Impronta di precisione in protesi fissa: caratteristiche dei materiali

Viscosità e tissotropia

La viscosità è una grandezza fisica che quantifica la resistenza dei fluidi allo scorrimento, descrivendo la coesione interna del fluido. In fisica, è il rapporto fra lo sforzo di taglio (forza per unità di area applicata al fluido) e il gradiente di velocità del materiale. A parità di forza applicata al fluido, i materiali con maggiore viscosità scorrono meno di quelli poco viscosi. In generale, nei momenti immediatamente successivi alla miscelazione il materiale da impronta di tipo “light” deve possedere una viscosità adeguata allo scorrimento sugli elementi preparati, sui tessuti orali o sui restauri (fase di sol); in seguito, e in un periodo di tempo clinicamente accettabile, il materiale sviluppa delle proprietà elastiche per il mantenimento di forma e resistenza della replica (gelificazione). Per questo tipo di comportamento gli elastomeri sono considerati materiali viscoelastici ed esibiscono caratteristiche intermedie fraun fluido e un solido ideale.

Polieteri e PVS sono commercializzati in differenti viscosità, a seconda della quantità di riempitivo incorporato: quelli con la minore coesione interna (bassa viscosità) vengono denominati “light” o “flow”; all’altra estremità vi sono gli “heavy” o i “putty”, dotati di elevata viscosità. Un incremento della forza di estrusione (pressione) esercitata dal pistone della siringa o dal miscelatore automatico è inoltre in grado di aumentare la fluidità del materiale, indipendentemente dalla categoria di appartenenza (fenomeno della tissotropia: dal greco thikis “l’atto di toccare” e -tropia, “trasformazione”).

In questo senso, il clinico può influenzare lievemente la viscosità del materiale da dettaglio calibrando la pressione di iniezione con la siringa. In accordo con la normativa ISO 4823:2000, il test di consistenza del materiale (valutazione del diametro di un campione sottoposto a una pressione standardizzata) fornisce: 1) valori inferiori a 35 mm per putty ed heavy (Type 0-I), per i quali è consigliato l’abbinamento con un’altra categoria per la registrazione dell’impronta, 2) compresi fra 31 e 41 mm per i medium-body (Type II), utilizzabili anche come unica pasta da rilevazione e 3) >=36 mm nel caso dei light-body (Type III), raccomandati per replicare fini dettagli.

Idrofilia

Nonostante gli sforzi del clinico finalizzati a mantenere asciutto il campo operatorio, i materiali da impronta entrano facilmente in contatto con le strutture umide del cavo orale; in questo senso la capacità di scorrere su superfici rivestite da molecole d’acqua può rappresentare una caratteristica importante. In generale, i materiali idrofilici contengono gruppi chimici funzionali carbonile (C=O) ed etere (C-O-C) in grado di interagire con le molecole di H₂O; un esempio di materiale idrofilo per eccellenza è il cotone, in grado di assorbire completamente una goccia d’acqua¹⁹. Idealmente un materiale da impronta dovrebbe essere idrofilo durante la polimerizzazione e il contatto con le strutture orali; tuttavia, terminata la presa dell’impronta questa caratteristica potrebbe alterarne la stabilità dimensionale (dilatazione dovuta all’assorbimento di umidità dall’ambiente).

L’idrofilia consente al materiale di fluire al meglio nelle aree paramarginali e subgengivali della preparazione e diminuisce il rischio di intrappolamento di bolle d’aria nell’impronta; inoltre, la colatura del modello è facilitata¹⁹. Una goccia d’acqua ha la capacità di appiattirsi e distendersi sulla superficie di un materiale in misura maggiore o minore in relazione all’idrofilia dello stesso. In fisica, il grado di “distensione” della goccia sulla superficie viene misurato ed espresso numericamente per mezzo dell’angolo di contatto (o angolo di bagnabilità). Per convenzione si definiscono idrofobiche le superfici aventi un angolo di contatto con l’acqua maggiore di 90 gradi, idrofiliche quelle con angoli minori di 90 gradi. I valori degli angoli di contatto dei materiali da impronta devono essere considerati in relazione al tempo trascorso dal contatto con la goccia d’acqua e allo stato di polimerizzazione dell’elastomero³⁵.

Durante le primissime fasi dopo la miscelazione, e durante la polimerizzazione, il polietere esibisce caratteritiche di idrofilia più favorevoli rispetto ai siliconi, nonostante i composti surfattanti anionici (in grado di migliorare l’affinità per l’acqua) contenuti nei secondi35,36. A distanza di 30’’ dalla miscelazione i materiali PVS non ancora polimerizzati, testati da Rupp et al., hanno restituito a valori >120° al tempo 0 (T0); al contrario, per il polietere si è osservato un valore iniziale di 77°. Al tempo T1 (2 secondi dopo T0), i siliconi per addizione hanno mostrato una netta diminuzione degli angoli (idrofilizzazione), senza però raggiungere il valore di Impregum Garant L Duosoft (52.9°)³⁵. Completata la polimerizzazione, 60 minuti dopo la miscelazione, la maggior parte dei PVS testati e il polietere incrementano la propria idrofobicità, confermata da un aumento significativo dei valori di bagnabilità rispetto al materiale non polimerizzato³⁵.

Nella Tabella 3 sono riportati gli angoli di contatto registrati da Balkenhol e collaboratori misurati a 0, 1 e 5’’ dalla deposizione della goccia d’acqua su alcuni materiali elastomeri comunemente utilizzati, 20 secondi dopo la miscelazione³⁷. Alcune recenti indagini hanno anche evidenziato una separazione, durante la presa dell’impronta, delle molecole di surfattante dal PVS che, in questo modo, ritornerebbe ad acquisire una natura idrofoba. Da un punto di vista clinico è impossibile ottenere un’impronta accettabile in campo completamente bagnato, sia impiegando un polietere che un silicone: si osserverebbero, infatti, un ridotto o mancato adattamento dell’elastomero alla struttura da riprodurre (rivestita da molecole di acqua) e una perdita di dettaglio. In ambiente parzialmente umido, l’idrofilia dei polieteri può rappresentare un vantaggio, tenendo tuttavia presente la necessità di colare l’impronta in breve tempo (1 h).