Enrico Manca
Dino Re1
Gabriele Augusti1
Davide Augusti1
Ugo Torquati Gritti1
1Istituto Stomatologico Italiano, Università degli Studi di Milano, Reparto di Riabilitazione Orale
L’impronta di precisione è uno dei passaggi clinici fondamentali per la trasmissione di informazioni al tecnico di laboratorio. Come in molte altre discipline odontoiatriche, un piano di trattamento protesico adeguato dovrebbe includere un’attenta programmazione delle fasi operative: fra le molteplici decisioni da intraprendere, le modalità di preparazione dei pilastri, la gestione dei tessuti molli e il tipo di materiale da impronta rappresentano punti chiave per la costruzione di un manufatto accurato.
La rilevazione dell’impronta di precisione è un passaggio che giunge dopo molti altri: preparazioni preliminari, provvisori, gestione dei tessuti molli, rifinitura definitiva dei monconi; per ottenere una riproduzione di successo delle strutture intraorali, numerose condizioni preliminari devono quindi essere soddisfatte grazie a un’attenta progettazione. Anche se ciascun elastomero possiede caratteristiche peculiari, e non è esente da alcuni svantaggi, questo aggiornamento si propone di fornire la conoscenza di base delle proprietà fisiche per selezionare quello più adatto allo scenario clinico da risolvere.
Dental impressions in fixed prosthodontics: properties of elastomeric materials
High-quality dental impressions are necessary in order to share and communicate proper clinical information to the dental technician. As with many other dental specialties, a comprehensive treatment plan should include a detailed description of clinical steps: tooth preparation design, soft-tissue management and impression materials are of paramount importance to produce an excellent-fitting fixed prosthesis. Dental impressions for master models are obtained following numerous interventions: preliminary tooth preparations, delivery of provisionals, conditioning of gingival tissues, definitive preparations: each of those preliminary conditions need to be planned and carried out precisely for a detailed reproduction of intra-oral structures.
Although each elastomeric material has its own strengths and weaknesses, this article aims to uncover essential physical properties of polyvinyl-siloxanes and polyethers in order to help clinicians make rational choices during impression taking.
Le necessità di una diagnosi accurata, della formulazione di un piano di trattamento rigoroso, di realizzazione di un manufatto in grado di soddisfare esigenze funzionali ed estetiche elevano la riabilitazione protesica in senso lato a un’area interventistica complessa, e allo stesso tempo affascinante, dell’Odontoiatria. All’interno dell’insieme delle differenti soluzioni protesiche fisse, uno dei punti rilevanti è rappresentato dal trasferimento delle informazioni cliniche al tecnico di laboratorio: una comunicazione completa ed esauriente dei dati potrà anticipare la realizzazione di un manufatto di successo. In questo ambito, un ausilio importante è giunto dalla tecnologia: scanner digitali, strumenti per la rilevazione assistita del colore o software di pre-visualizzazione dei risultati, unitamente alle fotografie del caso clinico consentono di ottimizzare la comunicazione odontoiatraodontotecnico1.
Nonostante gli strumenti disponibili, alcune indagini hanno evidenziato numerose carenze nella comunicazione fra odontoiatra e tecnico di laboratorio, a partire dalla completezza delle prescrizioni: secondo Stewart, solo il 31% delle indicazioni fornite dai clinici è risultato chiaro e preciso2. In una interessante ricerca condotta da Afsharzand et al. (che ha coinvolto 199 laboratori in 50 stati statunitensi), limitata tuttavia al solo ambito implantare, il 29% dei tecnici intervistati ha dichiarato di dover ricontattare l’odontoiatra per chiedere spiegazioni sulla prescrizione ricevuta e di dover spesso erogare assistenza per la progettazione finale del manufatto (Figura 1)3. Al di là degli strumenti digitali attualmente disponibili, l’impronta di precisione tradizionale rappresenta tutt’oggi la metodica principe e maggiormente utilizzata per raggiungere l’obiettivo del trasferimento tridimensionale di informazioni in protesi fissa, sia essa fondata su pilastri naturali o impianti.
Nel questionario di Afsharzand et al. il materiale da impronta più frequentemente utilizzato è risultato essere rappresentato dai siliconi per addizione (60%); circa il 30% delle impronte inviate ai laboratori apparteneva invece alla categoria dei polieteri3. Fra le finalità attribuite all’impronta vi sono la registrazione dei rapporti degli elementi preparati con i denti contigui, dei tessuti gengivali e della morfologia delle eventuali brecce edentule. Le possibili imperfezioni di un’impronta tradizionale possono essere immediatamente riconoscibili oppure, in alcuni casi, rivelarsi tardivamente durante i processi di realizzazione dei manufatti; il compito di giudicare la qualità dei dettagli registrati e di decretare la possibilità di procedere alla colatura di un modello di lavoro è affidata, almeno in prima istanza, al clinico.
Obiettivi Tre fattori principali concorrono al successo di un’impronta in protesi fissa, nel caso di un ancoraggio basato su pilastri naturali: la preparazione dentale, l’integrità parodontale abbinata allo spiazzamento dei tessuti molli, la scelta e la corretta manipolazione del materiale impiegato. L’obiettivo di questo articolo è quello di approfondire gli aspetti clinici legati a tali fattori che possiedono un’influenza diretta sul successo dell’impronta, sottolineando le nozioni fondamentali di interesse per il protesista. Questo aggiornamento si occuperà, in particolare, delle condizioni preliminari necessarie alla rilevazione di un’impronta di precisione e alla descrizione delle rilevanti proprietà fisiche dei materiali da riproduzione.
Idoneità della preparazione dentale I criteri di preparazione di un elemento naturale sono molteplici, ma tutti condividono la finalità di conferire ritenzione e stabilità al futuro restauro. I parametri relativi ad altezza minima, angoli di convergenza ideali e morfologia di un moncone dovrebbero essere ben conosciuti dal protesista; per un approfondimento di queste tematiche si rimanda ai tradizionali libri di testo di protesi fissa e a un articolo esaustivo pubblicato da Goodacre e collaboratori4.
Scientificamente, gli studi disponibili in letteratura che testimoniano un’associazione fra le caratteristiche geometriche del moncone con la precisione finale del manufatto (in termini, per esempio, di discrepanza interna o marginale), o con la sua ritenzione, sono abbondanti. Ad esempio, tra le variabili prese in considerazione ritroviamo la tipologia della linea di finitura5, l’inclinazione delle pareti6, il disegno della riduzione occlusale7.
D’altra parte, le indagini che correlano direttamente le caratteristiche di preparazione dell’elemento naturale con la buona riuscita dell’impronta (ovvero l’assenza di importanti difetti in essa contenuti quali vuoti distorsioni, lacerazioni ecc.) e quantificano tali relazioni sono apparentemente assenti. Sulla base dei dati disponibili è comunque possibile formulare delle indicazioni (Tabella 1) che consentano di migliorare i dettagli della preparazione dentale per le finalità dell’impronta.
In altre parole, alcuni accorgimenti possono contribuire a ridurre il rischio di superamento di alcuni limiti fisici del materiale da riproduzione impiegato.
Lu et al. hanno analizzato la resistenza allo strappo e la tolleranza alla deformazione di alcuni elastomeri, definendo le due proprietà clinicamente rilevanti per la scelta di un materiale da riproduzione8; l’eliminazione dei sottosquadri dalle preparazioni, oltre a permettere la realizzazione di un manufatto preciso e ottenere un asse di inserzione idoneo (pilastri multipli), è necessaria per ridurre le sollecitazioni alle quali il materiale è sottoposto durante la fase di rimozione dal cavo orale.
Un angolo di convergenza occlusale del moncone compreso fra 11 e 22 gradi (rispetto a pareti parallele) è in grado di soddisfare gli obiettivi di ritenzione della preparazione4e, simultaneamente, facilitare l’interazione con il materiale da impronta e la sua successiva rimozione una volta completato l’indurimento.
Sebbene gli elastomeri possiedano gradi di scorrevolezza intrinseca differente9, un parametro aneddoticamente ritenuto in grado di migliorare il contatto e il flusso del materiale da impronta sul dente preparato è la ruvidità di superficie di quest’ultimo; l’utilizzo di frese da rifinitura e la lucidatura finale del moncone sono state associate a superfici dentinali lisce e a restauri più precisi10. Alcuni Autori hanno ipotizzato che pareti ruvide e aree spigolose del moncone siano riprodotte con maggiore difficoltà nelle fasi successive di elaborazione del manufatto, proprio a partire dall’impronta10.
La bagnabilità della dentina trattata con frese da rifinitura al carburo di tungsteno, misurata in termini di angolo di contatto di una goccia di acqua distillata posizionata sulla parete assiale di un dente preparato, è risultata superiore a un tessuto condizionato con strumenti rotanti diamantati11. Le fasi ultime di limatura e lucidatura del moncone - condotte per mezzo di opportune frese, pietre, paste e/o appositi gommini (presidi utilizzabili anche in combinazione fra loro) - sono in grado di ottimizzare l’interazione del materiale da impronta con la dentina.
bimateriale: il caso prevedeva la riabilitazione dell’arcata superiore
L’unità di appoggio fra il restauro e il dente, anche denominata “fine preparazione”, ha un’influenza diretta sulla leggibilità dell’impronta e può essere progettata e realizzata essenzialmente in due modi: 1) per mezzo di un margine lineare il quale può esibire differenti caratteristiche geometriche (per esempio: configurazione a spalla o chamfer; Figure 2a-2b) e/o spessori; 2) per mezzo di una superficie o area di contatto priva di un margine o bordo lineare di demarcazione (Figura 2c).
In entrambi i casi l’andamento del margine deve presentarsi regolare, lucido, senza asperità: i limiti di costruzione della protesi, sul modello di lavoro, risulteranno evidenti solo in presenza di una linea di finitura adeguatamente tracciata e rilevata dall’impronta di precisione.
Nelle procedure di preparazione, rifinitura, lucidatura e delineamento del margine è importante contenere il trauma ai tessuti molli: alcuni particolari strumenti (Figure 3a-3e) possono essere utilizzati per migliorare la protezione del parodonto marginale.
Alcuni esempi clinici di monconi naturali adeguatamente preparati, idonei per essere improntati, è fornito nelle Figure 4a-4c.
Integrità parodontale
La finalità dell’impronta di precisione è anche quella di rilevare, oltre alle caratteristiche tridimensionali dei pilastri, l’architettura dei tessuti molli, in particolare quando questi ultimi sono confinanti con la preparazione (margini intrasulculari o equigengivali). L’infiammazione della gengiva marginale è spesso all’origine di un sanguinamento (o di una maggiore secrezione di fluido crevicolare) sulculare, determinato da cause meccaniche/ traumatiche (ad esempio, restauri precedenti incongrui, lesioni derivanti dagli strumenti rotanti, violazione dell’ampiezza biologica) oppure microbiologiche (come accumulo di placca batterica associato o meno a malattia parodontale).
Indipendentemente dalle cause, patologie parodontali infiammatorie reversibili (gengiviti) o irreversibili (parodontiti) dovrebbero essere risolte ancor prima della preparazione definitiva degli elementi dentali; il controllo dell’emostasi durante la presa dell’impronta sarà, fra l’altro, enormemente facilitato. Secondo Luthard et al. il sanguinamento gengivale durante la presa dell’impronta e l’entità della profondità di sondaggio sono fattori clinicamente significativi nel determinare l’accuratezza del modello master, indipendentemente dalla tecnica utilizzata (nella loro indagine si è confrontata una metodica putty-wash a una fase, con una a due tempi)12.
Al di là della problematica relativa al controllo del sanguinamento, in presenza di tessuti immaturi o infiammati (eritema, edema, irregolarità gengivali, essudato sulculare) è facile aspettarsi modificazioni dinamiche della gengiva nel corso del tempo. Lang e collaboratori hanno evidenziato che i siti con sanguinamento persistente al sondaggio (Gingival Index = 2) mostrano, in un periodo di osservazione di 26 anni, una perdita di attacco parodontale del 70% superiore a siti non infiammati (Gingival Index = 0)13.
Al di là delle problematiche estetiche legate all’eventuale recessione gengivale e all’esposizione radicolare, la gengivite è il primo fattore di rischio per l’insorgenza della parodontite e di una potenziale successiva perdita di supporto del pilastro protesico13. Indipendentemente dalla collocazione della zona di fine preparazione, è auspicabile rilevare un’impronta in presenza di tessuti gengivali maturi e sani, ovvero con un’architettura prevedibilmente stabile nel tempo. Alcuni moderni ausili digitali permettono una diagnosi obiettiva delle condizioni di salute parodontale attorno ai pilastri protesici, rispetto agli strumenti (sonda parodontale) o agli indici comunemente impiegati (BOP, PI, GI)14.
Infatti, gli indici parodontali tradizionali non rappresentano scale numeriche lineari (un grado di severità di infiammazione gengivale pari a 2 non corrisponde necessariamente a una severità doppia del grado 1), e sono suscettibili di errori da parte dell’operatore (ad esempio, il bleeding on probing può dipendere dalla pressione esercitata sulla sonda). Una recente indagine ha dimostrato come sia possibile valutare il grado di infiammazione gengivale per mezzo di scansioni con sistemi progettati per la presa digitale dell’impronta (scanner intraorali); in questo modo si quantificano precisamente i volumi dei tessuti molli e li si confronta nel tempo14. Non va dimenticato che le stesse metodiche di retrazione gengivale, pur correttamente applicate, possono produrre un processo infiammatorio transitorio, un’alterazione degli indici parodontali e un aumento del fluido crevicolare15.
Se da un lato appare logico che le condizioni patologiche parodontali possano influire negativamente sulla presa dell’impronta (oltre che sull’integrità del restauro e dei pilastri protesici), anche in condizioni fisiologiche esistono parametri dei tessuti gengivali intimamente connessi all’accuratezza della riproduzione con elastomeri. In letteratura è stata indagata l’ampiezza del solco in corrispondenza della zona sottogengivale, a livello del margine di fine preparazione. È stata riportata una distorsione dimensionale di impronte rilevate con elastomero compresa fra lo 0.43% e lo 0.89% per un’ampiezza orizzontale del solco di 0.10mm; un’accuratezza significativamente maggiore (0.2%) è stata osservata in presenza di una dimensione del solco superiore a 0.15mm e anche maggiore (fino a 0.40mm)16.
Le Figure 5a-5d illustrano un caso clinico di dente anteriore preparato con linea di finitura a spalla e con tessuti parodontali sani, spiazzati da un singolo filo di retrazione di piccolo diametro. Nelle immagini, un’ulteriore retrazione gengivale è stata ottenuta per mezzo di una pasta dedicata (con funzione di “secondo filo”); l’impronta finale è apprezzabile in Figura 5d, ottenuta rimuovendo la pasta e lasciando in sede il primo filo. Una tecnica alternativa, e ancora più articolata, prevede l’inserimento del primo filo di piccolo diametro, lo spiazzamento dei tessuti con pasta dedicata per ottenere maggiore espansione prima di inserire il secondo filo, risciacquo della pasta, l’inserimento del secondo filo e, infine, la presa dell’impronta (Figure 6a-6f ) lasciando in sede esclusivamente il primo filo.
Materiali per l’impronta di precisione in protesi fissa
Un restauro incongruo, che possieda caratteristiche di adattamento non ottimali (ad esempio, discrepanze marginali orizzontali, verticali o assolute), può determinare una serie di effetti negativi localizzati17, in particolare: maggiore accumulo o ritenzione di placca batterica18 e irritazione meccanica dei tessuti molli; nel lungo termine possono presentarsi complicanze quali carie secondaria, infiammazione gengivale e, in alcuni biotipi suscettibili, recessioni e/o inestetismi.
Per questi motivi la precisione di un restauro non rappresenta esclusivamente la squisita ricerca di una transizione ottimale fra l’elemento naturale e la protesi, ma è alla base della longevità (o aspettativa di sopravvivenza) della riabilitazione stessa. Si ritiene che l’imprecisione dei restauri, tradizionalmente prodotti, sia la somma di molteplici passaggi d’informazione fra clinica e laboratorio; il primo di questi è proprio la presa dell’impronta, che dovrebbe essere effettuata con materiali in grado di rilevare i più fini dettagli per restringere gli errori dimensionali.
Fino al 1950 gli idrocolloidi sono stati considerati il materiale di elezione fra quelli allora disponibili19; essi consentivano di valicare il principale limite del gesso rappresentato dall’impossibilità di superare i sottosquadri. Fra il 1950 e i primi anni Sessanta sono stati introdotti nel mercato odontoiatrico i polisolfuri e i siliconi per condensazione; il loro principale svantaggio, condiviso dagli idrocolloidi, era la contrazione dimensionale sviluppata nell’arco di poche ore dall’indurimento, determinata dall’evaporazione di molecole quali alcool e acqua.
Nel processo stesso di polimerizzazione, durante la fase di indurimento, polisolfuri e siliconi per condensazione raggiungono livelli di contrazione volumetrica compresi fra -0.4 e -0.6%19. Al termine degli anni Sessanta i polieteri, appartenenti alla grande famiglia degli elastomeri, offrivano per la prima volta al protesista eccellenti proprietà fisicomeccaniche, fra cui l’elevato recupero elastico e l’idrofilia.
Dieci anni dopo si assisteva alla comparsa dei siliconi per addizione, anche denominati polivinilsilossani (PVS), contraddistinti da un’elevata stabilità dimensionale nel tempo e alle temperature. Secondo Christensen20, nel corso degli ultimi vent’anni polieteri e PVS sono stati oggetto di considerevoli migliorie tali da renderli i materiali tutt’oggi dominanti nel campo della protesi fissa, sia essa basata su pilastri naturali o impianti3.
Principali caratteristiche di polieteri e PVS
In generale, il comportamento complessivo di qualunque materiale da impronta deriva dall’insieme delle sue proprietà fisicomeccaniche; la definizione delle caratteristiche più comunemente valutate in Odontoiatria, e dei valori di riferimento associati, è fornita in Tabella 2. L’utilizzo di uno specifico materiale da impronta e, nel caso in esame, la scelta fra polieteri o siliconi per addizione ai fini di una registrazione di precisione, dovrebbe fondarsi sulla conoscenza delle caratteristiche dei materiali stessi, valutando le conseguenze cliniche delle differenti proprietà.
Precisione
La precisione è rappresentata dalla fedeltà di riproduzione del dettaglio; non dovrebbe essere confusa con l’accuratezza dimensionale, ovvero la capacità di un materiale di fornire dopo la colatura un modello di lavoro quanto più possibile fedele all’originale anatomico, esente cioè da variazioni lineari-volumetriche, distorsioni o insufficienza di dettagli. L’accuratezza dimensionale esprime una valutazione più ampia della “bontà” in senso lato del materiale da impronta, e non solo della sua precisione. Da un punto di vista metodologico, negli studi in vitro la precisione di un materiale da impronta viene frequentemente misurata per mezzo di un dispositivo standardizzato simile a quello rappresentato in Figura 721. Una valutazione più approfondita della precisione può essere ottenuta analizzando direttamente la riproduzione di campioni di dentina, opportunamente preparati, misurando quantitativamente e/o qualitativamente la rugosità superficiale del tessuto dentale e confrontandola con quella dell’impronta registrata22,23. Con quest’ultima tecnica, Kanehira et al. hanno individuato delle differenze nella precisione dei materiali light testati, riportando un elevato grado di dettaglio per Flexitime® (PVS), Impregum® (polietere) e Senn® (ibrido)23. Secondo la specifica ADA (American Dental Association) #19 gli elastomeri, per definizione, dovrebbero essere in grado di registrare particolari di 25μm.
La viscosità influisce su questa caratteristica: i PVS alla consistenza light si avvicinano a valori di 1 o 2μm di precisione, i regular/medium si attestano a 20μm, mentre i putty rivelano dettagli non inferiori a 75μm19. Le condizioni del campo operatorio possono, inoltre, influenzare la performance del materiale in termini di precisione: Petrie et al. hanno giudicato soddisfacenti l’82% e il 47% delle impronte rilevate con Aquasil® (PVS), in condizioni di umido e bagnato, rispettivamente24. Con l’analisi al SEM, Acar et al. hanno fornito prove scientifiche del fatto che la rugosità superficiale dell’impronta e la perdita di dettaglio dei materiali idrofobici, quando utilizzati in campo umido, siano maggiori rispetto a quelli idrofilici; la performance delle due categorie poste a confronto è invece risultata analoga in condizioni di asciutto22. Clinicamente, siliconi e polieteri sono entrambi considerati materiali estremamente precisi; naturalmente, questa proprietà è considerata un vantaggio solamente qualora il materiale sia nelle condizioni di entrare in contatto diretto con ciò che deve registrare (adeguato spiazzamento dei tessuti e controllo dell’umidità).
Recupero elastico e deformazione permanente
Il recupero elastico (K) è una caratteristica che definisce la capacità del materiale da impronta, a indurimento completato, di ritornare alla propria forma originaria in seguito all’applicazione di forze tensili o compressive deformanti19 (Figura 8). Un recupero elastico incompleto, trascorso un tempo adeguato dallo stress indotto, indica la presenza di una deformazione permanente nell’impronta stessa; in questi casi le forze deformanti hanno determinato, almeno in alcune aree dell’impronta, un superamento del limite elastico. Secondo la specifica ISO 4823, nel test di recupero elastico 1) il campione standardizzato viene deformato per il 30% della sua lunghezza (L) originale, poi 2) la forza viene rilasciata e 3) trascorsi 2 minuti, il cambiamento in lunghezza (DL) viene misurato (K% = 100 X (L- DL))8. Secondo Jorgensen25, l’allungamento medio riscontrabile in un materiale da impronta, durante il superamento clinico dei sottosquadri, si attesta intorno al 60% della sua lunghezza originale (superiore al test ISO); per questo motivo sono state condotte indagini anche con stiramenti pari al 50, 80 e 100%26,27.
Indipendentemente dalla categoria di appartenenza dell’elastomero, la capacità di recupero elastico è stata inoltre correlata negativamente al grado di stiramento del materiale da impronta27. L’entità del recupero elastico richiesto dalla norma ISO 4823 deve essere superiore al 96.5%. Lu et al. hanno riportato valori superiori al 98% per Imprint II®, Impregum® e Flexitime® (range: 98.79% per Impregum Heavy; 99.88% per Imprint II Heavy), con differenze statisticamente significative correlate alla viscosità8. Nello stesso studio gli Autori sottolineano come la lieve differenza statistica osservata nel recupero elastico fra polietere e siliconi non sia probabilmente clinicamente significativa. D’altra parte, in altre condizioni sperimentali, una deformazione permanente dopo stiramento (80%) compresa fra il 4 e il 5% è stata riportata per il polietere (Impregum® Garant L Duo Soft); tale valore è risultato significativamente maggiore rispetto ai PVS (0.03% per Affinis® Light; 1.33% per Aquasil® Ultra XLV)26.
Clinicamente, è stato suggerito di aumentare il tempo di permanenza intraorale del polietere (incremento del setting time da 3’:30’’ a 5’:00’’) per contenere sensibilmente l’alterazione volumetrica, riducendola di circa l’1%. Le impronte di un’arcata dentale con ampi sottosquadri o sottili sezioni di materiale (ad esempio, spazi interprossimali stretti o aree sottogengivali) sono suscettibili a una deformazione elastica proveniente da stress tensili. In tali scenari è opportuno impiegare un materiale da impronta che possieda un sufficiente recupero elastico. A questo proposito, in uno studio di Lawson et al. i polivinilsilossani indagati (Aquasil Ultra®, Examix®, Imprint 3® e StandOut®) hanno restituito valori superiori (range: 99.2% - 99.9%) rispetto a un materiale ibrido polivinil-silossanetere (Senn® 98.3%)27.
Rigidità-flessibilità
Clinicamente, il materiale che conferisce maggiore o minore flessibilità all’impronta è quello che rappresenta e occupa il volume maggiore all’interno del cucchiaio: si tratta della pasta definita “di spinta” o “supporto”, che viene generalmente caricata nelle viscosità heavy oppure medium. Completata la reazione di indurimento, il superamento dei sottosquadri intraorali è facilitato da un materiale da impronta flessibile; una rigidità eccessiva, al contrario, potrebbero rendere più difficoltosa la rimozione del cucchiaio. Anche il successivo sviluppo in laboratorio, ovvero la delicata separazione del modello in gesso o resina dall’impronta, risulterà più agevole qualora il materiale impiegato per la riproduzione possieda un certo grado di flessibilità.
Uno studio di Berg et al. sulle proprietà viscoelastiche ha mostrato come la flessibilità di un PVS, analizzato nelle versioni medium o low, sia superiore a quella del polietere tradizionale o nella versione soft di analoghe viscosità (sia a 25° che a 33 °C, a un tempo di indurimento di 15 minuti)28. I valori numerici del modulo di Young (grandezza fisica che esprime la rigidità di un corpo) di alcuni materiali da impronta sono stati riportati recentemente da Papadogiannis et al.: per il polietere testato essi sono compresi fra 10.6 e 12.5 MPa, mentre per i siliconi esaminati rientrano nel range di 1.8-6.5 MPa29. La maggiore rigidità del polietere è attribuita a una reazione chimica di cross-linking che si propaga nel tempo (oltre i 15 minuti), determinando una perdita di massa e una durezza Shore maggiore rispetto ai siliconi per addizione28.
Stabilità dimensionale
L’impronta, indipendentemente dal materiale con la quale viene rilevata, è soggetta a fenomeni di contrazione o espansione dipendenti dalle reazioni chimiche di polimerizzazione (che possono generare sottoprodotti molecolari) e dall’interazione con l’ambiente esterno. Tuttavia, siliconi per addizione e polieteri possiedono la più bassa variazione dimensionale fra i materiali da impronta oggi disponibili (valori percentuali: -0.15%; -0.2%)19. In particolare, i PVS possiedono una stabilità dimensionale ideale: sono cioè relativamente inerti alle condizioni ambientali circostanti di umidità o temperatura; questa proprietà consente di colare l’impronta a distanza di 1-2 settimane19. Alcuni studi hanno comparato la stabilità dimensionale di PVS e polieteri.
Quando l’impronta può essere colata in tempi molto brevi (entro 1 h o 24 h dalla rimozione dal cavo orale) le due categorie di materiali rappresentano entrambe valide soluzioni per una registrazione di precisione in grado di fornire un modello di lavoro accurato30; i PVS sono dimensionalmente più stabili rispetto ai polieteri, e restituiscono riproduzioni significativamente più fedeli se sviluppate a distanza di una o più settimane31,32. Si ritiene che l’idrofilia che caratterizza il polietere sia responsabile della minore stabilità dimensionale, predisponendo il materiale a uno scambio di molecole d’acqua con l’esterno (assorbimento o eliminazione)33.
L’inerzia dell’impronta è strettamente correlata al tempo di esposizione ambientale, successivo alla polimerizzazione; altri fattori in grado di influire sulla stabilità dimensionale sono la modalità di conservazione o la disinfezione. Nello studio di Kanehira è stato suggerito di conservare le impronte rilevate con il polietere Impregum® in condizioni di umidità inferiori al 50%, al fine di ottimizzare l’accuratezza dimensionale dei modelli (discrepanze di 1-60 μm per una colatura a distanza di 24 h); nella stessa indagine, il PVS Flexitime® è invece risultato estremamente stabile e insensibile alle varie condizioni di conservazione testate (0, 50 o 100% di umidità relativa, e tempi di colatura fino a 5 giorni)33.
Interazioni chimiche fra i materiali da impronta e svariati agenti di disinfezione sono state riportate, ma queste sembrano influire marginalmente sulla stabilità dimensionale34; l’assorbimento delle molecole di acqua da parte del polietere impone una disinfezione per mezzo di spray e successiva asciugatura, evitando l’immersione completa dell’impronta per tempi prolungati34.
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).
Tempi di lavorazione e indurimento
Il tempo che intercorre fra l’inizio della miscelazione (M) del materiale da impronta e il completamento della polimerizzazione è noto come “Tempo di indurimento”; il lasso temporale da M al momento in cui un’ulteriore manipolazione introdurrebbe distorsioni o inaccuratezze (nell’impronta e nel modello) è denominato “Tempo di lavorazione”38. Un adeguato tempo di lavorazione, periodo nel quale il materiale possiede uno stato plastico che consente l’intimo adattamento alle strutture intraorali, è di grande aiuto clinico per la riproduzione di pilastri protesici multipli. Allo scadere del tempo di lavorazione, quando il materiale ha ormai acquisito le caratteristiche di elasticità e perso quelle di plasticità28, è auspicabile un rapido completamento dell’indurimento, al fine di ridurre il tempo di permanenza del cucchiaio nel cavo orale e il discomfort per il paziente.
I moderni materiali da impronta, all’interno delle stesse case produttrici, sono spesso commercializzati nelle versioni regular e fast-set (Tabella 4), proprio in base alla capacità di fornire all’odontoiatra tempi di lavorazione e indurimento compatibili con le differenti necessità cliniche (registrazione di preparazioni singole o multiple, per esempio). Molto genericamente, gli elastomeri hanno un tempo di lavorazione di circa due minuti e un indurimento compreso fra i due e i 6 minuti.
Inoltre, lo sviluppo delle proprietà viscoelastiche del materiale e della cinetica di indurimento è strettamente dipendente dalla temperatura28 di conservazione del materiale (stoccaggio, refrigerazione ecc.) prima ancora della miscelazione, e di quella del cavo orale. Relativamente al tempo di lavorazione, una caratteristica saliente del polietere è lo snapset: si tratta di una proprietà che consente il mantenimento della massima scorrevolezza del materiale wash fino all’esaurimento del tempo di manipolazione, superato il quale la reazione di polimerizzazione procede rapidamente fino all’indurimento (con un concomitante aumento della viscosità) (Figura 9).
Alcuni moderni siliconi per addizione sono in grado di avvicinarsi alla cinetica di snap-set, tipica del polietere, per mezzo di formulazioni chimiche sensibili alla temperature del cavo orale. Clinicamente, quando si vuole utilizzare una tecnica monofase bimateriale (utilizzando cioè due viscosità: una heavy o putty per il cucchiaio, e un light o regular sui monconi) è preferibile accoppiare materiali (naturalmente della stessa casa produttrice) con tempi di lavorabilità similari; per evitare distorsioni, il materiale nel cucchiaio dovrebbe essere introdotto nel cavo orale per sospingere il wash quando il tempo di lavorazione di entrambe le viscosità non sia ancora completato.
Resistenza allo strappo
I materiali da impronta devono possedere una resistenza adeguata per essere rimossi dal cavo orale senza lacerarsi. Quando l’elastomero viene stirato oltre il limite elastico (vedi il paragrafo “Recupero elastico e deformazione permanente”), si assiste alla comparsa di una deformazione permanente; superato questo punto critico, e in presenza di un prolungarsi dello stiramento, il materiale da impronta va incontro a lacerazione. Da un punto di vista clinico è auspicabile che lo strappo si verifichi immediatamente dopo il superamento del limite elastico: al contrario, l’impronta subirebbe una deformazione permanente “invisibile” all’odontoiatra.
In altre parole, sulla curva stress-allungamento è preferibile un punto di rottura molto prossimo al limite elastico. Uno studio pilota sulla resistenza allo strappo degli elastomeri è stato condotto dagli Autori: i risultati preliminari, e i metodi impiegati, sono riportati nella Figura 10.
Considerazioni conclusive
L’ottenimento di un’impronta accurata è un obiettivo difficile da raggiungere; la conoscenza e la scienza dei materiali devono essere combinate all’arte clinica, all’esperienza e alla corretta applicazione delle tecniche (Figure 11a-11f ) per il raggiungimento dei risultati attesi e per la realizzazione di restauri indiretti precisi. In alcuni casi, due o più tentativi possono essere necessari per la registrazione di un’impronta soddisfacente e/o priva di importanti difetti. Studi scientifici in vitro e in vivo dovranno convalidare l’efficacia delle più recenti tecnologie, basate su scanner intraorali accoppiati a sistematiche CAD/CAM, le cui promesse aprono la strada verso un’impronta digitale in grado di superare molte delle attuali limitazioni.
Corrispondenza
Gabriele Augusti
Istituto Stomatologico Italiano
Via Pace, 21 - 20122 Milano
g.augusti@libero.it
1. Afsharzand Z, Rashedi B, Petropoulos VC. Communication between the dental laboratory technician and dentist: work authorization for fixed partial dentures. J Prosthodont 2006;15(2):123-8.
2. Stewart CA. An audit of dental prescriptions between clinics and dental laboratories. Br Dent J 2011;211(3):E5.
3. Afsharzand Z, Rashedi B, Petropoulos VC. Dentist communication with the dental laboratory for prosthodontic treatment using implants. J Prosthodont 2006;15(3):202-7.
4. Goodacre CJ, Campagni WV, Aquilino SA. Tooth preparations for complete crowns: an art form based on scientific principles. J Prosthet Dent 2001;85(4):363-76.
5. Subasi G, et al. Evaluation of marginal fit of two all-ceramic copings with two finish lines. Eur J Dent 2012;6(2):163-8.
6. Castillo Oyague R, Sanchez-Jorge MI, Sanchez Turrion A. Influence of CAD/CAM scanning method and toothpreparation design on the vertical misfit of zirconia crown copings. Am J Dent 2010;23(6):341-6.
7. Hmaidouch R, Neumann P, Mueller WD. Influence of preparation form, luting space setting and cement type on the marginal and internal fit of CAD/CAM crown copings. Int J Comput Dent 2011;14(3):219-26.
8. Lu H, Nguyen B, Powers JM. Mechanical properties of 3 hydrophilic addition silicone and polyether elastomeric impression materials. J Prosthet Dent 2004;92(2):151-4.
9. Lawson NC, et al. Flow profile of regular and fast-setting elastomeric impression materials using a shark fin testing device. J Esthet Restor Dent 2011;23(3):171-6.
10. Ayad MF. Effects of tooth preparation burs and luting cement types on the marginal fit of extracoronal restorations. J Prosthodont 2009;18(2):145-51.
11. Ayad MF, Johnston WM, Rosenstiel SF. Influence of dental rotary instruments on the roughness and wettability of human dentin surfaces. J Prosthet Dent 2009;102(2):81-8.
12. Luthardt RG, et al. Clinical parameters influencing the accuracy of 1- and 2-stage impressions: a randomized controlled trial. Int J Prosthodont 2008;21(4):322-7.
13. Lang NP, Schätzle MA, Löe H. Gingivitis as a risk factor in periodontal disease. J Clin Periodontol 2009;36(10):3-8.
14. Newby EE, et al. Quantification of gingival contour and volume from digital impressions as a novel method for assessing gingival health. Int Dent J 2011;61(3):4-12.
15. Al Hamad KQ, et al. A clinical study on the effects of cordless and conventional retraction techniques on the gingival and periodontal health. J Clin Periodontol 2008;35(12):1053-8.
16. Baharav H, et al. The effect of sulcular width on the linear accuracy of impression materials in the presence of an undercut. Int J Prosthodont 2004;17(5):585-9.
17. Kosyfaki P, del Pilar Pinilla Martin M, Strub JR. Relationship between crowns and the periodontium: a literature update. Quintessence Int 2010;41(2):109-26.
18. Tanaka J, et al. Relationship between Cariogenic Bacteria and pH of Dental Plaque at Margin of Fixed Prostheses. Int J Dent 2012;2012:452108.
19. Hamalian TA, Nasr E, Chidiac JJ. Impression materials in fixed prosthodontics: influence of choice on clinical procedure. J Prosthodont 2011;20(2):153-60.
20. Christensen GJ. What category of impression material is best for your practice? J Am Dent Assoc 1997;128(7):1026-8.
21. Walker MP, et al. Moisture effect on polyether and polyvinylsiloxane dimensional accuracy and detail reproduction. J Prosthodont 2005;14(3):158-63.
22. Acar O, Erkut S, Lakshmipathy M. Surface detail reproduction under simulated pulpal pressure: a 3-dimensional optical profilometer and scanning electron microscopy evaluation. J Prosthet Dent 2012;108(2):102-13.
23. Kanehira M, Finger WJ, Komatsu M. Surface detail reproduction with new elastomeric dental impression materials. Quintessence Int 2007;38(6):479-88.
24. Petrie CS, et al. Dimensional accuracy and surface detail reproduction of two hydrophilic vinyl polysiloxane impression materials tested under dry, moist and wet conditions. J Prosthet Dent 2003;90(4):365-72.
25. Jorgensen KD. A new method of recording the elastic recovery of dental impression materials. Scand J Dent Res 1976;84(3):175-82.
26. Balkenhol M, et al. Influence of prolonged setting time on permanent deformation of elastomeric impression materials. J Prosthet Dent 2010;103(5):288-94.
27. Lawson NC, Burgess JO, Litaker MS. Tensile elastic recovery of elastomeric impression materials. J Prosthet Dent 2008;100(1):29-33.
28. Berg JC, et al. Temperature effects on the rheological properties of current polyether and polysiloxane impression materials during setting. J Prosthet Dent 2003;90(2):150-61.
29. Papadogiannis D, et al. Effect of storage time on the viscoelastic properties of elastomeric impression materials. J Prosthodont Res 2012;56(1):11-8.
30. Gomez-Polo M, et al. Influence of technique and pouring time on dimensional stability of polyvinyl siloxane and polyether impressions. Int J Prosthodont 2012;25(4):353-6.
31. Pant R, et al. Long-term dimensional stability and reproduction of surface detail of four polyvinyl siloxane duplicating materials. J Dent 2008;36(6):456-61.
32. Rodriguez JM, Bartlett DW. The dimensional stability of impression materials and its effect on in vitro tooth wear studies. Dent Mater 2011;27(3):253-8.
33. Kanehira M, Finger WJ, Endo T. Volatilization of components from and water absorption of polyether impressions. J Dent 2006;34(2):134-8.
34. Kotsiomiti E, Tzialla A, Hatjivasiliou K. Accuracy and stability of impression materials subjected to chemical disinfection – a literature review. J Oral Rehabil 2008;35(4):291-9.
35. Rupp F, Geis-Gerstorfer J. Hydrophilicity of unset and set elastomeric impression materials. Int J Prosthodont 2010;23(6):552-4.
36. Hosseinpour D, Berg JC. The dynamic interaction of water with four dental impression materials during cure. J Prosthodont 2009;18(4):292-300.
37. Balkenhol M, Eichhorn M, Wostmann B. Contact angles of contemporary type 3 impression materials. Int J Prosthodont 2009;22(4):396-8.
38. Helvey GA. Elastomeric impression materials: factors to consider. Compend Contin Educ Dent 2011;32(8):58-9.
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