idrogeno ha mostrato un vantaggio nel controllo a un mese rispetto al perossido di carbamide in alcuni lavori.

Parametro 25% H2O2 (G1) 38% H2O2 (G2)
ΔE medio (7-28 giorni) risultati discreti risultati ottimali
Sensibilità dentale minore maggiore
Tempo per cambiamento percettibile più lungo più breve

Effetti collaterali, rischi e prevenzione

Aumento transitorio lieve/moderato della sensibilità dentale riscontrabile durante e dopo il trattamento nei 2/3 dei pazienti sottoposti a sbiancamento dei denti vitali, riconducibile ad una pulpite reversibile scatenata dall'agente sbiancante ed amplificata dalla disidratazione dentale. Riduzione della microdurezza dello smalto esposto agli agenti sbiancanti clinicamente non significativa e capace di regredire spontaneamente in seguito al contatto con la saliva (elettroliti salivari). Irritazione dei tessuti molli: concentrazioni maggiori o uguali al 10% di perossido di idrogeno possono provocare danno cellulare, ulcerazione gengivale e bruciore mucoso e cutaneo. Clinicamente è possibile apprezzare la comparsa di una chiazza rossastra che lascia il posto ad una lesione di colore chiaro che tende a risolversi in tempi rapidi senza lasciare danni permanenti.

Le sorgenti che generano calore possono indurre iperemia pulpare ed ipersensibilità post sbiancamento. Le sorgenti luminose aumentano la velocità di decomposizione del perossido di idrogeno e quindi di rilascio di radicali liberi capaci di ossidare i pigmenti scuri. Per minimizzare questi effetti: utilizzare desensibilizzanti prima dello sbiancamento per i pazienti con una storia di sensibilità; applicare gel remineralizzante dopo lo sbiancamento per ripristinare la resistenza dello smalto; optare per metodi non attivati dal calore per lo sbiancamento interno dei denti non vitali per prevenire la riassorbimento radicolare.

Altri possibili effetti

Alterazione del gusto. Incremento della temperatura intrapulpare. Alterazione della trama superficiale delle otturazioni in composito e dell'interfaccia smalto-composito: uno studio su elementi restaurati in composito e trattati con perossido d'idrogeno al 35% ha dimostrato che lo sbiancamento produce alterazioni della topografia di superficie con predominanza di aree di depressione che favoriscono l'accumulo di placca. Le restaurazioni composite non si sbiancano come i denti naturali. Se sono scolorite o mal abbinate, i denti possono apparire irregolari e potrebbe rendersi necessaria la sostituzione delle otturazioni dopo circa due settimane dal trattamento.

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Valutazione del colore e monitoraggio

Il rilevamento del colore avviene in maniera sia visiva sia spettrofotometrica. Nel primo caso esistono molte variabili relative all'operatore (età, sesso, alterazioni visive) e al tipo di luce usata per illuminare la bocca del paziente che possono influenzare la determinazione del colore. In alternativa al rilevamento visivo, alcuni studi si stanno attrezzando con sistemi spettrofotometrici in grado di determinare il colore dei denti in maniera molto più precisa e sensibile. Micro SpectroShade è uno spettrofotometro brevettato che opera in ambiente Linux assolutamente “user friendly” e perfettamente compatibile con le piattaforme Microsoft Windows.

Lo strumento è uno spettrofotometro a riflessione, specificatamente studiato per essere utilizzato in campo dentale per la misura assoluta delle sfumature di colore dei denti e delle corone protesiche. Questo sistema è così sofisticato che misura dati spettrofotometrici e mostra perfette immagini a colori usando solo un CCD bianco e nero. Una volta acquisita l'immagine di un dente, questa può essere visualizzata sul display ad alta definizione e i dati colorimetrici vengono estratti da oltre 2.000.000 di punti di riferimento acquisiti a ogni immagine.

fotografia confronto pre e post sbiancamento con misurazione spettrofotometrica

Indicazioni, controindicazioni e raccomandazioni pratiche

Indicazioni per lo sbiancamento dei denti: colore dei denti non uniforme, discolorazione legata all'età, colori gialli o grigi genetici, macchie da cibo, tabacco o fluorosi, discolorazione indotta da tetraciclina, discolorazione post-trauma o di denti devitalizzati, trattamento pre e post-restaurativo per abbinare il colore della restaurazione con i denti naturali.

Controindicazioni: aspettative irragionevoli, età inferiore ai 18 anni, gravidanza o allattamento, condizioni sistemiche gravi, condizioni come amelogenesi o dentinogenesi imperfette, reazioni allergiche agli agenti sbiancanti, gravità della sensibilità, crepe nello smalto o dentina esposta, grandi restaurazioni, corone o faccette nella zona estetica. È fondamentale un esame clinico endorale completo e radiografie per formulare una corretta diagnosi e utilizzare i prodotti sbiancanti in condizioni di sicurezza ottimale.

Protocollo raccomandato e gestione del paziente

Prima di iniziare la procedura di sbiancamento dei denti: identificare le cause della discromia e registrarle nella cartella del paziente; discutere le potenziali soluzioni e concordare un piano di trattamento; condurre una valutazione approfondita, inclusa la valutazione della vitalità dentale, dell'integrità della giunzione smalto-dentina e della sigillatura di eventuali aree esposte; ogni dente previsto per lo sbiancamento deve essere valutato per vitalità, carie, crepe, recessione gengivale, dentina esposta e altri difetti dei tessuti dentali.

La fase di preparazione include una pulizia professionale per rimuovere la placca dentale e il tartaro. Prima di sbiancare, è fondamentale una discussione dettagliata con il paziente; gestire le aspettative è essenziale, poiché lo sbiancamento tratta efficacemente le macchie superficiali ma potrebbe non produrre risultati ottimali per la decolorazione congenita o acquisita (ad es., fluorosi, macchie da tetraciclina) o denti pesantemente restaurati. I pazienti devono essere informati che il colore si stabilizza circa 2 settimane dopo il trattamento, apparendo spesso leggermente più scuro a causa della reidratazione naturale dello smalto dopo la disidratazione durante lo sbiancamento.

Raccomandazioni post-sbiancamento: spazzolare due volte al giorno, usare il filo interdentale regolarmente e programmare pulizie professionali; evitare cibi e bevande con potenziale di macchiatura per sette giorni dopo il trattamento; astenersi dal fumare; utilizzare dentifrici desensibilizzanti e terapie di remineralizzazione se si verifica sensibilità; attendere almeno due settimane prima di eseguire restauri adesivi per permettere la dissipazione di perossido residuo.

dimostrazione tecnica sbiancamento in studio con attivazione a luce LED e misurazioni

Storia e sviluppo delle tecniche

Cenni storici: già gli antichi Egizi e Fenici inventarono lo sbiancamento dentale combinando un trattamento con carbonato di potassio e luce solare. Nel 1884 A.W. Halan utilizzò perossido di idrogeno come sistema di sbiancamento attivato da elettricità. Nel 1919 C.H. Abbot creò il Superoxol, soluzione con perossido di idrogeno al 30% attivata da una fonte di calore. Nel 1989 è stata proposta una tecnica di sbiancamento domiciliare basata sul perossido di carbamide (Nightguard bleaching), ed è ancora in uso. Al giorno d'oggi le tecniche utilizzate prevedono l'utilizzo di perossido di idrogeno (3-38%) e perossido di carbamide (10-40%), entrambi auto o foto-attivato, o un mix di perborato di sodio e perossido di idrogeno.

linea del tempo storica delle tecniche di sbiancamento dentale

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