Gli allineatori trasparenti sono eco-friendly?

La produzione mondiale di plastica continua a crescere a ritmi record, mentre la quota di materiale effettivamente riciclato rimane molto più bassa. Anche gli allineatori trasparenti, sempre più diffusi nella pratica ortodontica, sollevano interrogativi sul loro impatto ambientale: può essere eco-friendly? Il problema riguarda l’uso di polimeri e plastiche, ma emergono anche possibili soluzioni per coniugare innovazione e rispetto dell’ambiente.

Negli ultimi vent’anni, la terapia con allineatori trasparenti ha trasformato il modo di offrire cure ortodontiche. Tuttavia, il crescente ricorso a questo trattamento ha sollevato preoccupazioni in merito alla quantità di plastica prodotta e al suo effetto sull’ambiente. Abbiamo deciso di approfondire l’argomento per valutarne l’impatto ambientale, sensibilizzare pazienti e ortodontisti riguardo all’utilizzo, valutare se rappresentino una minaccia per il nostro pianeta e proporre possibili soluzioni alle sfide esistenti.
Negli ultimi anni, la produzione di plastica è cresciuta rapidamente a livello globale, superando i 400 milioni di tonnellate all’anno. Secondo le stime dell’OCSE, la quantità di rifiuti plastici prodotti a livello mondiale potrebbe aumentare di tre volte entro il 2060, arrivando a circa 1,2 miliardi di tonnellate. Inoltre, la quantità di rifiuti plastici effettivamente riciclati resta ben al di sotto delle aspettative. A tal proposito, il Plastic Overshoot Day (ovvero il giorno in cui la produzione mondiale di plastica supera la capacità di gestione e riciclo, causando un eccesso di inquinamento ambientale) è il 5 settembre 2025. Sebbene questa data rappresenti un simbolo a livello globale, ogni Paese ha il proprio: in Italia, ad esempio, cade il 22 ottobre, cioè dopo la data globale, ma comunque oltre due mesi prima della fine dell’anno. Senza l’adozione e l’applicazione di nuove e rigorose politiche ambientali, questo pericolo è destinato a crescere fino a raggiungere livelli preoccupanti per le generazioni future.

Il lato (poco) trasparente degli allineatori

Gli aligner, pur offrendo vantaggi ortodontici, comportano significative conseguenze ambientali che interessano sia gli ecosistemi sia la salute umana. Questo perché i materiali plastici utilizzati non sono, ad oggi, biodegradabili né riciclabili, causando un inquinamento duraturo e contaminazioni ambientali persistenti. Quando gli aligner vengono smaltiti in modo scorretto, le plastiche possono finire nei corsi d’acqua e negli oceani, aggravando ulteriormente il problema dell’inquinamento.
Le implicazioni per la salute umana derivano invece dalla possibile esposizione a sostanze inquinanti che questi materiali, al termine del loro utilizzo, rilasciano nel tempo. Le plastiche si frammentano in microplastiche, particelle minuscole che vengono ingerite dagli organismi marini e si accumulano lungo la catena alimentare, con conseguenze potenzialmente dannose anche per l’uomo. Per questi motivi, diventa fondamentale comprendere a fondo le conseguenze ambientali e sanitarie legate all’uso di aligner, così come è altrettanto importante valutare con attenzione le modalità di smaltimento di questi dispositivi che al momento sono considerati rifiuti medicali, un fattore che limita fortemente le possibilità di riciclo tradizionale a causa di problemi legati all’igiene e alla sicurezza.

Milioni di sorrisi, milioni di allineatori trasparenti

Dagli anni 2000, l’uso degli allineatori trasparenti è aumentato considerevolmente a causa delle crescenti esigenze estetiche dei pazienti. Ad oggi, oltre 14 milioni di pazienti sono stati trattati con successo con gli allineatori, portando a una produzione stimata di 728 milioni di dispositivi ortodontici. Considerando che il peso medio di un allineatore è di circa 2 grammi, si stima che siano già state prodotte almeno 1.456 tonnellate di rifiuti plastici. Tuttavia, è importante notare che non tutta la quantità di polimero utilizzata diventa effettivamente un allineatore: una parte viene eliminata come rifiuto durante la produzione, generando un ulteriore volume di scarti. Inoltre, ogni modello dentale stampato in 3D pesa circa 15 grammi, contribuendo ad altre 10.920 tonnellate di rifiuti durante la produzione. Se si aggiungono i rifiuti derivanti dai 14 milioni di contenitori per allineatori, dalle confezioni, dagli strumenti per rimuovere gli allineatori e dai “chewies”, la quantità totale di scarti aumenta in modo significativo.

L’ortodonzia “di plastica”

I produttori di aligner trasparenti utilizzano diverse tipologie di plastiche, come poliestere, poliuretano e polipropilene, con spessori che variano da 0,5 a 1,5 mm. Anche se la loro composizione precisa rimane un segreto industriale, alcuni brand utilizzano un poliuretano termoplastico altamente elastico, mentre molte altre aziende impiegano polietilene tereftalato glicol-modificato (PETG). A causa di queste differenze nei materiali e nello spessore, è difficile stabilire quanto tempo impiegano a degradarsi nell’ambiente, e attualmente non esistono studi che confrontino la decomposizione degli aligner con caratteristiche diverse. È noto che la plastica, materiale non biodegradabile, impiega tempi estremamente lunghi per decomporsi. Il polietilene tereftalato, in particolare, è tra le plastiche più resistenti alla degradazione: la decomposizione completa può richiedere fino a mille anni, mentre una semplice bottiglia di plastica impiega in media circa 450 anni. L’incenerimento di questi materiali può rilasciare nell’atmosfera fumi tossici, come bifenili policlorurati e diossine, che rappresentano una minaccia per tutte le forme di vita. Nonostante questi rischi, le eccezionali proprietà meccaniche della plastica ne hanno favorito l’uso su larga scala, compresa la produzione di allineatori trasparenti.

Missione 4R per sorridere senza inquinare

Alcune aziende di allineatori dichiarano di aver adottato diverse misure: riciclo delle plastiche, riduzione degli imballaggi, minimizzazione di scarti ed emissioni, incremento dell’uso di energie rinnovabili, riduzione delle emissioni derivanti dalle spedizioni internazionali aprendo stabilimenti produttivi più vicini ai clienti, vendita degli scarti di produzione ad altre aziende per il recupero energetico anziché destinarli alle discariche, utilizzo di tecnologie di produzione diretta in 3D per ridurre gli sprechi e diminuzione della quantità di polimeri e resine utilizzate. Nel campo della gestione dei rifiuti, si utilizza poi la gerarchia delle 4R, che privilegia in ordine: ridurre, riutilizzare, riciclare e recuperare. Di seguito spieghiamo come si applicano questi quattro principi nel dettaglio.

1. Ridurre

Il metodo più efficace ed ecologico per gestire i rifiuti è limitarne la produzione. Per farlo, è importante evitare consumi inutili, migliorare i processi produttivi già nella fase di progettazione per ridurre gli scarti e favorire l’utilizzo dei rifiuti come materie prime per altri cicli produttivi (scambio di rifiuti). Un’altra possibile soluzione è usare materiali più innovativi, che richiedano meno plastica.

1a. Scegliere il trattamento giusto per ogni paziente

Una pianificazione accurata del trattamento consente di ridurre il numero complessivo di allineatori necessari. La quantità di aligner richiesti per ogni caso dipende principalmente dalla gravità della malocclusione e dall’entità delle correzioni da effettuare, variando in media tra 20 e 100 dispositivi.

Il protocollo tradizionalmente più adottato prevede la sostituzione degli allineatori ogni due settimane, sebbene in alcune circostanze il cambio possa avvenire ogni 10 o persino ogni 7 giorni, in funzione della risposta biologica e delle esigenze terapeutiche. Tuttavia, il numero finale di dispositivi rimane influenzato da diversi fattori, tra cui la tipologia di malocclusione, la frequenza di sostituzione e l’eventuale necessità di rifiniture intermedie.

1b. Rendere la produzione di allineatori più sostenibile ed efficiente

La minimizzazione degli sprechi passa anche attraverso processi produttivi ottimizzati. Alcune aziende realizzano l’intera serie di allineatori in un’unica fase e la spediscono direttamente al clinico, mentre altre adottano un approccio più graduale: producono inizialmente solo una parte degli allineatori, monitorano la collaborazione del paziente e la corretta adattabilità delle mascherine, per poi realizzare le serie successive, spesso richiedendo una nuova scansione digitale. Questo metodo consente di ridurre gli sprechi dovuti a impronte errate, mancata collaborazione del paziente o eventuali errori di produzione.

1c. La produzione diretta di allineatori con la stampa 3D è la strada giusta?

Negli ultimi anni, la produzione degli aligner trasparenti ha subito una significativa evoluzione grazie all’impiego della stampa 3D, che utilizza resine proprietarie le cui caratteristiche specifiche sono tuttora riservate dai produttori per motivi di brevetto. Il principio della “riduzione”, uno dei pilastri delle 4R, risulta particolarmente rilevante in questo contesto.
Nel metodo tradizionale di termoformatura, solo la porzione di materiale plastico che ricopre i denti viene effettivamente utilizzata, mentre il resto del foglio diventa scarto. Al contrario, la stampa 3D consente di ottimizzare l’uso del materiale, riducendo così in modo significativo gli sprechi. Inoltre, questa tecnologia elimina la necessità di produrre separatamente i modelli superiore e inferiore, semplificando il processo e rendendolo potenzialmente più ecologico.
Nonostante questi vantaggi, riteniamo fondamentale che le aziende siano incentivate a sviluppare resine biodegradabili, così come, allo stesso tempo, rimane da approfondire se e come i principi di riuso, riciclo e recupero possano essere efficacemente applicati a questa nuova tecnologia produttiva.

2. Riutilizzare

Gli aligner dentali sono pensati per un solo utilizzo, così da garantire un corretto movimento dei denti e mantenere le loro caratteristiche meccaniche. Inoltre, l’uso singolo aiuta inoltre a evitare problemi igienici.

3. Riciclare

In passato, il riciclo degli aligner era impossibile a causa dei materiali utilizzati. Oggi, pur essendo tecnicamente possibile sviluppare materiali riciclabili, è importante sottolineare che gli aligner, essendo dispositivi medici, sono soggetti a un metodo di smaltimento specifico che ne limita il riciclo diretto. Per questo motivo, bisognerebbe concentrare gli sforzi sullo sviluppo di materiali che permettano sia di riciclare gli scarti derivanti dalla produzione, sia di essere biodegradabili. In questo modo, gli scarti potrebbero essere recuperati e reimmessi nel ciclo produttivo, mentre gli aligner, che comunque verrebbero smaltiti tra i rifiuti non riciclabili, si degraderebbero più rapidamente riducendo l’impatto ambientale.

3a. Gli allineatori trasparenti possono essere prodotti con materiali biodegradabili?

Gli aligner sono noti per la loro elevata resistenza alla degradazione. Tuttavia, grazie ai progressi tecnologici, oggi è possibile produrre aligner privi di BPA o realizzati con materiali riciclabili. Si ipotizza che in futuro possano essere sviluppati aligner realizzati con materiali biodegradabili, i quali, secondo alcuni studi, potrebbero garantire flessibilità e resistenza pari o addirittura superiore a quella dei materiali tradizionali. Nonostante queste potenzialità, sono necessarie ulteriori ricerche per valutare la reale fattibilità di tali materiali, in particolare per verificare se siano in grado di assicurare la durata, la flessibilità e la resistenza allo scolorimento richieste per un uso clinico efficace.
In questo ambito, è stata recentemente pubblicata sulla rivista Nature Communications una ricerca innovativa che ha sviluppato una bioplastica medicale sostenibile e biodegradabile, capace di coniugare proprietà viscoelastiche, resistenza meccanica e azione antimicrobica. La ricerca si concentra sulla realizzazione di una bioplastica a base di fibroina di seta, un materiale naturale noto per le sue eccellenti proprietà meccaniche e biocompatibilità. Il team ha progettato una struttura molecolare complessa che integra gruppi capaci di creare intrecci a livello molecolare, conferendo al materiale elevata flessibilità, robustezza e viscoelasticità. Queste caratteristiche sono essenziali per realizzare dispositivi ortodontici in grado di esercitare forze costanti e controllate per l’allineamento dentale.
Questo materiale presenta inoltre proprietà antimicrobiche, resistendo efficacemente alla colonizzazione di batteri orali potenzialmente dannosi, come Streptococcaceae e Veillonellaceae, un aspetto cruciale per prevenire infezioni e mantenere l’igiene durante un uso prolungato in bocca. Gli esperimenti condotti su modelli animali hanno dimostrato che consente un allineamento dentale efficace entro un range di 2,5 mm, confermando la validità funzionale di questa bioplastica.

4. Recuperare

Un aspetto spesso trascurato riguarda lo smaltimento degli allineatori trasparenti, che rappresenta una fonte di inquinamento ambientale e solleva importanti interrogativi. Poiché i polimeri utilizzati negli allineatori sono classificati come rifiuti medici, i dispositivi usati non possono essere smaltiti con la plastica domestica comune, sottolineando l’importanza di adottare metodi di smaltimento adeguati e conformi a normative specifiche. A questo si aggiunge una significativa lacuna di conoscenze: non è chiaro, infatti, se i pazienti siano consapevoli delle corrette pratiche di smaltimento e se gli allineatori vengano comunemente gettati nella raccolta della plastica o nell’indifferenziata. Infine, oltre alle modalità tradizionali di smaltimento, gli aligner possono essere trasformati in energia attraverso processi come la pirolisi o la gassificazione, offrendo così un’alternativa più sostenibile rispetto al semplice conferimento in discarica.

4a. Risultati di un’analisi sulle emissioni da smaltimento

Uno studio recente ha esaminato la composizione chimica dei fumi prodotti dall’incenerimento di due materiali comunemente impiegati nella realizzazione degli allineatori: il PET-G (polietilene tereftalato modificato con glicole) e il poliuretano, utilizzando la tecnica della cromatografia gas-spettrometria di massa (GC-MS). I ricercatori hanno bruciato campioni di PET-G e poliuretano in una camera di combustione appositamente progettata, raccogliendo il fumo prodotto per analizzarne la composizione chimica tramite GC-MS. Dall’analisi sono emersi 20 composti chimici distinti per ciascun materiale.
Nel fumo del PET-G, è stato rilevato il benzene (5,18%), un noto cancerogeno di gruppo 1 secondo l’Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC), associato a gravi rischi per la salute. Nel caso del poliuretano, tra le sostanze presenti spiccava il tetraidrofurano (8,13%), un possibile cancerogeno che può provocare irritazioni alle vie respiratorie ed effetti sul sistema nervoso centrale.

Vedere la foresta oltre gli alberi: riflessioni etiche sugli aligner

La crescente diffusione degli allineatori trasparenti in ortodonzia solleva nuove questioni etiche e ambientali che non possono essere ignorate. Tradizionalmente, i dispositivi fissi sono stati considerati relativamente neutri sia per il paziente che per l’ambiente, mentre le evidenze emergenti indicano che gli allineatori possono contribuire al rilascio di microplastiche, con potenziali rischi ancora non completamente chiariti per la salute umana e per l’ecosistema.
Come ha sottolineato Kevin O’Brien, Emeritus Professor of Orthodontics, University of Manchester, questa situazione ci impone di riflettere anche sul consenso informato. Dovremmo informare i nostri pazienti non solo delle differenze estetiche e funzionali tra le opzioni terapeutiche, ma anche delle possibili implicazioni ambientali e biologiche. Una comunicazione trasparente potrebbe includere messaggi del tipo: «Posso trattarti con apparecchi fissi o con allineatori. Gli allineatori sono meno visibili, ma rappresentano una fonte di inquinamento ambientale e rilasciano microplastiche, con possibili rischi per la salute. Questo non accade con gli apparecchi fissi».
O’Brien evidenzia che l’obiettivo non è essere “anti-allineatore”, ma adottare una prospettiva più ampia che tenga conto della salute del paziente, della sostenibilità e della responsabilità professionale. Solo così possiamo realmente “vedere la foresta oltre gli alberi” e affrontare in modo etico l’evoluzione della pratica ortodontica.

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