Influenza della preparazione dentale sull’adattamento marginale di una ceramica fresata in biossido di zirconio

Diagramma della visualizzazione del gap attraverso l’ausilio del microscopio ottico (100x)

• Gabriele Augusti*
• Davide Augusti
• Dino Re

Università degli Studi di Milano Istituto di Clinica Odontoiatrica e Stomatologica, Direttore Prof. F. Santoro
Corso di laurea in Odontoiatria e Protesi Dentaria
Insegnamento di Riabilitazione Orale III, Polo Centrale, Titolare Prof. D. Re
*Studente in Odontoiatria e Protesi Dentaria

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Riassunto

La precisione rappresenta un obiettivo protesico prioritario e consente di evitare complicanze o fallimenti al restauro; maggiori conoscenze sull’adattamento marginale di corone CAD/CAM prodotte sono necessarie per promuoverne la qualità ed il successo clinico. In questo studio si è valutato l’adattamento marginale di sottostrutture in biossido di zirconio, a partire da preparazioni su denti acrilici realizzate con due differenti linee di finitura: chamfer classico o spalla arrotondata. Il disegno marginale ha influito significativamente (p ≤ 0.05) sul gap osservato al microscopio ottico; per il sistema CAD/CAM in esame la spalla arrotondata ha consentito di aumentare la precisione marginale della protesi (11±6µm Vs 21±6µm). Una mirata indicazione può ora essere fornita al clinico, per la scelta dell’appropriato disegno di fine preparazione, qualora si utilizzi uno specifico sistema di sviluppo della protesi.

Parole chiave: CAD/CAM, adattamento marginale, fine preparazione, ossido di zirconio, ceramiche integrali

Summary

Precision is a critical target in the prosthetic treatment since it may prevent failure of the restoration; further studies are necessary to develop our  knowledge about marginal fit of CAD/CAM produced crown-copings, in order to promote their quality and clinical success.  The aim of this in vitro study was to investigate the marginal fit of Lava™ Zirconia crown-copings on chamfer and shoulder preparations. Marginal configuration has had significant influence (p< 0.05) on marginal gap observed under light microscope magnification (x100); specimens of the rounded shoulder group showed the smallest gap dimension (11±6µm Vs 21±6µm). A specific indication about finish line design is now available for the clinician, when the CAD/CAM system tested is chosen for the fabrication of the prosthesis

Keywords: CAD/CAM, marginal fit, finish line, zirconia, all-ceramic
crown-copings

Nel corso degli ultimi anni, la ricerca in ambito protesico è stata vivamente sostenuta dalla domanda, sempre più frequente da parte di odontoiatri e pazienti, di restauri metal-free. I sistemi CAD/CAM (Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing) hanno permesso la progettazione e la produzione di manufatti costituiti da materiali di ultima generazione1, diffusi da tempo nei settori industriali e in altre branche della medicina. Le ceramiche policristalline ad alta densità, quali il biossido di zirconio e l’ossido di allumina, possiedono proprietà intrinseche, che consentono la realizzazione di corone singole o ponti in ceramica integrale ad alta resistenza, rispondendo alle moderne richieste di biomimetismo2. I vantaggi delle ceramiche integrali non si limitano alle proprietà ottiche e alla translucenza; esse consentono il massimo rispetto dei tessuti parodontali attraverso il posizionamento iuxta o sopragengivale dei margini di fine preparazione3, rendendo più predicibili le fasi cliniche atte al conseguimento di un eccellente risultato a lungo termine4. L’adattamento di un restauro al dente può essere definito secondo varie modalità. L’assenza di un intimo contatto tra la superficie della protesi e la preparazione descrive quello che gli anglosassoni definiscono “gap”, che può essere di due tipi: interno o marginale. “Interspazio” è un’appropriata traduzione di gap. Secondo le definizioni di Holmes5, il gap interno è la misura della retta perpendicolare tracciata dalla superficie interna (intaglio) del restauro alla parete assiale della preparazione; il gap marginale, in senso stretto, corrisponde al gap interno misurato al margine. Gli studiosi differenziano, inoltre, la discrepanza verticale e la discrepanza orizzontale. La prima è una misura che si riferisce alla presenza di sovra o sottocontorni; la seconda indica la sovra o sottoestensione del restauro. 

Discrepanza e gap marginale esprimono, nel complesso, l’adattamento marginale (figura 1). Quest’ultimo viene ritenuto un parametro fondamentale nella valutazione dell’affidabilità a lungo termine di un restauro protesico; la mancanza di un sigillo ottimale rende l’elemento dentale maggiormente esposto ai numerosi insulti provenienti dall’ambiente orale: disgregazione dello strato di cemento all’interfaccia, accumulo di placca, microinfiltrazione, flogosi dei tessuti molli. Per le ragioni citate, l’insuccesso del restauro indiretto è strettamente dipendente dall’adattamento marginale; l’ampiezza spaziale di tale parametro, valutata nell’ordine dei micrometri (µm), è stata oggetto di numerosi studi per stabilirne i limiti di accettabilità6,7. Le dipendenze dell’adattamento marginale dal tipo di sistema CAD/CAM utilizzato – e, di conseguenza, dalle peculiari caratteristiche del sistema scelto – e dal materiale sottoposto a fresatura dalla macchina sono state largamente indagate8-10; i risultati ottenuti dimostrano che è possibile fabbricare restauri molto precisi all’interfaccia cervicale con l’elemento dentale. Per i restauri convenzionali in metallo-ceramica sono disponibili delle precise indicazioni riguardanti il disegno del margine11; è noto che la configurazione a chamfer riprodotta sul restauro è soggetta a distorsione durante il processo di cottura della porcellana e che la tipologia knife edge (cioè a lama di coltello) non consente un corretto adattamento. Minore attenzione è stata posta all’influenza delle diverse geometrie marginali della preparazione dentale, realizzabili dall’odontoiatra, sull’adattamento finale del restauro CAD/CAM prodotto.  In questo studio viene testata l’ipotesi nulla che il disegno di fine preparazione non influenzi l’adattamento marginale di un restauro indiretto prodotto con tecnologia CAD/CAM.

Materiali e metodi

Il sistema CAD/CAM scelto per la produzione delle cappette è stato il Lava™ All-Ceramic System (3M ESPE), che fa uso di blocchetti pre-sinterizzati in biossido di zirconio ad alta densità. Si tratta di una ceramica policristallina priva di una componente vetrosa, dotata di compattezza e resistenza superiori ai materiali vetro-infiltrati. Il materiale pre-sinterizzato si presenta soffice, di consistenza simile al gesso, consentendo così una fresatura più rapida e accurata. La successiva contrazione durante il processo di sinterizzazione finale è preventivamente calcolata dal pacchetto software. Due elementi dentali artificiali dell’arcata superiore (un primo molare e un primo premolare), in materiale acrilico, sono stati selezionati per la simulazione della preparazione clinica. Le riduzioni dell’elemento, assiale e occlusale, sono state condotte nel rispetto delle linee guida della casa produttrice del sistema (figura 2). Lo strumento rotante ha quindi tracciato i due disegni di fine preparazione sottoposti a confronto in questo studio: una spalla arrotondata sul molare e un chamfer sul premolare. I due disegni rappresentano quelli comunemente suggeriti nella preparazione di elementi che riceveranno un restauro in ceramica integrale12. L’utilizzo di un parallelometro da laboratorio ha permesso la rigorosa esecuzione delle preparazioni (figura 3). Ciascun elemento preparato è stato duplicato 10 volte grazie alla presa dell’impronta, eseguita con un materiale elastomero polivinilsilossano, e alla colatura di questa in gesso extraduro (tipo IV). Il centro di fabbricazione 3M ESPE ha provveduto alla scansione dei modelli, alla progettazione software delle sottostrutture in zirconia e alla loro successiva fresatura tridimensionale.

Le 20 cappette complessivamente ottenute (n. 10 per ciascun disegno marginale) sono state divise e alloggiate sui rispettivi monconi in gesso. La cementazione è stata evitata al fine di ridurre al minimo le variabili influenti sui risultati delle misurazioni. È stato descritto come sia possibile condurre differenti tipi di misurazione all’interfaccia marginale dente-restauro; i limiti estremi scelti per la misurazione di una lunghezza condizionano i risultati ottenibili: questo spiega la difficoltà di comparazione di studi analoghi. Le misurazioni eseguite nel presente studio hanno valutato la discrepanza verticale marginale.  Dieci punti casuali sono stati individuati e marcati lungo la circonferenza dei campioni, ottenendo così dieci siti di misura per ogni campione. Una pressione costante pari a 3 kg è stata esercitata sulle cappette durante le misurazioni, utilizzando una molla tarata posta in compressione da una morsa. L’utilizzo di tale dispositivo ha permesso la standardizzazione delle misurazioni e il corretto mantenimento “in situ” delle cappette sui rispettivi monconi.  L’ampiezza del gap è stata, infine, misurata utilizzando un microscopio ottico alla risoluzione di cento ingrandimenti (100x) (figura 4). Tutte le misurazioni sono state condotte dal medesimo operatore.  Per l’elaborazione dei dati ottenuti si è utilizzato il software SPSS® 12 (SPSS Inc.).  Sono state calcolate le medie dei campioni e le deviazioni standard (tabella 1); l’analisi della varianza è stata condotta per l’identificazione delle differenze tra i due gruppi in esame.      

Il grafico (box plot) illustra la differenza significativa tra i due disegni di fine preparazione.
Il grafico (box plot) illustra la differenza significativa tra i due disegni di fine preparazione.

Risultati     

L’interspazio medio per i campioni realizzati con il disegno chamfer è risultato pari a 21±6 µm. Per il gruppo della spalla arrotondata il valore è stato inferiore, pari a 11±6 μm. La deviazione standard (±6 μm) è risultata identica. L’analisi della varianza (ANOVA test) ha rivelato una differenza statisticamente significativa tra i due gruppi (p < 0,05).  È stata elaborata anche una rappresentazione grafica dei risultati (figura 5).

Discussione

McLean e von Fraunhofer13, in un articolo risalente al lontano 1971, riportavano un valore di 120 μm quale limite clinico accettabile per la discrepanza marginale. Qualche anno più tardi, Spiekermann14 abbassava il limite a 100 μm. Oggi, questi valori rappresentano lo standard di riferimento con cui gli studi più recenti confrontano i propri risultati. Nella presente ricerca il disegno di fine preparazione che ha prodotto un miglior adattamento marginale è risultato quello con la spalla arrotondata; l’ipotesi nulla inizialmente proposta è stata quindi rigettata.  La precisione del sistema CAD/CAM in esame varia in risposta alla particolare geometria del disegno di fine preparazione.  Il risultato ottenuto è in accordo con lo studio di Suarez et al.15, sebbene realizzato con il sistema Procera All Ceram a partire da blocchetti in ossido di allumina; gli autori hanno utilizzato modalità differenti di misurazione per esprimere l’adattamento marginale di corone totali. Tra queste, la discrepanza marginale verticale e quella assoluta sono risultate influenzate dal disegno di fine preparazione. Lin et al.16 hanno ottenuto valori ridotti di gap marginale utilizzando la spalla arrotondata rispetto al chamfer, con il sistema Procera; inoltre, comparando due disegni di spalla arrotondata di profondità differente, di 0,8 e 0,5 mm, hanno ottenuto risultati migliori con il primo dei due, avente  maggiore estensione (51±34 μm vs 68±56 μm). Tsitrou et al.17, in un recente studio dove hanno utilizzato il sistema CEREC 3, non hanno evidenziato alcuna differenza significativa tra gli stessi disegni marginali da noi testati; tuttavia, il protocollo parzialmente differente e la fresatura delle sottostrutture a partire da blocchi di resina composita possono spiegare la discordanza.  Tornando al presente studio, la fase del processo di fabbricazione responsabile della genesi del difetto di interfaccia non è nota; a parità di altri fattori, il sistema di scansione ottica del moncone potrebbe registrare più fedelmente la geometria della spalla arrotondata.

Tabella 1. Medie e deviazioni standard calcolate per il gap marginale (μm).
Tabella 1. Medie e deviazioni standard calcolate per il gap marginale (μm).

I valori ottenuti, indipendentemente dalla configurazione marginale, sono in accordo con quelli di studi analoghi precedenti. Bindl et al.18 hanno confrontato diversi sistemi CAD/CAM, tra cui Decim e DCS, in grado di fresare strutture in biossido di zirconio; i valori di gap marginale evidenziati, per corone singole sviluppate su preparazioni chamfer, sono stati, rispettivamente, di 23±17 μm e di 33±20 μm. Reich et al.8, sempre utilizzando preparazioni chamfer, hanno misurato un gap marginale medio di 65 μm per ponti di tre unità sviluppati con il sistema Lava. Due ulteriori studi di Hertlein et al. 19, 20 disponibili iin letteratura in forma di abstracts analizzano la precisione del sistema Lava™, in termini di adattamento marginale, senza però pronunciarsi sulle linee di finitura: i dati proposti rivelano un gap di 38±20 µm per le corone singole. L’assenza, in letteratura, di ricerche simili alla presente sul sistema Lava, non consente un confronto diretto dei dati ottenuti. È importante sottolineare che se una differenza significativa esiste tra le due configurazioni marginali, la rilevanza clinica di tale constatazione è discutibile. I moderni cementi compositi, consigliati per la cementazione adesiva delle ceramiche integrali, presentano spessori del film superiori ai valori del gap rilevati nel presente studio; l’incapacità del cemento di formare film di spessore così sottile potrebbe produrre alterazioni nell’adattamento della corona al dente21.  Il numero di misurazioni del gap lungo il margine della corona è altamente variabile nei diversi studi. Groten et al.22 hanno sollevato la problematica del numero minimo di misurazioni sufficiente a esprimere in modo appropriato la precisione marginale della corona.  L’errore standard si riduce all’aumentare delle misurazioni; viene ritenuta necessaria l’esecuzione di almeno 50 rilevazioni, al fine di ottenere un’informazione clinica attendibile in merito all’adattamento marginale.  Raramente un numero così elevato di misurazioni viene effettivamente raggiunto negli studi di adattamento marginale di strutture fresate. Nella presente sperimentazione sono state condotte soltanto dieci misurazioni per campione. Ulteriori approfondimenti di ricerca potranno prevedere l’incremento delle misurazioni, l’analisi dell’adattamento interno delle corone (internal gap) in relazione al disegno marginale, la variazione del gap in seguito alla cementazione su moncone.

Conclusioni

Con il sistema Lava è possibile ottenere un eccellente adattamento marginale di corone totali, che rientra negli standard di riferimento, tanto più preciso con la scelta di un disegno di fine preparazione a spalla arrotondata. Studi clinici in vivo a lungo termine sono necessari per valutare l’effettiva durata di servizio offerta da corone CAD/CAM in biossido di zirconio.

Corrispondenza
Prof. Dino Re
P. zza S. Agostino, 24 – 20123 Milano

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Influenza della preparazione dentale sull’adattamento marginale di una ceramica fresata in biossido di zirconio - Ultima modifica: 2007-12-20T14:35:58+00:00 da Redazione

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