Generazioni di zirconia a confronto: Disaggregazione delle proprietà della zirconia stabilizzata con ittrio

Introduzione

Quando ho iniziato a lavorare in odontoiatria, la zirconia si presentava ovunque come il nuovo materiale resistente che tutti volevano provare. I dentisti e gli odontotecnici intorno a me parlavano sempre della sua resistenza, ma molti si lamentavano del suo aspetto. A distanza di dieci anni, la zirconia è cambiata molto, modificando il mio modo di gestire corone, ponti e persino di lavorare sugli impianti.

In questo articolo condividerò ciò che ho imparato sui diversi tipi di zirconia dentale, concentrandomi sulla zirconia stabilizzata con ittrio (YSZ). Se vi siete mai chiesti come l'ittrio modifichi questi materiali o vi siete sentiti bloccati nella scelta della zirconia giusta per un caso difficile, siete nel posto giusto. Il mio obiettivo è quello di semplificare i dettagli, di evidenziare le differenze con parole semplici e di condividere i consigli della ricerca e del lavoro pratico.

La scienza della zirconia stabilizzata con ittrio (YSZ)

Prima di iniziare a curare i pazienti, pensavo che tutte le "ceramiche" fossero più o meno uguali. Mi sbagliavo. Conoscere la vera storia dell'YSZ ha cambiato totalmente il mio modo di utilizzare la zirconia.

Le fasi della zirconia: Tetragonale, monoclino e cubico

Mi spiego: la zirconia (biossido di zirconio, o ZrO₂) assume diverse forme cristalline chiamate "fasi". L'ossido di zirconio puro passa da una forma all'altra quando si riscalda o si raffredda, come l'acqua che congela o bolle.

• Fase monoclina: Stabile a temperatura ambiente. Non è abbastanza forte per i lavori dentali.
• Fase tetragonale (t-ZrO₂): Si manifesta a partire da 1170°C. Questa forma offre un'elevata resistenza e non si rompe facilmente. Questa è musica per le orecchie di ogni dentista.
• Fase cubica (c-ZrO₂): Si manifesta a partire da circa 2370°C. La fase cubica è più chiara e rende l'ossido di zirconio più simile al vero smalto dei denti.

Il trucco consiste nel mantenere in bocca queste fasi più forti e trasparenti a temperatura ambiente.

Il ruolo dell'ittrio nella zirconia dentale

È qui che interviene l'ittrio (ossido di ittrio, Y₂O₃). Mescolando l'ittrio all'ossido di zirconio, si impedisce che questo ritorni alla debole forma monoclina quando si raffredda. L'ittrio "blocca" la forma tetragonale o cubica, a seconda della quantità aggiunta.

• Con circa 3 mol% di ittrio, la maggior parte dei grani rimane tetragonale. Questo rende il materiale molto resistente, ma piuttosto opaco e gessoso da vedere.
• Aumentando l'ittrio a 5 mol%, i grani cubici prendono il sopravvento. Il materiale lascia passare più luce, il che ha un bell'aspetto, soprattutto quando si realizzano i denti anteriori, ma si perde un po' di robustezza.

Pensate all'ittrio come alla regolazione di un quadrante che ci permette di scegliere tra forte e bello.

Ed ecco un fatto interessante: con la forma tetragonale, quando inizia una crepa, i grani possono gonfiarsi e spingere contro di essa, impedendo alla crepa di crescere troppo velocemente. Ecco perché i primi materiali in zirconia erano così resistenti.

Generazioni di zirconi a confronto: Cosa ho imparato

La zirconia è decollata in odontoiatria quando il materiale è riuscito a durare a lungo e ad avere un aspetto decente. Ho avuto modo di lavorare con tutte le versioni, dai vecchi ponti spessi ai denti anteriori super trasparenti di oggi. Vediamo cosa c'è da fare per ogni tipo.

Zirconia di prima generazione (3Y-TZP)

Quando ho iniziato a lavorare con il 3Y-TZP (policristallo di zirconia tetragonale stabilizzato con ittrio 3 mol%), stavo fresando pesanti strutture bianche per ponti e corone. Questo materiale è molto resistente: la resistenza alla flessione supera i 1000 MPa. Alcune marche vantano addirittura numeri superiori a 1200 MPa!

• Punti positivi: Super resistente per i denti posteriori e per i pazienti che digrignano i denti. Le corone full-contour in 3Y-TZP non si scheggiano e non si rompono quasi mai.
• Punti negativi: Il problema principale? Non è affatto trasparente. Anche con un'ottima colorazione, non è stato facile farlo sembrare naturale.
• Chi dovrebbe usarlo? Se avete un paziente che digrigna i denti o ha bisogno di un ponte grande e robusto, questo materiale è praticamente perfetto.

Zirconia di seconda generazione (4Y-TZP)

Successivamente, i produttori hanno cercato di migliorare l'aspetto dell'ossido di zirconio. Hanno ripulito la formula del 3Y-TZP o hanno aggiunto un po' più di ittrio fino a 4 mol%. Questa formula è chiamata 3Y-TZP HT (alta traslucenza) o 4Y-TZP.

• Punti positivi: La resistenza alla flessione si aggira intorno ai 700-900 MPa: non è più resistente come prima, ma è ancora molto forte.
• Aspetto: È un po' più trasparente (30-40%). Ho iniziato a usarlo per alcuni denti anteriori quando il paziente voleva un dente forte e allo stesso tempo bello da vedere.
• Suggerimento: Per le persone che digrignano i denti ma che tengono molto all'aspetto (come i premolari o i ponti anteriori), il 4Y-TZP è la mia via di mezzo.

Zirconia di terza generazione (5Y-TZP)

La vera sorpresa per me è stata la zirconia 5Y-TZP. Con 5 mol% di ittrio, la forma cubica è la migliore, il che significa che questo materiale può essere trasparente quasi quanto il disilicato di litio.

• Trasparente: Fino a (o più di) 50%. Quando ho usato una corona monolitica 5Y, è stato difficile riconoscere che non si trattava di un dente vero.
• Svantaggi: La resistenza alla flessione scende a 550-700 MPa e non è così resistente, quindi mi preoccupo di usarlo per ponti più grandi o per pazienti che mordono forte.
• Ideale per: Le scelgo per i denti anteriori singoli o per le faccette quando il paziente vuole che sembri un dente vero, soprattutto quando è difficile abbinare i colori.
• Attenzione: Non uso la 5Y per i grandi ponti o per le persone che macinano molto. Non è in grado di sopportare quel tipo di colpi.

Zirconia di quarta generazione (multistrato/gradinata)

Ultimamente abbiamo blocchi a più strati. Posso scegliere un blocco che inizia più forte e un po' torbido sul bordo gengivale (di solito 3Y o 4Y), ma è super chiaro verso il bordo masticatorio (fino a 5Y).

• Perché mi piace: Ora posso realizzare con un unico materiale sia i denti anteriori, di bell'aspetto, sia i denti posteriori, più resistenti.
• Il mio consiglio: Sono ideali se si desidera una base solida e una punta bella e trasparente su un dente.
• Novità: Ogni strato è diverso, quindi è necessario pianificare la fresatura in modo che le punte desiderate in ogni strato finiscano nel punto giusto.

Esplorazione delle proprietà dell'YSZ attraverso le varie generazioni

Capire cosa sta accadendo a un livello minuscolo aiuta molto a spiegare perché un tipo di zirconia funziona meglio in alcuni casi. Ecco cosa c'è da sapere.

Proprietà meccaniche: Resistenza, tenacità e usura

Resistenza alla flessione

• Prima generazione (3Y-TZP): 1000-1200+ MPa. Praticamente indistruttibile in bocca.
• Di seconda generazione (4Y-TZP): 700-900 MPa. Ancora molto forte per la maggior parte dei casi.
• Terza generazione (5Y-TZP): 550-700 MPa. Molto più vicino alla normale ceramica.
• A più livelli: Dipende da dove si guarda nel blocco, di solito tra 600-1100 MPa.

Quando vedo un paziente che digrigna i denti o che ha bisogno di un ponte di grandi dimensioni, questa resistenza elevatissima mi fa preoccupare meno. Per i denti anteriori sottili (faccette) e per un dente alla volta, 600 MPa sono più che sufficienti.

Durezza alla frattura e resistenza alle cricche

Il 3Y-TZP più vecchio mi ha salvato in più di un caso difficile. Il modo in cui i grani potevano gonfiarsi per bloccare una crepa ha fatto la differenza. Con l'aumento del contenuto cubico, si perde questo bonus.

• 3Y-TZP: 6,0-9,0 MPa√m
• 4Y-TZP: 4,0-6,0 MPa√m
• 5Y-TZP: Solo 2,0-3,5 MPa√m
• A più livelli: 3,0-7,0 MPa√m, a seconda del punto di taglio del blocco

Resistenza all'usura

Un'altra cosa che ho imparato: la levigatezza della zirconia è più importante della marca che si acquista. L'ossido di zirconio ruvido mordicchia i denti contro i quali viene morso, ma quando è lucidato in modo liscio, è davvero delicato. Dico sempre al mio laboratorio di dedicare più tempo alla lucidatura, soprattutto per le corone in zirconia piena.

Proprietà ottiche: Traslucenza ed estetica

Non si può vantare una corona "perfetta" se sembra un pezzo di gesso. Ecco come l'ittrio e i grani cambiano ciò che l'occhio vede:

• Trasparente (%)
  • 3Y-TZP: 20-25% (piuttosto nuvoloso)
  • 4Y-TZP: 30-40%
  • 5Y-TZP: 45-50% o superiore
  • Multi-strato: Miscela fino a 50%+

Nei miei makeover (sorrisi "front six"), tutta la traslucenza aggiunta ha fatto la differenza. A volte faccio ancora fatica a capire come reagiscono i materiali alle diverse luci, ma più lo faccio più diventa facile.

Biocompatibilità: come si comporta la zirconia in bocca

Ciò che continua a colpirmi: tutti i tipi di zirconia dentale sono delicati per le gengive e i tessuti. Ho visto persone che sono rimaste per anni con gengive sane accanto a una zirconia ben fatta. Non provoca quasi mai irritazioni. A volte la colla o il composito falliscono, ma il tessuto intorno alla zirconia rimane quasi sempre felice.

La buona salute dei tessuti e la minore formazione di placca contribuiscono alla salute delle gengive, un grande passo avanti rispetto alle vecchie corone in metallo-ceramica.

Resistenza all'invecchiamento: Lezioni sulla degradazione a bassa temperatura

La zirconia può usurarsi con il passare del tempo (la cosiddetta degradazione a bassa temperatura, LTD). L'acqua e la temperatura della bocca possono far passare i grani al tipo monoclino più debole con il passare degli anni.

• Zirconi 3Y/4Y: Se sono fatti bene, l'invecchiamento non è un problema.
• Zircone 5Y: Un contenuto più cubico significa meno variazioni di grana, ma il rovescio della medaglia è che le crepe possono crescere lentamente anziché subire grandi rotture improvvise.

I produttori continuano a lavorare su granulometrie e metodi di cottura migliori. Nel mio studio, controllo sempre due volte il tipo di zirconia che sto usando e seguo le indicazioni per la rifinitura e la cementazione. Fare attenzione in anticipo evita problemi in seguito.

Dati del mondo reale, suggerimenti clinici e approfondimenti su casi specifici

Mi piacciono i dati, ma quello che conta è utilizzarli in ufficio.

Tabella comparativa di riferimento rapido

Le mie esperienze cliniche e di laboratorio

Caso 1: Ponte sui denti posteriori per una smerigliatrice
Una volta ho riparato una pesante smerigliatrice con un lungo ponte inferiore. Ho scelto il 3Y-TZP di prima generazione. Cinque anni dopo, va ancora forte: niente scheggiature, niente crepe. L'elevata resistenza e l'effetto di blocco delle crepe funzionano davvero.

Caso 2: Rifacimento del sorriso
Per un cliente giovane che necessitava di denti anteriori di bell'aspetto, non c'era niente di meglio dei cambiamenti di colore naturali di un blocco 5Y multistrato. Le corone singole si integravano perfettamente. Riceve ancora complimenti.

Cementazione e trucchi di superficie
Con gli zirconi trasparenti (5Y), il cemento resinoso rende il bordo più liscio e compatto. Per i 3Y/4Y, i normali cementi vanno generalmente bene. Indipendentemente dal tipo, pulire sempre l'interno (se possibile, sabbiarlo) e utilizzare un primer per zirconia adatto, se necessario.

Sull'usura e sui denti opposti
Una paziente si è presentata con il problema dell'usura dei bordi dei denti. Le sue corone superiori erano in zirconia ruvida. Le ho lucidate e i suoi denti hanno smesso di consumarsi e si è sentita subito meglio. Lucidare sempre la zirconia. Non saltatela!

Conclusioni: La scelta della migliore zirconia per il successo clinico

Guardando al passato, ciò che salta all'occhio è quanto sia cambiata la zirconia dentale. Dai vecchi ponti torbidi che usavo alle corone lucide e dall'aspetto naturale che realizzo oggi, c'è un tipo di zirconia adatto a qualsiasi caso.

Se c'è una cosa che direi agli altri:

• Per i grandi ponti o le smerigliatrici, il classico 3Y-TZP è ancora il re.
• Per i lavori in cui si desidera sia l'aspetto che la resistenza, soprattutto per i denti anteriori, scegliere il 4Y-TZP.
• Se volete che sembri un dente vero, usate il 5Y-TZP o gli strati trasparenti in un blocco multistrato, ma non esagerate.

Inoltre, è bene informarsi, seguire le regole del produttore e scegliere la zirconia adatta a ciascun caso. Continuo a imparare, ma sapere come l'ittrio modifica la zirconia ha migliorato il mio lavoro e il sorriso dei miei pazienti.

A denti più belli e a corone che durano davvero!