Nanocompositi in odontoiatria: nanoibridi e microibridi

Il problema dei materiali compositi di alta qualità utilizzati per restauro dentale, è sempre stato acuto. Per dentale compositi vengono fatte elevate richieste. Devono avere una resistenza meccanica sufficiente per essere utilizzati non solo sugli anteriori ma anche sui denti da masticare.

Hanno buone proprietà estetiche, basso ritiro da polimerizzazione, basso coefficiente di dilatazione termica.

Sii tecnologicamente avanzato, rendi facile manipolare le sfumature di colore. È diventato possibile combinare tutte queste proprietà in un'unica composizione relativamente di recente, dopo lo sviluppo e l'introduzione di nuovi materiali per restauri dentali, che includono i nanocompositi.

Cosa sono i nanocompositi?

I nanocompositi sono materiali multifase in cui almeno una fase (riempitivo) ha una dimensione della frazione da 0,1 a 100 nm (1 nanometro è uguale a 0,001 micron). I materiali nanocompositi dentali sono in genere una combinazione di un riempitivo inorganico e una matrice organica.

Come quest'ultimo, vengono utilizzate varie resine con additivi: inibitori polimerici, catalizzatori, fotoiniziatori, assorbitori di luce, coloranti.

Prima dell'avvento della nanotecnologia in odontoiatria, gli ortodontisti avevano già utilizzato formulazioni le cui dimensioni delle particelle rientravano nella nanoscala. Questi sono i cosiddetti compositi microfili. La loro dimensione media delle particelle è di 0,04 μm, che corrisponde a 40 nm.

Tuttavia, oltre alle proprietà positive - buona lucidabilità, elevata solidità del colore e bassa usura abrasiva - i compositi microfili presentano anche notevoli svantaggi. Il principale è l'insufficiente resistenza meccanica, che non consente il loro utilizzo per riempire e ripristinare i denti da masticare. Un altro svantaggio di questi materiali è l'adesione delle microparticelle, che porta ad una struttura composita disomogenea.

Per quanto riguarda i compositi dentali, esiste un tale schema. Più fini sono le particelle di riempitivo, maggiore è la sua lucidabilità ed estetica, ma minore è la resistenza e viceversa. Gli scienziati odontoiatrici erano costantemente alla ricerca di nuovi materiali per rompere questo circolo vizioso.

L'inizio dell'uso dei nanocompositi in odontoiatria ha segnato una nuova era nello sviluppo di composizioni per il restauro e il trattamento dei denti. Il primo composito nanoriempito è stato presentato da 3M ESPE a Vienna alla fiera dentale internazionale nell'autunno 2002.

Le principali proprietà dei materiali dentali compositi sono la dimensione delle particelle di riempitivo e il grado di riempimento della matrice. Il primo parametro influenza la resistenza all'abrasione, la lucidabilità, la stabilità del colore. Il grado di riempimento determina la resistenza, l'espansione termica e la contrazione da polimerizzazione del composito.

Il grado di riempimento nei tradizionali compositi microfili è del 35-60% in peso. Questo è un valore basso, che non consente di ottenere un materiale con le proprietà di resistenza richieste. In odontoiatria, i nanocompositi sono composti altamente riempiti (oltre il 60%), il che consente di utilizzarli per il restauro non solo dei denti anteriori, ma anche dei denti da masticare.

Le formulazioni dentali tradizionali e i nanocompositi si comportano diversamente durante l'uso. I primi hanno particelle di riempitivo che lasciano la superficie sotto l'azione di un carico abrasivo il dente restaurato, lascia piccoli crateri che riducono la lucentezza e l'estetica luogo rinnovato. Quando i nanocompositi vengono abrasi, a causa della loro piccola dimensione delle particelle, non si forma un cratere, a causa del quale la brillantezza e l'aspetto del dente non cambiano.

All'inizio, la nanotecnologia veniva utilizzata solo in odontoiatria per produrre adesivi. Successivamente, iniziarono ad essere utilizzati per la produzione di restauri e composizioni di riempimento.

Tipi di nanocompositi

Le principali differenze tra queste composizioni sono determinate dal tipo, dalle dimensioni e dalla struttura del riempitivo. I seguenti sono utilizzati come materiali di partenza per la produzione di nanoparticelle:

• silicato di titanio;
• quarzo;
• silicato di zirconio;
• sali pesanti;
• polimeri;
• alcuni ossidi metallici.

In base alla struttura e alle dimensioni del riempitivo, si distinguono due gruppi principali di nanocompositi:

• composizioni nanoibride, che sono una modifica dei tradizionali compositi microibridi (microfili) introducendo nanoparticelle nella loro struttura;
• veri nanocompositi basati esclusivamente su nanofiller.

I nanocompositi differiscono anche per:

• metodo di polimerizzazione (chimica o fotopolimerizzante);
• modulo di rilascio (in siringhe o capsule);
• il numero di sfumature di colore;
• trasparenza e una serie di altre caratteristiche.

Compositi nanoibridi

I compositi microibridi tradizionali contengono particelle piccole (circa 0,04 μm) e grandi (fino a 1 μm). A causa della tendenza all'adesione, le particelle fini sono distribuite in modo non uniforme nella matrice, il che porta a un deterioramento della lucidabilità e una diminuzione dell'estetica. Per eliminare questo inconveniente, nel composito tradizionale sono state introdotte nanoparticelle con una dimensione di 20-70 nm. A differenza della frazione fine dei compositi convenzionali, le nanoparticelle non si attaccano tra loro e sono distribuite uniformemente sulla matrice. Ciò garantisce l'omogeneità della composizione.

Come risultato della modifica, si ottengono compositi nanoibridi che, rispetto ai materiali tradizionali, hanno una maggiore resistenza e caratteristiche estetiche migliorate. Le particelle di grandi dimensioni forniscono un'elevata resistenza del composito. La frazione fine, che riempie gli spazi tra quelli grossolani, fornisce un'eccellente lucidabilità e un'elevata estetica del sito di restauro.

Gli ultimi nanocompositi (Estet-X, ad esempio) contengono 3 dimensioni di riempitivo: particelle medie, miniparticelle e nanoparticelle. Il rapporto di queste fasi è strettamente controllato. Tali composizioni sono chiamate "microarray".

Veri nanocompositi

I compositi dentali più promettenti sono quelli in cui l'intero riempitivo è costituito da nanoparticelle. Tali composizioni sono chiamate "vere" o "nanocluster".

Le nanoparticelle nei veri compositi sono presenti in 2 tipi.

• sotto forma di nanomeri con dimensioni di 20... 75 nm.
• sotto forma di nanocluster, le cui dimensioni variano da 0,6 a 1,4 micron.

I nanocluster non sono altro che agglomerati di nanomeri. Le tecnologie esistenti consentono di controllarne le dimensioni e la struttura. Questo è molto importante perché da esso dipendono le proprietà fondamentali dei nanocompositi dentali. La resistenza è fornita da particelle di grandi dimensioni, mentre la lucidabilità e l'aspetto estetico sono forniti da particelle di piccole dimensioni. Controllando la dimensione e la distribuzione delle nanoparticelle grandi e piccole nella matrice, è possibile ottenere un materiale con le proprietà desiderate.

I compositi Nanocluster hanno un riempimento molto elevato - fino all'87%. Ciò si traduce in una buona resistenza e un basso ritiro del materiale. Allo stesso tempo, la lucidabilità, la resistenza all'usura abrasiva e l'estetica dei denti restaurati rimangono elevate. Nel processo di usura, i nanocluster si consumano gradualmente, separandosi da loro stessi su scala nanometrica. Pertanto, non sono presenti cavità visibili sulla superficie del materiale, come nel caso delle tradizionali composizioni composite.

Proprietà e caratteristiche

Lo sviluppo dei nanocompositi ha permesso di uscire dal circolo vizioso che esisteva in precedenza in relazione a composizioni odontoiatriche, quando il raggiungimento di parametri estetici elevati veniva raggiunto a costo di ridurre forza e viceversa. Ora puoi combinare le proprietà richieste in un materiale.

I nanocompositi si distinguono per:

• elevata resistenza e affidabilità del restauro;
• eccellente lucidabilità, ritenzione della brillantezza a secco a lungo termine.
• basso ritiro durante la polimerizzazione - 1,6-1,9%, che è significativamente inferiore a quello dei compositi tradizionali;
• alto grado di riempimento della matrice - fino all'87% in peso;
• producibilità, buone proprietà di manipolazione;
• un gran numero di sfumature di colore.

Gli svantaggi includono il prezzo elevato e la conoscenza insufficiente delle manifestazioni cliniche.

L'area di utilizzo dei nanocompositi è praticamente illimitata. Sono utilizzati per:

• riempire eventuali cavità cariate;
• ripristino dei difetti dello smalto in caso di erosione frammentaria;
• ripristino dell'estetica denti anteriori;
• installazioni otturazioni temporanee;
• sovrapposizioni dritte faccette;
• splintaggio dei denti;
• restauro di metallo-plastica e corone in metallo-ceramica e sfaccettature;
• fabbricazione di rivestimenti e intarsi;
• formazione di monconi sui perni di ancoraggio;
• come sigillante.

Per la polimerizzazione, viene utilizzata principalmente l'irradiazione della luce.

Produttori di nanocompositi

Tra i produttori che producono il materiale, si possono distinguere tali marchi stranieri.

ZM ESPE

ZM ESPE (USA) è uno dei leader nello sviluppo di soluzioni innovative nel campo dell'odontoiatria. L'azienda produce materiali e strumenti per l'ortopedia e la terapia odontoiatrica.

Il materiale da restauro Filtek Supreme XT appartiene ai veri nanocompositi, ovvero solo le nanoparticelle vengono utilizzate come riempitivo. La composizione ha elevate proprietà di lucidatura e resistenza, mantiene a lungo una lucentezza secca. Viene utilizzato nel restauro di riuniti masticatori e anteriori, nella produzione di faccette dirette, nello splintaggio e nella formazione di monconi dentali.

Dentsply

L'azienda americana DENTSPLY vende i suoi prodotti in 120 paesi.

Uno dei prodotti è la formulazione nano-ibrida Ceram X, che utilizza ceramiche e nanoparticelle come riempitivi.

Lo scopo principale è il restauro anteriore. Trasparenza uniforme ed elevate caratteristiche estetiche si ottengono con un numero minimo di sfumature di colore.

Voco

L'azienda VOCO (Germania) produce materiali per l'odontoiatria ortopedica, restaurativa e preventiva. I prodotti VOCO vengono acquistati in più di 100 paesi in tutto il mondo.

Il composito Grandio è prodotto utilizzando la nanotecnologia per ottenere l'87% di pienezza in peso. Il metacrilato è usato come matrice. La polimerizzazione avviene con luce alogena. La composizione è disponibile in capsule e siringhe. Grandio VOCO soddisfa tutti i requisiti per i moderni nanocompositi dentali.

Vivadent

Inizialmente un'azienda svizzera, e ora un sindacato internazionale, Vivadent produce un'ampia gamma di composti dentali ricostituenti e terapeutici, fornendoli a 120 paesi in tutto il mondo.

Uno dei prodotti dell'azienda, il composito fotopolimerizzabile nanoibrido Tetric EvoCeram, è progettato per il riempimento e il restauro di riuniti anteriori e masticatori. L'opzione con codice colore facilita il lavoro del dentista e massimizza l'effetto estetico.

Kerr

L'omonima azienda, fondata negli Stati Uniti nel 1891 dai fratelli Kerr, è diventata oggi un'azienda internazionale che produce prodotti richiesti in molti paesi del mondo. Compreso in Russia.

La composizione nanoibrida della premessa contiene particelle di 3 dimensioni: nanoriempitivo 0,02 micron, riempitivo vetroso 0,4 micron e particelle polimerizzate 30-50 micron. Ciò ha permesso di garantire un elevato riempimento (84%) e una bassa contrazione (1,6%) del composito.

Pentron

Il composito nanoibrido Simile di Pentron è un materiale versatile per il trattamento e il restauro dei denti posteriori e anteriori.

Il composito ha un'elevata resistenza, un'eccellente lucidabilità e molte sfumature, che consentono di ottenere un'assoluta armonia del colore con lo smalto naturale del dente.

Schiitz Dental Group

L'azienda tedesca Schiitz Dental Group, oltre a molti altri materiali per l'odontoiatria, produce il nanocomposito da restauro NanoPaq. L'eccezionale resistenza e affidabilità del restauro è assicurata da un alto tasso di riempimento fino all'82%.

La composizione di NanoPaq ha 4 classi di trasparenza: altamente trasparente, poco trasparente, mediamente trasparente e completamente opaca. La tecnologia di fabbricazione dei nanocompositi consente di controllare il livello di trasparenza con la possibilità di ottenere qualsiasi versione intermedia.

Conclusione

Restauro dentale moderno e materiali di riempimento, che includono principalmente i nanocompositi, aprono ampie opportunità per dentisti e ortodontisti nel trattamento, restauro e correzione dei denti anteriori e posteriori.

Grazie al nanofiller viene fornito un insieme di caratteristiche non ottenibili con formulazioni tradizionali. I principali sono l'elevata lucidabilità, la resistenza meccanica, la resistenza all'abrasione, le qualità estetiche ideali.