Restauri post-endodontici adesivi con perni in fibra: test di estrazione e osservazioni SEM

Abstract

Obiettivi. Oggigiorno, il restauro dei denti trattati endodonticamente si basa sull'uso di materiali con un modulo di elasticità simile a quello della dentina (18,6 GPa). I perni in fibra, i cementi resinosi e alcune resine composite presentano tutti questa caratteristica. Questo studio ha valutato la resistenza di adesione tra i materiali di cementazione, la dentina radicolare e i perni in fibra attraverso test di push-out e ha esaminato l'integrazione tra questi tre componenti tramite microscopia elettronica a scansione.

Metodi. Sono stati utilizzati denti estratti trattati endodonticamente e piastre di plastica per testare l'interfaccia tra il materiale di cementazione e la dentina e il materiale di cementazione e il perno.

Risultati. L'affinità chimica tra i diversi componenti (materiali di cementazione e perni in fibra) è estremamente importante per ottenere un'elevata resistenza di adesione. I test di resistenza di adesione e le osservazioni SEM hanno mostrato che in vitro, le resine composite si comportano meglio dei cementi resinosi.

Significato. L'uso in vivo di questi materiali può rafforzare significativamente la struttura residua del dente, riducendo così il rischio di frattura e distacco.

Introduzione

Negli ultimi anni, la scelta dei materiali utilizzati nella restaurazione pre-protesica dei denti trattati endodonticamente è cambiata dall'uso esclusivo di materiali molto rigidi (acciaio inossidabile, oro e biossido di zirconio) a materiali che hanno caratteristiche meccaniche che assomigliano di più alla dentina (resine composite e perni in fibra). In questo modo, è possibile creare un'unità meccanicamente omogenea.

Questi nuovi materiali sono facili da usare e hanno il vantaggio di ridurre il rischio di frattura. In uno studio precedente, abbiamo utilizzato l'analisi agli elementi finiti per dimostrare che i materiali di supporto meno rigidi distribuiscono meglio lo stress rispetto a quelli rigidi. Questi materiali non generano forze nell'area di interfaccia, ma nella dentina attorno al terzo centrale del canale. Così, l'interfaccia critica tra dentina e materiale restaurativo è preservata.

Tutti i materiali che compongono questo tipo di ‘mono-blocco’ dovrebbero idealmente avere un modulo di elasticità simile:

• cementi resinosi (6.8–10.8 GPa);
• resine composite (5.7–25 GPa);
• perni in fibra (16–40 GPa).

La presenza di fibre in alcuni materiali è un ulteriore vantaggio perché le fibre distribuiscono lo stress su un'area di superficie più ampia, aumentando notevolmente la soglia di carico alla quale il materiale inizia a mostrare micro-fratture. Le proprietà dei materiali rinforzati con fibre sono ben note:

• alta resistenza all'impatto;
• attenuazione e ammorbidimento delle vibrazioni;
• assorbimento degli urti;
• resistenza alla fatica aumentata.

I risultati di studi longitudinali in vivo supportano l'uso di tecniche che conservano la dentina della corona e della radice, e mostrano che sebbene i perni siano importanti per la ritenzione, non dovrebbero più essere percepiti come uno strumento per il rinforzo del dente. Tuttavia, se la dentina residua della corona è scarsa, le istruzioni dei produttori così come i risultati della letteratura suggeriscono di cementare un perno in fibra prefabbricato nel canale con cemento resinoso prima di ricostruire la corona con composito fotopolimerizzabile. Questa tecnica è indicata quando c'è una buona adattabilità tra canale e perno. Quando la sezione del perno differisce notevolmente da quella del canale, la tecnica di cementazione classica crea uno spesso strato di cemento tra dentina e perno. Il cemento ha un modulo di elasticità inferiore rispetto ai due materiali che unisce e così si crea una zona di carichi e stress altamente concentrati come abbiamo precedentemente descritto in uno studio condotto con analisi agli elementi finiti. Queste considerazioni suggeriscono che la resina composita che ha caratteristiche meccaniche simili alla dentina sarebbe un materiale migliore da utilizzare nell'interfaccia critica tra perno e dentina, specialmente quando lo spessore del cemento supera i 500 µm. In questo modo, lo spessore del materiale non presenta più un problema.

Deve essere fatta anche una scelta tra diversi tipi di post in base alle loro capacità di trasmissione della luce:

1. I post non traslucidi bloccano considerevolmente il passaggio della luce; pertanto, i materiali polimerizzabili con luce devono essere sostituiti con resine composite autoindurenti. Questi materiali devono essere molto fluidi e avere un lungo tempo di indurimento. Dovrebbero essere applicati con una sottile punta metallica monouso per ridurre al minimo la formazione di bolle d'aria.
2. I post traslucidi possono essere facilmente cementati con resine composite polimerizzabili con luce.

Lo scopo del nostro studio era confrontare le prestazioni dei cementi resinosi tradizionali con le resine composite (sia autoindurenti che polimerizzabili con luce) attraverso test di resistenza al legame e osservazioni SEM.

Materiali e metodi

Preparazione del campione per il test di push-out

Tutti i materiali utilizzati e il loro modulo di elasticità di Young sono riassunti nelle Tabelle 1 e 2. La resistenza al legame dei vari materiali di cementazione è stata testata all'interfaccia con la dentina e all'interfaccia con diversi post attraverso due test di push-out separati.

Il test di push-out che ha valutato la resistenza del legame tra il materiale di cementazione e la dentina radicolare, è stato eseguito su 50 denti estratti a radice singola. Sono state effettuate radiografie per eliminare gli elementi con canali di forma irregolare. La corona è stata rimossa con una sezione al giunzione cemento-smalto utilizzando una sega diamantata a bassa velocità (Isomet, Buehler Ltd, Lake Bluff, NY, USA). I denti sono stati trattati endodonticamente secondo la tecnica di Ruddle che combina azione chimica (5% NaOCl e 17% EDTA) e strumentazione meccanica. Il canale è stato riempito con guttaperca e Pulp Canal Sealer ET (Kerr, USA) e la guttaperca è stata compattata utilizzando la tecnica dell'onda continua (SystemB, Analytic Technology, Redwood, USA). I primi 8 mm del canale sono stati modellati con una fresa diamantata cilindrica (Komet 837/016, Brasseler, Lemgo, D) in modo da ottenere uno spessore uniforme del materiale di cementazione dalla parte coronale a quella apicale del canale radicolare. I materiali di cementazione sono stati inseriti con una punta metallica monouso. La radice è stata quindi sezionata trasversalmente e sono state ottenute quattro sezioni spesse 2 mm (Fig. 1).

I campioni sono stati anche preparati per valutare la resistenza del legame tra il materiale di cementazione e il post. Sono state preparate sessanta piastre di plastica spesse 3 mm posizionando un post al centro e circondandolo con materiale di cementazione utilizzando una punta metallica usa e getta (Fig. 2). Tutti i campioni sono stati conservati in acqua distillata per 24 ore prima del test.

I test di spinta sono stati eseguiti (Fig. 3) a una velocità del cross-head di 0,5 mm/min utilizzando una macchina universale di prova (Acquati, Varese, Italia). Il carico massimo di rottura è stato registrato in daN e poi convertito in MPa.

Analisi statistica

L'analisi statistica è stata eseguita applicando l'analisi della varianza unidirezionale (ANOVA) seguita dal test di Scheffe come confronto post-hoc a un livello di significatività impostato a p < 0,05.

Preparazione del campione SEM

Le diverse combinazioni di perni in fibra e materiali di cementazione analizzate attraverso l'osservazione SEM (JSM9-840A, JEOL Ltd, Tokyo, Giappone) sono riassunte nella Tabella 3.

Trenta elementi estratti con canali singoli dritti e regolari sono stati utilizzati. La corona è stata sezionata al giunzione cemento-smalto utilizzando una sega diamantata a bassa velocità. Dopo il trattamento endodontico, sono state eseguite l'applicazione del sistema adesivo e la cementazione del perno seguendo le istruzioni dei produttori. Sono state utilizzate punte metalliche monouso per iniettare la resina composita nel canale mentre i cementi resinosi tradizionali sono stati introdotti utilizzando il perno come portatore. I campioni sono stati quindi sezionati longitudinalmente con una sega diamantata a bassa velocità e ogni metà levigata sotto acqua corrente con carta di carburo di silicio da 600 grana. Una metà di ciascun campione è stata sputterizzata in oro (Polaron E5100, Polaron Equipment Ltd, Watford, Regno Unito) e l'altra metà è stata pre-trattata con HCl 6N per 20 s e NaOCl 1% per 10 min per rimuovere i componenti organici e minerali della dentina in modo che la formazione dello strato ibrido e dei tag di resina potesse essere meglio analizzata.

Risultati

Test di push-out

I dati dei test di push-out sono presentati nelle Tabelle 4 e 5 e nei Grafici I e II. Tutti i campioni hanno fornito valori di resistenza al legame elevati (intervallo: 26–30 MPa) anche se i valori ottenuti per la combinazione di Tech 2000 o Tech 21 con Panavia F o Liner Bond 2V erano significativamente più alti (p < 0.05). C'è una differenza statisticamente significativa tra il gruppo di cemento resinoso e il gruppo adesivo/resina composita.

Osservazioni SEM

Le Fig. 4–9 sono una selezione rappresentativa delle osservazioni SEM. L'interfaccia tra adesivo e dentina radicolare è stata osservata per prima. Il pre-trattamento della dentina con ED Primer ha creato uno strato di dentina ibrida. Questo strato non era distribuito in modo omogeneo lungo le pareti del canale e i tag di resina, quando presenti, erano irregolari e mostrano lunghezze diverse.

Con l'uso di un altro sistema adesivo autoinciso (CLB2V), sono stati ottenuti risultati diversi che vanno da strati adesivi senza alcun tag di resina a strati di dentina ibridizzati con molti tag di resina.

L'uso di un sistema adesivo di quarta generazione (All Bond 2) ha creato una situazione completamente diversa. Sono stati osservati tag di resina molto lunghi e numerosi. Questa struttura era costantemente presente dalla porzione coronale a quella apicale dello spazio preparato per il perno.

È stata anche valutata la distribuzione del materiale di cementazione nel canale e l'interfaccia tra il materiale di cementazione e il perno. I campioni in cui è stato utilizzato il cemento resinoso hanno mostrato risultati incoerenti. A volte è stata ottenuta un'integrazione ottimale tra il perno e il cemento senza bolle d'aria o vuoti nello strato di cemento. In altri campioni, il cemento era pieno di micro-bolle e in un caso, una singola bolla occupava l'intero spessore del cemento.

Quando è stata utilizzata la resina composita autopolimerizzante, la situazione variava dall'assenza totale alla presenza di un piccolo numero di bolle. La maggior parte delle bolle si trovava alla punta del perno e non si verificava mai all'interfaccia tra materiali diversi.

I migliori risultati sono stati ottenuti con la combinazione di un post traslucido e una resina composita fotopolimerizzabile. In tutti i campioni esaminati non sono state trovate bolle o vuoti e questo materiale, come il composito autopolimerizzabile, si è adattato perfettamente alla superficie del post.

Discussione

Con l'uso di un sistema adesivo di quarta generazione (All Bond 2, Bisco Inc., Schaumburg, IL), l'analisi SEM ha dimostrato la presenza di numerosi e molto lunghi tag di resina su tutta la superficie della radice a causa del trattamento di incisione acida con acido fosforico al 37%. Tuttavia, il corrispondente test di push-out ha mostrato solo una leggera superiorità nella resistenza del legame di questo materiale. Questo potrebbe suggerire che le prestazioni cliniche siano analoghe. Questi risultati sono in accordo con studi precedenti condotti da Mannocci et al.

L'affinità chimica tra il post e il materiale di cementazione gioca un ruolo importante nella resistenza del legame. Il produttore afferma che la matrice di resina dei post in fibra Tech 2000 e Tech 21 X-op contiene resina ottenuta attraverso la polimerizzazione del diphenilpropano e metilossirano (dppMor), un monomero di resina che dovrebbe essere compatibile con il 10 metacrilossido decildiidrogenofosfato (MDP) presente in alcuni cementi. I test di push-out effettuati per Panavia F e Clearfil LB2V (Kuraray Co., Osaka, Giappone) (basati su MDP) combinati con Tech 2000 o Tech 21 X-op (basati su dppMor) hanno fornito i valori di resistenza del legame più elevati.

La tecnica di iniezione utilizzata per l'applicazione delle resine composite autoindurenti e fotopolimerizzabili ha garantito una minore formazione di bolle d'aria e vuoti in tutti i campioni esaminati. L'uso di punte metalliche monouso ha reso questa tecnica più prevedibile. Le bolle d'aria presenti nel campione di resina autoindurente non derivano da un difetto nella procedura di cementazione, ma dalla fase di miscelazione della pasta di substrato con il catalizzatore.

Conclusione

La cementazione adesiva dei perni è una tecnica alternativa che è comparabile e in alcuni aspetti superiore alla tecnica tradizionale che utilizza cementi resinosi. Le resine composite sono facili da usare e ergonomicamente vantaggiose perché lo stesso materiale può essere utilizzato per cementare il perno e ripristinare il nucleo.

Particolare attenzione dovrebbe essere prestata all'associazione tra perni traslucidi e resina composita fotopolimerizzabile. Questa tecnica ha il vantaggio di un tempo di lavoro prolungato.

Ulteriori indagini sono necessarie per dimostrare la completa conversione della resina composita fotopolimerizzabile a diverse profondità.

Autori: Luca Boschian Pesta, Giovanni Cavallib, Pio Bertanic, Massimo Gagliania

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