LEGHE METALLICHE IN ODONTOIATRIA

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1 LEGHE METALLICHE IN ODONTOIATRIA 1. Cenno ai metodi di cura delle affezioni dentali che utilizzano metalli 1.1 Otturazioni Le otturazioni servono a restaurare i denti cariati e le corone parzialmente distrutte, che in questo modo ritrovano la loro funzionalità ed estetica. Per fare in modo che l'otturazione tenga, vi sono due possibilità: il dente viene preparato con il trapano per accogliere e trattenere l'otturazione oppure si utilizza un materiale da incollare direttamente al dente e che permette di risparmiare sostanza dentale sana. Il medico dentista dispone di diversi materiali per le otturazioni, che utilizza in base al tipo di danno e alla posizione (otturazione di un incisivo o di un molare, sul colletto o sulla superficie masticatoria). 1.2 Corone e ponti Le corone Se un dente è talmente danneggiato che un'otturazione non basta più a restaurarlo, si rende necessaria la posa di una corona artificiale. Le corone vengono però utilizzate solo in assenza di alterazioni patologiche della radice e dei tessuti di sostegno, perché la qualità di un restauro dipende da quella delle fondamenta su cui posa I ponti In odontotecnica il ponte è la protesi fissa che permette di sostituire i denti mancanti. I ponti restaurano le edentulie parziali, generalmente dovute alla perdita di uno o più denti. I ponti coinvolgono almeno due denti, i denti pilastro, che di norma si trovano ai due lati dello spazio creato dal dente mancante (edentulia). Su questi denti viene ancorato il ponte; si tratta di corone, se del caso anche di corone parziali, sulle quali vengono fissati i denti mancanti (i cosiddetti elementi intermedi). Di norma un ponte è costituito da un ancoraggio e da uno o più elementi intermedi I ponti interdentali, in estensione e adesivi I ponti più comuni sono i cosiddetti ponti interdentali nei quali gli elementi intermedi sono posizionati tra gli ancoraggi. I ponti interdentali servono alla ricostruzione di un'edentulia. I ponti in estensione sono utilizzati alle estremità delle arcate dentarie ridotte: i denti mancanti o gli elementi in estensione non sono fissati tra i pilastri, ma sorretti a sbalzo. Naturalmente è possibile combinare l'uso di ponti interdentali e di ponti in estensione. Nel ponte adesivo (ponte incollato o Maryland) gli ancoraggi non sono costituiti da corone, ma da appoggi metallici incollati, dopo una preparazione minima, ai denti pilastro per mezzo di una tecnica adesiva e di compositi (di resine). Oggigiorno per ancorare un ponte non vengono utilizzati solo i denti, ma pure gli impianti. Spesso al posto dei ponti possono essere utilizzati impianti sui quali vengono fissate le corone.

2 1.2.4 I materiali Per fabbricare le corone e i ponti vengono utilizzati metalli preziosi e non preziosi, la ceramica e le resine sintetiche. Dato che ogni materiale ha caratteristiche specifiche, spesso i materiali vengono combinati tra loro. Per i denti posteriori, dove l'estetica svolge un ruolo secondario, ma la solidità ha un'importanza primordiale per la masticazione, si possono utilizzare manufatti completamente in metallo (corone e ponti in oro). Per i denti anteriori, invece, oggigiorno vengono utilizzati quasi esclusivamente manufatti del colore dei denti: corone che associano metallo e ceramica e più precisamente un'anima di metallo rivestita di ceramica del colore dei denti nella parte visibile. Il vantaggio di questo tipo di fabbricazione sta nell'associare la resistenza del metallo e l'estetica della ceramica. Se una corona deve soddisfare criteri estetici molto rigidi, si può utilizzare una corona in ceramica, una cosiddetta corona Jacket. I manufatti in ceramica non sono ineccepibili solo dal punto di vista estetico, ma sono anche molto ben tollerati dai tessuti molli. 1.3 Protesi amovibili Le protesi amovibili o parziali sono dentature artificiali appoggiate su una base, la cosiddetta sella edentula, e ancorate ai denti naturali vicini per mezzo di ganci. In presenza di denti contigui da entrambi i lati si parla di "protesi interdentali", se manca il dente terminale per fissare la protesi si parla di "protesi a sbalzo". Il vantaggio principale delle protesi amovibili è innanzi tutto il costo relativamente contenuto. Il paziente può togliersi la protesi, il che gli permette di pulire facilmente sia la protesi che la dentatura residua. Gli inconvenienti sono invece il basso grado di comfort e il grande rischio di carie per i denti che supportano i ganci.

3 1.3.1 Ancoraggio delle protesi parziali: i ganci. Una protesi parziale può essere fissata ai denti naturali vicini per mezzo di ganci fusi. Questa tecnica è relativamente poco costosa. Gli inconvenienti sono di natura estetica, dato che i ganci sono visibili. Inoltre, visto che sotto i ganci possono depositarsi i batteri, è importante pulirli con particolare cura per evitare di perdere i denti sottostanti a causa della carie Ancoraggio delle protesi parziali: i bottoni a pressione Le radici dei denti molto cariati vengono devitalizzate, abbassate al limite della gengiva e ricoperte da una cappa in oro munita di perno. La parte maschio del bottone a pressione viene saldata alla cappa e la controparte femmina viene incastrata nella protesi Ancoraggio delle protesi parziali: guida fresata Di norma, una guida fresata viene utilizzata solo per i denti con corona. Nella parte metallica della corona si fresa una guida con una forma a pareti parallele (spalla o scanalatura). La parte maschio, incorporata nel telaio della protesi, si adatta esattamente alla guida. I vantaggi: la tenuta e la trasmissione delle forze di masticazione sono molto buone e pure l'aspetto estetico è ineccepibile. L'inconveniente: la tecnica di esecuzione è complicata e costosa Ancoraggio delle protesi parziali: sbarra prefabbricata La sbarra prefabbricata viene utilizzata in dentature residue estremamente ridotte. La sbarra è saldata su due cappe in oro e la costruzione rigida cementata. La cappa della sbarra è fissata alla base della protesi.

4 1.4 Protesi totali Le protesi totali ristabiliscono le funzioni della masticazione e della fonazione, nonché l'estetica nei mascellari edentuli, ossia senza denti. Per masticare senza alcun dolore è importante che i denti artificiali siano posizionati correttamente dal punto di vista statico. Le superfici interne della protesi appoggiano uniformemente sulla mucosa e aderiscono grazie a un effetto ventosa. I prodotti per incollare le protesi che si trovano sul mercato possono in parte risolvere problemi di adesione, ma se una protesi non tiene più bene è indispensabile che il medico dentista la riadatti. Il mascellare superiore edentulo (foto 1) ha una forma ideale per la posa di una protesi totale. La base di resina della protesi appoggia su una superficie larga (foto 2). Se i bordi della protesi corrispondono bene al decorso delle mucose mobili, si ottiene un certo effetto ventosa. A causa della forma anatomica del mascellare inferiore (foto 3), una protesi totale ha difficoltà di tenuta, anche se ben eseguita, a causa dell'esiguità della superficie di appoggio. Per aumentare la tenuta bisogna curare particolarmente l'esecuzione della base delle protesi e il posizionamento statico dei denti in armonia con lingua, labbra e guance (foto 4). Se con queste misure non è possibile garantire la tenuta della protesi totale, oggi vi è la possibilità di fissare i denti artificiali con gli impianti. 1.5 Implantologia Con implantologia orale s'intende l'inserimento di radici dentali artificiali nell'osso mascellare. Gli impianti sono fabbricati con materiali biocompatibili e generalmente sono tollerati molto bene dall'osso. L'armatura del dente inserito nell'impianto è in metallo prezioso ad alto tenore d'oro. L'aspetto estetico perfetto è garantito dal rivestimento in porcellana o in resina sintetica. Gli impianti, inoltre, sono sempre più utilizzati come elemento di fissaggio per le protesi totali (ad esempio protesi totali) ). I controlli regolari da parte del medico dentista e dell'igienista e un'igiene orale accurata da parte del paziente sono i presupposti indispensabili per un successo duraturo dell'impianto. Dato che gli impianti sono fissati nella mucosa proprio come i denti naturali rappresentano un collegamento tra l'interno del corpo e l'ambiente esterno e sono quindi esposti alla placca, ai batteri, ai resti di cibo ecc. Se l'igiene orale è carente, possono insorgere gli stessi problemi infiammatori cui sono esposti i denti naturali, ossia gengiviti, formazione di tasche e atrofia ossea. In questo caso, vi è il pericolo che l'impianto si allenti e che debba essere rimosso. Per valutare la possibilità e l'opportunità di posare un impianto sono necessarie radiografie, simulazioni su modelli ed eventualmente un esame dello stato generale di salute.

5 2. Classificazione delle leghe dentali Le leghe dentali possono essere classificate, in modo del tutto generale, in base al loro impiego. Le due famiglie principali sono costituite dalle leghe dentali per sottostrutture da rivestimento estetico in resina, dette anche leghe per corone e ponti, e per sottostrutture da rivestimento estetico in ceramica. In realtà, questa divisione schematica, poiché alcune leghe possono essere impiegate in entrambi i campi di applicazione. Ciò che contraddistingue fisicamente le due famiglie di leghe è l'intervallo di fusione, compreso tra 1050 e 1350 C per le leghe per ceramica e tra 830 e 1000 C per le leghe per resina. Da questa caratteristica discende anche la differenza nel coefficiente di dilatazione termica medio delle due famiglie, pari a circa 14,5 x 10-6 / C per le leghe per ceramica, e 17,0 x 10-6 / C per le leghe per resina. Esistono poi altre tipologie di leghe per impiego odontoiatrico. Le leghe per brasatura, utilizzate per entrambe le famiglie precedenti, le leghe per fili e ganci, le leghe per scheletrati, gli amalgami e, infine, i metalli puri o microlegati, come il titanio e gli ori coesivi. Leghe metalliche per fusione Fili e ganci

6 2.1 Leghe per sottostrutture da rivestimento estetico in ceramica, o leghe per metalloceramica Esempio di sottostruttura per rivestimento estetico Queste leghe devono presentare alcune caratteristiche fisico-chimiche indispensabili per poter ricevere il rivestimento ceramico che viene sinterizzato sulla loro superficie, dopo che è stato opportunamente modellato e lavorato. La più importante riguarda il loro intervallo di fusione, che deve essere significativamente superiore (almeno C) alle temperature di sinterizzazione delle ceramiche più diffuse (circa 980 C). Ciò allo scopo di evitare deformazioni del modellato metallico durante le varie fasi di cottura della ceramica. La seconda caratteristica fondamentale di queste leghe è data dal loro coefficiente di dilatazione termica, che deve essere leggermente superiore a quello medio delle masse ceramiche. In questo modo, durante i raffreddamenti successivi alle varie fasi di sinterizzazione degli strati ceramici, questi vengono compressi dalla lega che si contrae maggiormente. Lo stato di compressione della ceramica è fondamentale poiché essa, come tutte le sostanze vetrose, resiste bene agli sforzi di compressione, ma è estremamente instabile e si frattura se sottoposta a sforzi di trazione. La terza fondamentale caratteristica di queste leghe è la presenza, in esse, di elementi in grado di formare ossidi superficiali atti a generare un legame chimico con la ceramica. Gli elementi più importanti per questo fine sono l indio, il gallio, il ferro ed il manganese. Le leghe in oggetto vengono prese in considerazione dalla norma ISO 9693, che prescrive una prova specifica per valutare l'efficacia dell'adesione lega-ceramica. Le leghe per rivestimento estetico in ceramica possono, a loro volta, essere suddivise in cinque famiglie fondamentali: leghe ad alto titolo aureo, leghe ad alto titolo di palladio, leghe a base di oro e palladio, leghe a base di palladio e argento, leghe a base di nichel e cromo Leghe ad alto titolo aureo Queste leghe contengono almeno 80% in massa di oro e, mediamente, 90% in peso come somma tra oro e platino. A causa del loro elevato peso specifico (intorno ai 19 g/cm 3 ), sono indicate per l'esecuzione di protesi non eccessivamente estese. Il loro colore è solitamente giallo, con intensità variabile in funzione del contenuto di palladio, elemento del gruppo del platino, in grado di schiarire il colore giallo dell oro molto più efficacemente del platino stesso, efficace in questo senso anche se in concentrazioni del 3 5%. La composizione chimica di queste leghe le rende più affidabili durante la lavorazione ed in grado di sopportare eventuali errori di lavorazione, senza conseguenze irrimediabili. La stessa composizione chimica le rende molto affidabili per l'applicazione in cavità orale, offrendo la massima biocompatibilità e resistenza a corrosione. I difetti tipici di queste leghe sono la scarsa resistenza ad alta temperatura, che può sfociare in deformazioni durante le fasi di sinterizzazione delle masse ceramiche, ed il basso modulo elastico insieme con l'elevato peso specifico, che sfavoriscono la realizzazione di strutture estese. La tab. 1 presenta le caratteristiche di alcune tipiche leghe di questa categoria.

7 Tab. 1. Caratteristiche di composizione di alcune leghe ad alto titolo aureo per sottostrutture da rivestimento estetico in ceramica. Queste leghe sono caratterizzate da elevato peso specifico, bassa durezza e modulo elastico. Per le stesse vengono riportate anche: HV5/30 durezza Vickers dopo cottura della ceramica), L.E. (limite elastico), T.S. ( temperatura del solido), T.L. (temperatura del liquido), P.S. (peso specifico), E (modulo di elasticità). Composizione (% in massa ) HV5/30 L.E. T.S. T.L. P.S. (g/cm 3 ) E 88,7 Au, 9,5 Pt , ,0 Au, 10,0 Pt, 1,3 Pd , ,0 Au, 13,4 Pt , ,5 Au, 13,5 Pt, 1,5 Pd , Leghe ad alto titolo di palladio Le leghe ad alto titolo di palladio contengono mediamente il 75% in massa di questo elemento. Sono caratterizzate da elevata durezza e rigidità (alto modulo d'elasticità). Il palladio conferisce loro un'alta resistenza alla corrosione. Sono indicate per eseguire lavori molto estesi, grazie anche al peso specifico basso che le caratterizza, mediamente pari a 11 g/cm 3. Si tratta di leghe la cui lavorazione deve essere eseguita con notevole attenzione poiché il palladio è molto sensibile ad inquinamenti e, in particolare, all'assorbimento di carbonio ed ossigeno che, a loro volta, possono dare origine alla formazione di bolle nella ceramica durante le fasi di cottura, abbandonando la lega ad alta temperatura sotto forma di gas. Queste leghe, come tutte quelle contenenti il palladio, non sono indicate per i pazienti allergici a questo elemento. Questi pazienti sono spesso anche allergici al nichel. La tab.2 mostra che esistono diversi tipi di leghe a base di palladio; in particolare si distinguono quelle senza argento e quelle senza rame. Tab. 2. Caratteristiche di composizione di alcune leghe ad alto titolo di palladio per sottostrutture da rivestimento estetico in ceramica. Queste leghe sono caratterizzate da basso peso specifico, alta durezza e modulo elastico. Per le stesse vengono riportate anche: HV5/30 durezza Vickers dopo cottura della ceramica), L.E. (limite elastico), T.S. (temperatura del solido), T.L. (temperatura del liquido), P.S. (peso specifico), E (modulo di elasticità). Composizione (% in massa ) HV5/30 L.E. T.S. T.L. P.S. (g/cm 3 ) E 2.0 Au, 75.0 Pd, 10.0 Cu, 6.5 In, 6.0 Ga , Au, 78.5 Pd, 6.9 Cu, 4.5 In, 5.5 Ga , Pd, 1,8 Ag, 6.9 Cu, 4.5 In, 5.5 Ga , Au, 75.0 Pd, 6.0 Ag, 6.0 In, 6.0 Ga , Leghe a medio titolo aureo Questa categoria di leghe si colloca tra le due precedenti ed offre un buon compromesso tra i pregi ed i difetti di entrambe. In particolare, il loro peso specifico e modulo elastico rendono possibile l'esecuzione di lavori anche estesi, mentre la combinazione di oro, presente mediamente al 50% in massa, e di palladio (mediamente 35% in massa), conferisce elevata resistenza a corrosione. Le caratteristiche di lavorabilità di queste leghe si collocano in modo intermedio tra quelle delle leghe ad alto titolo aureo e delle leghe a base di palladio. Infatti, il contenuto di palladio non è così alto da rendere le leghe particolarmente sensibili agli inquinamenti già discussi. Nella tab. 3 vengono mostrate le caratteristiche tipiche di queste leghe.

8 Tab. 3. Caratteristiche di composizione di alcune leghe a medio titolo aureo per sottostrutture da rivestimento estetico in ceramica. Queste leghe hanno caratteristiche intermedie tra quelle delle tabelle 1 e 2. Per le stesse vengono riportate anche: HV5/30 (durezza Vickers dopo cottura della ceramica), L.E. (limite elastico), T.S. (temperatura del solido), T.L. (temperatura del liquido), P.S. (peso specifico), E (modulo di elasticità). Composizione (% in massa ) HV5/30 L.E. T.S. T.L. P.S. (g/cm 3 ) E 51,5 Au, 38,0 Pd, 8,0 In, 1,5 Ga , ,5 Au, 34,0 Pd, 5,0 Ag, 8,0 In , ,2 Au, 33,8 Pd, 3,8 Cu, 7,5 In , Au, 28.8 Pd, 10.0 Ag, 2,0 In , Leghe a base di palladio e argento Tra le leghe per metallo-ceramica contenenti metalli preziosi, quelle palladio-argento sono le più economiche. Il loro contenuto di palladio varia tra 56 ed il 65% in massa, mentre l'argento presenta concentrazioni comprese tra il 23 ed il 33% in massa. Nonostante il contenuto elevato di argento, la loro resistenza a corrosione è buona, grazie all'azione protettiva del palladio. Queste leghe possiedono caratteristiche meccaniche elevate e rigidità medio-alta e pertanto si prestano alla realizzazione di lavori estesi. La presenza di palladio implica che, durante la lavorazione, si debbano attuare le precauzioni già citate per le leghe ad alto contenuto di questo elemento. L'alta concentrazione di argento fa si che queste leghe abbiano, generalmente, coefficienti di dilatazione termica elevati (circa 14,9 X 10-6 / C). Nella tab. 4 vengono mostrate le caratteristiche tipiche di queste leghe. Tab. 4. Caratteristiche di composizione di alcune leghe a base di palladio e argento per sottostrutture da rivestimento estetico in ceramica. Queste leghe hanno resistenze a corrosione accettabili e caratteristiche meccaniche medio-alte. Per le stesse vengono riportate anche: HV5/30 (durezza Vickers dopo cottura della ceramica), L.E. (limite elastico), T.S. (temperatura del solido), T.L. (temperatura del liquido), P.S. (peso specifico), E (modulo di elasticità). Composizione (% in massa ) HV5/30 L.E. T.S. T.L. P.S. (g/cm 3 ) E 56,1 Pd, 33,6 Ag, 7,8 Sn, 2,0 Ga , ,5 Pd, 32,0 Ag, 6,0 In, 2,0 Sn, 1.5 Ga , ,5 Pd, 24,5 Ag, 2,0 In, 10,0 Sn, 2,0 Zn , ,1 Pd, 33,6 Ag, 7,8 Sn, 2,0 Ga , Leghe al nichel-cromo Queste leghe per metallo-ceramica, contenenti mediamente il 70-80% in massa di nichel e il 13-20% in massa di cromo, sono molto più economiche di tutte quelle precedentemente considerate. Le loro caratteristiche meccaniche sono superiori a quelle delle leghe contenenti metalli preziosi. In particolare, il modulo di elasticità delle leghe nichel-cromo è mediamente doppio rispetto a quello delle leghe di metalli preziosi. Ciò consente di realizzare strutture molto sottili, a parità di resistenza, dove esiste questa esigenza a causa della mancanza di spazio. II peso specifico di queste leghe è molto basso, essendo mediamente pari a 8,0 g/cm 3 (meno della metà rispetto a quello delle leghe ad alto titolo aureo). L'elevata durezza delle leghe al nichel-cromo è una delle caratteristiche negative di questi materiali, soprattutto durante la fase di lavorazione. Queste leghe sono poi caratterizzate da una più complessa fusibilità, rispetto a quella delle leghe preziose, anche a causa della facilità con cui formano patine di ossidi durante la permanenza nella fase liquida. La loro composizione chimica è caratterizzata da elementi a compatibilità biologica non assoluta e comunque ridotta, a causa di effetti allergizzanti e/o citotossici. Infatti il nichel presenta un comportamento da allergene, mentre berillio, contenuto in molte di queste leghe anche per abbassarne l'intervallo di fusione, è notoriamente tossico per inalazione e quindi impone qualche attenzione durante la lavorazione del materiale. Di conseguenza, ne deve essere denunciata la presenza nella fornitura se superiore allo 0,02%. Questo vale anche per il cadmio. II silicio, presente in lega

9 in basse concentrazioni, è un elemento che presenta problemi di citotossicità. La resistenza a corrosione delle leghe nichel-cromo, principalmente dovuta alla presenza del cromo, è sicuramente inferiore a quella delle leghe di metalli preziosi, comprese le leghe palladio-argento. Nella tab. 5 sono riportate le caratteristiche più importanti di queste leghe. Tab. 5. Caratteristiche di composizione di alcune leghe al nichel-cromo per sottostrutture da rivestimento estetico in ceramica. Queste leghe hanno caratteristiche meccaniche superiori alle leghe di metalli nobili, tuttavia contengono elementi citotossici e allergenici. Per le stesse vengono riportate anche: HV5/30 (durezza Vickers dopo cottura della ceramica), L.E. (limite elastico), T.S. (temperatura del solido), T.L. (temperatura del liquido), P.S. (peso specifico), E (modulo di elasticità). Composizione (% in massa ) HV5/30 L.E. T.S. T.L. P.S. (g/cm 3 ) E 80,8 Ni, 12,5 Cr, 0,4 Fe, 3,4 Al, 0,3 Si, 0,57 Be, 1,5 Mo 79,6 Ni, 13,2 Cr, 0,1 Fe, 3,9 Al, 1,5 Mo, 0,3 Si, 0,6 Be 69,0 Ni, 16,5 Cr, 0,3 Fe, 4,2 Al, 5,1 Mo, 0,8 Si, 3,1 Mn , , , Leghe al nichel-cromo

10 2.2 Leghe per sottostrutture da rivestimento estetico in resina, o leghe per corone e ponti Questa famiglia di leghe è caratterizzata da intervalli di fusione compresi tra 850 e 1100 C. Si tratta di una tipologia di materiali apparsa sul mercato prima delle leghe per metallo-ceramica. Poiché l'applicazione del rivestimento estetico in resina avviene a temperatura ambiente, le proprietà di resistenza ad alta temperatura non sono di interesse, salvo nel caso in cui debbano essere eseguite delle brasature. Molte di queste leghe hanno un colore giallo, a causa della presenza del rame che può avere concentrazioni molto variabili, generalmente comprese tra il 17 ed il 15% in massa. Anche l'argento è solitamente presente con concentrazioni variabili tra il 10 ed 30% in peso. A causa di queste caratteristiche di composizione, ed escludendo le leghe ad alto contenuto aureo, le leghe per resina presentano, mediamente, una resistenza a corrosione inferiore a quella delle leghe per ceramica, ed è più frequente l'osservazione di fenomeni di annerimento della struttura metallica in cavità orale. La tipologia di questi materiali è comunque estremamente varia, ed esistono anche leghe per resina a medio contenuto aureo con resistenza a corrosione elevata. Le normative del settore dentale individuano due tipologie fondamentali di leghe per rivestimento estetico in resina: leghe dentali d'oro per fusioni (norma ISO 1562) e leghe dentali per fusioni con contenuto di metalli nobili dal 25% al 75% escluso in massa (norma ISO 8891). Oltre a queste due famiglie, ne esiste una terza, caratterizzata da contenuto aureo nullo, o comunque inferiore al 20% in massa. Si tratta generalmente di leghe economiche, caratterizzate da bassa resistenza a corrosione. Purtroppo esse vengono anche erroneamente utilizzate per costruire perni, successivamente rivestiti con leghe più nobili, che ne facilitano ulteriormente il degrado per corrosione galvanica. Le citate normative ISO prevedono un criterio ulteriore di classificazione delle leghe per rivestimento estetico in resina, basato sulla loro resistenza meccanica. Questo criterio, indipendentemente dalla composizione chimica, divide le leghe in 4 gruppi principali come riportato nella tab. 6. Le leghe di tipo 1 sono considerate a bassa resistenza meccanica, adatte per fusioni che devono sopportare carichi molto bassi, come per esempio gli intarsi. Le leghe di tipo 2 sono di media resistenza meccanica. Le leghe di tipo 3 hanno un'alta resistenza meccanica e sono ideali per corone e ponti. Le leghe di tipo 4, a resistenza meccanica estremamente alta, possono essere impiegate nel caso di fusioni che devono sopportare carichi molto elevati e/o devono avere sezioni molto sottili. Tab. 6. Classificazione ISO delle leghe per sottostrutture da rivestimento estetico in resina, basata sulle caratteristiche meccaniche. Limite elastico allo 0,2% Allungamento percentuale a rottura (%) dopo ricottura dopo tempra dopo ricottura dopo tempra Tipo minimo massimo minimo minimo massimo Leghe dentali d'oro per corone e ponti Queste leghe devono contenere, secondo la norma ISO 1562, almeno 75% in massa di oro ed elementi del gruppo del platino (platino, palladio, iridio, rutenio e rodio). II contenuto aureo non deve comunque essere inferiore al 65% in massa. Si tratta di una famiglia di leghe ad elevata biocompatibilità e resistenza a corrosione, caratterizzata dal colore giallo del metallo. All'interno di questo gruppo di leghe esistono le tipologie esenti da rame o da palladio. Sono indicate per lavori non eccessivamente estesi, anche a causa del loro modulo di elasticità relativamente basso, che può comportare distacchi del rivestimento in resina, a causa della mediocre rigidità del supporto metallico. Le caratteristiche principali di questa famiglie di leghe sono riportate nella tab. 7. Le leghe

11 dentali d'oro per corone e ponti sono classificate anche dalla norma ANSI/ADA N 5 secondo 4 tipologie, in modo simile, ma non identico, a quello previsto dalle norme ISO 1562 e ISO In particolare, la norma ANSI/ADA N 5 prevede le 4 tipologie: I (tenere), II (medie), III (dure), IV(extra dure). Le 4 tipologie di leghe vengono distinte in base alla loro durezza e, secondariamente, alle loro caratteristiche meccaniche. Spesso si utilizza il medesimo criterio di classificazione anche per leghe dentali che non rispettano i dettami riguardanti la composizione chimica, non essendo classificabili come leghe d'oro. Tab. 7. Caratteristiche di composizione di alcune leghe corrispondenti alla norma ISO Queste leghe d'oro per sottostrutture da rivestimento estetico in resina ( leghe per corone e ponti) devono contenere almeno il 75% in massa di oro ed elementi del gruppo del platino (Pt, Pd, Ir, Ru, Rh). Inoltre il contenuto di oro non deve essere inferiore al 65% in massa. Queste leghe sono mediamente caratterizzate da scarsa durezza. Per le stesse vengono riportate anche: HV5/30 (durezza Vickers dopo f usione), L.E. (limite elastico), T.S. (temperatura del solido), T.L. (temperatura del liquido), P.S. (peso specifico), E (modulo di elasticità). Composizione (% in massa ) HV5/30 L.E. T.S. T.L. P.S. (g/cm 3 ) E 80,0 Au, 2,0 Pt, 1,0 Pd, 10,5 Ag, 6,0 Cu , ,0 Au, 0,1 Pt, 2,4 Pd, 10,0 Ag, 10,5 Cu , ,0 Au, 4,0 Pt, 3,0 Pd, 13,0 Ag, 10,5 Cu , ,1 Au, 10,0 Pd, 18,9 Ag, 4,0 In , Leghe dentali a medio contenuto aureo per corone e ponti Le leghe dentali a medio contenuto aureo, considerate dalla norma ISO 8891, devono contenere dal 25 al 75% escluso di oro e/o elementi del gruppo del platino. Si tratta della categoria di leghe per resina più diffusa, caratterizzata dai colori appartenenti alle varie sfumature del giallo. La presenza del rame migliora le proprietà meccaniche di queste leghe, conferendo anche maggiore durezza e rigidità. Sono indicate per eseguire lavori estesi e, nel caso delle più rigide, per eseguire scheletrati. Le loro caratteristiche più importanti sono riportate nella tab. 8. Tab. 8. Caratteristiche di composizione di alcune leghe corrispondenti alla norma ISO Queste leghe d'oro per sottostrutture da rivestimento estetico in resina (leghe per corone e ponti) devono contenere dal 25 al 75% (escluso) in massa di oro e/o elementi del gruppo del platino (Pt, Pd, Ir, Ru, Rh). Si tratta della categoria di leghe più impiegata. Queste leghe sono mediamente caratterizzate da scarsa durezza. Per le stesse vengono riportate anche: HV5/30 (durezza Vickers dopo cottura della ceramica), L.E. (limite elastico), T.S. (temperatura del solido), T.L. (temperatura del liquido), P.S. (peso specifico), E (modulo di elasticità). Composizione (% in massa ) HV5/30 L.E. T.S. T.L. P.S. (g/cm 3 ) E 63,0 Au, 2,0 Pt, 5,0 Pd, 19,0 Ag, 9,6 Cu , ,8 Au, 8,7 Pd, 30,6 Ag, 5,0 In , ,0 Au, 7,0 Pd, 27,0 Ag, 14,0 Cu ,

12 2.2.3 Leghe dentali a basso contenuto aureo per corone e ponti Le leghe per rivestimento estetico in resina, contenenti meno del 25% in massa di oro, sono le più economiche di questa famiglia di materiali. Generalmente presentano una resistenza a corrosione e una biocompatibilità sempre accettabili, ma inferiori a quelle delle altre leghe per resina e per ceramica. Dovrebbero essere impiegate, in particolare, per elementi provvisori. Tra queste leghe, le migliori hanno un contenuto complessivo medio di oro e palladio pari ad almeno 40% in massa. Le loro caratteristiche più importanti sono riportate nella tab. 9. Tab. 9. Caratteristiche di composizione di alcune leghe a basso contenuto d'oro per sottostrutture da rivestimento estetico in resina (leghe per corone e ponti) the contengono meno del 25% in massa di oro. Si tratta della categoria più economica di leghe contenenti metalli preziosi. Queste leghe sono mediamente caratterizzate da scarsa durezza e scarsa resistenza all'ossidazione e corrosione. Per le stesse vengono riportate anche: HV5/30 (durezza Vickers dopo cottura della ceramica), L.E. (limite elastico), T.S. (temperatura del solido), T.L. (temperatura del liquido), P.S. (peso specifico), E (modulo di elasticità). Composizione (% in massa ) HV5/30 L.E. T.S. T.L. P.S. (g/cm 3 ) E 20,0 Au, 20,5 Pd, 38,5 Ag, 19,0 In , ,0 Au, 1,0 Pt, 18,0 Pd, 55,0 Ag, 10,0 Cu , ,5 Au, 18,9 Pd, 53,7 Ag, 14,2 Cu , ,0 Au, 27,0 Pd, 57,5 Ag, 8,5 Cu ,

13 2.3 Leghe per protesi rimovibili al cromo-cobalto-nichel La norma ISO 6871 prescrive che le leghe dentali non preziose, impiegate nelle protesi dentarie rimovibili, debbano contenere complessivamente almeno l'85% in massa di cromo, di cobalto e di nichel. L'applicazione per protesi rimovibili è dettata da alcune caratteristiche di questi materiali particolarmente indicate allo scopo. Essi possiedono un basso peso specifico e ottime proprietà meccaniche, che rendono possibile la realizzazione di manufatti con bassi spessori. A causa della presenza di alte concentrazioni di cromo, queste leghe sono passivabili e presentano un'alta resistenza a corrosione, sicuramente migliore di quella delle leghe al nichelcromo utilizzate per metallo-ceramica. Anche in questo caso, la composizione chimica delle leghe è caratterizzata da elementi a compatibilità biologica non assoluta e comunque ridotta, a causa di effetti allergizzanti e/o citotossici, con particolare riguardo al nichel. Questi materiali presentano comunque gli stessi difetti delle leghe nichel-cromo per quanto concerne la fusibilità (alte temperature di colata) e la lavorabilità (elevata durezza). Le prime leghe di questo tipo apparse sul mercato erano composte in gran parte da cromo e cobalto e venivano denominate stelliti. Alcune di queste leghe hanno anche importanti applicazioni in campo ortopedico per la realizzazione di protesi. Anche questi materiali possono contenere berillio, che presenta le già citate problematiche in fase di lavorazione della lega. Le leghe al cromo-cobalto-nichel sono caratterizzate da un elevata sensibilità al contenuto di carbonio, che può portare alla precipitazione di carburi durante la solidificazione, con conseguente eccesso di fragilità. Ciò avviene, in particolare, se non si adottano le necessarie precauzioni in fase di fusione. Nella tab. 10 vengono mostrate le caratteristiche tipiche di queste leghe. Tab. 10. Caratteristiche di composizione di due leghe corrispondenti alla norma ISO Le leghe per protesi rimovibili al cromo-cobalto-nichel devono contenere complessivamente almeno I'85% in massa di questi tre elementi. Queste leghe sono caratterizzate da elevata durezza e modulo di elasticità. Anche gli intervalli di fusione sono significativamente maggiori di quelli tipici delle altre leghe dentali. Per le stesse vengono riportate anche: HV5/30 (durezza Vickers dopo cottura della ceramica), L.E. (limite elastico), T.S. (temperatura del solido), T.L. (temperatura del liquido), P.S. (peso specifico), E (modulo di elasticità). Composizione (% in massa ) HV5/30 L.E. T.S. T.L. P.S. (g/cm 3 ) E 30,0 Cr, 62,5 Co, 1,0 Fe, 5,0 Mo , ,0 Cr, 54,0 Co, 14,0 Ni, 4,0 Mo , Leghe brasanti La norma ISO 9333 definisce un materiale dentale per brasature come una lega idonea ad essere impiegata come congiunzione in operazioni nelle quali manufatti in lega dentale vengono congiunti tra loro per formare una protesi. Il processo di brasatura consente l'unione di due pezzi metallici tramite una lega che possiede un intervallo di fusione sopra i 450 C, ma inferiore alla temperatura del solido dei due pezzi da congiungere. Questa lega, detta brasante, portata alla temperatura che le conferisce la giusta fluidità insieme con i pezzi da congiungere, si distribuisce tra le due superfici da unire, grazie al fenomeno della capillarità. La lega brasante non dovrebbe dunque portare alla fusione della lega su cui viene applicata, ma semplicemente aderirvi, realizzando un legame cristallino localizzato sulla superficie bagnata. La brasatura viene normalmente eseguita bloccando, con rivestimenti gessosi o fosfatici, i pezzi da congiungere e riscaldando il materiale d'apporto, cioè la lega brasante in forma di filo, mediante la fiamma di un cannello ossigeno/propano. Durante questa operazione, il filo di lega brasante rimane in posizione sulla fessura da riempire. Non appena raggiunge la giusta fluidità, scorre nella fessura per capillarità, realizzando l'unione. Esistono due famiglie principali di leghe brasanti: quella finalizzata alle leghe per riv estimento estetico in resina e quella finalizzata alle leghe per rivestimento estetico in ceramica. Le leghe brasanti della prima famiglia hanno temperature di utilizzo (dette temperature di scorrimento) che variano tra 720 e 860 C. Per quanto riguarda la famiglia di leghe brasanti dedicate alla categoria delle leghe per rivestimento estetico in ceramica, essa si suddivide in due differenti tipologie. Un primo tipo di lega brasante, detto per brasature primarie, caratterizzato da temperature di scorrimento superiori a 1010 C. Queste leghe brasanti vengono utilizzate con metodiche simili a quelle già descritte. La ragione della loro temperatura di scorrimento più alta, risiede nel fatto che il giunto deve resistere alle temperature di sinterizzazione degli strati ceramici che verranno successivamente applicati sulla struttura metallica.

14 Il secondo tipo di lega brasante, dedicato alle leghe per rivestimento estetico in ceramica, è detto lega brasante secondaria. Viene impiegato per unire strutture metalliche dove sia già stato sinterizzato il rivestimento ceramica. Esempio di brasatura secondaria eseguita tra due corone ceramizzate. Pertanto la loro temperatura di scorrimento varia tra 720 e 820 C. In questo caso la brasatura viene ottenuta riscaldando in forno tutto il sistema da congiungere. I pezzi da unire vengono bloccati con un rivestimento fosfatico e la lega brasante viene posizionata in corrispondenza della fessura che li separa. Quando all'interno del forno, viene raggiunta la giusta temperatura di scorrimento della lega brasante, questa viene attratta per capillarità lungo la fessura realizzando l'unione. Recentemente si è drasticamente ridotto l'uso del cadmio in questi materiali, a causa del rischio di cancerogenicità, importante nelle fasi di produzione ed utilizzo del prodotto. Ogni lega dovrebbe richiedere la propria lega brasante. Infatti, all'interfaccia tra lega brasante e lega avvengono fenomeni di microfusione e precipitazioni di fasi diverse da quelle presenti in entrambi i materiali usati. È pertanto necessario che la lega brasante sia compatibile con la lega da congiungere, in modo che alla loro interfaccia non si formino fasi fragili o poco resistenti alla corrosione. Nel caso delle leghe brasanti primarie, è importante che le eventuali fasi all'interfaccia non siano caratterizzate da bassi intervalli di fusione. In caso contrario, esse potrebbero fondersi durante le fasi di cottura della ceramica, portando allo scollamento del giunto. Le figure seguenti mostrano alcuni particolari microstrutturali delle interfacce lega/lega brasante. Immagine SEM a elettroni retrodiffusi dell interfaccia tra lega brasante primaria e lega. Immagine SEM che evidenzia lo strato di interdiffusione tra i componenti della lega brasante e quelli della lega base creatosi a seguito del processo di brasatura.

15 Tab. 11. Alcune composizioni chimiche tipiche delle leghe brasanti. La tendenza attuale è quella di evitare l'introduzione di Cd in queste leghe. Impiego Primario per ceramica Primario per ceramica Secondario per ceramica Per resina Per resina Composizione (% in massa) 78,5 Au, 0,3 Pt, 3,0 Pd, 16,0 Ag 50,0 Au, 0,6 Pt, 6,5 Pd, 42,5 Ag 42,5 Au. 28,0 Ag. 15,0 Zn, 7,0 In 69,0 Au, 16,0 Ag 58,0 Au, 1,0 Pd, 25,0 Ag 2.5 Leghe per sovraffusioni La sovraffusione è una lavorazione particolare mediante la quale una lega, allo stato liquido, viene colata sopra una seconda lega, allo stato solido. L'obiettivo è spesso quello di aggiungere determinate parti metalliche ad un manufatto già lavorato geometricamente, secondo particolari esigenze. Queste necessità si presentano spesso qualora sia necessario realizzare degli attacchi o dei ganci per protesi. Caratteristica fondamentale di una lega per sovraffusione è quella di avere un intervallo di fusione sufficientemente più basso rispetto a quello della lega sopra cui deve venire colata. Entrambe le leghe devono essere caratterizzate da una bassa ossidabilità ad alta temperatura, per evitare che la formazione di ossidi impedisca l'unione tra i due materiali. Solitamente vengono impiegate leghe ad alto contenuto di metalli nobili e, per quanto riguarda le leghe da sovraffusione, ad alto contenuto di oro. 2.6 Leghe in metalli nobili per fili e ganci A causa delle caratteristiche di resistenza meccanica che devono avere i fili per applicazioni ortodontiche o i ganci, in generale le leghe in metalli nobili, che sono impiegate per realizzarli, si collocano nel tipo 4 della classificazione riportata nella tab. 6, a resistenza meccanica estremamente alta. In queste leghe, le alte concentrazioni di platino, palladio e rame sono responsabili delle buone caratteristiche meccaniche. Poiché questi fili vengono prodotti per trafilatura, la loro struttura cristallina è caratterizzata da grani allungati lungo la direzione di lavorazione, presentando un caratteristico aspetto fibroso. Questa microstruttura favorisce le buone proprietà meccaniche. E opportuno evitare trattamenti termici che distruggano la struttura fibrosa attraverso processi di ricristallizzazione. Nel caso si debbano eseguire delle saldature o brasature tra il filo ed altre leghe, è importante che l'intervallo di fusione della lega per fili sia ben noto, in modo da evitare una sua liquefazione. Alcune leghe per fili hanno intervalli di fusione sufficientemente alti da poter subire una sovraffusione da parte di altre leghe, senza a loro volta liquefarsi o ricristallizzare. Nella tab. 12 vengono mostrate le caratteristiche tipiche di queste leghe. Tab. 12. Caratteristiche di composizione di alcune leghe in metalli nobili per fili e ganci. Esse sono caratterizzate da elevati valori del limite elastico, al fine di ben sopportare anche una eventuate applicazione ortodontica. Per le stesse vengono riportate anche: HV5/30 (durezza Vickers dopo cottura della ceramica), L.E. (limite elastico), T.S. (temperatura del solido), T.L. (temperatura del liquido), P.S. (peso specifico). Composizione (% in massa ) HV5/30 L.E. T.S. T.L. P.S. (g/cm 3 ) 63,0 Au, 14,0 Pt, 13,0 Ag, 9,5 Cu ,1 63,0 Au, 6,0 Pd, 18,5 Ag, 11,5 Cu ,3 60,0 Au, 24,0 Pt, 15,0 Pd ,1

16 2.7 Leghe in metalli non nobili per fili e ganci Per questa applicazione vengono soprattutto impiegati materiali con buona resistenza a corrosione ed ottime caratteristiche meccaniche, come gli acciai inossidabili e le leghe cobalto-cromo-nichel. Questi materiali possono essere sottoposti a trattamenti termici, per stabilizzare la forma ottenuta dopo la lavorazione a freddo e ridurre gli stati interni di sforzo, cioè le tensioni residue. È importante tuttavia seguire attentamente le istruzioni del fabbricante, per evitare un eccessivo infragilimento nelle leghe cobalto-cromo-nichel e la sensibilizzazione degli acciai inossidabili. Quest ultimo fenomeno avviene generalmente tra 400 e 900 C e consiste nella combinazione tra il cromo e il carbonio per portare alla precipitazione di carburi al bordo di grani cristallini. Tale processo porta all'impoverimento di cromo nelle zone limitrofe ai bordi di grano che, pertanto, diventano sensibili alla corrosione. I trattamenti termici sono comunque consigliati, poiché migliorano anche le proprietà elastiche del filo in opera e riducono le possibilità di corrosione sotto sforzo, nelle zone del filo dove si localizzano stati di sollecitazione. Nella tab. 13 vengono mostrate le caratteristiche tipiche di queste leghe. Tab. 13. Caratteristiche di composizione di alcune leghe di metalli non nobili utilizzate per fili e ganci. Per le stesse vengono riportati: L.E. (limite elastico), E (modulo di elasticità). Composizione (% in massa ) E L.E. Lega Co-Cr-Ni 40,0 Co, 20,0 Cr, 15,0 Ni, 7,0 Mo, 2,0 Mn, 0,04 Be, 15,8 Fe Inox ferritico 24,0 Cr, 70,0 Fe Inox martensitico 15,0 Cr, 2,0 Ni, 80,0 Fe Inox austenitico 22 Cr, 18,0 Ni, 58,0 Fe Amalgami Si definisce amalgama ogni lega in cui il mercurio, metallo liquido a temperatura ambiente, si unisce ad altri metalli in un processo detto amalgamazione. Amalgama dentale è il prodotto della alligazione del mercurio con la lega da amalgama dentale e viene utilizzato in odontoiatria come materiale da restaurazione. Il mercurio utilizzato nell'amalgama dentale deve, ovviamente, avere caratteristiche di particolare purezza, soprattutto relativamente a contaminanti tossici. È inoltre tossico di per sé quando è utilizzato nella pratica ambulatoriale perché in forma libera è altamente volatile per cui inalabile con facilità. La lega da amalgama dentale è composta principalmente da argento (dal 40 al 75%), stagno (fino al 32%) e rame (fino al 30%). Questi metalli vengono fusi assieme e solidificano formando diverse fasi cristalline (vedi figura sottostante). Microstruttura di un amalgama dentale con evidenziate le varie fasi presenti.

17 La manifattura della lega può avvenire per produzione di un lingotto e successiva lavorazione meccanica per l'ulteriore riduzione a scaglie e polveri. Tuttavia, quasi tutte le leghe moderne sono prodotte per atomizzazione (spruzzatura della lega fusa in atmosfera inerte, raffreddata, e quindi solidificazione in particelle sferiche o sferoidali, di diametri predeterminabili). Trattando di amalgama dentale, il processo di amalgamazione si definisce triturazione e consiste nella solubilizzazione, da parte del mercurio, soprattutto dell'argento e dello stagno, che si trovano negli strati superficiali delle particelle di amalgama. Quindi, perché il prodotto sia omogeneo, è necessario che tutta la superficie di tutte le particelle di lega da amalgama sia bagnata dal metallo liquido. II materiale plastico, così ottenuto, indurisce in breve tempo per cristallizzazione della soluzione dei metalli in lega. Si formano così, in diverse concentrazioni, due nuove fasi cristalline: 1 a composizione Ag 2 Hg 3 e struttura cubica a corpo centrato e 2 a composizione Sn 7/8 Hg e struttura cristallina esagonale. La fase 1 è la più importante, perchè è presente in trama continua e costituisce la fase legante di tutte le altre fasi eventualmente presenti nella struttura solida (,,, 2, ), mentre la fase, 2 più corrodibile, disposta a zolle discontinue è negativa dal punto di vista meccanico, e quasi completamente assente nei nuovi amalgami ad alto contenuto di rame. Le diverse composizioni, forme, granulometrie delle polveri di lega e le diverse miscele ottenibili con polveri differenti, nonché i diversi rapporti di miscelazione tra polvere e mercurio, influenzano direttamente il comportamento clinico degli amalgami. Il prodotto finale è inoltre influenzato dai fattori manipolativi, soprattutto in fase di triturazione e di condensazione. Le caratteristiche più importanti, nella valutazione clinica degli amalgami, sono la resistenza a breve e dopo stabilizzazione, le variazioni dimensionali durante la reazione di indurimento e la deformabilità plastica per carico statico a sette giorni (creep). Occorre, inoltre, considerare il fatto che si tratta di una lega multifasica e quindi soggetta a fenomeni di discolorazione e corrosione, anche accentuati. Altre forme commerciali di amalgami di interesse odontoiatrico sono: 1) amalgama di rame: leghe di Hg e Cu reversibili per riscaldamento a temperature relativamente basse; 2) amalgama con Au, Pt, Pd, Zn, In: l'inserimento di piccole percentuali di altri componenti, diversi da quelli fondamentali, nella lega di amalgama dentale è stato talvolta proposto soprattutto per ottenere prodotti finali con particolari caratteristiche meccaniche, chimiche, estetiche o manipolative. Sono recentemente entrate in commercio delle leghe per restaurazione dentaria basate sul gallio. Questo metallo, liquido a temperatura ambiente, quando alligato con Sn ed In, unito con polveri di lega di Ag, Sn, Cu, Pd e Zn, permette di ottenere una lega finale plastica che indurisce velocemente, analogamente a quanto avviene per gli amalgami. Le caratteristiche metallurgiche e meccaniche, oltre a quelle biologiche, di tali leghe (che non sono amalgami perchè non contengono Hg) sono ancora in fase di studio e non definite con sufficiente precisione. 2.9 Ori coesivi I restauri diretti in oro sono ottenuti mediante la sovrapposizione e condensazione meccanica di piccole quantità di oro, in una cavità adeguatamente preparata nel dente affetto da carie. Solitamente questi restauri vengono chiamati orificazioni. La tecnica delle orificazioni ha mostrato un elevato successo clinico e risponde all'esigenza di impiegare materiali sempre più stabili, duraturi e biocompatibili, richiesti in terapia conservativa. La stabilità del materiale usato, che è quasi sempre oro puro, si accompagna ad ottime chiusure marginali. La tecnica, se applicata nel caso di carie non eccessivamente estese, consente di evitare l'uso degli amalgami e tutte le conseguenze negative che da essi derivano. Le orificazioni richiedono un esercizio particolare da parte del medico per la loro realizzazione, essendo la procedura più laboriosa dell'otturazione mediante amalgama. Inoltre il costo di una orificazione risulta superiore a quello dei restauri in amalgama. Gli ori per orificazioni si classificano in base al loro aspetto macroscopico ed in base al metodo di produzione industriale. Esistono gli ori fibrosi, gli ori in cristalli e gli ori in polvere. Gli ori fibrosi sono detti tali poiché si presentano in fogli laminati, a spessori estremamente sottili. La loro struttura cristallina si presenta con grani notevolmente deformati ed allungati nel verso di laminazione e, quindi, fibrosa. Questi fogli vengono utilizzati arrotolati in cilindri (gold foil cylinders), in barrette o alternati ad analoghi fogli di platino in strutture a "sandwich".

18 Gold foil cylinders (immagine SEM) Gli ori in cristalli sono ottenuti per elettrodeposizione e si presentano in forma di polveri composte da microscopiche dendriti. Queste polveri vengono poi sinterizzate in barrette di varie dimensioni. In alcuni casi, queste barrette vengono rivestite con una foglia d'oro, per facilitarne l'impiego. Tra questi ori, l'electralloy RV contiene calcio in minima quantità, per aumentarne la durezza. Si tratta dell'unico oro per restauri diretti, non puro. Gli ori in polvere vengono ottenuti per precipitazione chimica e per atomizzazione. Le due tipologie di polveri vengono unite da cera e quindi fasciate da una foglia d'oro, ottenendo delle palline di diametri diversi. La finezza e compattezza delle polveri interne rende più facile la loro condensazione nella cavità. Le palline devono essere scaldate a fiamma prima dell'uso, al fine di eliminare la cera interna. Un oro in polvere di questo tipo, molto diffuso, è l'e-z gold. Palline di E-Z Gold per orificazioni (immagine SEM) Tutti gli ori per orificazione devono la loro compattezza, una volta posti in opera, alla coesività, cioè all'attrazione atomica tra le superfici delle particelle che li compongono. Poiché la coesività aumenta passando l'oro sopra la fiamma di una lampada ad alcool, tutti i tipi di oro vanno trattati in questo modo finché non assumono un colore rossastro, eccetto l'e-z gold, che si incendia a causa della combustione della cera.

19 2.10 Titanio e sue leghe per impieghi odontoiatrici II titanio ha una resistenza a corrosione molto buona, non è citotossico e possiede un'elevata biocompatibilità. La sua caratteristica capacità di passivarsi a contatto con i fluidi del corpo umano lo rende particolarmente interessante come materiale per impieghi odontoiatrici. In questo caso, nell'arco di pochi secondi dall'introduzione in cavità orale, il Ti si ricopre per alcuni strati atomici di ossido di Ti. Questo ossido è molto stabile e, anche se rimosso meccanicamente, si riforma rapidamente. L'ossido di Ti in superficie previene l'ulteriore rapida corrosione del metallo. Va comunque sottolineato che il fenomeno della passivazione non corrisponde ad un completo arresto di quello corrosivo. Anche se il titanio o le sue leghe operano in condizioni di passività, esse rilasciano materiali nei tessuti. Pertanto, sotto l'aspetto della biocompatibilità, il titanio commercialmente puro rimane preferibile alle sue leghe, tenuto conto del fatto che elementi come il vanadio o l'alluminio, in lega con il Ti, non hanno la stessa biocompatibilità di quest'ultimo. II titanio commercialmente puro è disponibile sul mercato dal 1950 e viene usato per applicazioni che richiedono moderate resistenze meccaniche, insieme con un'elevata resistenza alla corrosione. Il suo sviluppo è legato all'industria aerospaziale, che richiede materiali più leggeri dell'acciaio e più resistenti alle alte temperature delle leghe di alluminio. Esso è disponibile in diversi gradi di purezza, caratterizzati da concentrazioni diverse di elementi contaminanti, quali carbonio, idrogeno, ferro, azoto e ossigeno. In effetti, questo prodotto commerciale contiene solitamente più di 1000 ppm di ossigeno, ferro, azoto, carbonio e silicio come principali impurezze. Tali impurezze, che si collocano interstizialmente nel reticolo cristallino del titanio, hanno una grande influenza sulle proprietà meccaniche del metallo. È pertanto, più conveniente distinguere i vari gradi del titanio sulla base delle diverse proprietà meccaniche, piuttosto che sul diverso contenuto di impurezze. La tab. 14 riassume le caratteristiche dei quattro gradi del titanio non legato, secondo le normative ASTM. Tab. 14. Caratteristiche principali del titanio commercialmente puro. II titanio commercialmente puro viene distinto in 4 gradi diversi che corrispondono a diverse proprietà meccaniche. Le differenze sono dovute alla presenza di impurezze quali ossigeno, idrogeno e carbonio, che alterano le caratteristiche meccaniche. Le caratteristiche meccaniche migliori corrispondono ai maggiori contenuti di impurezze che, presenti come atomi interstiziali, rafforzano il reticolo cristallino. Grado ASTM Carico di rottura Limite elastico allo 0,2% Grado Grado Grado Grado Il titanio di grado 1 ha come limiti di impurezze, espresse in % in peso, 0,18 O; 0,20 Fe; 0,03 N e 0,10 C. Ha eccellente resistenza alla corrosione e bassa resistenza meccanica. Il titanio di grado 2 deve contenere al massimo lo 0,03% in peso di N e lo 0,3% in peso di Fe. Il contenuto massimo di O permesso è dello 0,25% in peso. Possiede migliori caratteristiche meccaniche del grado 1. Il titanio di grado 3 deve contenere al massimo lo 0,3% in peso di Fe e lo 0,35% in peso di O. Il titanio di grado 4 ha il massimo contenuto di O (0,4% in peso) e di Fe (0,5% in peso) consentito per i 4 gradi ASTM. Presenta le proprietà meccaniche più elevate. Il Titanio commercialmente puro ha importanti applicazioni nel campo dell'implantologia dentale e nella realizzazione di protesi rimovibili. Il più grande ostacolo all'utilizzo del titanio, per la realizzazione di protesi su misura, consiste nella sua grande reattività con l'ambiente allo stato fuso e quindi nella necessità di utilizzare particolari tecniche di fusione che evitino la contaminazione del metallo, impedendone l'eccessivo infragilimento. In alternativa sono state proposte tecniche di lavorazione per fresatura meccanica di pezzi massivi. Restano comunque notevoli difficoltà legate alla procedura di saldatura. Viceversa, nel caso dell'implantologia, sono disponibili numerose tipologie di manufatti in titanio, impiantabili e successivamente atti ad accogliere sovrastrutture in metallo-ceramica. Nelle applicazioni sopra descritte il titanio commercialmente puro raramente viene impiegato in manufatti ottenuti per semplice fusione. Infatti, senza un'ulteriore lavorazione meccanica a freddo, tali manufatti non potrebbero presentare le caratteristiche meccaniche necessarie all'impiego. Tra le moltissime leghe del titanio presenti sul mercato, la Ti-6Al-4V, contenente il 6% in peso di Al e il 4% in peso di V, è tra le più utilizzate, in particolare in campo aerospaziale. II successivo campo di impiego, in ordine di importanza, è la realizzazione di protesi mediche in varie parti del corpo. Questo materiale si presta

20 particolarmente a tali applicazioni a causa del suo basso modulo elastico (alta elasticità), nonché elevata resistenza alla fatica e buona resistenza meccanica, migliore di quella del titanio commercialmente puro. Anche il Ti-6Al-4V ha elevata resistenza alla corrosione e biocompatibilità. Esistono in commercio impianti dentari costruiti con questo materiale. Lingotti di titanio commercialmente puro, grado 4