Conditionarea restaurarilor protetice fixe obtinute prin tehnologii si sisteme total ceramice

Conditionarea restaurarilor protetice fixe obtinute prin tehnologii si sisteme total ceramice

1 Istoric

Traditia prelucrarii ceramicii se regaseste in istoria multor popoare, printre care egiptenii , asirienii , persii , chinezii si altii. Portelanul a fost descoperit de Bottecher in 1709 iar la Meissen s-a realizat in 1710 prima manufactura de portelan. Fochard (1780) a confectionat obiecte de portelan , iar Dubois (1788) a obtinut diploma Academiei de Stiinte din Paris pentru dintii din portelan. În 1817 Planton a confectionat in SUA dinti de portelan , iar Stockton (1825) si White au industrializat productia dintilor de portelan (19).

Primele coroane si inlay-uri ceramice au fost realizate de C.H. Land in 1886. El a patentat tehnica cu folie de platina in 1887, care este similara tehnicilor folosite si in ziua de azi. Popularitatea restaurarilor din mase ceramice a scazut odata cu aparitia rasinii acrilice in anii 1940 si a continuat sa scada pana cand s-au constientizat dezavantajele materialelor de acoperire pe baza de rasina (grad mare de uzura , permeabilitate mai ridicata, microinfiltrabilitate). Aspectul restaurarilor ceramice a fost imbunatatit prin introducerea tehnicii de ardere sub vacuum de catre Gatzka, din care rezultau restaurari mai dense si cu o transluciditate crescuta decat cele obtinute prin ardere la presiunea atmosferica (20).

2 Clasificarea sistemelor total ceramice

2.1 Clasificarea dupa compozitie

a.      Ceramica feldspatica

Cu continut scazut de leucit;

Cu continut ridicat de leucit;

Ceramica feldspatica de prima generatie are un continut scazut de leucit si este folosita pentru placarea scheletelor metalice in tehnica metalo-ceramica, iar generatia noua reprezentata de ceramica cu continut ridicat de leucit prezinta proprietati diferite , fiind utilizata predominant la realizarea restaurarilor total ceramice. Continutul crescut de leucit le creste coeficientul de expansiune termica si devin astfel inapte pentru folosirea in tehnica metalo-ceramica.

b.     Ceramica sticloasa (vitroceramica)

Ceramica sticloasa a fost introdusa in stomatologie de catre McCulloch in 1968. Acest tip de ceramica se caracterizeaza prin dispozitia neregulata a cristalelor , care prin ceramizare (cristalizare in masa sticloasa) determina o crestere a densitatii microstructurii obtinandu-se astfel o crestere semnificativa a rezistentei. McCulloch a utilizat un sistem pe baza de oxizi : Li₂O , SiO₂ , ZnO in care cristalizarea a fost catalizata de catre un fosfat metalic.

Exista doua tipuri de vitroceramica:

Ceramica pe baza de tetrafluorosilicat;

Ceramica pe baza de apatite.

c.      Ceramica cu nucleu ranforsat

-Ceramica aluminoasa ;

-Ceramica magnezica;

-Ceramica zirconica.

Ceramica aluminoasa este introdusa in practica stomatologica de McLean si Hughes in 1965. Acest tip de ceramica contine 40% (McLean) - 85% (In-Ceram) alumina si serveste drept infrastructura pentru masele ceramice de placare cu un coeficient de dilatare termica apropiat(15).

2.2 Clasificarea maselor ceramice dupa tehnica de obtinere a restaurarilor

1. Tehnici aditive

1. Depunere de straturi succesive de ceramica (tehnica stratificarii)

Sisteme : Optec HSP (Jeneric/ Pentron , SUA) , Vitadur (Vita , Germania) , Duceram LFC (Ducera ,Germania).

Procedeul de depunere a ceramicii se poate realiza prin doua modalitati: fie pe modele din mase refractare, pe care ceramica se depune direct si ulterior se sinterizeaza, fie pe folii din aliaje nobile (aur, platina) care se muleaza pe bont si pe care se va depune si se va sinteriza in straturi masa ceramica. Aceste folii se pot pastra sau indeparta dupa finalizarea restaurarii , numai in cazul in care se indeparteaza putem vorbi insa de o restaurare total ceramica (20).

2. Turnare

Sisteme : Cerapearl (Kyocera Bioceram) , Dicor (DeTrey / Dentsply , Germania / SUA).

Principiul sistemelor total ceramice obtinute prin turnare este acelasi ca si in cazul turnarii metalelor si se bazeaza pe umplerea unui tipar obtinut pe baza machetei restaurarii , prin forta centrifuga cu masa ceramica topita.

Sistemul Dicor are ca principiu turnarea din sticla a viitoarei reconstituiri urmata de ceramizare (cristalizare in masa sticloasa) si acoperirea cu straturi de ceramica pentru a se obtine aspectul fizionomic dorit (4).

Portelanul Dicor este transparent dupa turnare si trebuie sa fie supus unei secvente de ardere atent controlate de 11 ore pentru a determina cresterea cristalelor de mica ce confera restaurarii rezistenta sa crescuta.

Dicor MCG este o ceramica sticloasa pe baza de mica dezvoltata ca un material manipulabil pentru aplicarea tehnicii CAD-CAM. Particulele de mica sunt mai mici( diametru mediu de 2 microni) fata de Dicor conventional , iar materialul dovedeste o rezistenta mai mare (20).

Avantajele folosirii ceramicii turnate in acest fel constau in adaptare marginala foarte precisa, marginile restaurarii sunt netede, nedistorsionate asa cum exista riscul sa se intample in cazul arderilor repetate la ceramica clasica, biotoleranta foarte buna din partea parodontiului marginal si o estetica superioara.

Un dezavantaj major al tehnologiei ceramicii turnate este fragilitatea , prin comparatie cu celelalte tehnologii amintite, care impun restrictionarea folosirii acestui tip de masa ceramica in zonele supuse unui stres functional mare , de exemplu in cazul pacientilor cu overbite adanc sau cu ocluzie cap-la-cap (10).

3. Infiltrare si sinterizare

Sistem : InCeram (Vita, Germania).

Marele dezavantaj al restaurarilor de la inceput era rezistenta lor scazuta, care le limita indicatiile la folosirea in zone expuse la tensiuni mici, cum sunt de exemplu dintii anteriori. Chiar si asa, fracturile aveau o incidenta destul de mare , previzionand dezvoltarea unor mase ceramice cu rezistenta mai ridicata. Un nucleu de material cu rezistenta crescuta , dar inestetic , este acoperit cu ceramica de o rezistenta mai scazuta. O alta abordare a fost sa se obtina o masa ceramica care sa combine rezistenta crescuta cu calitatea estetica. Aceasta are avantajul evident de a nu necesita un strat aditional care sa acopere nucleul ceramic cu rezistenta mare (20).

Tehnica a fost ulterior dezvoltata prin folosirea diferitilor oxizi pentru cresterea rezistentei mecanice , inclusiv zirconiu si magneziu , si prin imbunatatirea tehnicii alumino-ceramice. Rezistenta In-Ceram este de 3-4 ori mai mare decat a materialelor cu miez de aluminiu anterioare, o calitate care a sugerat folosirea lor in situatii in care sunt supuse unor tensiuni mari, cum sunt RPF-urile (20).

Principiul sistemului consta in realizarea intr-o prima faza a unei cape ceramice cu continut crescut de oxizi (Al₂O₃ , ZrO₃) care se infiltreaza ulterior cu o sticla de aluminosilicat de lanthan (LaAl₂O₃SiO₃). Introducerea de oxizi de aluminiu in compozitia maselor ceramice limiteaza propagarea fisurilor , iar infiltrarea cu sticla aluminosilicatica de lanthan reduce porozitatea nucleului (4).

Fig. 1 Restaurare realizata cu sistemul In-Ceram Alumina , dupa infiltrarea cu sticla de aluminosilicat de lanthan si ardere.

In-Ceram Zirconia - consta in inglobarea in matricea nucleului a 30 % oxid de zirconiu si 70 % oxid de aluminiu, cu scopul imbunatatirii parametrilor mecanici ai restaurarii. Continutul de oxid de zirconiu al nucleului induce o anumita opacitate acestuia. De aceea nucleele din In-Ceram Zirconia au o serie de limite pentru restaurarile protetice unde predomina cerintele estetice majore. Rezistenta mecanica crescuta consecutiv utilizarii oxidului de zirconiu indica aceasta ceramica in special in unele nuclee ale protezelor partiale fixe reduse din zona de sprijin. În ultimii ani a fost testata posibilitatea restaurarilor adezive din In-Ceram Zirconia in zona frontala la brese unidentare.

4. Injectare (presare) la temperatura scazuta sau inalta

Sisteme : IPS Empress (Ivoclar , Liechtenstein) , Cerestore (Coors Biomedical , SUA ) , Optec OPC (Jeneric / Pentron , SUA ) , Cerapress (Shmidseder, Germania).

Ideea modelarii ceramicii in stare plastica a fost avansata de Scefelder in 1936 si se bazeaza pe injectarea (presarea) unei mase ceramice plastifiate intr-un tipar. Etapele tehnice de realizare a restaurarilor protetice fixe total ceramice prin injectare sunt similare celor intalnite la turnarea aliajelor. Într-o prima faza se modeleaza macheta, apoi pe baza acesteia se obtine tiparul prin tehnica cerii pierdute , tipar in care se preseaza ceramica plastifiata.

Sistemul IPS Empress foloseste ca forma de prezentare a ceramicii lingourile. Procentul crescut de leucit (40 - 50 %) pe care il contine imbunatateste rezistenta la incovoiere a matricii sticloase, efect similar cu armarea ceramicilor aluminoase. IPS Empress are ca principiu plastifierea unui lingou de ceramica feldspatica cu un continut mare de leucit si injectarea ei la o temperatura inalta (aproximativ 1100^oC) intr-un tipar obtinut prin tehnica cerii pierdute. Rezulta astfel un nucleu dur , care urmeaza sa fie acoperit cu ceramica feldspatica in vederea individualizarii morfologice si estetice.

2. Tehnici substractive

1. Frezaj

Sisteme : Cerec (Sirona, Germania) , Celay (Mikrona Tehnologie , Elvetia).

Conceperea si lansarea sistemelor de frezare computerizata CAD/CAM a fost influentata decisiv de cercetarile lui Francois Duret (1972) , finalizate prin ceea ce cunoastem azi sub numele de amprenta optica.

Un astfel de sistem de realizare a restaurarilor , bazat pe amprenta optica , consta in trei segmente de baza:

un sistem de masurare si captare a formelor dentare care consta intr-un emitator si-un receptor de raze (camera de amprentare optica);

un ansamblu de analizare si prelucrare a informatiei captate (computer sau procesoare specializate) care permite conceperea intr-un timp cat mai scurt posibil a formei restaurarii;

un dispozitiv de frezare cu comanda numerica.

Ceramica folosita de sistemul Cerec este de doua tipuri , fiind livrata sub forma de blocuri ceramice:

- ceramica sticloasa (Cerec Dicor MCG) asemanatoare cu ceramica turnata Dicor. Se prezinta in doua nuante : Cerec Dicor light (nuanta deschisa) si Cerec Dicor dark (nuanta inchisa);

- ceramica feldspatica (clasa II ) pentru restaurari total ceramice (temperatura de sinterizare intre 1100 si 1250 ^oC). În aceasta categorie se incadreaza blocurile Cerec Vita Mark I (sau Mk I ) si Cerec Vita Mark II (sau Mk II) care se prezinta in mai multe nuante.

Sistemul Celay (Mikrona Technologie AG , Spreitenbach , Elvetia) are ca principiu frezarea pur mecanica a unei piese protetice total ceramice deosebit de precise dintr-un bloc ceramic prin copierea unei machete din rasina cu ajutorul unui profilometru.

Sonoeroziune. Sonoeroziunea permite realizarea unei piese protetice cu geometrie complexa din ceramica folosind energia ultrasunetelor care este transmisa unui strat de particule abrazive interpus intre sursa de ultrasunete si piesa ceramica.

3. Proprietatile maselor ceramice

Din punct de vedere chimic, ceramica este un compus anorganic, nemetalic, ale carui legaturi interatomice sunt ionice sau covalente. Proprietatile materialului sunt date de compozitia sa de baza si de structura , astfel : din ce substante este alcatuita (SiO₂, ZrO₂, Al₂O₃ etc.) si ce aranjare spatiala au atomii in faza cristalina sau amorfa.

Sistemele total ceramice prezinta o serie de avantaje fata de sistemele metalo-ceramice: estetica mai buna , biocompatibilitate , conductibilitate termica mai redusa , stabilitate chimica.

3.1 Proprietati fizice

Rezistenta la incovoiere

Este proprietatea unui material de a se opune aparitiei fracturilor la solicitari de incovoiere. Masele ceramice au o rezistenta la incovoiere care variaza intre 50 MPa (pentru ceramicile cu continut crescut de faza sticloasa ) si 900 MPa (pentru oxidul de zirconiu pur fara faza sticloasa).

Ceramicile cu o rezistenta crescuta permit o grosime mai redusa a materialului , deci si un sacrificiu mai redus de tesuturi dure dentare fara afectarea durabilitatii restaurarilor dentare.

Rezistenta la fractura

Rezistenta la fractura a unui material este proprietatea acestuia de a se opune propagarii fracturilor deja existente in masa sa. Cu cat rezistenta este mai mare cu atat fracturile se propaga mai greu sau mai tarziu astfel ca restaurarea sa fie mai durabila (6). Masele ceramice prezinta valori ale rezistentei la fractura care variaza intre 0.6 (ceramica feldspatica ) si 7.5 GPa (ceramica aluminoasa si zirconica) .

Pentru masele ceramice folosite fara infrastructura metalica este foarte important:

sa prezinte cat mai putine microfisuri , nu numai la suprafata , ci si in masa materialului (Griffith , 1928);

sa contina cristale dispuse cat mai omogen pentru a impiedica propagarea fisurilor.

Cel mai simplu mod de a crea particule cristaline in matricea sticloasa este generarea la temperatura inalta a unor nuclee de cristalizare. De exemplu cristalele de leucit (K₂O-Al₂O₃ -4SiO₂) "cresc" din feldspat potasic - ortoza (K₂O-Al₂O₃ -6SiO₂).

O alta metoda de crestere a rezistentei ceramicii se bazeaza pe compactarea cristalelor. De exemplu ZrO₂ sufera o transformare de la o structura tetragonala la una monociclica in timpul trecerii de la o temperatura inalta la una scazuta (4).

Duritatea

Duritatea este un factor important in alegerea unui material pentru restaurare , pentru ca alegerea unui material cu duritate mult mai mare decat a smaltului poate determina abrazarea smaltului dintelui antagonist restaurarii iar alegerea unui material cu duritate mult mai mica ar fi supus el insusi fenomenului de uzura in timp , de aceea este indicat ca materialul de restaurare sa aiba un indice de duritate apropiat de cel al smaltului , care pe scara Mohs este intre 5 si 8 grade. Masele ceramice pe baza de oxizi de zirconiu sau aluminiu sunt foarte dure , iar ceramica feldspatica si vitroceramica au valori medii ale duritatii. În sistemul Brinell smaltul are 343 unitati Brinell , iar masele ceramice intre 400 si 600 unitati Brinell , comparativ cu 380 pentru aliajele Cr-Co.

Abraziunea

Abraziunea ceramicii de placare a fost testata in diferite studii. S-a demonstrat ca valoarea pierderii de material prin uzura cu suprafetele dentare este foarte mica, aproximativ 10 ^(-3)mm³ dupa 20 000 de cicluri masticatorii insotite de variatii de temperatura. În schimb, abraziunea a doua suprafete ceramice in contact este mai mare. Fisurile care s-au gasit in smalt erau prezente inaintea inceperii studiului, nu secundare contactului cu antagonistul ceramic.

3.2. Proprietati chimice

Ceramica dentara este privita ca fiind inerta in mediul bucal sau foarte putin activa. Cu toate acestea, ea isi pierde duritatea initiala datorita solicitarii permanente si a mediului apos intraoral. Degradarea in timp poate fi de natura chimica (solubilitatea intr-un mediu acid, neutru sau alcalin), de natura mecanica prin uzura fizica a materialului sau o combinatie a celor doua. Unele ceramici pe baza de fosfat de calciu sunt gandite pentru a se resoarbe lent. Deci, pe de o parte, eliberarea substantelor in mediul bucal poate produce efecte nedorite sau poate favoriza apozitia noua de tesut osos , cum este cazul maselor ceramice folosite in parodontologie pentru regenerarea osoasa ghidata.

În ceea ce priveste masele ceramice pe baza de oxizi de siliciu, ele pot elibera siliciu, bor, potasiu, sodiu, aluminiu in diferite concentratii la diferite valori ale pH-ului; siliciu, sodiu, potasiu in cantitati mai mari decat bariu, aluminiu in mediu alcalin. Solubilitatea scade odata cu adaosul oxizilor de aluminiu si zirconiu. Solubilitatea ceramicii cu un punct de topire inalt este scazuta prin procesele finale de ardere si glazurare, in timp ce acelasi lucru se obtine prin finisare si lustruire pentru ceramica cu punct de topire scazut. De exemplu, conform cerintelor ISO 6872, un material in mediul bucal nu trebuie sa depaseasca 100 micrograme/cm ²/zi, iar valorile obtinute pentru ceramica sunt intre 9 si 89 micrograme/cm ²/16h, in solutie 4% acid acetic la 87 ^oC. Agentii chelatori ca EDTA si acid citric pot influenta gradul de solubilitate al ceramicii in mediul bucal, dar inca nu exista studii care sa demonstreze acest lucru.

Masele ceramice cu fosfat de calciu elibereaza ioni de calciu si fosfor in tesutul adiacent, iar rata de eliberare este influentata de structura, porozitate, compozitie si de alti factori care pot fi controlati intr-o anumita masura.

3.3. Proprietati optice

Transluciditatea este proprietatea unui material de a permite trecerea partiala a radiatiilor luminoase prin el. În cazul maselor ceramice , aceasta proprietate este foarte importanta pentru restaurarea din punct de vedere estetic a structurilor dure dentare. Transluciditatea are valori ridicate (peste 40%) in cazul ceramicii sticloase sau vitroceramica, in timp ce ceramica pe baza de oxizi de zirconiu sau aluminiu este mai opaca (20). Depinde atat de proprietatile optice intrinseci ale materialului, cat si de grosimea peretilor. Tinand cont de grosimea recomandata de 0,5 mm pentru capele din ceramica pe baza de oxizi de zirconiu , translucenta este comparabila cu ceramica Empress in grosime de 0,8 mm. La o grosime de 0,3 mm, recomandata de unii producatori pentru zona anterioara (Lava, 3M ESPE), rezultatul estetic este imbunatatit.

3.4. Proprietati biologice

Biocompatibilitatea este o proprietate complexa a unui material de a fi bioinert, neiritant , nealergic si necancerigen.Masele ceramice prezinta biocompatibilitate foarte buna in raport cu parodontiul marginal si structurile dure dentare (16).

a.     Toxicitatea sistemica si alergiile

În general se considera ca riscul de alergii si toxicitatea sistemica a ceramicii au valori foarte mici. Doar tehnicienii dentari sunt mai expusi riscului de silicoza datorita inhalarii prafului rezultat in urma prelucrarii si finisarii ceramicii. Riscul de imbolnavire pulmonara este totusi foarte mic daca sunt respectate regulile de protectie a muncii.

De interes mai mare este eliberarea de litiu, cunoscut fiind pentru efectul sau psihotrop. Doza maxima de inhalare este de 2000 micrograme/zi, iar in tratamentul pacientilor cu afectiuni bipolare (maniaco-depresivi), se adiministreaza 600-2100 micrograme/zi. În studiul ISO 6872 valoarea cea mai crescuta de litiu eliberat a fost de la 30 la 1200micrograme/zi la un pH 11, pentru 28 de coroane la 80 ^oC, cifre cu mult sub valorile maxime acceptate.

b.      Toxicitatea locala si reactivitatea tisulara

Ceramica pe baza de oxizi de siliciu cu diferite compozitii a fost testata in vitro pe diferite medii de cultura si a fost gasita netoxica.

Ceramica cu oxid de aluminiu care contine si lantan a fost testata pe osteoblaste. La aproximativ 2 zile de la adeziunea celulelor, osteoblastii au dat semne de necroza, lucru mai pregnant la actiunea ceramicii cu oxid de siliciu : rezultatele nu sunt in concordanta cu cantitatea de substante eliberata de fiecare tip de ceramica in parte. Se presupune ca un rol il au si proteinele ce se ataseaza de particulele anorganice. Clorura de lantan a avut toxicitate scazuta pe diverse tipuri de celule.

Oxidul de zirconiu nu a avut toxicitate pe diverse culturi. Particulele submicronice au determinat apoptoza in celulele stem medulare. Însa dimensiunile de ordinul micronilor nu sunt relevante pentru stomatologie, in comparatie cu ortopedia, unde este mai probabil sa rezulte astfel de particule si sa migreze in tesutul adiacent.

Actiunea hidroxiapatitei asupra fibroblastilor gingivali este biocompatibila. Nu au fost gasite semne de toxicitate asupra osteoblastilor sau condroblastilor.

c.       Mutagenicitatea si carcinogenicitatea                  

Unele mase ceramice contin adaosuri de oxid de uraniu. Cu toate acestea, unui pacient ar trebui sa i se slefuiasca 60 de coroane pentru a se absorbi cantitatea necesara de uraniu pentru a fi nociv; deci pacientii nu sunt expusi acestui risc. În schimb, tehnicienii pot inhala praful rezultat din frezarea pieselor protetice. Din aceste motive in anii '70, '80 s-au inlocuit acesti compusi cu altii inofensivi.

Ceramica feldspatica poate inregistra un gradient de radiatie mai mare datorita prezentei potasiului, dar cu toate aceasta nu depaseste nivelul maxim admis. Nu s-au relatat efecte adverse ale radiatiei ceramicii dentare.

Ceramica cu oxizi de aluminiu nu s-a dovedit teratogena sau mutagena pe animale, nici cu efecte asupra fertilitatii. Aceleasi concluzii sunt valabile si pentru ceramica cu oxizi de aluminiu si pentru cea cu oxizi de zirconiu, chiar daca cel din urma material are proprietati radioactive mai ridicate; ceramica moderna a ajuns la o formula chimica care inlatura orice risc legat de radioactivitate.

Proprietatile maselor ceramice amintite se regasesc sumarizate de catre Rosenstiel in tabelul 1.

Tabel 1. Comparatii intre sistemele total ceramice disponibile (dupa Rosenstiel).

Legenda:

Rezistenta : medie=50-90 MPa , medie ridicata=95-195 MPa , ridicata=200-300 MPa, foarte ridicata=>300 MPa.

Rezistenta la fracturare : medie=<1,15 MPam^1/2 , medie ridicata=1,15 - 1,45 MPam^1/2 , ridicata= 1,5 - 2,0 MPam^1/2 , foarte ridicata=>2,0 MPam^1/2 .

Duritatea : medie=<5 GPa , medie ridicata= 5 - 7 GPa , ridicata= >7 GPa.

Uzura smaltului : scazuta=<1,0 nm/rev , medie= 1.0 - 2.0 nm/rev , ridicata= >2.0 nm/rev.

Transluciditatea : opac= < 10% , medie= 10 - 40 % , ridicata= > 40%.

n.t. = nu a fost testat.

4. Tehnici de conditionare a restaurarilor total ceramice

Adeziunea cimenturilor adezive rasinice la substratul ceramic se poate obtine prin doua mecanisme : micromecanic si chimic. Exista mai multe metode de conditionare a suprafetei ceramicii pentru a creste adeziunea la agentii de fixare rasinici , cu toate ca efectul diferitelor tipuri de tratamente care urmaresc cresterea gradului de adeziune depinde in mare masura si de tipul si microstructura masei ceramice care beneficiaza de conditionare.

4.1. Conditionarea micro-mecanica

Gradul de fixare mecanica la suprafata ceramica poate fi marit prin prepararea suprafetei prin slefuire , abrazarea cu un instrument rotativ , sablarea cu particule de oxid de aluminiu si gravarea cu diferite tipuri de acizi.

Gravajul acid

Acidul fluorhidric (HF) este folosit frecvent pentru gravarea ceramicii folosite in restaurarile indirecte. Ca alternative , pentru evitarea folosirii destul de riscante a acidului fluorhidric , se mai folosesc fluorura fosfatica acida sau fluorortofosfatul acidulat (APF) si acidul fosforic, desi efectul lor de crestere a adeziunii este indoielnic. Acidul fosforic se foloseste in industria sticlei pentru gravarea acesteia la temperatura crescuta. La temperatura camerei puterea acidului fosforic se limiteaza la curatarea suprafetei ceramice, fara a produce un model de gravare, prin urmare folosirea acestui material nu contribuie la marirea puterii de adeziune dintre ceramica si agentul rasinic folosit pentru fixarea de durata. Capacitatea acidului fluorhidric de a modifica suprafata ceramicii depinde de microstructura si compozitia acesteia. Masele ceramice care contin o faza sticloasa (masele ceramice leucitice , feldspatice silicatice si sticloase) pot fi gravate cu acid fluorhidric , in timp ce masele ceramice aluminice nu sunt conditionate suficient de catre acidul fluorhidric (7).

Un studiu realizat de M. C. Bottino (3) in 2008 demonstreaza faptul ca gravarea acida urmata de silanizare este metoda de electie pentru conditionarea restaurarilor total ceramice ce utilizeaza ceramica feldspatica sau sticloasa( vezi figura 2). Bottino a folosit mostre de ceramica sticloasa (Vitadur Alpha, Vita-Zahnfabrik, Bad Säckingen, Germania) si aluminica (In-Ceram Alumina, Vita-Zahnfabrik, Bad Säckingen, Germania) pentru a studia efectul a diferite metode de conditionare: gravarea acida cu acid fluorhidric , sablarea si silicatizarea. În cazul gravarii acide s-a folosit HF 9, 5 % Ultradent^® Porcelain Etch (Ultradent^® Porcelain Etch, South Jordan, UT, USA) aplicat timp de 90 de secunde , indepartat cu apa distilata 20 de secunde si suprafata a fost uscata ulterior timp de 10 secunde, conform recomandarilor producatorului.

Fig.2 Ceramica sticloasa gravata acid cu HF 9,5 % prezinta o suprafata poroasa , favorabila adeziunii (imagine marita de 1500x).

Fig. 3 Kit pentru conditionarea restaurarilor total ceramice Ultradent Porcelain Etch & Silane

Acidul fluorhidric creeaza un tipar de gravare pentru fixarea micromecanica la suprafata ceramica prin disolutia preferentiala a fazei sticloase din matricea ceramica ; acest lucru determina marirea interfetei ciment-ceramica si a retentiei micromecanice a cimentului la suprafata ceramica.

Microretentiile formate la suprafata ceramicii prin gravarea cu acid fluorhidric permit patrunderea atat a rasinii, cat si a microumpluturii cimentului compozit folosit pentru fixare. Urmarea acestui fenomen este formarea de prelungiri rasinice ranforsate cu microumplutura in suprafata ceramica , ceea ce contribuie la realizarea unei bune adeziuni ceramica-ciment.

Datorita acestei abilitati a microumpluturii sa penetreze microretentiile create prin gravare acida fara sa fie filtrate , adeziunea ceramica - rasina poate fi marita substantial prin folosirea unui sistem adeziv cu umplutura anorganica.

Pe de alta parte , gravarea acida in exces prin folosirea unei concentratii prea mari de acid fluorhidric sau prin cresterea timpului de actiune al acestuia poate duce la o scadere a puterii de adeziune sau chiar la suprimarea proprietatilor mecanice produse de acidul fluorhidric la suprafata ceramicii.

G.A. Borges (2) a realizat in 2003 un studiu pentru a compara efectele sablarii si ale gravarii acide asupra microstructurii ceramicii cu continut bogat in oxizi de aluminiu, precum si a ceramicii care contine disilicat de litiu. Pentru IPS Empress 2 , gravarea cu acidul fluorhidric 10% a produs o suprafata de cristale alungite cu neregularitati superficiale. Pentru IPS Empress si Cergogold modificarea morfologica a fost cea sub forma de fagure. Gravarea acida in cazul InCeram Alumina , In Ceram Zirconia si Procera nu a produs modificari superficiale de structura.

În consecinta , este nevoie de o analiza atenta a ceramicii si proprietatilor sale inainte de folosirea acidului fluorhidric ca agent de gravare.

Pentru evidentierea eficientei gravajului acid clinicianul trebuie sa inspecteze intradosul restaurarii care trebuie sa aiba un aspect alb opac asemanator smaltului gravat cu acid fosforic. Gravarea se poate realiza fie in laborator, fie in cabinet. Este indicata folosirea unei concentratii de 10 % acid fluorhidric , aplicat timp de 2 minute. Dupa gravare , se aplica agentul silanic de cuplare.

Sablarea

Sablarea , ca mod de actiune , se foloseste de bombardarea substratului folosit cu un jet bogat in particule cu potential abraziv, avand la baza teoria energiei cinetice. Sistemul implica un jet de aer abraziv obtinut prin aditie controlata , dirijata , de particule abrazive , astfel incat exista o densitate de particule constanta pe sectiunea de emisie , densitate ce asigura capacitatea optima de taiere.

Principalul agent abraziv este pulberea de oxid de aluminiu care ofera o serie de avantaje :

Este o pulbere anorganica stabila chimic;

Nu este toxica;

Este relativ ieftina si usor de obtinut;

Curge usor avand eficienta mare si afinitate scazuta pentru umiditate;

Are o culoare neutra;

Duritatea sa este de 9 pe scara Mohs , putin mai mica decat a diamantului;

Particulele microscopice de oxid de aluminiu utilizate au margini taioase si colturi ascutite ce ajuta la taiere.

Dimensiunile particulelor de oxid de aluminiu utilizate sunt de 27, 27,5 si 50 mm si sunt considerate pure, ele fiind sterilizate prin iradiere initiala cu o radiatie gama , pentru a elimina contaminarea biologica inerenta consecutiva procesului de fabricatie. Furnizarea de particule in jetul de aer se face prin capatul piesei de mana denumit generic duza dispersoare , cu forme si marimi diferite , care se poate steriliza prin autoclavare si caldura uscata (17).

Acelasi studiu al lui M. C. Bottino (3) din 2008 citat mai sus prezinta date si cu privire la conditionarea ceramicii prin sablare. În cazul sablarii cu particule de 50 mm Al ₂O ₃ atat mostrele de ceramica sticloasa, cat si cele de ceramica pe baza de oxizi de aluminiu au aratat modificari de microstructura, prezentand o suprafata rugoasa la nivelul careia se puteau observa particule de Al₂O₃. Totusi , mostrele de ceramica sticloasa prezentau modificari mai evidente si microretentii cu dimensiuni mai mari decat mostrele de ceramica aluminica (vezi figura 4).

Fig. 4 Aspectul microscopic al suprafetelor de ceramica sticloasa (stanga) si bazata pe oxizi de aluminiu (dreapta) dupa conditionarea prin sablare (imagine marita de 1500x).

Rezultatele studiului citat mai sus, realizat de G.A. Borges (2) in 2003 in privinta conditionarii prin sablare constau in prezenta de neregularitati la suprafata mostrelor de IPS Empress, IPS Empress 2 si Cergogold, neregularitati care nu erau prezente la grupul de control, netratat prin sablare. Pentru Procera, sablarea cu particule de oxid de aluminiu cu diametrul de 50 mm a realizat o netezire a suprafetei, in timp ce la In Ceram Alumina si In Ceram Zirconia nu s-a observat nici o schimbare prin comparatie cu grupul de control.

Silicatizarea

Ceramica pe baza de oxizi de zirconiu si aluminiu este inerta la gravarea acida conventionala si este necesara conditionarea ei prin alte metode, de exemplu silicatizarea (12). Metoda Rocatec descrisa la capitolul " Conditionarea restaurarilor metalice" se poate aplica si in cazul ceramicii zirconice sau aluminice si este chiar unul dintre procedeele de conditionare recomandate de producatori. În continuare se va descrie un alt procedeu folosit pe scara larga pentru silicatizarea ceramicii, Cojet System de la 3M ESPE.

Sistemul Cojet este alcatuit din:

Cojet Sand - este un agent abraziv folosit pentru silicatizarea "la rece" a suprafetelor metalice, ceramice sau compozite;

ESPE Sil - agent de silanizare a suprafetelor anterior silicatizate;

VISIO - BOND - bonding-ul folosit pentru reparatiile restaurarilor ceramice cu ajutorul compozitului;

SINFONY Opaquer - folosit in cazul restaurarilor metalo-ceramice.

Principiul metodei consta in pulverizarea unui jet de particule de corundum silicatizate pe suprafetele ce se doresc conditionate in vederea agregarii adezive. Dispozitivul care realizeaza acest lucru se numeste CoJet Prep (3M ESPE). Un studiu realizat de T. Heikkinen (11) de la Universitatea din Turku, Finlanda a aratat in cazul unor mostre de ceramica zirconica (LAVA , 3M ESPE si Procera Zirconia, Nobel Biocare) si aluminica (Procera Alumina, Nobel Biocare) faptul ca puterea de adeziune in cazul realizarii unor agregari adezive variaza in raport cu presiunea utilizata la realizarea conditionarii cu ajutorul sistemului Cojet. Heikkinen a folosit sistemul Cojet pentru conditionarea suprafetelor ceramice la presiuni de 150, 220 , 300 si 450 KPa , apoi a silanizat suprafetele astfel conditionate cu 3M ESPE Sil si le-a fixat cu ciment rasinic de mostre de rasina compozita Filtek Z 250 3M ESPE , descoperind ca puterea de adeziune cea mai mare a fost obtinuta in cazul folosirii presiunii celei mai mari.

În cazul sistemului Cojet , energia mecanica este tranformata in energie cinetica , rezultand o crestere a temperaturii la locul de impact al particulelor de corundum silicatizate cu suprafata ceramica.

Acest lucru va favoriza depunerea unui strat foarte fin de silice pe suprafata ceramica si la crearea de microretentii . Suprafata silicatizata va fi tratata ulterior cu agentul silanic ESPE Sil in vederea fixarii adezive.

În studiul citat mai sus al lui Marco Cicero Bottino silicatizarea realizata in cabinet a creat suprafete mai netede decit in cazul folosirii sablarii (vezi figura 5).

Fig. 5 Aspectul microscopic al suprafetelor de ceramica sticloasa (stanga) si bazata pe oxizi de aluminiu (dreapta) dupa conditionarea prin silicatizare (imagine marita de 1500x).

Silicatizarea cu particule mai mici decat cele folosite la sablare nu va duce la pierderi mari de material la nivelul suprafetei ceramice conditionate, insa autorul sustine ca acest tratament imbunatateste chiar si asa retentia micromecanica si chimica a cimentului rasinic la suprafata ceramicii si sugereaza realizarea unor studii care sa arate daca este cu adevarat nevoie de suprafete foarte rugoase pentru a creste valoarea adeziunii cimenturilor rasinice la suprafetele interne ale restaurarilor total ceramice cu continut crescut de oxizi de aluminiu sau zirconiu.

Conditionarea realizata prin utilizarea laserului

Laserul este un sistem generator de unde electromagnetice luminoase coerente , monocromatice, colimate, ce au o densitate energetica ridicata si o lungime de unda caracteristica ce variaza spectral de la infrarosu la vizibil sau ultrascurte (17).

Efectele laserelor depind pe de o parte de proprietatile materialului prelucrat - densitatea materialului, structura si continutul de apa al materialului, precum si proprietatile optice - si pe de alta parte de tipul de radiatie utilizat.

În functie de caracteristicile de emisie, laserele sunt de trei tipuri:

laser cu unda continua;

laser cu impuls (pulsat);

laser superpulsat.

În aplicatiile stomatologice sunt utilizate astazi aparate care dupa materialul laser activ se impart in :

• Laser cu gaz :

Cu atomi neutri He-Ne (unda continua );

Cu ioni ArF , KrF, XeF, XeCl (tip excimer pulsatil);

Molecular CO₂.

• Laser cu corp solid :

Nd YAG (unda continua/pulsatil);

Er YAG (pulsatil).

Mecanismele de actiune sunt in principal fototermic, termic si acustic , ducand in final la indepartarea tesutului pe care actioneaza (17).

Un studiu realizat de Ferreira S.D. (8) si colaboratorii in 2009 evalueaza influenta conditionarii cu ajutorul laserului a ceramicii feldspatice asupra valorii puterii de adeziune in cazul folosirii a doua tipuri de ciment rasinic. Pentru acest studiu s-au folosit 60 de mostre cilindrice de ceramica feldspatica , impartite in trei grupuri in functie de metoda de conditionare. Primul grup a fost conditionat prin sablare si gravare cu acid fluorhidric 10% , al doilea grup prin sablare si tratare cu laser Er:YAG , iar al treilea grup a fost conditionat prin sablare si folosirea laserului Nd:YAG. Fiecare grup a fost apoi divizat in doua subgrupuri , in functie de materialul ales pentru fixare - la un subgrup s-a folosit RelyX Arc , iar la celalalt RelyX U 100 , ambele cimenturi rasinice. Mostrele au fost pastrate 24 de ore la temperatura de 37 ^oC si apoi supuse unui test pentru evaluarea puterii de adeziune. În urma testarii nu s-au inregistrat diferente notabile intre valorile obtinute pentru cele trei metode de conditionare, toate trei dovedindu-se la fel de eficiente in realizarea conditionarii ceramicii feldspatice.

4.2. Conditionarea chimica

Pentru o fixare de durata eficienta , la interfata ceramica - rasina este nevoie nu numai de fixare micro-mecanica , dar si de adeziune chimica. Cea mai folosita si eficienta metoda de obtinere a adeziunii chimice rasina - ceramica este folosirea agentilor silanici (silanizarea). Agentii de fixare pe baza de silani sunt molecule bifunctionale care imbunatatesc higroscopicitatea suprafetei ceramice si formeaza legaturi covalente cu ceramica si cimentul rasinic. Prezinta atat grupe organo-functionale nesaturate de care se leaga in cursul polimerizarii adezivul, cat si grupari silico-functionale hidrolizabile, care permit legarea silanului de gruparile hidroxil de la suprafata ceramicii. Prin hidroliza silanii se transform in silanoli. La polimerizarea adezivului (de exemplu, un ciment diacrilic) gruparea organo-functionala a silanolului participa la reactie impreuna cu gruparile metacrilice ale monomerilor, asigurand astfel legarea chimica de matricea organic a adezivului (4).

Agentii silanici sunt constituiti de obicei din g-metacriloxipropil trimetoxisilan (g-MPTS). Reactia dintre gruparile metoxisilanice ale g-MPTS si gruparile hidroxil ale suprafetei ceramice care formeaza legaturile siloxanice poate fi initiata sau accelerata prin folosirea catalizatorilor acizi (13).

Fig.6 Procedura tratamentului de silanizare.

În prezent , masele ceramice contemporane beneficiaza de sisteme adezive cu primeri ce utilizeaza catalizatori lichizi acizi separat , cum ar fi monomerul 10 - metacriloxidecil dihidrogen fosfat (MDP) sau compus carboxilic.

Cand catalizatorul acid este amestecat cu agentul de cuplare silanic , gruparile metoxil hidrolizeaza pentru a initia legatura siloxanica stabila (Si-O-Si) cu suprafata ceramica.

Primerii silanici pentru ceramica sunt de trei tipuri:

1. Primer silanic nehidrolizat - un singur component fluid.
2. Primer silanic prehidrolizat - un singur component fluid.
3. Primer silanic care contine in doua sau mai multe componente separate agentul de cuplare silanic si activatorul acid.

Primerul silanic prehidrolizat intr-un singur flacon a dovedit o eficienta mai mare in adeziune decat forma nehidrolizata. Cu toate acestea , stabilitatea primerului silanic prehidrolizat pare sa fie totusi insuficienta si are un termen de valabilitate mai scurt decat sistemele de primeri cu doua sau mai multe componente.

Fig.7 Kit-ul Clearfill Silane de la Kuraray contine primer-ul Clearfill SE Bond Primer , gelul de gravare K-etchant si agentul adeziv Clearfill Porcelain.

O imbunatatire a adeziunii ceramica - rasina se poate obtine prin tratare termica a ceramicii silanizate. Se crede ca in timpul incalzirii (100 ^o C , timp de 60 de secunde) apa si alti agenti de contaminare, cum ar fi alcoolul si acidul acetic, sunt eliminate din suprafata silanizata a ceramicii, fenomen care duce la o reactie de condensare cu promovarea formarii de legaturi intre silani si silicea masei ceramice.

Proba restaurarii protetice fixe inaintea fixarii de durata este o etapa importanta pentru optimizarea adaptarii marginale si a alegerii culorii pentru toate restaurarile integral ceramice. Este indicat ca gravarea acida si silanizarea sa se produca dupa realizarea probei restaurarii protetice fixe intraoral, pentru evitarea contaminarii suprafetei ceramice conditionate. Cu toate acestea , pentru asigurarea confortului practicienilor si reducerea timpului de lucru in cabinet, multe laboratoare graveaza si silanizeaza intradosul restaurarii ceramice. Cand aceasta suprafata conditionata este contaminata in timpul probei restaurarii protetice fixe cu saliva sau sange, suprafata trebuie curatata si silanizata din nou inaintea aplicarii cimentului rasinic si fixarea de durata. Curatarea se poate realiza cu acid fosforic sau acetona , dupa care se realizeaza din nou silanizarea (7).

5. Concluzii

Dintre metodele folosite pentru conditionarea micro-mecanica a restaurarilor protetice obtinute prin sisteme total ceramice, gravajul acid este poate cea mai discutata si controversata metoda. Studiile au dovedit ca produsul cel mai eficient pentru realizarea acestui tip de conditionare este acidul fluorhidric. Acesta are o eficienta crescuta in conditionarea ceramicii feldspatice si sticloase , in concentratii de 9,5 - 10 %, actionand prin disolutia preferentiala a matricei sticloase si crearea unor microretentii care au rolul dea mari suprafata de adeziune. Gravajul acid este ineficient in cazul ceramicii pe baza de oxizi de zirconiu sau aluminiu (25).

Sablarea cu particule de oxid de aluminiu realizeaza microretentii in suprafata conditionata atat in cazul pieselor protetice realizate din ceramica sticloasa cat si in cazul celor realizate din ceramica aluminoasa. Eficienta mai mare este obtinuta tot in cazul ceramicii sticloase.

Prin silicatizare se obtin doua lucruri: crearea de microretentii la suprafata intradosului piesei protetice conditionate si depunerea unui strat foarte fin de silice la nivelul aceleiasi suprafete. Avantajul folosirii acestui tip de conditionare consta in faptul ca este o metoda care si-a dovedit eficacitatea in cazul restaurarilor realizate prin sisteme total ceramice pe baza de oxizi de zirconiu sau aluminiu.

Alta metoda mai rar folosita pentru conditionarea prin crearea de microretentii la nivelul intradosului restaurarilor protetice fixe ceramice este conditionarea cu ajutorul laserului, insa studiile realizate pentru a ilustra eficienta acestei metode arata ca aceasta se poate utiliza deocamdata doar in cazul ceramicii feldspatice.

Adeziunea chimica intre suprafata restaurarii ceramice si cimentul rasinic folosit pentru fixarea restaurarii se poate obtine numai dupa o conditionare chimica a restaurarii. Aceasta conditionare se realizeaza prin intermediul unui agent silanic , care din punct de vedere chimic se prezinta sub forma unei molecule bifunctionale cu un capat hidrofil si unul hidrofob. Prin intermediul gruparilor organo-functionale se leaga de gruparile metacrilice ale adezivului , in timp ce prin intermediul gruparilor silico-functionale hidrolizabile formeaza legaturi siloxanice cu suprafata ceramica. Ideal este ca inainte de silanizare sa se realizeze o pre-conditionare prin una din metodele amintite mai sus pentru crearea unor microretentii ce maresc suprafata de adeziune.