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ZIRCONIA

      Biocompatibilità della Zirconia

In campo odontoiatrico è sempre più grande l’interesse per l’ossido di zirconio (Zirconia Y-TPZ), un materiale che sta avendo una nuova e diffusa applicazione per la realizzazione di protesi odontoiatriche.

L’utilizzo dell’ossido di zirconio o zirconia è giustificato dal fatto che tale materiale presenta ottime caratteristiche fisiche e chimiche e porta a risultati estetici in grado di soddisfare le esigenze di vari pazienti.

In medicina però l’ossido di zirconio o per meglio dire la ceramica zirconia è utilizzata già da molto tempo. La prima applicazione fu per la costruzione di protesi femorali in quanto rispetto ai materiali metallici offriva una maggiore resistenza meccanica.

Da quando è aumentato l’utilizzo della zirconia in campo medico, per non dire nel campo odontoiatrico, c’è stata una maggiore attenzione e studio sulla sicurezza di questo materiale per la protezione della salute pubblica.

Attualmente vi è una non chiara definizione e conoscenza delle caratteristiche di questo materiale. Obiettivo di questo articolo è chiarire alcuni importanti punti sull’argomento affinchè pazienti, dentisti e odontotecnici abbiano la più corretta e documentata informazione su cosa sia l’ossido di zirconio (o zirconia) e il suo utilizzo in campo odontoiatrico.

La Zirconia in medicina

Zirconia, ossia l’ossido di zirconio (ZO2), è un materiale che, come si è detto, in medicina è utilizzato già da molti anni per le sue caratteristiche chimiche e fisiche ma soprattutto per l’elevata resistenza meccanica e per la sua elevata biocompatibilità.

In natura l’ossido di zirconio può trovarsi in tre forme: monoclinica, tetragonale e cubica. L’aggiunta di un agente stabilizzante come l’ittrio (Y) permette di mantenere la zirconia nella sua forma tetragonale altamente resistente alle fratture.

Zirconia, Ossido di Zirconio

Zirconia, Ossido di Zirconio

La zirconia (TZP) fu introdotta in medicina negli anni ‘70 per la costruzione di protesi femorali perché rispetto ai metalli presentava una migliore resistenza all’allungamento e corrosione. Ebbe in seguito un grosso successo nel 1985 per il miglioramento del processo produttivo che permise la realizzazione di una grande varietà di protesi femorali.

Ad oggi più di 500.000 pazienti in tutto il mondo hanno subito l’impianto di protesi femorali in zirconia senza che sia stato registrato alcun evento avverso in termini di biocompatibilità.

La ceramica in zirconia può essere quindi considerata in campo medico una valida alternativa al metallo (titanio).

 Radioattività della Zirconia

Premessa. Occorre fare una precisazione riguardo all’ossido di zirconio. La zirconia non è un materiale nuovo perché, come già detto, è utilizzato già da molti anni in medicina. La novità è invece l’utilizzo della zirconia in campo odontoiatrico, una ceramica integrale che in futuro tenderà a sostituire il metallo per la realizzazione di protesi dentali.

La zirconia è radioattiva?

La radioattività è un fenomeno naturale della materia. La radioattività o decadimento radioattivo di per sé è un insieme di processi tramite i quali i nuclei atomici instabili, che costituiscono la materia, emettono particelle subatomiche per raggiungere uno stato più stabile. Tale decadimento è distinto in tre classi a seconda del tipo di fenomeno che avviene nell’atomo: decadimento alfa, beta, gamma. Nel primo tipo di decadimento si ha l’emissione di un nucleo di elio, due neutroni e due protoni. Nel decadimento beta si ha l’emissione di un elettrone mentre nel decadimento gamma si ha l’emissione di un quanto di radiazione elettromagnetica. Le radiazioni alfa e beta, per la dimensione della particella, hanno una minor profondità di penetrazione rispetto alle radiazioni gamma di tipo elettromagnetico.

L’effetto biologico dipende non solo dal tipo di radiazione ma anche dal suo contenuto energetico e può portare ad un’alterazione a livello di DNA e RNA e quindi genetico. Tale effetto può essere prodotto principalmente dalle radiazioni gamma, più energetiche e penetranti rispetto alle radiazioni alfa e beta. Le radiazioni gamma sonno pertanto, le uniche potenzialmente nocive per la salute.

La zirconia come elemento puro non esiste in natura ma si trova o come ossido (nella formula chimica ZrO2) o come silicato (nella formula chimica ZrSiO4).

Al suo interno ci sono delle impurità naturali radioattive che solo grazie a moderni processi di purificazione sono eliminati.  Per la produzione di zirconia esistono norme ISO che stabiliscono il grado di purezza che deve avere il materiale per essere considerato sicuro per la salute umana.

La zirconia, una volta purificata da queste impurità, è ritenuta un materiale assolutamente inerte. Per questo motivo è importante che ci siano soggetti in grado di garantire che il processo di purificazione avvenga secondo normative specifiche ISO.

La ceramica integrale LavaTM è un esempio di zirconia purificata secondo le norme per le ceramiche dentali ISO 6872.

Durante tutte le fasi di purificazione dell’ossido di zirconio sono eseguiti diversi controlli che portano alla produzione di un materiale non radioattivo. I valori dell’attività specifica dell’ossido di zirconio sono misurati dall’Istituto Tedesco per la Ricerca Applicata su Isotopi, Gas e Ambiente e dall’Ente Federale Tedesco di Ricerca e Prova dei Materiali.

E’ per questo motivo che 3M può affermare che la propria ceramica LavaTM è sicura e biocompatibile.

E’ significativo comunque costatare che a livello scientifico esistono pubblicazioni riguardo la relazione radioattività-zirconia e che tutte dimostrano che non esistono reazioni avverse sia locali che sistemiche dovute alla presenza della zirconia.

Biocompatibilità della Zirconia

Un altro aspetto molto importante sulla ceramica in zirconia riguarda la biocompatibilità di questo materiale. I primi lavori scientifici pubblicati sulla biocompatibilità della zirconia risalgono al 1969.

Studi sperimentali eseguiti sia in vitro (tab. 1) sia in vivo (tab.2) hanno dimostrato che la ceramica in ossido di zirconio non provoca alcun effetto citotossico e cancerogeno.

L’utilizzo della zirconia in campo odontoiatrico è stato possibile grazie all’introduzione di tecniche di produzione CAD/CAM (computer-aided design/computer-aided manufacturing) che ne hanno migliorato le caratteristiche meccaniche e fisiche.

In letteratura ci sono diversi studi scientifici che dimostrano come corone e ponti in ossido di zirconio (Y-TZP) hanno un’alta biocompatibilità.

Conclusioni

L’utilizzo della ceramica in zirconia grazie alla tecnologia CAD/CAM ha portato grossi vantaggi alla realizzazione di protesi dentarie sempre più precise, più simili a quelle naturali e in grado di soddisfare le esigenze estetiche di ogni paziente.

L’utilizzo della zirconia in odontoiatria è quindi giustificato perché:

  1. da più di 35 anni è utilizzato in medicina
  2. è un materiale inerte se ben purificato
  3. Lavain particolare è prodotta secondo le norme ISO 6872  e i processi di purificazione sono controllati da enti certificatori autonomi
  4. la biocompatibilità della zirconia è ormai dimostrata a livello scientifico.