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26 Luglio 2016

Usura e resistenza alla frattura dello zirconio: studio di laboratorio

di Lara Figini


Durante ogni ciclo di masticazione i restauri dentali sono sottoposti a diversi tipi di sollecitazioni che cambiano in grandezza e direzione.

Allo stato attuale per ragioni estetiche e di biocompatibilità molto interesse è rivolto ai restauri metal- free, in ceramica integrale, come lo zirconio. Tuttavia la fragilità di questi materiali rappresenta una vera e propria barriera al loro uso diffuso specialmente nelle regioni posteriori della bocca.

Ma quanto l'usura superficiale dello zirconio, dovuta alla masticazione e alle parafunzioni, influenza la resistenza alla fatica e la frattura di questo materiale ?

In uno studio di laboratorio su provini, pubblicato su Dental Materials di luglio 2016 , si indaga proprio questa problematica.

Gli autori hanno preso in considerazione 120 barre di zirconia e le hanno sottoposte a processi di abrasione con particelle di allumina di 50 micron e di 120 micron. I provini lucidati e non sottoposti ad alcun tipo di abrasione hanno costituito il gruppo controllo. I campioni sono stati sottoposti a fatica dinamica (1.000,000 cicli, a 1 hz e 0,5 sec. come tempo di contatto) o affaticamento statico (a carico costante applicato per 5000 sec) in acqua.

I valori ottenuti per la resistenza alla flessione dopo i cicli di fatica (resistenza alla fatica dinamica) sono stati confrontati con la resistenza alla flessione iniziale . Gli autori hanno quindi osservato ed analizzato al microscopio elettronico a scansione le fratture nelle loro forme e dimensioni.

I risultati ottenuti dagli autori sono stati i seguenti:

- Rispetto alla resistenza di flessione iniziale, la resistenza alla fatica dinamica dei campioni testati è risultata essere del 86,3% per i campioni controllo , del 73,4% per i campioni sottoposti a processi di abrasione con particelle di 50 micron e del 42,3% per i campioni sottoposti a processi di abrasione con particelle di 120 micron.

- la resistenza alla fatica statica è risultata essere del 85,9% per i campioni controllo, del 78,5 % per i campioni sottoposti a processi di abrasione con particelle di 50 micron e del 51,5% per i campioni sottoposti a processi di abrasione con particelle di 120 micron .

- differenze statisticamente significative (F = 223,679, p <0.001) sono state riscontrate tra i diversi trattamenti superficiali, ma non tra la resistenza alla fatica dinamica e statica per lo stesso tipo di trattamento superficiale.

La tabella 1 illustra i valori ottenuti:

Gruppo di controllo

Gruppo 50 micron

Gruppo 120 micron

Dynamic fatigue

1006.5(60.1)a

789.0 (103.9)b

307.5 (6.0)c

Static fatigue

1001.5 (121.9)a

843.7 (121.4)b

374.8 (80.4)c

Initial strength

1166.4 (192.3)

1074.6 (111.2)

727.5 (164.4)


In base ai risultati di questo studio si può concludere che l'usura e il danneggiamento delle superfici dell'ossido di zirconio hanno una grande influenza sulla resistenza alla­ fatica di questo materiale e sulla sua probabilità di frattura.

Nella riabilitazione protesica con lo zirconio vanno quindi esaminati con attenzione i carichi masticatori, e le parafunzioni del settore da riabilitare per scongiurare le fratture del materiale.

A cura di: Lara Figini Coordinatore Scientifico Odontoiatria33

Bibliografia:

Fatiguebehaviorofzirconiaunderdifferentloadingconditions. Aboushelib MN, Wang H, Kleverlaan CJ, Feilzer AJ. Dent Mater. 2016 Jul;32(7):915-20

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