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Nuovo materiale estetico per il restauro dei settori posteriori: valutazione della durezza di superficie e della profondita' di polimerizzazione Marco Lombardini, Claudio Poggio Introduzione L'efficacia e la completezza della polimerizzazione dipendono da una serie di fattori: dimensioni delle particelle del riempitivo, colore e translucenza della resina composita, potenza e intensità della fonte luminosa, tempo e distanza di irraggiamento, direzione del fascio di luce, spessore dello strato di materiale da polimerizzare, interposizione di strutture dentali. La contrazione da polimerizzazione dei compositi è responsabile della fessura dente-otturazione che viene inevitabilmente invasa dai fluidi orali: i batteri possono così raggiungere i tubuli dentinali, provocando carie secondarie e possibili infiammazioni della polpa (1,2, 3). Per cercare di ridurre lo stress da contrazione sono state introdotte in odontoiatria nuove fonti luminose (arco-plasma, Led) che si affiancano a quelle alogene tradizionali. Parallelamente, accanto alla fotopolimerizzazione continua (tradizionale) sono state proposte metodiche alternative: graduale, incrementale, a impulsi, rapida (4,5,6). In letteratura i pareri circa la reale efficacia di queste metodiche sono discordanti: recentemente alcune ricerche (7,8) hanno messo in dubbio la validità della tecnica incrementale. Con l'analisi degli elementi finiti è stato evidenziato che la contrazione della resina composita è minore se la cavità viene otturata con un unico incremento di materiale. La principale problematica connessa a questa metodica è la capacità della lampada fotopolimerizzatrice di portare a indurimento spessori di resina composita superiori a 2 mm (9). La nostra ricerca si pone l’obiettivo di valutare la durezza di superficie e la profondità di indurimento di una resina composita per settori posteriori di nuova concezione (Quixfil/Dentsply-DeTrey). Come controllo è stato utilizzato un composito microibrido (Esthet·X/Dentsply-DeTrey). Materiali e Metodi L’indagine è stata condotta utilizzando una lampada fotopolimerizzatrice programmabile (Elipar Trilight 3M-ESPE) (fig. 1), applicando un'intensità luminosa costante di 800 mW/cm².
L’intensità è la densità di energia (o di luminosità) del polimerizzatore ed è espressa in milliWatt al centimetro quadrato (mW/cm²); si calcola dividendo la potenza del polimerizzatore per l’area della punta. Durante ogni fase della sperimentazione l’intensità luminosa è stata controllata tramite radiometro (Demetron Research Corp.). Resine composite testate Secondo quanto affermato dalla ditta produttrice, l'elevata percentuale di riempitivo dovrebbe fornire una ridotta contrazione da polimerizzazione ed una profondità di indurimento nettamente superiore (4 mm) rispetto a quella delle resine composite presenti sul mercato. Queste caratteristiche consentirebbero al materiale di essere introdotto in cavità e polimerizzato in un unico incremento, con notevoli vantaggi dal punto di vista clinico. Anche i tempi di polimerizzazione consigliati risultano notevolmente ridotti: 20 secondi con una lampada della potenza di 500-800 mW/cm², 10 secondi con una lampada della potenza di 800 mW/cm² o superiore. Esthet·X (Dentsply-De Trey). Si tratta di un composito microibrido e radiopaco, per restauri su denti dei settori anteriori e posteriori. Presenta una percentuale di riempitivi inorganici pari al 60% in volume e al 77% in peso; è disponibile in una vasta gamma di colori. I dischetti campione per i test valutativi sono stati allestiti utilizzando stampi ad anello tagliato in ottone (provini cilindrici), aventi le seguenti dimensioni: diametro esterno 6 mm, diametro interno 4 mm, profondità 4 mm. I compositi sono stati inseriti in ogni stampo (precedentemente collocato al di sopra di una piastra di vetro) con una spatola di Heidemann e compattati con un otturatore cilindrico non zigrinato; una volta ottenuto il riempimento si è posta al di sopra una seconda piastra di vetro ed esercitando una modica pressione, si è asportato il materiale in eccesso. I campioni di ciascun materiale sono stati suddivisi in due gruppi e polimerizzati da un solo lato (lato A) all’intensità luminosa costante di 800 mW/cm², rispettivamente per 10 e 20 secondi, tenendo l’estremità del puntale ad 1 mm dalla superficie del materiale. In questo modo si sono ottenuti dischetti campione (dieci per ogni prova da effettuare), identici per peso e dimensioni. I provini sono stati realizzati 24 ore (10) prima dell’esecuzione della prova e sono stati conservati in ambiente buio a 20 °C. Okada e coll. (11) hanno infatti dimostrato che le reazioni chimiche di indurimento risultano complete un giorno dopo la fotopolimerizzazione della resina composita. La durezza è la proprietà che hanno i materiali di resistere
alla penetrazione di un corpo ‘duro’ e può essere definita
come la proprietà intrinseca che permette ad un materiale di resistere
ad una deformazione elasto-plastica (12). La durezza influenza quindi altre proprietà fisiche quali quelle meccaniche di resistenza alla compressione e di resistenza alla trazione e la proprietà di permeabilità magnetica. Le prove di durezza sono pertanto importanti dal punto di vista tecnologico, poiché sono prove non distruttive che consentono di risalire indirettamente a molte caratteristiche del materiale in esame quali:
Per classificare i materiali in base alla durezza è sufficiente mettere in ordine crescente i valori ottenuti: in tal modo si ottiene una scala di valori detta Scala di Mohs, costituita da 10 materiali campione (fig. 3).
Nella pratica comune non è conveniente indicare la durezza di
un corpo confrontandola con quella di uno dei materiali della Scala di
Mohs, in quanto per molti materiali il valore di durezza è intermedio
(14).
Le intaccature ottenute sulla superficie dei campioni di composito sono
troppo piccole per essere visibili ad occhio nudo: le misurazioni sono
state effettuate usando uno stereomicroscopio (200X).
Per la stima della durezza vengono utilizzate diverse metodiche: tra esse il metodo di Vickers prevede l’impiego di penetratori di diamante aventi forma piramidale con base quadrata. Le prove di durezza Vickers sono, a livello industriale, tra le più utilizzate, in quanto consentono di ottenere dati per tutti i tipi di materiali, dai più teneri ai più duri, con la possibilità di compararli tra loro. I dati relativi alla prova di durezza Micro-Vickers sono determinati dal rapporto tra il carico applicato al penetratore e la superficie d’impronta. Gli indici di microdurezza Vickers sono pertanto espressi dalla formula:
dove la diagonale d dell’impronta è misurata in m ed il carico applicato al penetratore è dato in g. La costante moltiplicativa (C=1,8544) è l’espressione del
rapporto tra gli angoli alla base e l’angolo al vertice del diamante
che costituisce il penetratore.
Su ciascun provino è stato applicato un carico di 100 g per 15
secondi e per ogni lato del provino sono state effettuate tre prove a
caso sulla superficie. Risultati La media dei valori di durezza Vickers ottenuti nelle prove sono riportati nella tabella 1, nella tabella 2 si trovano i Gradi di Durezza riferiti ai valori precedenti; i risultati sono illustrati graficamente nelle figure 6 e 7.
Tabella 1 - Valori di durezza Vickers
Tabella 2 - Grado di Durezza (HR)
Discussione e conclusioni Confrontando i Gradi di Durezza e tramite l'inferenza statistica, la
differenza di durezza tra lato A e B dei campioni di Esthet·X è
risultata statisticamente significativa (P<0,01) sia con tempi di irraggiamento
di 10, che di 20 secondi. Per quanto riguarda il composito Esthet·X, non è consigliabile polimerizzare strati superiori ai 2 mm: aumentando gli spessori di materiale si ottiene una profondità di polimerizzazione insufficiente. Il nuovo composito Quixfil è dotato di caratteristiche innovative:
presentando una profondità di indurimento elevata (4 mm) può
essere inserito, e quindi polimerizzato, nella maggior parte delle cavità
in un unico apporto. Ulteriori studi dovranno essere realizzati per accertare
l'entità del gap marginale all'interfaccia dente-composito.
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