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Adesivi di 7a generazione |
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seconda parte |
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a cura di Giordano Tasca |
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RIASSUNTO
Nella prima parte, sul precedente numero della Rivista, si sono riassunti articoli riguardanti l’evoluzione storica
degli adesivi, una revisione della letteratura sui vari sistemi adesivi, il ruolo dell’operatore e un confronto fra
adesivi di 7a, 6a e 5a generazione.
Si presentano qui sintesi di un ampio articolo di Tay et al sul fenomeno “alberi d’acqua” e sulla degradazione
dell’interfaccia adesiva (1), di uno studio sull’applicazione di strati multipli di adesivi all-in-one (2), di un contributo
all’interpretazione critica del nanoleakage (3), di una revisione di AA italiani sull’invecchiamento dell’interfaccia
adesiva (4), infine di una puntualizzazione sull’incompatibilità fra gli adesivi semplificati e i compositi
ad attivazione chimica o duale (5). |
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1. Tay F.R. et al Oper Dent 2005; 5: 561-79 |
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Gli AA approfondiscono e discutono il fenomeno
dei movimenti di acqua attraverso l’interfaccia
dentina-resina, comprovato nei sistemi adesivi
semplificati, particolarmente in quelli SELF-ETCH
ONE STEP (SE 1) (o all-in-one o di 7° generazione),
allo scopo di minimizzarne gli effetti negativi.
Il termine alberi d’acqua (water trees) fu usato la prima
volta nel 1969 a una Conferenza sull’isolamento
elettrico per indicare un fenomeno di degradazione
del rivestimento in polietilene dei cavi elettrici: con un
meccanismo di ossidazione elettrochimica il materiale
idrofobo diventa idrofilo formando dei canali submicroscopici,
che, assorbendo acqua dall’ambiente,
sono capaci di autopropagarsi, fino alla disgregazione
del rivestimento isolante. Essi si possono osservare
solo sottoponendo i campioni a impregnazione con
nitrato d’argento, fatto poi precipitare con un riducente
in microgranuli di argento metallico. In assenza di
tale impregnazione i canali d’acqua, durante il processo
di disidratazione sotto vuoto dei campioni per
l’osservazione al microscopio elettronico, collassano
divenendo invisibili.
Gli AA nel 2003 utilizzando la impregnazione descritta
evidenziarono alberi d’acqua nello strato adesivo
dei sistemi semplificati applicati alla dentina, sia in vitro
che in vivo: la causa non era in questo caso un
processo elettrochimico, ma la presenza di elevate
concentrazioni di monomeri resinosi idrofili e/o ionici
capaci di intrappolare l’acqua. Essi ipotizzarono che i
canali d’acqua (come avveniva nei rivestimenti elettrici)
rappresentassero una causa di deterioramento del
legame dente-composito.
Per spiegare la formazione degli alberi d’acqua sono
state proposte due teorie: quella dell’acqua residua
e quella del flusso d’acqua. Secondo la prima l’acqua,
contenuta negli adesivi semplificati in elevata quantità
come mezzo in cui avviene la dissociazione ionica
dei monomeri acidi, è difficile da rimuoversi completamente
con il soffio d’aria, anche per la presenza di
HEMA, che ne abbassa la pressione di vapore e che
si concentra sempre più via via che il solvente è eliminato.
Questa ipotesi però non spiega alcuni aspetti
della formazione degli alberi d’acqua.
1) La distribuzione non uniforme di queste formazioni,
che assumono per lo più un orientamento verticale,
spesso collegato a depositi d’argento orizzontali,
espressioni del nanoleakage nello strato ibrido.
2) Se il substrato è rappresentato da dischi di composito
non si osservano alberi d’acqua, ma solo granuli d’argento separati nel contesto dello strato adesivo,
espressioni di aree in cui l’acqua residua si raduna,
attaccata tramite ponti di idrogeno a monomeri idrofili.
Gli alberi d’acqua che si formano nell’adesivo applicato
allo smalto sembrano originare, almeno in parte,
da un flusso di acqua che attraversa lo smalto di denti
vitali umani.
La teoria del flusso d’acqua si basa sul presupposto
che la dentina è permeabile, che ha un contenuto
acquoso e che esiste una pressione nel tessuto pulpare;
essa prevede diversi meccanismi.
1. Evaporativo: il soffio d’aria, facendo evaporare
l’acqua superficiale, genera un flusso dalla polpa
verso l’esterno. Ciò avviene anche in presenza di
smear plug e pure nella dentina non vitale, che
contiene sempre una quota d’acqua. Poiché è
obbligatorio rimuovere il solvente dagli adesivi prima
di fotopolimerizzarli, si verifica un flusso acquoso
attraverso la dentina.
2. Osmotico: l’alta concentrazione di monomeri ionici
nell’adesivo (l’osmolarità è 8-12 volte superiore
a quella plasmatica) richiama acqua dalla dentina
profonda, fino a quando i monomeri non siano
convertiti in polimero. L’evaporazione e l’osmosi
ben si addicono alla continuità degli alberi d’acqua
con gli orifici dei tubuli dentinali e con gli spazi
interfibrillari.
3. Convettivo: il calore prodotto dall’attivazione luminosa
induce un movimento convettivo dell’acqua
verso la superficie, lento, in presenza degli smear
plug, ma sufficiente a formare vescicole al confine
fra adesivo e composito.
Goccioline acquose furono dapprima osservate fra
lo strato di adesivi semplificati e i compositi autopolimerizzanti
e interpretate unicamente come il risultato
dell’inattivazione dell’amina co-iniziatrice (basica) di
tali materiali da parte dei monomeri (acidi) dei sistemi
semplificati; donde un difetto più o meno grave di copolimerizzazione
fra adesivo e composito (vd. punto
5). Il fenomeno è però ben visibile al SEM anche sulla
superficie di un moncone vitale trattato con un adesivo
all-in-one e fotopolimerizzato: in tale situazione, e
in altre descritte dagli AA in vari articoli (vd. punto 5),
la spiegazione risiede nella permeabilità dell’adesivo.
Sulla dentina sana tagliata è difficile distinguere il
contributo dell’acqua residua dell’adesivo e di quella
estratta dal tessuto idratato. Quando il substrato è
composto dallo strato trasparente della dentina cariata
(nella quale i tubuli sono pesantemente occlusi
da depositi minerali), anche in presenza di perfusione
pulpare, sia gli alberi d’acqua sia il nanoleakage sono
pressoché assenti; ciò significa che l’acqua proviene
dal substrato e il suo accumulo nello strato adesivo è fortemente ridotto dall’occlusione tubulare. (Fig. 1)
E’ importante notare che, fra i moltissimi studi in vitro
disponibili sulla forza di adesione di sistemi SE 1, pochissimi
sono stati condotti in denti sotto perfusione
dentinale, che è l’ unica condizione capace di simulare
adeguatamente la dentina vitale.
Nella dentina trasparente cariata con gli adesivi SELFETCH
2 step (SE 2) e ETCH-RINSE 2 STEP (E-R 2)
non si trovano tracce di depositi d’argento all’interno
dello strato ibrido (nanoleakage) che invece sono riscontrabili
nella dentina sana.
Idealmente non dovrebbe verificarsi nanoleakage con
i self-etch (SE) primer perché la dissoluzione minerale
e l’infiltrazione avvengono simultaneamente; sulla
validità di tale concetto rassicura l’assenza di zone interfacciali
ricche d’acqua, con primer SE sulla dentina
trasparente cariata. Il nanoleakage riscontrabile nella
dentina sana si può spiegare così: i monomeri acidi si
diffondono verso l’interno dissolvendo prima lo smear
layer e poi demineralizzando la dentina intatta; il flusso
d’acqua verso la superficie, generato per osmosi (e/o
evaporazione o convezione), può diluire i monomeri
resinosi in parte neutralizzati, ma ancora acidi-ionici,
penetrati nella dentina parzialmente demineralizzata.
I microspazi lasciati dai cristalli di idrossiapatite disciolti
risultano così occupati non solo da adesivo ma
anche da acqua, la cui presenza per di più può ritardare
la polimerizzazione della resina.
Nanoleakage e alberi d’acqua hanno la stessa origine:
nel primo i movimenti d’acqua avvengono attraverso
microcanali (spazi interfibrillari); nel caso dei water
trees entrano in gioco quantitativi maggiori di acqua.
Essi si spostano attraverso percorsi di minor resistenza
presenti all’interno del gel della matrice polimerica,
costituiti verosimilmente da regioni idrofile nelle quali i
ponti di idrogeno fra le catene polimeriche sono stati
interrotti legandosi a molecole d’acqua. (Figg. 2, 3)
Lo scenario clinico probabile di una parete cavitaria è
rappresentato da una graduale transizione da un’interfaccia
fortemente legata ma permeabile (dentina
sana) a una debolmente legata ma relativamente impermeabile
(dentina trasparente).
In vitro strati multipli di SE 1 su dentina sana possono
creare uno strato adesivo sufficientemente spesso
per ridurre la formazione di blister acquosi (fra adesivo
e composito), la quale invece avviene a seguito di
un rapido movimento d’acqua attraverso uno strato
adesivo sottile.
Gli SE 1 possono essere resi meno permeabili applicando
un successivo strato di adesivo meno idrofilo,
come un bonding di un sistema etch-rinse three steps
(E-R 3); così si trasformano gli SE 1 in SE 2 aumentando
la performance adesiva, ma riducendo la rapidità
d’uso ricercata dai fabbricanti.
E’ possibile che la degradazione idrolitica e la percolazione
dei componenti idrolizzati sia facilitata negli strati
di adesivi dentinali porosi, con conseguente aumento
della permeabilità: si creerebbe così un circolo vizioso
capace di accrescere considerevolmente la velocità
di deterioramento delle loro proprietà meccaniche,
rispetto a quella di rivestimenti non porosi costituiti
dalle stesse miscele resinose.
Tay e coll. hanno dimostrato che, (con l’invecchiamento
sia per 12 mesi in saliva artificiale sia per 9
mesi in vivo) pure in sistemi SE 2 e E-R 2 possono
formarsi water trees, inizialmente assenti. Gli accumuli
d’argento erano più estesi con gli E-R 2 applicati
in unico strato. Da qui un’indicazione pratica: anche
quando il fabbricante non lo dice, è meglio utilizzare
gli adesivi E-R 2 in più di uno strato: il primo funge da
primer e i successivi da bonding.
AA hanno poi appurato che con l’invecchiamento si
verifica la diminuzione nello strato ibrido di componenti
fibrillari evidenziabili, suggerendone la degradazione
dapprima in gelatina (ancora colorabile anche
se priva di struttura), poi in peptidi che non assorbono
più il colorante specifico.
Lo sviluppo di alberi d’acqua da invecchiamento, lungo
l’interfaccia adesiva in comunicazione laterale con
l’ambiente esterno (sia soluzione di conservazione in
vitro sia saliva in vivo), può accelerare la percolazione
di monomeri idrolizzati e di componenti collageniche,
costituendo la premessa per la lenta formazione di
gap sotto l’azione degli stress da carico e da fatica,
fino al fallimento del giunto dentina-adesivo.
Conclusioni: la formazione degli alberi d’acqua è un
fenomeno morfologico che aiuta a comprendere (A)
i problemi iniziali di legame riscontrabili con i sistemi
adesivi semplificati, specialmente con quelli di 7a generazione,
e (B) le cause della loro relativa mancanza
di durata nel tempo. Recentemente molti AA hanno
rimarcato che, fra tutte le classi di adesivi disponibili,
gli E-R 3 rappresentano il gold standard in termini di
durata e che solo i SE 2 si avvicinano alla loro performance.
Gli sforzi per migliorare l’odontoiatria adesiva
devono essere rivolti non semplicemente verso una
maggior velocità e facilità di applicazione, ma verso
un miglioramento della qualità del legame alla dentina. |
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Fig 1 - Microfotografie al TEM di sezioni impregnate d’argento, illustranti l’applicazione di un adesivo SE 1 alla dentina
affetta da carie (o trasparente) dopo l’asportazione della dentina infetta. C, composito; A, strato adesivo; H,
strato ibrido. (A) Campione sottoposto a pressione di 0 cm di H2O. Entrambi gli strati ibrido e adesivo sono privi
di depositi d’argento. La sottostante zona trasparente (TZ) di dentina è molto porosa, con isole di depositi d’argento
(asterischi) e zone di depositi reticolari (indice) all’interno della dentina intertubulare, così come all’interno dei depositi
minerali intratubulari (punta di freccia aperta). Gli orifizi tubulari (T) sono totalmente occlusi da depositi minerali.
(B) Altro campione a maggior ingrandimento: lo strato ibrido è ben sigillato e lo strato adesivo è privo di depositi
d’argento. La zona trasparente è individuata come altamente porosa attraverso le stringhe reticolari di depositi
argentei (indice). L’orifizio tubulare (T) è completamente occluso da minerali. Altri cristalli distinti (freccia) possono
identificarsi in profondità nei tubuli. (C) Campione sottoposto a pressione d’acqua di 20 cm. Una modesta quantità
di nanoleakage può essere identificata all’interno dello strato ibrido (frecce) e nella zona trasparente della dentina
cariata (TZ). Alcuni tubuli, forse appartenenti alla regione di dentina sana, sono invece aperti e pesantemente riempiti
da depositi argentei dopo la perfusione dentinale. Lo strato adesivo è, al contrario, del tutto privo di depositi. |
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Fig 2 - Microfotografie al TEM di sezioni
impregnate con argento, illustranti
l’applicazione di un adesivo SE 1
a dentina sana (SD). Il bonding
è stato eseguito sotto pressione
di 0 cm H2O per permettere solo
flusso evaporativo di acqua.
C, composito; A, strato adesivo;
H, strato ibrido. (A) Dentina sana
presa dallo stesso dente della
dentina cariata della Fig. 1 A. Lo
strato ibrido è totalmente occupato
da depositi reticolari d’argento
(nanoleakage). Uno strato di alberi
d’acqua origina dalla superficie dello strato ibrido e si estende dentro lo strato adesivo (indice). Granuli d’argento
isolati (punta di freccia aperta) sono all’interno dello strato adesivo. (B) Dentina sana presa dallo stesso dente della
dentina cariata della Fig. 1 B. Oltre a un esteso nanoleakage all’interno dello strato ibrido (H) e agli alberi d’acqua che
emergono dalla superficie dello strato ibrido (indice), estesi alberi d’acqua possono identificarsi all’interno dell’adesivo
(punta di freccia aperta). L’intrappolamento di blister d’acqua lungo l’interfaccia adesivo/composito (freccia
aperta) indica che l’acqua ha attraversato completamente l’adesivo. |
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Fig 3 - Microfotografie al TEM di sezioni
di dentina-impregnata d’argento,
illustrante l’applicazione di adesivo
SE 1 a dentina sana (SD), sotto
pressione di 20 cm di H2O per
permettere flussi acquosi sia
convettivi sia evaporativi. C,
composito; A, strato adesivo; H,
strato ibrido. (A) Come i campioni
senza perfusione d’acqua, lo strato
ibrido è in larga parte riempito da
depositi d’argento; l’acqua del
flusso evaporativo si estende nello
strato adesivo in forma di water
trees (indice). L’effetto del flusso convettivo si manifesta sotto forma di ampie gocce d’acqua (B), completamente
riempite da depositi argentei, che si inoltrano nello strato adesivo dagli orifizi dei tubuli aperti (T). Alberi d’acqua
secondari (punta di freccia aperta) si irradiano dalla circonferenza delle gocce d’acqua. (B) Dentina sana presa dallo
stesso campione della Fig. 1 C. Un consistente flusso d’acqua convettivo proveniente dai tubuli (frecce) forma gocce
d’acqua (asterischi). L’attraversamento di tutto lo spessore dello strato adesivo da parte dell’acqua produce dentro
il composito un esteso blister acquoso, che è parzialmente riempito d’argento ed è stato trattenuto dal composito in
via di polimerizzazione durante l’attivazione luminosa |
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Le figure di questo capitolo sono tratte da Tay F. R. et al J Dent Res 2005; 10: 891-896 at http://jdr.iadrjournals.org/cgi/content/full/84/10/891#F4 |
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