Lo Zirconio e il CAD/CAM File

NUOVE FRONTIERE
ODONTOTECNICHE
LO ZIRCONIO E I SISTEMI
CAD/CAM
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LO ZIRCONIO:CARATTERISTICHE
In chimica lo zirconio è un elemento metallico,
con simbolo Zr, numero atomico 40, gruppo
IVb della tavola periodica, punto di fusione
1852°C.
E’ stato scoperto da Martin Klaproth nel 1789
e lo troviamo combinato in leghe spesso usate
per applicazioni industriali e nucleari.
In campo artigianale viene utilizzato sotto
forma di Ossido di Zirconio denominato
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Zirconia (ZrO ).
La zirconia viene definita “fratello maggiore” del
Titanio ed essa viene utilizzta ,al posto del
Titanio,per strutture destinate a sorreggere la
ceramica dentale.
A temperatura ambiente si presenta come una
polvere bianca,inodore e con struttura cristallina
monoclina fino ad una temperatura di 1170°C.
Oltre i 1170 °C e fino al punto di fusione, la
struttura cristallina diventa tetragonale.
Durante il raffreddamento la ritrasformazione a
struttura monoclina avviene con una contrazione
del 5%,
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Lo Zirconio in protei
Nel 1998 i primi studi vennero effettuati
presso la Clinica Odontoiatrica dell’Università
di Zurigo,dove vennero eseguite corone e
ponti in Ossido di Zirconio, che dimostrarono
un’elevata resistenza alla rottura.
La tecnologia CAD/CAM prevede la fresatura
di blocchi di Zirconia presinterizzata a 1350°C
per 7 ore,onde rendere la Zirconia stabile e
con eccellenti caratteristiche meccaniche.
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Tra i pregi della Zirconia bisogna ricordare:
- il fattore estetico eccellente,non raggiungibile
con i metalli, soprattutto in termini di
translucidità.
- la durezza;
- la resistenza alla flessione (1320 Mpa)
- la resistenza alla rottura.
Queste caratteristiche permettono di stratificare
spessori di ceramica molto sottili,tanto da
costruire ponti leggeri e robusti, anche con più
elementi di travata.
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Inoltre la possibilità di costruire protesi senza
impiegare strutture metalliche,offre una grande
opportunità in alcune problematiche quali:
-Intolleranza ai metalli
- Estetica dentale
- Elevata precisione di lavorazione.
Infine importante è che durante il processo di
ceramizzazione la struttura cristallina del
supporto in zirconio non si modifica,per cui la
struttura in zirconio non subisce alterazioni.
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ESEMPIO DI APPARECCHIO CAD/CAM DENTALE
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ESECUZIONE DI PROTESI IN ZIRCONIO CON
TECINICA CAD/CAM
Il clinico esegue la preparazione degli elementi
pilastro, eseguendo le stesse procedure per
una normale preparazione metallo-ceramica e
procede alla presa dell’impronta con metodo
tradizionale.
In laboratorio l’impronta verrà colata con
gesso di tipo IV.
Sul modello viene isolata la zona interessata e
evidenziati i margini della preparazione.
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L’unità lavorativa è composta da un’unica
camera nella quale due sistemi separati
provvedono alla scansione ed al molaggio.
Il modello viene posizionato su un apposto
braccio su cui è montato un lettore laser,con il
quale si procede alla scansione del modello
,mediante impostazione di un apposito
software.
Il tempo medio per la scansione di un pontwe di
3 elementi è di circa 15 minuti.
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Immagini di scansione
e progettazione
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Terminata la scansione,ci appare sul monitor
del pc l’immagine del nostro modello,sulla
quale si andrà a progettare il ponte.
La progettazione si articola in tre punti:
-Si tracciano i margini dei pilastri mesiale e
distale
-Progettazione dell’elemento intermedio:le sue
dimensioni,la connessione ai pilatri,la
curvatura del ponte rispetto alla cresta
alveolare,e gli spessori
- Controllo e verifica della progettazione.
La struttura viene impostata per spessori
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uniformi di 0,5 mm perimetrali e 0,6 mm
occlusali.
Per la costruzione del ponte vengono usati dei
lingottini di Zirconia,prodotti 4 dimensioni: CZ
12(12mm),CZ18(18 mm),CZ33 (33mm) e CZ40
(40mm).
Il lingottino viene inserito nella camera di
fresaggio e la macchina procede fino ad ottenere
quanto si era progettato.
Il tempo medio di fresaggio del ponte di 3
elementi è di 45 minuti circa.
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Struttura in zirconio dopo il
fresaggio
Ponte in zirconio
terminato
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Tutta l’operazione di fresaggio viene eseguita
con una costante irrorazione di acqua a riciclo
continuo miscelata da uno speciale liquido
refrigerante che permette alla struttura di essere
lavorata più facilmente ed alle frese di usurarsi
più lentamente( la fresa impiegata ha una vita
media di circa 12 restauri).
Terminata questa fase, si procede all’dattamento
del ponte sul modello e nel caso di imprecisioni
si può eliminarle con una fresa diamantata.
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Struttura in zirconio pronta
per la prova
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Bisogna fare molta attenzione ,in quanto la
struttura è ben lavorabile ma molto fragile.
A questo punto la struttura è pronta per la prova
sul paziente e verrà rilevata dalla bocca del
paziente una impronta di posizione in
alginato,dalla quale ricaveremo il nuovo modello
di posizione,
Prima di colare l’impronta stenderemo un velo di
cera all’interno della struttura, infatti la Zirconia
in questa fase si presenta come un materiale
poroso,quindi colando il gesso la struttura
potrebbe assorbirne delle particelle creando
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una adesione tra gesso e struttura che potrebbe
generare tensioni e fratture della struttura
Indurito il modello, si rimuove la struttura che
dovrà ora subire un processo di controllo,
attraverso l’immersione in una soluzione di blu
di metilene.
Essendo la struttura ancora molto porosa,il blu di
metilene viene assorbito per capillarità.
Se la struttura non ha subito alcun
danneggiamento o frattura la colorazione sarà
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uniforme; in caso contrario danneggiamenti o
fratture saranno di una colorazione molto più
chiara e quindi facilmente rilevabili.
Di fronte ad un danno rilevato col blu di
metilene,la struttura risulterà completamente
compromessa e sarà necessario rifarla.
In assenza di danni si procederà con la
lavorazione,sottoponendo la struttura ad un
processo detto di infiltrazione.
Questo processo permette un completo
cambiamento della strutture della Zirconia,
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che assume una resistenza meccanica simile a
quella delle leghe nobili più utilizzate.
L’infiltrazione viene eseguita rivestendola con
una miscela di acqua distillata e vetri al
Lantanio.
I vetri al Lantanio hanno la particolarità di
rendere la struttura opaca,facendo assumere
alla struttura la tonalità di una normale struttura
per metallo ceramica opacizzata.
Si procede miscelando acqua distillata con il
vetro Lantanio ZN22 su un piano di vetro e
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tenendo la struttura con una pinzetta si stende
la miscela su tutta la superficie esterna del
ponte e sulla faccia occlusale dei soli elementi
pilastro.
A operazione ultimata si pone il ponte con la
superficie occlusale rivolta verso il basso
(questa posizione è obbligata,per evitare che il
vetro entri all’interno delle corone degli
elementi pilastro,perché non riusciremmo più a
toglierlo e saremmo costretti a rifare la
struttura),appoggiata su un foglio di platino,
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Indispensabile per la cottura del vetro, in quanto il
platino è l’unico metallo che ad alte temperature
non inquina l’ossido di Zirconio.
Il programma di cottura prevede che a 600°C il
piattello del forno si chiuda con il lavoro;si deve
avviare la pompa del vuoto e far salire la
temperatura fino a 1140° C in 27 minuti a 20°C al
minuto.
La temperatura di cottura (1140°C) permette al
vetro di sciogliersi e penetrare nelle porosità della
struttura,conferendo al prodotto finale una
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adeguata resistenza.
Terminato il raffreddamento si procederà ad
eliminare l’eccedenza di vetro, mediante
sabbiatura con particelle di ossido di alluminio
di 110 micron a 5 atmosfere.
Quando la struttura assume una colorazione
completamente uniforme senza zone scure
(indice di accumulo di vetro) si procede alla
stratificazione della ceramica.
La ceramizzazione non comporta particolari
diversità con una normale ceramizzazione su
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metallo: si eseguiranno 3 cotture per un lavoro
soddisfacente.
Ricapitolando il tempo impiegato a produrre la
struttura si aggira intorno ai 70 min (15 min per
rilevare il modello, 10 min per progettare la
struttura e 45 min per fresarla) per infiltrare la
zirconia occorrono circa 50 min, il tempo per
terminare il lavoro è relativo al tecnico di
laboratorio.
Le corone ceramiche in Zirconio infiltrato
possiedono una notevole translucenza: infatti
poste in controluce lasciano passare la
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luce,mentre in una corona metallo ceramica la
luce viene completamente assorbita.
Confrontando la tradizionale tecnica di fusione
a cera persa, per costruire lo stesso lavoro,
possiamo senza dubbio affermare che, i tempi
necessari sono notevolmente ridotti,
sono ridotti i passaggi di lavorazione, sono
ridotti i materiali da utilizzare e in ultima analisi
disponiamo di un controllo sulla precisione dato
in automatico da un programma di calcolo.
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Cappetta in Zirconio e Corona
terminata
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