I materiali in PMMA sono ampiamente utilizzati in campo dentale. Il PMMA è chiamato anche acrilico e in alcune regioni viene definito vetro organico. Di solito ha un aspetto trasparente e un certo grado di durezza e tenacità. Gli accessori più comuni includono corone, protesi, piastre di base e altre lastre trasparenti che si trovano comunemente negli ambulatori dentistici.
Che cos'è il PMMA in odontoiatria?
Il PMMA (polimetilmetacrilato) è un materiale in resina acrilica ampiamente utilizzato in odontoiatria. Ha un costo relativamente basso, una buona durezza e tenacità, una buona trasmittanza luminosa, una densità pari alla metà di quella del vetro e una resistenza agli urti 8-10 volte superiore a quella del vetro inorganico. Il materiale è leggermente fragile, quindi i parametri di lavorazione devono essere regolati correttamente durante la fresatura. Grazie alle sue eccellenti proprietà meccaniche, il PMMA è comunemente utilizzato nei materiali di consumo degli ambulatori dentistici e nelle protesi dentarie.
Il PMMA dentale è di elevata purezza, con additivi conformi e ha superato i test di biosicurezza. Le sue prestazioni sono ottimizzate per il restauro orale. Il PMMA di tipo consumer contiene additivi industriali e non soddisfa gli standard di sicurezza dentale. È adatto solo per applicazioni industriali ed è severamente vietato il contatto con la cavità orale.
Proprietà dei materiali PMMA
Struttura materiale del PMMA
Il PMMA è un polimero lineare formato dalla polimerizzazione di monomeri di metacrilato di metile. La sua formula chimica è [CH2C(CH3)(CO2CH3)]n. Ha una struttura altamente regolare che garantisce buone proprietà meccaniche.
Densità
La densità del PMMA è generalmente compresa tra 1,15-1,19 g/cm³. Alcuni materiali dentali in PMMA possono avere una densità vicina a 1,18-1,19 g/cm³ per garantire buone proprietà meccaniche e biocompatibilità.
Stabilità chimica
Resistenza all'acqua: Nell'ambiente orale, il PMMA modificato/rivestito ha una buona stabilità all'acqua, alla saliva e ai comuni liquidi alimentari. Non si dissolve o si decompone facilmente a causa dell'assorbimento di acqua e può mantenere a lungo la stabilità dimensionale e la resistenza.
Resistenza alla corrosione chimica: Ha una certa resistenza agli acidi deboli, agli alcali deboli e alla maggior parte dei solventi organici (come etanolo ed etere), ma non è resistente agli acidi fortemente ossidanti e agli alcali forti. L'idrolisi o la degradazione possono verificarsi in condizioni di acidi o alcali forti.
Proprietà termiche
Temperatura di transizione vetrosa (Tg): Circa 105°C. Al di sopra di questa temperatura, il materiale passa da uno stato vetroso a uno stato altamente elastico, con buona flessibilità e lavorabilità; a temperatura orale rimane in uno stato vetroso, mantenendo rigidità e stabilità.
Punto di fusione: Circa 160°C, ma nelle applicazioni dentali la polimerizzazione viene solitamente completata a temperature più basse attraverso la polimerizzazione termica o con la luce, per evitare gli effetti delle alte temperature sui tessuti orali.
Biocompatibilità
Monomeri residui e lisciviabili: Dopo la polimerizzazione può rimanere una piccola quantità di monomeri MMA non reagiti e di additivi (come iniziatori e agenti reticolanti). Queste sostanze possono lisciviare in determinate condizioni, ma un trattamento adeguato può ridurre notevolmente la loro tossicità.
Chimica di superficie: La superficie del PMMA può essere modificata o possono essere aggiunti gruppi funzionali (come gruppi idrossilici o amminici) per migliorare l'affinità con i tessuti orali, riducendo le reazioni chimiche con i tessuti orali.
La seguente tabella riassume i valori delle proprietà comuni dei materiali PMMA. Il contenuto della tabella è in parte tratto da Sciencedirect.
| Proprietà | Metrico | Inglese |
| Gravità specifica | 1,19 g/cc | 1,19 g/cc |
| Assorbimento dell'umidità | 0.40 -2.1% | |
| Durezza, Shore D | 90 | |
| Resistenza alla trazione | 72,0 MPa | 10400 psi |
| Allungamento a rottura | 8.0 % | |
| Modulo di elasticità | 3,215 GPa | 466,3 ksi |
| Impatto Charpy Non intagliato | 2,00 J/cm² | 9,52 ft-lb/in² |
| Costante dielettrica | 2.8 | |
| Rigidità dielettrica | 30,0 kV/mm | 762 kV/in |
| Indice di perdita dielettrica | 0.030 | |
| Conduttività termica | 0,190 W/m-K | 1,32 BTU-in/ora-ft²-°F |
| Punto di fusione | 106 °C | 223 °F |
| Temperatura massima di servizio | 70.0 °C | 158 °F |
Applicazioni comuni del PMMA dentale
Corone temporanee
Il PMMA può essere utilizzato per produrre corone provvisorie con metodi diretti o indiretti. Ha un basso costo, una buona resistenza meccanica, un elevato adattamento marginale e un colore regolabile, che lo rendono un materiale pratico per restauri dentali a breve termine. Tuttavia, è soggetto a contrazione e irritazione durante la polimerizzazione, per cui sono necessari trattamenti di ventilazione, compensazione della contrazione e riduzione dell'irritazione.
Ponti
I materiali in PMMA possono essere utilizzati per realizzare ponti dentali provvisori e ponti adesivi a sbalzo. Questi accessori possono proteggere le gengive e la cresta alveolare mantenendo le funzioni occlusali e masticatorie. I ponti adesivi prodotti attraverso CAD/CAM Il design e la fresatura sono adatti ai pazienti in crescita e offrono una buona estetica. Il materiale è facile da lavorare, ha un costo relativamente basso e una buona biocompatibilità, ma può deformarsi o fratturarsi durante l'uso a lungo termine e richiede quindi una sostituzione regolare.
Basi per protesi dentarie
Il polimetilmetacrilato è ampiamente utilizzato per le basi delle protesi. Sebbene il PMMA presenti problemi quali l'insufficiente resistenza agli urti e la suscettibilità all'assorbimento dell'acqua e all'invecchiamento, tecnologie come il rinforzo con fibre, i nanofiller e la modifica antibatterica possono ridurre notevolmente l'assorbimento dell'acqua e soddisfare i requisiti di utilizzo a lungo termine.
Pianificazione implantare
I materiali in PMMA sono anche comunemente utilizzati negli accessori per la pianificazione implantare, come le guide radiografiche, le guide chirurgiche, i blocchi di supporto occlusale, i corpi di scansione degli strumenti, le corone provvisorie/ponti provvisori e le viti di fissaggio. Questi materiali facilitano l'uso delle attrezzature ospedaliere e dei materiali di consumo dentali.
Dischi di fresatura CAD/CAM
Gli sbozzi in PMMA di grado medicale possono essere fresati in dischi di fresatura CAD/CAM. Ad esempio, l'anno scorso un cliente tedesco ha personalizzato dei dischi di fresatura in acrilico trasparente con una precisione richiesta di ±0,01 mm e con l'obbligo di verificare la traslucenza ai raggi X. Dopo aver effettuato un test soddisfacente al momento del ricevimento, il cliente sta preparando un terzo ordine. Tuttavia, i dischi acrilici richiedono un'ispezione regolare per verificare l'usura della superficie, la manutenzione della lucidatura o lo smaltimento.
Finestre e pannelli divisori
I materiali in PMMA sono relativamente forti, resistenti all'usura, agli urti e non si graffiano facilmente. Per questo motivo, molte cliniche, ospedali, banche e stazioni utilizzano le normali lastre acriliche civili come finestre divisorie per la reception. Queste lastre hanno spessore e resistenza agli urti sufficienti, sono meno fragili del comune vetro inorganico, bruciano lentamente, offrono un'estetica decorativa e contribuiscono a garantire la sicurezza del personale.
PMMA e altri materiali dentali
PMMA vs Zirconia
Il PMMA medicale e la ceramica zirconia sono due materiali di base con un posizionamento completamente diverso nel restauro orale: Il PMMA è utilizzato principalmente per i restauri temporanei, mentre la zirconia è impiegata principalmente per i restauri fissi permanenti. I due materiali differiscono significativamente per proprietà meccaniche, lavorabilità e durata.
PMMA è utilizzato principalmente nelle cliniche per restauri temporanei, ausili per l'analisi occlusale, restauri dentali pediatrici, cemento osseo e ausili ortodontici.
Vantaggi del PMMA: Facilità di lavorazione, comfort di utilizzo, buona compatibilità con le gengive e i denti pilastro e basso costo. Presenta inoltre un buon equilibrio tra durezza e tenacità, con un assorbimento d'acqua molto basso, che può essere ulteriormente ridotto dopo il trattamento di rivestimento.
Svantaggi: Durezza e resistenza meccanica relativamente scarse, tendenza all'assorbimento di acqua e allo scolorimento, scarsa tenuta marginale e debole resistenza alle alte temperature.
Zirconia I materiali sono utilizzati principalmente per corone in ceramica integrale, ponti fissi, restauri di impianti, restauro di denti e ortodonzia trasparente.
Vantaggi: È una ceramica inerte con elevata resistenza, durata e precisione dimensionale. Non rilascia ioni metallici, non provoca allergie ed è adatta all'uso a lungo termine.
Svantaggi: La durezza estremamente elevata richiede parametri di fresatura impegnativi; la scarsa elasticità può usurare i denti naturali a contatto; il costo è relativamente elevato.
PMMA vs PEEK
SETTIMANA è utilizzato principalmente nelle protesi implantari per abutment temporanei, componenti di guarigione, strutture per protesi e materiali per perni canalari.
Vantaggi dei materiali PEEK: Gli accessori dentali in PEEK hanno un'elevata resistenza e durata, possono sopportare forze occlusali elevate, hanno un'eccellente biocompatibilità, sono adatti ai pazienti allergici ai metalli e offrono una buona estetica senza causare artefatti negli esami a raggi X, TC o RM.
Svantaggi: Costo elevato, requisiti di alta precisione per i materiali e la produzione, regolazioni difficili in post-produzione e requisiti tecnici elevati per i medici per garantire un adattamento corretto.
I materiali in PEEK sono generalmente scelti da dentisti esperti quando i pazienti hanno un budget relativamente alto per il restauro orale.
PMMA vs. resina composita
La resina composita è utilizzata principalmente per il restauro dei denti e per le faccette, per l'otturazione di fosse e fessure e per l'incollaggio di restauri indiretti.
Vantaggi: Gli accessori dentali in resina composita hanno una forte capacità di adesione, un funzionamento flessibile, una buona biocompatibilità, una minima usura del tessuto dentale sano durante il restauro e sono adatti per i denti anteriori e per i restauri con elevati requisiti estetici.
Svantaggi: Insufficiente forza e resistenza all'usura, contrazione da polimerizzazione, invecchiamento e scolorimento durante l'uso a lungo termine e necessità di sostituzione periodica. Il funzionamento richiede inoltre condizioni rigorose di isolamento dall'umidità, che lo rendono inadatto ai denti posteriori con un'elevata forza occlusale o grandi difetti dentali.
La seguente tabella riassume il confronto tra questi quattro materiali per aiutarvi a scegliere i materiali più adatti nel settore del restauro dentale:
| Dimensione chiave | PMMA | Zirconia | SETTIMANA | Resina composita |
| Posizionamento del nucleo | Materiale di restauro temporaneo | Materiale da restauro fisso permanente | Polimero funzionale ad alte prestazioni | Materiale per restauro estetico minimamente invasivo |
| Applicazioni principali | Corone/ponti temporanei, protesi dentarie | Corone in ceramica integrale, ponti fissi, restauri implantari | Abutment di guarigione, strutture per protesi, accessori per impianti | Faccette, otturazioni, sigillatura di fosse e fessure |
| Proprietà meccaniche | Resistenza inferiore, resistenza media all'usura | Resistenza estremamente elevata, massima durata | Alta resistenza con ammortizzazione elastica | Resistenza moderata, insufficiente resistenza all'usura a lungo termine |
| Biocompatibilità e comfort | Buona compatibilità e usura confortevole | Ceramica inerte, anallergica | Eccellente biocompatibilità, nessun artefatto di imaging | Buona biocompatibilità, estetica naturale |
| Requisiti di elaborazione e clinici | Facile da elaborare e regolare | Processo di fresatura difficile | Elevata precisione di produzione e requisiti di abilità di installazione | Funzionamento flessibile ma requisiti rigorosi di isolamento dall'umidità |
| Costi e raccomandazioni per l'applicazione | Costo contenuto, adatto a restauri di breve durata | Costo elevato, adatto per restauri implantari a lungo termine | Costo relativamente elevato, adatto a soluzioni di fascia alta | Costo moderato, adatto per il restauro dei denti anteriori |
Come scegliere il disco dentale in PMMA giusto
Poiché i dischi dentali in PMMA sono personalizzati in base alla struttura orale del paziente, di solito è necessaria una lavorazione CNC multiasse, che richiede una maggiore precisione di lavorazione e standard di finitura superficiale. Di seguito viene fornita una semplice spiegazione basata sui problemi incontrati in precedenti progetti di dischi dentali.
In primo luogo, occorre considerare le dimensioni e lo spessore del disco: i diametri più comuni sono 98 mm (Open System) e 95 mm (ZZ System), mentre lo spessore dipende dal tipo di restauro e dalle esigenze cliniche.
Altre opzioni di personalizzazione includono la scelta del colore. Per scopi diagnostici o di prova, i dischi trasparenti o color gengiva possono soddisfare le esigenze. Per l'uso a lungo termine, è necessario abbinare i colori dei denti naturali selezionando le tinte VITA 16 o le serie multistrato sfumate per garantire l'estetica dei restauri.
In alcuni casi, si possono utilizzare anche dischi in PMMA multistrato. La scelta di un disco monostrato o multistrato dipende principalmente dal budget a disposizione:
- Dischi multistrato in PMMA forniscono transizioni di colore più simili a quelle dei denti naturali, con una migliore resistenza e capacità di carico. Sono adatti per restauri altamente estetici, ad alta sollecitazione e a lungo termine, anche se la difficoltà di lavorazione e il costo sono relativamente più elevati.
- Dischi in PMMA monostrato presentano un colore uniforme, una maggiore facilità di lavorazione e un costo inferiore, che li rende adatti a restauri semplici, a breve termine ed economicamente vantaggiosi.
I dischi dentali non vengono prodotti solo attraverso processi di fresatura, ma i semilavorati possono essere realizzati anche con la stampa 3D e lo stampaggio a iniezione:
- Stampa 3D: I processi di produzione additiva FDM e SLA possono essere utilizzati per produrre componenti altamente complessi e personalizzati, adatti alla prototipazione e al collaudo di piccoli lotti. Tuttavia, la qualità della superficie e le proprietà meccaniche sono generalmente inferiori a quelle dei prodotti fresati e possono richiedere una finitura post-fresatura.
- Colata Stampaggio: Le materie prime vengono iniettate in stampi per la polimerizzazione e la formatura. Questo metodo è adatto solo alla produzione di massa di componenti semplici con requisiti di precisione relativamente bassi.
Perché il PMMA è popolare per la fresatura dentale CAD/CAM？
Il PMMA (polimetilmetacrilato) è adatto alla fresatura dei dischi dentali principalmente per i seguenti motivi:
Buona lavorabilità
Durante la fresatura, il PMMA può essere tagliato efficacemente dagli utensili senza eccessiva usura o scheggiatura. La sua struttura molecolare relativamente regolare consente di ottenere finiture superficiali uniformi dopo il taglio. Con un'attrezzatura avanzata a cinque assi, la precisione di lavorazione può raggiungere ±2 μm.
Bassa forza di taglio richiesta
Rispetto ai materiali metallici o ceramici, il PMMA ha una durezza inferiore e provoca una minore usura dell'utensile durante la fresatura, contribuendo a prolungarne la durata.
Eccellente stabilità dimensionale
Dopo la fresatura, il PMMA è in grado di mantenere un'elevata precisione dimensionale e stabilità di forma, assicurando una corrispondenza adeguata tra il disco dentale e la struttura orale del paziente e soddisfacendo i requisiti clinici di adattamento per i restauri.
Alta biocompatibilità
I materiali in PMMA offrono un'eccellente biocompatibilità e non causano irritazioni o reazioni allergiche significative ai tessuti umani. Con un modulo elastico adeguato, il PMMA provoca una minore usura dei denti sani, rendendolo appropriato per restauri orali sia temporanei che a lungo termine, nel rispetto degli standard di sicurezza dei materiali dentali.
Alta efficienza dei costi
I materiali in PMMA hanno un costo relativamente basso e un'elevata efficienza di fresatura, che consente una rapida produzione di dischi dentali qualificati e una riduzione dei costi di produzione per i restauri orali. Ciò rende il PMMA adatto ad applicazioni cliniche su larga scala.
Finitura superficiale per le parti in PMMA dentale
Lucidatura meccanica:
Utilizzando strumenti abrasivi di grana progressivamente più fine, la base per protesi in PMMA viene lucidata passo dopo passo per rimuovere bave superficiali, aree irregolari e difetti minori, ridurre la rugosità, limitare l'adesione di detriti e batteri e migliorare l'aspetto generale. Tuttavia, questo metodo da solo non può eliminare completamente le depressioni superficiali molto sottili.
Lucidatura chimica:
Con l'aiuto di agenti chimici specializzati e di un trattamento attivato dalla luce, la superficie della protesi può essere ulteriormente raffinata per risolvere piccoli difetti che la lucidatura meccanica potrebbe non notare, migliorando significativamente la levigatezza della superficie. Durante il processo, la concentrazione degli agenti chimici e il tempo di reazione devono essere attentamente controllati per evitare danni corrosivi al materiale PMMA.
Rivestimento:
L'applicazione di un rivestimento protettivo biocompatibile alla superficie della protesi può migliorare la lucentezza e l'aspetto, fornendo al contempo proprietà antibatteriche e antimacchia, riducendo l'accumulo di placca e migliorando le prestazioni a lungo termine.
Sterilizzazione e pulizia a vapore:
L'apparecchiatura a vapore viene utilizzata per pulire e disinfettare a fondo la base della protesi e la protesi finita, rimuovendo olio, sporco e microrganismi dannosi. Ciò contribuisce a migliorare la biosicurezza, a ridurre il rischio di infezioni orali e a fornire una superficie più pulita per i trattamenti successivi.
Modifica della superficie:
Tecniche come il trattamento al plasma e l'impianto di ioni possono regolare la struttura fisica e la composizione chimica della superficie del materiale, migliorando l'idrofilia e la bioattività. Ciò favorisce un più stretto adattamento tra la protesi e i tessuti molli orali, migliorando la stabilità e il comfort della protesi.
Nella pratica clinica, vengono comunemente utilizzati metodi di trattamento combinati. La superficie della protesi in PMMA viene prima lucidata meccanicamente o chimicamente, poi rivestita, sterilizzata a vapore e sottoposta ad altre procedure per migliorare ulteriormente l'aspetto, la biocompatibilità e le prestazioni complessive della base della protesi.
FAQ
Durante la fresatura di un pezzo dentale in PMMA con normali utensili in acciaio rapido si verificano scheggiature. Come si può risolvere questo problema?
Per la lavorazione del PMMA, si consiglia di utilizzare utensili diamantati a cristallo singolo. Questi utensili diamantati hanno un basso coefficiente di attrito con il PMMA e hanno minori probabilità di provocare l'adesione del materiale o la formazione di bordi durante la lavorazione, riducendo così graffi, increspature e altri difetti superficiali.
Gli utensili diamantati sono caratterizzati da un'elevata durezza e resistenza all'usura, che ne prolungano efficacemente la durata e ne riducono la frequenza di sostituzione. Inoltre, la loro eccellente conducibilità termica e stabilità termica consente di dissipare rapidamente il calore di taglio, evitando la deformazione o lo scolorimento del PMMA causati dalle alte temperature. Ciò contribuisce a mantenere una qualità costante e una lavorazione stabile su interi lotti di dischi dentali.
Come si può ottenere una bassissima tossicità dei materiali PMMA nelle applicazioni orali?
Il controllo della bassa tossicità dei materiali PMMA nelle applicazioni orali può essere ottenuto principalmente attraverso la modifica del materiale. Ad esempio, l'aggiunta di materiali antibatterici come nano-zirconia, nano-argento o ZIF-8 nel PMMA può ridurre la crescita batterica e le reazioni infiammatorie, migliorando la biocompatibilità e la stabilità del materiale.
In termini di tecnologia di lavorazione, l'aumento del grado di polimerizzazione è fondamentale per ridurre la tossicità. L'utilizzo di processi di polimerizzazione a caldo o a microonde e l'adeguato controllo del rapporto polvere/liquido possono ridurre il rilascio di monomero residuo, minimizzando così l'irritazione della mucosa orale e migliorando la sicurezza clinica dei materiali dentali in PMMA.
Inoltre, durante l'uso pratico, il trattamento di pre-ammollo e la regolare pulizia possono ridurre il rilascio di sostanze nocive e l'adesione batterica. Ciò non solo migliora il comfort delle protesi e dei restauri in PMMA, ma contribuisce anche a prolungarne la durata nelle applicazioni orali.
Qual è il tipo di protesi più recente?
Attualmente non esiste una categoria di protesi singola “più nuova” in assoluto nel campo del restauro orale. I quattro tipi seguenti rappresentano le principali tecnologie di restauro avanzate negli ultimi anni, ognuna con le proprie caratteristiche e gruppi di pazienti adatti:
Protesi ad aspirazione: Queste protesi si basano sulla sigillatura dei bordi per formare una fissazione di aspirazione a pressione negativa, senza bisogno di ganci metallici o impianti. Offrono una forte ritenzione, una minima sensazione di corpo estraneo e buone prestazioni masticatorie. Sono adatte a pazienti con grave riassorbimento dell'osso alveolare, con protesi convenzionali allentate o che non vogliono sottoporsi alla chirurgia implantare.
Overdenture supportate da impianti: Grazie all'inserimento di 2-4 impianti e al fissaggio delle protesi tramite connettori, questa soluzione combina la comodità delle protesi rimovibili con la stabilità degli impianti. Offre un'eccellente esperienza masticatoria ed è adatta a pazienti completamente o parzialmente edentuli con riassorbimento dell'osso alveolare che possono accettare procedure implantari minimamente invasive.
Protesi in ceramica integrale: Realizzate con materiali ceramici come la zirconia, queste protesi non contengono metallo e offrono un'estetica, una biocompatibilità e una resistenza all'usura eccezionali. Non causano scolorimento delle gengive o reazioni allergiche e sono utilizzate principalmente per i restauri dei denti anteriori per i pazienti con elevate esigenze estetiche.
Protesi personalizzate stampate in 3D: Realizzate in base ai dati della scansione orale, queste protesi offrono cicli di produzione brevi e un'elevata precisione di adattamento. Sono adatte a pazienti con strutture orali uniche o con elevate esigenze di comfort e adattabilità.
Conclusione
In sintesi, i materiali dentali in PMMA sono ampiamente utilizzati nel restauro dentale digitale grazie alla loro eccellente lavorabilità, all'economicità e all'idoneità per i restauri temporanei. Allo stesso tempo, i diversi materiali dentali presentano differenze significative in termini di resistenza, estetica, durata e metodi di lavorazione.
Prima di personalizzare i dischi dentali o i restauri dentali, si consiglia ai pazienti di sottoporsi a esami TC presso ospedali odontoiatrici professionali e di scegliere istituti odontoiatrici o professionisti qualificati. Fresatura CNC produttori in base al loro budget effettivo. Grazie alla progettazione digitale e alla lavorazione di precisione, è possibile ottenere soluzioni di restauro più personalizzate e a lungo termine.
Se desiderate saperne di più su PMMA dischi dentali, fresatura dentale CAD/CAM, confronto di materiali per restauri dentali, o ottenere informazioni sui preventivi per dischi dentali personalizzati, non esitate a contattarci. contatto il nostro team di assistenza professionale per ulteriore assistenza.
