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07 Marzo 2019

Influenza del tipo di preparazione e dei parametri di spaziatura sul rischio di chipping di corone realizzate con Cerec Bluecam prima della cementazione


Antonio Arena

Antonio ArenaAntonio Arena

Negli ultimi anni si è verificato un crescente interesse per i restauri in ceramica integrale, ma esistono dubbi circa la possibilità di utilizzarli anche in presenza di una preparazione a lama di coltello[1].

Reich et al.[2] hanno scoperto che il carico richiesto per fratturare una sottostruttura in zirconia di una corona completa in presenza di una preparazione a lama di coltello è del 38% più elevato di quello richiesto per le preparazioni a chamfer.

Pochi studi[3] hanno valutato l’influenza che lo spessore del margine di un restauro con una preparazione a lama di coltello può avere sulla resistenza al chipping o alla frattura e sul tipo di insuccesso del restauro.

Studi clinici a breve termine[4-6] hanno dimostrato che le corone monolitiche in disilicato di litio, anche in presenza di una preparazione a lama di coltello, possono essere considerate una possibile opzione di trattamento. Tali restauri hanno mostrato una resistenza alla frattura inferior, ma una resistenza al chipping più elevata rispetto ai restauri in zirconia-ceramica[7].

La tecnica di impronta semplificata che caratterizza gli elementi dentali con una preparazione a lama di coltello[8,9] e la resistenza dei restauri monolitici[10] si sposano perfettamente con una metodica di tipo chairside. Infatti, i restauri chairside dovrebbero combinare la semplicità della preparazione, un'estetica accettabile e un'adeguata longevità clinica[11]. Uno dei parametri che il clinico può modificare durante la progettazione di un restauro chairside è la spaziatura. In particolare, una spaziatura insufficiente potrebbe ostacolare la fuoriuscita degli eccessi di cemento durante la cementazione, aumentando così il gap marginale[12].

Dal punto di vista clinico, la prova delle corone in ceramica integrale con una preparazione a lama di coltello rappresenta una fase molto delicata, in particolare quando viene eseguita senza applicare un silicone di vinil polietere (VPES) per controllare l’adattamento interno; questo si verifica almeno nella seconda parte della prova clinica di una corona, quando i contatti occlusali devono essere controllati prima della cementazione. In questa fase della prova, il restauro può potenzialmente spostarsi più apicalmente sul moncone con un aumentato rischio di chipping oppure di frattura al margine del restauro[1,13].

Lo scopo di questo studio, pubblicato sul Journal of Prosthodontic Research nel gennaio 2019, è di valutare l'influenza dei parametri di spaziatura (spaziatura, spaziatura marginale e spessore del margine) sulla resistenza al chipping durante la prova di corone monolitiche in disilicato di litio realizzate in presenza di una preparazione a lama di coltello oppure di una preparazione a chamfer.


Materiali e metodi
Preparazione del dente
Un’impronta ottica dei primi premolari superiori di destra e di sinistra è stata rilevata con il Cerec Bluecam dopo avere eliminato i denti mesiali e distali ai due denti selezionati. Gli spazi rimasti dopo la rimozione dei denti sono stati riempiti con un materiale da impronta siliconico.

L’arcata antagonista è stata quindi scansionata ed è stata rilevata una chiave di occlusione. Una preparazione a lama di coltello è stata eseguita sul primo premolare superiore di destra mentre un chamfer circonferenziale è stato realizzato sul primo premolare superiore di sinistra.

Progettazione dei restauri
Dopo l’impronta ottica, i restauri sono stati progettati utilizzando lo strumento “copia biogenerica” ​​del software Cerec 4.2.3. Il design delle corone è stato eseguito utilizzando le impostazioni del software che sono comunemente usate per i restauri fissi di tipo parziale (onlay) per potere modificare la spaziatura del margine sulla quale non è possibile operare utilizzando la modalità di progettazione per le corone complete.

I parametri di spaziatura che sono stati modificati nei diversi gruppi comprendevano: spaziatura, spaziatura del margine e spessore del margine. Il parametro spaziatura rappresenta lo spessore del cemento sull’intero restauro ma non sul margine. Il parametro spaziatura marginale è invece lo spessore dell’adesivo sul margine del restauro; questo parametro può essere impostato solo per i restauri parziali fissi.

Lo spessore minimo del margine del restauro impostabile con una preparazione a lama di coltello è pari a 500 μm. Il parametro spessore del margine permette l’ispessimento del margine del restauro con materiale aggiuntivo rispetto ai 500 μm (fig. 1).

Fig. 1 Parametro di ispessimento del margine: la freccia verde indica l’area del restauro in cui viene aggiunto il materiale ceramico

I restauri disegnati sui primi premolari superiori di destra e di sinistra erano bio-copie degli elementi dentali prima della preparazione. I denti mesiali e distali ai premolari preparati sono stati rimossi per impedire al software di ricalcolare il volume del restauro dopo che erano stati modificati i parametri di spaziatura.

Pertanto, il disegno e il volume esterno della corona erano sempre gli stessi anche in seguito alla modifica dei parametri di spaziatura.

Produzione delle repliche in Cr-Co e fresaggio dei restauri
I due denti preparati sono stati quindi rimossi dall’arcata superiore e sono stati scansionati con uno scanner da laboratorio (fig. 2) per realizzare una replica fresata in lega Cr-Co per ciascun moncone.

Fig. 2 Le repliche in Cr-Co sono state ottenute mediante la scansione dei denti preparati con uno scanner da laboratorio

Tutte le corone sono state fresate con l’unità Cerec MC X. Quindici corone sono state realizzate per ciascun gruppo. Il moncone del gruppo controllo presentava una preparazione a chamfer ed è stato restaurato con corone in disilicato di litio.

Il moncone utilizzato per i tre gruppi di studio presentava, invece, una preparazione a lama di coltello ma i restauri in disilicato di litio dei tre gruppi differivano per i parametri di spaziatura (sia sul margine che sulle superfici assiali) e per l’ispessimento del margine del restauro (tab. I).  

Gruppo Preparazione Spaziatura (mm) Spaziatura del margine (mm) Ispessimento del margine (mm)
CHA 150-50-0 Chamfer 150 50 0
KE 150-50-0 A lama di coltello 150 50 0
KE 150-50-300 A lama di coltello 150 50 300
KE 150-150-300 A lama di coltello 150 150 300

  Tab. I Descrizione dei gruppi dello studio


I restauri sono stati cristallizzati, seguendo il ciclo termico suggerito dal produttore, in quanto la prova di una corona in disilicato di litio in “fase blu” con una preparazione a lama di coltello avrebbe comportato un rischio eccessivo di frattura.

Test di carico sui restauri
Le corone sono state quindi testate per simulare una prova clinica. Le corone non sono state cementate e la precisione dell’adattamento interno non è stata preventivamente controllata con una pasta a base di un silicone di vinil polietere (VPES).Tutti i campioni sono stati sottoposti a un carico di compressione utilizzando una Universal Testing Machine.

Al fine di ottenere una distribuzione omogenea del carico durante la prova sono stati realizzati due jigs di resina che coprivano l’intera superficie occlusale. Il fallimento veniva considerato come chipping, quando era possibile rilevare nella curva sforzo-deformazione il valore del fallimento iniziale. Questo tipo di fallimento è stato poi suddiviso in due sottoclassi: chipping minore, quando la scheggiatura era rilucidabile senza compromettere l’integrità del restauro, e chipping maggiore, se la scheggiatura non era eliminabile mediante rilucidatura.

La frattura istantanea si verificava invece quando era possibile rilevare nella curva sforzo-deformazione solo il valore del carico di rottura. Le fratture e i chipping maggiori richiedevano il rifacimento del restauro mentre i chipping minori potevano essere corretti mediante rilucidatura.

I dati di resistenza alla frattura sono stati sottoposti ad analisi statistica di tipo parametrico utilizzando un’ANOVA a due vie e un post hoc test (test di Tukey). Il livello di significatività è stato fissato a α = 0,05.

Risultati

Risultati del test di carico
I risultati del test di frattura sono riportati in fig. 3.

Fig. 3 Risultati del test di carico. Lettere diverse indicano differenze statisticamente significative

L'ANOVA a due vie ha rivelato differenze tra i gruppi. Il test post-hoc (test Tukey) è stato eseguito per confrontare a coppie i quattro gruppi. Differenze statisticamente significative (p <0,01) sono state rilevate tra le coppie (tab. II).  

Gruppo Vs Gruppo Tukey’s HSD P-value Tukey’s HSD inference
CHA 150-50-0 Vs KE 150-50-0 0,8999947 Non significativa
CHA 150-50-0 Vs KE 150-50-300 0,5157268 Non significativa
CHA 150-50-0 Vs KE 150-150-300 0,0010053 Significativa
KE 150-50-0 Vs KE 150-50-300 0,6805627 Non significativa
KE 150-50-0 Vs KE 150-150-300 0,0010053 Significativa
KE 150-50-300 Vs KE 150-150-300 0,0010053 Significativa

  Tab. II Differenze tra i singoli gruppi: post hoc test


I restauri del gruppo KE 150-150-300 hanno raggiunto un carico significativamente più alto di quello degli altri tre gruppi. Nei gruppi CHA 150-50-0 e KE 150-50-0, che non presentavano un ispessimento del margine, si sono verificati principalmente fratture e chipping maggiori.

In questi gruppi i fallimenti non recuperabili hanno rappresentato l’80% dei fallimenti. Nel gruppo KE 150-50-300, che presentava un ispessimento del margine e la stessa spaziatura marginale, il numero di restauri non recuperabili è stato inferiore. Il gruppo KE 150-150-300 ha, invece, mostrato solo una frattura.

I dettagli delle modalità di fallimento per ciascun gruppo sono mostrati in fig. 4.

Fig. 4 Dettaglio dei tipi di fallimento all’interno di ciascun gruppo

Discussione
I risultati ottenuti hanno mostrato che i parametri di spaziatura possono influenzare la resistenza e il pattern di frattura. Precedenti studi hanno dimostrato che diverse impostazioni di spaziatura possono influenzare l’adattamento marginale e interno[14].

Non esistono studi precedenti che hanno valutato l’influenza dei parametri di spaziatura sul rischio di chipping/frattura e l’effetto dell’ispessimento del margine durante la fase di prova. In questo studio, sono state sottoposte a carico corone complete con preparazioni a lama di coltello prima della cementazione in quanto i restauri monolitici in ceramica sono soggetti a chipping durante la fase di prova[1,13]. Quindi, poteva essere utile valutare come i parametri di spaziatura e l’ispessimento del margine del restauro possono influenzare il verificarsi di un chipping o di una frattura completa durante questa fase sensibile.

Il gruppo di controllo con preparazione a chamfer (CHA 150-50-0) presentava spaziature convenzionalmente impiegate in laboratorio per le corone in ceramica integrale. In questo gruppo si sono verificate principalmente fratture e chipping maggiori. I risultati sembrano indicare che un aumento dello spessore della spaziatura marginale giochi un ruolo chiave non solo nella resistenza dei restauri, ma anche nel tipo di fallimento.

Al contrario, i restauri degli altri tre gruppi con una spaziatura marginale di 50 μm hanno mostrato una resistenza inferiore e diverse fratture. Il gruppo KE 150-150-300 è stato l’unico in grado di superare ampiamente la forza di masticazione di 250 N che viene raggiunta sui primi premolari superiori durante una prova clinica quando viene richiesto al paziente sotto anestesia di “battere delicatamente i denti”[15].

La resistenza alla frattura di una corona protesica può essere influenzata da molti fattori: cementazione, condizioni di carico e modulo di elasticità del moncone[16]. In particolare, nel caso di un moncone metallico come quello utilizzato nel presente studio, l’elevato modulo elastico del materiale può determinare una maggiore resistenza alla frattura[17,18]. Quindi, utilizzando denti naturali come monconi, la resistenza alla frattura delle corone avrebbe potuto essere inferiore.

Anche l’assenza del legamento parodontale può influenzare la resistenza alla frattura[19]. Un ulteriore limite del presente studio è stata l’applicazione di un carico statico e non di un carico ciclico[20]. Le corone del gruppo controllo (CHA 150-50-0) hanno raggiunto valori di resistenza leggermente superiori a quelli registrati dalle corone con una preparazione a lama di coltello (KE 150-50-0) con la stessa spaziatura. Tuttavia, il numero dei chipping minori nei due gruppi era sempre lo stesso.

Nel gruppo KE 150-50-0 si sono verificati principalmente chipping maggiori. In questo gruppo la presenza di una ridotta spaziatura marginale e l’assenza dell’ispessimento del margine determinano, durante il test di carico, una concentrazione di stress su un margine sottile; questo margine, durante la prova, poteva toccare il moncone metallico prima delle altre parti del restauro che erano spaziate di 150 μm. Pertanto, in questo gruppo si sono verificati soprattutto chipping maggiori.

La presenza di una spaziatura anche sul margine del restauro potrebbe determinare un gap marginale più elevato che deve essere compensato dal cemento. La spaziatura viene infatti solitamente applicata alla superficie occlusale del dente e alle superfici assiali, eccetto per l’ultimo millimetro più vicino al margine.

Questo spazio deve essere riempito durante la cementazione e ha un’influenza sull’adattamento marginale[21]. Una delle possibili opzioni per prevenire il chipping durante la prova consiste nel creare un piccolo sovracontorno orizzontale a livello del margine del restauro. Il sovracontorno può fornire ulteriore resistenza al restauro nell’area del margine. Tuttavia, un eccessivo sovracontorno orizzontale potrebbe indurre il riassorbimento dei tessuti molli[22].

La specifica 8 dell’American Dental Association (ADA) suggerisce che lo spessore del cemento dovrebbe oscillare tra i 25 e i 40 μm[23]. Uno spazio inadeguato per il cemento può però determinare discrepanze marginali fino a 364 μm[24]. Alcune linee di finitura come la spalla sembrano facilitare la fuoriuscita degli eccessi di cemento durante la cementazione[25].

Pertanto, una preparazione a lama di coltello può richiedere una maggiore spaziatura per favorire la fuoriuscita del cemento in eccesso. Levine[26] ha suggerito di utilizzare una spaziatura di 50 μm per i restauri in ceramica integrale.

Conclusioni
I risultati del presente studio suggeriscono che i parametri di spaziatura possono influenzare significativamente la fase di prova di un restauro realizzato con una metodica di tipo chairside.

Aumentando lo spessore della spaziatura sul margine di una corona con una preparazione a lama di coltello, il rischio di frattura durante la fase di prova viene progressivamente ridotto. Tuttavia, permane il rischio di chipping minori.

L’ispessimento del margine del restauro realizzato su una preparazione a lama di coltello ha un ruolo chiave nel ridurre i chipping maggiori e le fratture.         


Autori: Arena A, Baldissara P, Ciocca L, Scotti R, Monaco C. Sintesi del lavoro originale dal titolo pubblicato su Journal of Prosthodontic Research 2019;63(1):100-4.   




Per approfondire
1. Anusavice KJ, Shen C, Rawls HR. Phillips’ science of dental materials. 12th ed. St. Louis: Elsevier Saunders, 2012.

2. Reich S, Petschelt A, Lohbauer U. The effect of finish line preparation and layer thickness on the failure load and fractography of ZrO2 copings. J Prosthet Dent 2008;99:369-76.

3. Cortellini D, Canale A, Souza RO, Campos F, Lima JC, Özcan M. Durability and weibull characteristics of lithium disilicate crowns bonded on abutments with knife-edge and large chamfer finish lines after cyclic loading. J Prosthodont 2015;24:615-9.

4. Cortellini D, Canale A. Bonding lithium disilicate ceramic to feather-edge tooth preparations: a minimally invasive treatment concept. J Adhes Dent 2012;14:7-10.

5. Valenti M, Valenti A. Retrospective survival analysis of 110 lithium disilicate crowns with feather-edge marginal preparation. Int J Esthet Dent 2015;10:246-57.

6. Schmitz JH, Beani M. Effect of different cement types on monolithic lithium disilicate complete crowns with feather-edge preparation design in the posterior region. J Prosthet Dent 2016;115:678-83.

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8. Patroni S, Chiodera G, Caliceti C, Ferrari P. CAD/CAM technology and zirconium oxide with feather-edge marginal preparation. Eur J Esthet Dent 2010;5:78-100.

9. Loi I, Di Felice A. Biologically oriented preparation technique (BOPT): a new approach for prosthetic restoration of periodontically healthy teeth. Eur J Esthet Dent 2013;8:10-23.

10. Quinn GD, Giuseppetti AA, Hoffman KH. Chipping fracture resistance of dental CAD/CAM restorative materials: part 2. Phenomenological model and the effect of indenter type. Dent Mater 2014;30:e112-23.

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17. Scherrer SS, de Rijk WG. The fracture resistance of all-ceramic crowns on supporting structures with different elastic moduli. Int J Prosthodont 1993;6:462-7.

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25. Gavelis JR, Morency JD, Riley ED, Sozio RB. The effect of various finish line preparations on the marginal seal and occlusal seat of full crown preparations. J Prosthet Dent 1981;45:138-45.

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