NUOVE FRONTIERE ODONTOTECNICHE LO ZIRCONIO E I SISTEMI CAD/CAM 1

LO ZIRCONIO:CARATTERISTICHE In chimica lo zirconio è un elemento metallico, con simbolo Zr, numero atomico 40, gruppo IVb della tavola periodica, punto di fusione 1852°C. E’ stato scoperto da Martin Klaproth nel 1789 e lo troviamo combinato in leghe spesso usate per applicazioni industriali e nucleari. In campo artigianale viene utilizzato sotto forma di Ossido di Zirconio denominato 2

3 Zirconia (ZrO 2 ). La zirconia viene definita “fratello maggiore” del Titanio ed essa viene utilizzta,al posto del Titanio,per strutture destinate a sorreggere la ceramica dentale. A temperatura ambiente si presenta come una polvere bianca,inodore e con struttura cristallina monoclina fino ad una temperatura di 1170°C. Oltre i 1170 °C e fino al punto di fusione, la struttura cristallina diventa tetragonale. Durante il raffreddamento la ritrasformazione a struttura monoclina avviene con una contrazione del 5%,

Lo Zirconio in protei Nel 1998 i primi studi vennero effettuati presso la Clinica Odontoiatrica dell’Università di Zurigo,dove vennero eseguite corone e ponti in Ossido di Zirconio, che dimostrarono un’elevata resistenza alla rottura. La tecnologia CAD/CAM prevede la fresatura di blocchi di Zirconia presinterizzata a 1350°C per 7 ore,onde rendere la Zirconia stabile e con eccellenti caratteristiche meccaniche. 4

5 Tra i pregi della Zirconia bisogna ricordare: - il fattore estetico eccellente,non raggiungibile con i metalli, soprattutto in termini di translucidità. - la durezza; - la resistenza alla flessione (1320 Mpa) - la resistenza alla rottura. Queste caratteristiche permettono di stratificare spessori di ceramica molto sottili,tanto da costruire ponti leggeri e robusti, anche con più elementi di travata.

6 Inoltre la possibilità di costruire protesi senza impiegare strutture metalliche,offre una grande opportunità in alcune problematiche quali: -Intolleranza ai metalli - Estetica dentale - Elevata precisione di lavorazione. Infine importante è che durante il processo di ceramizzazione la struttura cristallina del supporto in zirconio non si modifica,per cui la struttura in zirconio non subisce alterazioni.

7 ESEMPIO DI APPARECCHIO CAD/CAM DENTALE

ESECUZIONE DI PROTESI IN ZIRCONIO CON TECINICA CAD/CAM Il clinico esegue la preparazione degli elementi pilastro, eseguendo le stesse procedure per una normale preparazione metallo-ceramica e procede alla presa dell’impronta con metodo tradizionale. In laboratorio l’impronta verrà colata con gesso di tipo IV. Sul modello viene isolata la zona interessata e evidenziati i margini della preparazione. 8

9 L’unità lavorativa è composta da un’unica camera nella quale due sistemi separati provvedono alla scansione ed al molaggio. Il modello viene posizionato su un apposto braccio su cui è montato un lettore laser,con il quale si procede alla scansione del modello,mediante impostazione di un apposito software. Il tempo medio per la scansione di un pontwe di 3 elementi è di circa 15 minuti.

10 Immagini di scansione e progettazione

11 Terminata la scansione,ci appare sul monitor del pc l’immagine del nostro modello,sulla quale si andrà a progettare il ponte. La progettazione si articola in tre punti: -Si tracciano i margini dei pilastri mesiale e distale -Progettazione dell’elemento intermedio:le sue dimensioni,la connessione ai pilatri,la curvatura del ponte rispetto alla cresta alveolare,e gli spessori - Controllo e verifica della progettazione. La struttura viene impostata per spessori

12 uniformi di 0,5 mm perimetrali e 0,6 mm occlusali. Per la costruzione del ponte vengono usati dei lingottini di Zirconia,prodotti 4 dimensioni: CZ 12(12mm),CZ18(18 mm),CZ33 (33mm) e CZ40 (40mm). Il lingottino viene inserito nella camera di fresaggio e la macchina procede fino ad ottenere quanto si era progettato. Il tempo medio di fresaggio del ponte di 3 elementi è di 45 minuti circa.

13 Struttura in zirconio dopo il fresaggio Ponte in zirconio terminato

14 Tutta l’operazione di fresaggio viene eseguita con una costante irrorazione di acqua a riciclo continuo miscelata da uno speciale liquido refrigerante che permette alla struttura di essere lavorata più facilmente ed alle frese di usurarsi più lentamente( la fresa impiegata ha una vita media di circa 12 restauri). Terminata questa fase, si procede all’dattamento del ponte sul modello e nel caso di imprecisioni si può eliminarle con una fresa diamantata.

15 Struttura in zirconio pronta per la prova

16 Bisogna fare molta attenzione,in quanto la struttura è ben lavorabile ma molto fragile. A questo punto la struttura è pronta per la prova sul paziente e verrà rilevata dalla bocca del paziente una impronta di posizione in alginato,dalla quale ricaveremo il nuovo modello di posizione, Prima di colare l’impronta stenderemo un velo di cera all’interno della struttura, infatti la Zirconia in questa fase si presenta come un materiale poroso,quindi colando il gesso la struttura potrebbe assorbirne delle particelle creando

17 una adesione tra gesso e struttura che potrebbe generare tensioni e fratture della struttura Indurito il modello, si rimuove la struttura che dovrà ora subire un processo di controllo, attraverso l’immersione in una soluzione di blu di metilene. Essendo la struttura ancora molto porosa,il blu di metilene viene assorbito per capillarità. Se la struttura non ha subito alcun danneggiamento o frattura la colorazione sarà

18 uniforme; in caso contrario danneggiamenti o fratture saranno di una colorazione molto più chiara e quindi facilmente rilevabili. Di fronte ad un danno rilevato col blu di metilene,la struttura risulterà completamente compromessa e sarà necessario rifarla. In assenza di danni si procederà con la lavorazione,sottoponendo la struttura ad un processo detto di infiltrazione. Questo processo permette un completo cambiamento della strutture della Zirconia,

19 che assume una resistenza meccanica simile a quella delle leghe nobili più utilizzate. L’infiltrazione viene eseguita rivestendola con una miscela di acqua distillata e vetri al Lantanio. I vetri al Lantanio hanno la particolarità di rendere la struttura opaca,facendo assumere alla struttura la tonalità di una normale struttura per metallo ceramica opacizzata. Si procede miscelando acqua distillata con il vetro Lantanio ZN22 su un piano di vetro e

20 tenendo la struttura con una pinzetta si stende la miscela su tutta la superficie esterna del ponte e sulla faccia occlusale dei soli elementi pilastro. A operazione ultimata si pone il ponte con la superficie occlusale rivolta verso il basso (questa posizione è obbligata,per evitare che il vetro entri all’interno delle corone degli elementi pilastro,perché non riusciremmo più a toglierlo e saremmo costretti a rifare la struttura),appoggiata su un foglio di platino,

21 Indispensabile per la cottura del vetro, in quanto il platino è l’unico metallo che ad alte temperature non inquina l’ossido di Zirconio. Il programma di cottura prevede che a 600°C il piattello del forno si chiuda con il lavoro;si deve avviare la pompa del vuoto e far salire la temperatura fino a 1140° C in 27 minuti a 20°C al minuto. La temperatura di cottura (1140°C) permette al vetro di sciogliersi e penetrare nelle porosità della struttura,conferendo al prodotto finale una

22 adeguata resistenza. Terminato il raffreddamento si procederà ad eliminare l’eccedenza di vetro, mediante sabbiatura con particelle di ossido di alluminio di 110 micron a 5 atmosfere. Quando la struttura assume una colorazione completamente uniforme senza zone scure (indice di accumulo di vetro) si procede alla stratificazione della ceramica. La ceramizzazione non comporta particolari diversità con una normale ceramizzazione su

23 metallo: si eseguiranno 3 cotture per un lavoro soddisfacente. Ricapitolando il tempo impiegato a produrre la struttura si aggira intorno ai 70 min (15 min per rilevare il modello, 10 min per progettare la struttura e 45 min per fresarla) per infiltrare la zirconia occorrono circa 50 min, il tempo per terminare il lavoro è relativo al tecnico di laboratorio. Le corone ceramiche in Zirconio infiltrato possiedono una notevole translucenza: infatti poste in controluce lasciano passare la

24 luce,mentre in una corona metallo ceramica la luce viene completamente assorbita. Confrontando la tradizionale tecnica di fusione a cera persa, per costruire lo stesso lavoro, possiamo senza dubbio affermare che, i tempi necessari sono notevolmente ridotti, sono ridotti i passaggi di lavorazione, sono ridotti i materiali da utilizzare e in ultima analisi disponiamo di un controllo sulla precisione dato in automatico da un programma di calcolo.

25 Cappetta in Zirconio e Corona terminata