Università degli Studi L ’ Aquila Dipartimento di Discipline Chirurgiche C.L.O.P.D. Dir.Prof.Claudia Maggiore

1. Università degli Studi L’Aquila Dipartimento di Discipline Chirurgiche C.L.O.P.D. Dir.Prof.Claudia Maggiore Clinica Odontostomatologica Dir.Prof.Mario Giannoni Materiali Dentali Tit.p.a.Dott.Mario Baldi Ceramiche Mario BALDI

3. Ceramiche Caratteristiche cromatiche perfettamente integrate con la dentatura naturale residua Resistenza all’abrasione Fragilità

4. Ceramiche Composizione

5. Ceramiche Composizione Quarzo puro Importante e la fine granulometria, la silice rappresenta la struttura portante per gli altri componenti Caolino È un’argilla che conferisce alla ceramica l’opacità , mescolato con l’acqua permette di formare la massa lavorabile della ceramica, si contrae considerevolmente

6. Ceramiche Composizione Feldspato - Alluminio silicato di potassa componente principale delle ceramiche, cristallino ed opaco con colore dal grigio al rosa, fonde a 1290° modellato mantiene la forma. E’ fondamentale l’assenza di impurità di ferro ai fini delle qualità cromatiche della ceramica.

7. Ceramiche Composizione Pigmenti metallici Sono polveri che addizionate danno alle ceramiche le caratteristiche sfumature cromatiche per imitare i denti naturali, vengono preparate da ossidi metallici.ossido di titanio-tonalità giallo brune, ossido di manganese-lavanda, ossido di ferro-marrone, ossido di cobalto-blu, ossido di rame-verde, ossido di nickel-bruno.

8. Ceramiche Composizione per corone e ponti su metallo

9. Ceramiche Tecnica costruttiva Foglio di platino 0,025 – Supporto metallico Polvere di porcellana mescolata con acqua fino ad ottenere una consistenza cremosa ed applicata con una spatola Con il pennellino per attrazione capillare per apposizione di polvere su supporto di miscela bagnata.

10. Ceramiche Tecnica costruttiva Tre cotture in forno Dentina 56° inferiore alla temperatura di fusione Smalto e colore temperatura inferiore alla dentina Glasatura

11. Ceramiche Tecnica costruttiva Fase vetrosa Fragilità, scorrimento sotto sforzo, tensione superficiale Fase cristallina Aggiunta di pigmenti come coloranti o opacizzanti

12. Ceramiche Tecnica costruttiva Alta temperatura di fusione 1315-1370 maggior resistenza, insolubilità, translucenza Media temperatura 1090-1260 Bassa temperatura 870-1065

13. Ceramiche Cottura (ideale sottovuoto) Controllo della temperatura ( aumento costante fino al raggiungimento della specifica temperatura) Controllo della temperatura e del tempo specifico di trattamento (incremento preeterminato fino al raggiungimento di un livello prefissato, mantenimento di tale livello fino all’ottenimento delle reazioni prefissate)

14. Ceramiche Caratteristiche – Fattori condizionanti Tecnica e grado di condensazione della polvere di ceramica durante la modellazione prima della cottura. Grado di cottura e la procedura seguita nella fusione della massa ceramica

15. Ceramiche Caratteristiche Contrazione lineare - circa 14% (bassofondenti) 11,5% (altofondenti) Resistenza trasversale 62-90 Mpa Resistenza al Taglio 110 Mpa Resistenza alla compressione 172 Mpa Modulo di elasticità 69GPa

16. Ceramiche Corone a giacca Corone su supporto metallico Intarsi Intarsi diretti assistiti da macchine Faccette

17. Sistema cad/cam Cerec

18. Sistema cad/cam Cerec

19. Sistema cad/cam Cerec Scan Restauri Indiretti

20. Ceramiche Corone a giacca

21. Ceramiche Corone a giacca

22. PROPRIETÀ della CERAMICA DENTALE E’ chimicamente molto stabile,fornisce un’estetica eccellente e non si deteriora nel tempo. La conducibilità termica ed il coefficiente di espansione termica sono simili a quelle di smalto e dente. Anche se la resistenza a compressione della porcellana dentale è alta (350-550MPa), la resistenza alla trazione è molto bassa (20-60MPa), tipica di un solido fragile.

23. Ceramiche Il materiale, essendo soprattutto un vetro, presenta poca durezza . I vetri sono estremamente sensibili alla presenza dei microcracks di superficie e questo rappresenta uno degli svantaggi principali nell'uso di porcellana dentale. Durante il raffreddamento dalla temperatura del forno, la parte esterna della porcellana si raffredderà più velocemente dell'interna, poichè la porcellana ha una conducibilità termica bassa. La superficie esterna si contrae inizialmente più della parte interna, con conseguente nascita di tensioni interne che possono dar problemi anche alla gengiva.

24. CLASSIFICAZIONE DELLE CERAMICHE DENTARIE MODERNE Tra gli svantaggi più grandi delle porcellane dentali descritte precedentemente c’è la loro mancanza di resistenza e di durezza, che ha limitato seriamente il loro uso. Per superare il problema della mancanza di resistenza e di durezza delle porcellane dentali, ci sono due soluzioni possibili: fornire, alla porcellana dentale, un supporto con una sottostruttura più forte oppure produrre ceramiche più forti resistenti. La ricerca, orientata su entrambi gli obiettivi, ha dato diversi risultati. Principalmente possiamo classificare i materiali studiati in tre categorie: 1.Reinforced ceramics core system. 2. Resin-Bondend ceramics. 3. Metal-ceramics. Nel primo caso, il supporto per il materiale ceramico, è fornito da un altro materiale ceramico con una durezza e resistenza più elevate, ma scarse qualità estetiche; nei resin-bondend ceramics, il supporto è fornito dalla stessa struttura del dente; in questo caso è necessario che il materiale ceramico aderisca al tessuto del dente.

25. Ceramiche Rinforzate Nella metà degli anni 60, McLean e Hughes inventarono un reinforced ceramic core system con un riforzo di vetro feldspatico e allumina, chiamato:Alumina- reinforced porcelain jacket crown. Da allora sono stati sviluppati molti altri materiali basati sullo stesso principio : negli anni 80 i glass-infiltrated high strength ceramic cores (In-ceram etc), negli anni 90 l’all-alumina core (Techceram, Procera AllCeram etc)

26. Ceramiche PJC Alumina-Reinforced Porcelain Racket Crown (PJC) E’ costituita da un vetro feldspatico contenente allumina(40-50%) Le particelle di allumina sono molto più forti di quelle del vetro e si oppongono, con maggiore efficacia, alla propagazione delle crepe.La resistenza a flessione passa dai 60 MPa, nel migliore dei casi, della porcellana feldspatica, ai 120-150 MPa dell’alluminous core porcelain. Poiché, però, le capsule ottenute , non hanno un ottimo colore e non sono traslucide, è necessario smaltarle. La PJC viene largamente utilizzata per i denti anteriori, mentre non è ancora possibile estenderla ai posteriori perché non è abbastanza resistente. Alcuni esempi di protesi realizzate in allumina.

27. Glass-infiltrated High Strength Ceramic Core System Questo sistema alternativo, introdotto da In-Ceram(Vita), permette di avere un contenuto di allumina superiore a quello della PJC, che abbiamo visto essere circa 40-50%; si arriva, infatti, all’ 85% di allumina. La ceramica viene messa su un dado refrattario fatto di polvere di allumina. Il dado, una volta asciutto, viene sinterizzato per 10 ore ad una temperatura di 1120°C, alla quale la polvere d’allumina non fonde completamente. Il dado ottenuto ha, quindi, una struttura leggermente porosa; infatti la sua resistenza è circa 6-10 MPa. Nel nucleo poroso ottenuto viene infiltrato del vetro di lantanio che alla temperatura di 1100°C, alla quale rimane il dado nel forno per 4-5 ore, ha una bassissima viscosità. Al posto della polvere di allumina possono essere utilizzati altri materiali, come zirconia o spinello (MgAl2O4), con ottimi risultati rispetto alla resistenza : con lo spinello, circa 350 MPa , mentre con l’aggiunta di 33% di zirconia si arriva fino a 700 MPa.

28. Pure Alumina Cores Si tratta di un’estensione della alumina-reinforced core, in cui il dado, o nucleo, è in pura allumina (99,5%). I vantaggi di questi sistemi sono la maggiore robustezza e la traslucidità, superiore a quella dei materiali glass-infiltrated core. La resitenza è paragonabile a quella ottenuta con la zirconia. Uno svantaggio di tutti i reinforced-ceramics core system, visti finora è che nessuno di essi risulta trattabile con acido nitrico per ottenere un superficie che sia legabile direttamente al tessuto dentale.

29. Resin-Bondend Si tratta di materiali innovativi in cui hanno particolare importanza le tecniche adesive. La combinazione delle caratteristiche meccaniche ed estetiche ottenute con i materiali ceramici e dell’adesione tra smalto e dentina ha permesso di ottenere delle protesi dentarie eccellenti.

30. Materiali Ceramici e vetroceramici. Quando le molecole elementari sono distribuite a caso, è probabile che il ceramico abbia una struttura vetrosa. Questa struttura può presentare vari gradi di traslucidità. Al contrario, una disposizione ordinata genera un cristallo che tende a riflettere la luce . Ciò altera le proprietà ottiche ma aumenta la resistenza meccanica del ceramico poiché gli atomi sono in una condizione di massimo impacchettamento invece di una distribuzione aleatoria come in un vetro. I ceramici utilizzati possono essere chimicamente suddivisi in tre gruppi: silicati: ossidi di silicio ed altri atomi (di Al, di K, di magnesio, del Ca). La maggior parte delle porcellane feldspatiche usate comunemente in ceramica dentaria appartiene a questo gruppo. ceramici del Non-silicio, cioè con la stessa composizione della ceramica del silicio ma senza il silicio. Due esempi comuni sono Al2O3, MgO e spinello. Ceramica Nonoxide :il carburo di silicio (SiC), il carburo di tungsteno (WC), o la grafite (C).

31. Leucite-reinforced Feldspar Glass Ceramics La costruzione di protesi con la leucite può essere effettuata attraverso un processo di sinterizzazione oppure con processo di Hot-pressing. Per il processo di sinterizzazione è richiesta una grande abilità dall’ odontotecnico, se si vogliono ottenere dei risultati soddisfacenti, specialmente per i problemi connessi al ritiro. Il processo di hot-pressing permette di minimizzare questi problemi. Questo sistema utilizza la lost-wax casting technique. Viene realizzato un modello in cera che sarà successivamente collocato in un dado di materiale refrattario e fatto bruciare per generare lo spazio che sarà poi riempito con la leucite. A questo punto, una speciale pressa-forno, riempie lo spazio con una pallina del vetroceramico ad una temperatura di 1180°C. La resistenza della leucite-reinforced, comunque, non permette di costruire protesi per i denti posteriori né ponti.

33. Lithium Disilicate and Apatite Glass Ceramics Per estendere l’uso dei vetroceramici ai ponti ed, in generale, per migliorarne le qualità, è stato inventato un nuovo vetroceramico basato sul composto SiO2–Li2O. La fase cristallina che si forma è un disilicato di litio (Li2Si2O5) e copre circa il 70% del volume del vetroceramico. Il Li2Si2O5 ha una microstruttura insolita in quanto è fatta da molte piccole piastre cristalline collegate tra loro e orientate in modo confuso. Questo tipo di struttura conferisce al materiale una buona resistenza, poiché i cristalli aghiformi, inducono le crepe che si formano a deviare, a smussarsi o a ramificarsi. E’ presente una seconda fase cristallina, cioè l’ortofosfato di litio (Li3PO4),con una frazione di volume molto inferiore al disilicato. Le proprietà meccaniche di questo vetroceramico superano quelle della leucite, infatti la resistenza a flessione raggiunge i 450 MPa e la fracture toughness è tre volte quella della leucite. E’ molto traslucido a causa della ottima compatibilità tra le fasi cristalline in esso presenti. Viene ottenuto con un sistema analogo alla Hot-pressing, vista precedentemente, ad una temperatura di 920°C.

34. Zirconio Lo zirconio puro fu ottenuto per la prima volta nel 1914. È un minerale duttile e tenace, abbastanza diffuso in natura. Altamente biocompatibile, con ottima resistenza a spessori sottili e stabilità nel tempo unita a caratteristiche estetiche adeguate.

35. Zirconio Allo stato naturale si presenta come una polvere bianca cristallina in fase monoclina. Questa rappresenta la sua forma stabile e viene mantenuta fino a quando la temperatura resta al di sotto di 1170 °C. Sopra questo valore, e fino ai 2370 °C, presenta una struttura cristallina tetragonale, mentre a livelli di temperatura più elevati, fino al punto di fusione che corrisponde ai 2720 °C, è caratterizzato da uno stato cristallino di tipo cubico

36. Zirconio Nella sua forma tetragonale stabilizzata l’ossido di zirconio è un materiale estremamente duro e con una resistenza alla flessione elevatissima, che può raggiungere e superare i 1000 MPa, contro i circa 700 MPa di una ceramica in allumina pura [10,54]. Presenta, inoltre, una resistenza alla frattura eccezionale ed è un cattivo conduttore termico

37. Zirconio Per ottenere l’ossido di zirconio stabilizzato in fase tetragonale è necessario aggiungervi alcuni ossidi, grazie ai quali il materiale permane allo stato tetragonale anche quando, dopo il processo di sinterizzazione, la sua temperatura scende al di sotto di 1170 °C. Si possono utilizzare a questo scopo ossidi di vario tipo come l’ossido di magnesio (MgO), l’ossido di calcio (CaO), l’ossido di cerio (Ce2O3) o l’ossido di ittrio (Y2O3).

38. Zirconio Il processo produttivo tipico delle cappette in ossido di zirconio ha inizio con una fase iniziale di presinterizzazione della polvere, che serve a renderla lavorabile. Il prodotto di questa prima fase viene, quindi, lavorato secondo la tecnica CAD/CAM, che prevede la progettazione e la modellazione del manufatto attraverso l’ausilio di un computer. Dopo la lavorazione è possibile conferire all’ossido di zirconio una colorazione migliore immergendolo in specifici sali metallici, a meno che non siano stati inseriti direttamente nella polvere iniziale degli ossidi metallici con la stessa funzione.

39. Zirconio A questo punto si passa alla fase di sinterizzazione finale, che può avvenire ad una temperatura variabile, generalmente, tra 1350 e 1550 °C, per un tempo compreso tra 2 e 5 ore. Dopo la sinterizzazione si passa al rivestimento del manufatto in ossido di zirconio con delle ceramiche feldspatiche sviluppate specificamente per essere abbinate a tale materiale

40. Zirconio

41. Impieghi clinici ceramiche

42. Durezza Ceramica Resina Denti Naturali

43. Sistemi Ceramico Metallici

44. Sistemi Ceramico Metallici Adesione ceramica – metallo (formazione di un forte legame chimico, interconnessione meccanica, tensioni residue)

45. Requisiti ceramica fusa su metallo Mimetismo con i denti naturali Fondere a temperature relativamente basse Coefficienti di espansione termica compatibili con i metalli impiegati Adattamento all’ambiente orale Non abradere i denti antagonisti

46. Ceramiche Fuse Su Metallo Caratteristiche Temperature di fusione 930°- 980° 660° più recenti Resistenza trasversale 60 Mpa Resistenza al Taglio 120 Mpa Resistenza alla compressione 820 Mpa

47. Composizione leghe nobili per ceramica

48. Composizione leghe non nobili per ceramica

49. Caratteristiche delle leghe non nobili per ceramica

50. Caratteristiche delle leghe nobili per ceramica