Articolo metodologico

Valutazione della forza di legame tra aggregato di triossido minerale premiscelato e liquido-polvere e vari cementi vetroionomerici: uno studio in vitro

DOI:

10.3791/69053

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10 ottobre 2025

 ,  ,  , 
1Department of Endodontics, Faculty of Dentistry, Marmara University

In questo articolo

Sommario

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Qui, presentiamo uno studio in vitro che valuta la forza di legame a breve termine tra due formulazioni di aggregato di triossido minerale (polvere-liquido e premiscelato) e due tipi di cementi vetroionomerici (convenzionali e modificati con resina).

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Questo studio mira a valutare comparativamente le forze di adesione delle forme premiscelate e liquide di aggregato di triossido minerale (MTA) al cemento vetroionomerico convenzionale (CGIC) e al cemento vetroionomerico modificato con resina (RMGIC).

Sono stati preparati sessanta provini di prova e divisi in quattro gruppi (n = 15) in base alle combinazioni di tipo MTA e cemento vetroionomerico utilizzato. Dopo il posizionamento dell'MTA e un periodo di presa standardizzato di 15 minuti, i materiali vetroionomerici sono stati applicati secondo le istruzioni dei produttori. Il test di resistenza al taglio è stato eseguito utilizzando una macchina di prova universale e le modalità di guasto sono state analizzate al microscopio stereomicroscopio.

L'MTA polvere-liquido combinato con RMGIC ha mostrato la massima forza di adesione (p < 0,001). RMGIC ha mostrato una forza di adesione significativamente più elevata rispetto a CGIC per entrambe le forme MTA. Una differenza statisticamente significativa nella distribuzione della modalità di guasto è stata osservata nel gruppo MTA premiscelato (p = 0,020).

I risultati dimostrano che sia la forma fisica dell'MTA che la composizione chimica del cemento ionomerico influenzano significativamente la forza di adesione. Inoltre, la distribuzione delle modalità di guasto differiva tra i gruppi: i guasti coesivi predominavano nel gruppo MTA-RMGIC premiscelato, mentre i guasti misti e adesivi erano più comuni con CGIC. Questi risultati suggeriscono che l'MTA polvere-liquido combinato con RMGIC fornisce l'adesione più affidabile e può essere preferibile in scenari clinici che richiedono un legame duraturo.

Introduzione

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La terapia pulpare vitale (VPT) è un intervento terapeutico volto a preservare l'integrità strutturale del tessuto pulpare compromesso, tipicamente a causa di fattori quali lesioni cariose o lesioni traumatiche. La VPT è diventata una pietra miliare dell'endodonzia contemporanea grazie alla sua capacità di preservare il tessuto pulpare sano supportando i meccanismi intrinseci di guarigione e riparazione del corpo. Questi interventi terapeutici si basano sui meccanismi di riparazione cellulare intrinseci della polpa 1,2. Di conseguenza, l'utilizzo di materiali dentali in questo contesto si basa sulla promozione della formazione di tessuti duri da parte delle cellule della polpa residua, sulla sigillatura delle aree esposte e sulla coltivazione di un ambiente favorevole alla conservazione della vitalità pulpare. Pertanto, i materiali utilizzati nella VPT devono aderire ai principi biologici fondamentali, tra cui la biocompatibilità e la bioattività. Inoltre, è imperativo che promuovano la proliferazione delle cellule staminali della polpa dentale e accelerino la guarigione pulpare3.

L'aggregato di triossido minerale (MTA) è un materiale preferito nella VPT grazie alle sue proprietà biologiche complete 4,5,6,7. La ricerca ha dimostrato che l'MTA facilita la guarigione pulpare, promuove la dentinogenesi e mostra capacità di sigillatura a lungo termine. È stato dimostrato che l'MTA possiede diverse proprietà vantaggiose, tra cui la biocompatibilità, l'attività antimicrobica, la capacità di preservare l'integrità pulpare e la funzione fisiologica, la capacità di indurre la rigenerazione dei tessuti al contatto con la polpa dentale e l'assenza di effetti citotossici8. Tuttavia, le formulazioni polvere-liquido di MTA presentano alcuni inconvenienti, tra cui variazioni nel rapporto polvere/liquido dovute alla miscelazione dipendente dall'operatore e alla ridotta resistenza al dilavamento9. Per ovviare a queste limitazioni, sono stati introdotti prodotti MTA premiscelati sotto forma di mastice. Questi prodotti si caratterizzano per le loro formulazioni pronte all'uso, che presentano una consistenza e un rapporto ottimali. Questi materiali MTA premiscelati sono ritenuti adatti a tutte le applicazioni MTA convenzionali e sono noti per ridurre il rischio di dilavamento grazie alla loro composizione standardizzata 9,10.

L'efficacia del VPT dipende dall'integrità del sigillo tra il biomateriale e il materiale da restauro. Pertanto, ottenere un forte legame tra biomateriale e materiale da restauro è fondamentale per ridurre al minimo le microinfiltrazioni batteriche e garantire una prognosi favorevole a lungo termine 4,11. Da un punto di vista clinico, quando l'MTA viene utilizzato nella VPT, viene in genere ricoperto immediatamente con cemento vetroionomerico o resina composita7. I cementi vetroionomerici modificati con resina (RMGIC) presentano diversi vantaggi rispetto ai cementi vetroionomerici convenzionali (CGIC), tra cui un tempo di lavorazione prolungato, una presa rapida e una maggiore adesione. Inoltre, gli RMGIC dimostrano resilienza alle variazioni del rapporto polvere-liquido, una preoccupazione prevalente nelle tecniche operatore-dipendenti12,13. Tuttavia, data la presenza di monomeri liberi, la biocompatibilità degli RMGIC può essere considerata inferiore a quella dei CGIC13. Gli RMGIC, grazie al loro rapido tempo di presa e alla superiore resistenza meccanica, sono particolarmente indicati per restauri posteriori sottoposti a stress occlusale o in scenari clinici in cui il controllo dell'umidità è parzialmente compromesso. Al contrario, i CGIC sono vantaggiosi nelle lesioni cervicali, nei restauri della superficie radicolare e nei pazienti ad alto rischio di carie, grazie al loro rilascio di fluoro e alla loro biocompatibilità. Tuttavia, l'adozione di questi materiali può essere limitata da alcune limitazioni: gli RMGIC sono soggetti a ritiro da polimerizzazione e possono mostrare una polimerizzazione insufficiente in aree con accesso limitato alla luce, mentre i CGIC dimostrano una resistenza meccanica inferiore e una ridotta resistenza all'usura14.

Anche se sono stati condotti numerosi studi sulla forza di adesione tra l'MTA e vari materiali da restauro sovrastanti, i risultati si sono dimostrati incoerenti 15,16,17,18. Ad oggi, tuttavia, solo uno studio ha valutato in modo specifico l'effetto della composizione e della formulazione dei cementi vetroionomerici sulla forza di adesione. Nello studio condotto da Ergül et al., sebbene sia stato esaminato l'effetto del tipo di cemento vetroionomerico, è stata utilizzata solo una forma di MTA e la potenziale influenza della formulazione di MTA non è stata considerata4. L'obiettivo del presente studio è quello di valutare la forza di legame tra le forme polvere-liquido e premiscelate di MTA e due tipi di cementi vetroionomeri: convenzionali e modificati con resina. L'ipotesi iniziale dello studio postula che l'MTA premiscelato dimostrerà una forza di adesione superiore se utilizzato con cementi vetroionomerici. La seconda ipotesi postula che, per entrambe le forme di MTA, i cementi vetroionomerici modificati con resina dimostreranno una forza di adesione più elevata rispetto ai cementi vetroionomerici convenzionali.

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Protocollo

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NOTA: Questo studio in vitro non ha richiesto l'approvazione etica in quanto non sono stati coinvolti soggetti umani o animali. Lo studio è stato condotto in conformità con i principi della Dichiarazione di Helsinki.

1. Preparazione del campione

NOTA: Il calcolo della dimensione del campione si è basato su una dimensione dell'effetto di 0,40, α = 0,05 e potenza = 0,80, risultando in un minimo di 10 campioni per gruppo. Per migliorare l'affidabilità statistica, sono stati utilizzati 15 campioni per gruppo.

  1. Utilizzare un totale di 60 anelli metallici standardizzati, ciascuno con una cavità cilindrica di 4 mm di diametro e 3 mm di profondità, per contenere i materiali MTA (vedi Figura 1).
  2. Applicazione di MTA in polvere-liquido
    NOTA: Il produttore consiglia di miscelare i componenti in polvere e liquidi in un rapporto 1:1 in volume per ottenere proprietà di manipolazione e resistenza fisica ottimali.
    1. Posizionare la polvere su una lastra di vetro pulita e aggiungere gradualmente il liquido fornito utilizzando un contagocce sterile. Mescolare i componenti con una spatola metallica per 30-60 s fino a ottenere una consistenza omogenea simile allo stucco.
    2. Trasporta il materiale miscelato nelle cavità standardizzate utilizzando un supporto MTA.
    3. Compattare delicatamente con un tappo per evitare l'incorporazione di bolle d'aria.
  3. Applicazione di MTA premiscelato
    1. Erogare il materiale direttamente nelle cavità utilizzando una cannula monouso collegata alla siringa.
    2. Utilizzare un tappo per garantire il corretto adattamento e compattazione del materiale nella cavità.
  4. Posizionare un batuffolo di cotone inumidito con acqua distillata sul materiale per favorire l'indurimento (15 min).
    NOTA: Come riportato in letteratura, le condizioni umide migliorano l'adattamento interfacciale e le proprietà di adesione dell'MTA, mentre le condizioni asciutte possono influenzare negativamente questo processo19.

2. Applicazione del cemento

  1. Posizionamento dello stampo e standardizzazione della superficie
    1. Dopo l'impostazione iniziale dei materiali MTA, posizionare con cura gli stampi cilindrici in silicone con dimensioni interne di 2 mm di diametro e 2 mm di altezza sopra le cavità riempite di MTA.
  2. Applicazione per CGIC
    1. Erogare la polvere e i componenti liquidi su un tampone di miscelazione pulito e asciutto utilizzando il misurino e il contagocce in dotazione, seguendo il rapporto polvere/liquido specificato dal produttore di 2,5:1 in peso (1 misurino raso di polvere per 2 gocce di liquido)
    2. Mescolare i componenti con una spatola di plastica con un movimento circolare per 30-45 s fino a ottenere una consistenza liscia e omogenea.
    3. Trasferire immediatamente il materiale miscelato nella cavità dello stampo posizionata sopra la superficie MTA impostata, utilizzando uno strumento di riempimento in plastica per ridurre al minimo l'inclusione di bolle d'aria.
    4. Lasciare che il materiale si autopolimerizzi per 6 minuti a temperatura ambiente prima di rimuovere lo stampo.
  3. Applicazione di RMGIC
    1. Erogare l'RMGIC direttamente nello stampo utilizzando la siringa precaricata e la cannula monouso in dotazione.
    2. Evita i vuoti e garantisci il completo adattamento alla superficie MTA.
    3. Polimerizzare il materiale utilizzando una lampada polimerizzante a LED a un'intensità di 1000 mW/cm² per 20 s, tenendo la punta fotopolimerizzabile a circa 1-2 mm dalla superficie del materiale.
  4. Trasferire i campioni in un'incubatrice umidificata e conservarli a 37 °C e 100% di umidità per 24 ore per simulare le condizioni intraorali e consentire la completa maturazione del materiale prima dei test meccanici.

3. Test di resistenza al taglio utilizzando una macchina di prova universale

  1. Accendere la macchina di prova universale e avviare il software operativo sul computer di controllo collegato prima del test.
  2. Installare la cella di carico appropriata (capacità 1000 N) e consentire al software del sistema di calibrarla automaticamente.
    NOTA: Una maschera personalizzata in acciaio inossidabile è stata montata sulla piattaforma fissa inferiore del dispositivo per trattenere saldamente il campione. La maschera è stata specificamente progettata per impedire il movimento laterale e garantire che la forza venga applicata tangenzialmente all'interfaccia MTA-vetroionomero.
  3. Fissare una lama metallica a forma di scalpello (2 mm di larghezza, 0,5 mm di spessore) alla traversa mobile superiore della macchina di prova e allineare il bordo della lama orizzontalmente a livello dell'interfaccia di ciascun campione per applicare una forza di taglio uniforme.
    NOTA: Ogni campione è stato posizionato all'interno della dima in modo che l'interfaccia incollata tra MTA e cemento vetroionomerico fosse esposta e allineata parallelamente alla lama dello scalpello; L'allineamento è stato verificato visivamente e regolato manualmente per garantire che il carico applicato fosse diretto rigorosamente all'interfaccia adesiva senza introdurre componenti di trazione o compressione.
  4. Una volta fissato correttamente, avviare il protocollo di test dall'interfaccia software della macchina di test.
  5. Impostare la velocità della traversa a 1 mm/min, in linea con gli standard internazionali (ad es. ISO 29022 per i test di adesivo dentale20).
  6. Avviare il dispositivo e applicare una forza di taglio progressiva al campione tramite la lama dello scalpello fino a quando non si verifica un cedimento dell'incollaggio.
  7. Registrare automaticamente il valore di carico massimo (in Newton) al momento del distacco.

4. Raccolta e calcolo dei dati

  1. Dividere la forza registrata (N) per l'area della superficie incollata (in mm²) per ottenere la forza di adesione al taglio in megapascal (MPa).
  2. Esporta tutte le misurazioni dal software di test.
  3. Analisi della modalità di guasto
    1. Esaminare ogni campione staccato con uno stereomicroscopio a un ingrandimento di 20x.
    2. Classificare i tipi di guasto come segue: Separazione adesiva all'interfaccia MTA-GIC; Fallimento coesivo all'interno dell'MTA o del GIC stesso; Misto: una combinazione di entrambi (vedi Figura 2).
    3. Condurre la classificazione con due valutatori indipendenti e consultare un terzo valutatore per raggiungere il consenso in caso di disaccordo.

5. Analisi statistica

  1. Eseguire l'analisi utilizzando IBM SPSS Statistics v29. Valuta la normalità dei dati sia visivamente che statisticamente.
  2. Riporta gli intervalli mediani e interquartile per le variabili continue e le frequenze e le percentuali per le variabili categoriali.
  3. Usa il test U di Mann-Whitney per confrontare variabili continue e applica il test del chi-quadrato a variabili categoriali. Considerare un livello di errore di tipo I del 5% come statisticamente significativo.

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Risultati

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La distribuzione dei valori di forza misurati al momento della separazione dei cementi vetroionomerici dalla superficie MTA è presentata nella Tabella 1. La forza media più alta è stata registrata nel gruppo che combina cemento vetroionomerico modificato con resina con MTA in polvere-liquido, mentre la forza media più bassa è stata osservata nel gruppo che combina cemento vetroionomerico convenzionale con MTA premiscelato. Se valutati separatamente, i valori di forza di adesione per l'MTA polvere-liquido...

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Discussione

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L'adesione dell'MTA al cemento vetroionomerico sovrastante è influenzata da diversi fattori. Gli ossidi metallici presenti sulla superficie dell'MTA hanno la capacità di formare forti legami chimici con la matrice vetroionomerica. Inoltre, la presenza di porosità superficiali migliora la ritenzione micromeccanica aumentando la superficie disponibile4. Nel presente studio, l'MTA premiscelato valutato contiene una formulazione comprendente silicato tricalcico, silic...

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno conflitti di interesse da rivelare.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Biografia MTA +Cerkamed, Polonia1703251per otturazione
Riparazione BIO-CAngelus, Brasile77418per otturazione
Rivestimento in vetroWP Dental, Germania241328per sigillatura
Blocco di metalloMoya Yap? Mercato, Sanliurfa, TurchiaST00103per preparazione di campioni
Ripristinare+D-Tech, IndiaRC030424per sigillatura
SPSS v29 IBM SPSS Corp, Armonk, New York, Stati Unitihttps://www.ibm.com/products/spss-statisticsAnalisi statistica
StereomicroscopioLeica MZ 7.5, Leica Microsystems, Germania10450159per identificare il tipo di errore
Macchina di prova universaleShimadzu, AGS-X, GiapponeC224-E057Cper misurazione della forza di adesione al taglio
Lampada polimerizzatrice a LED senza fili VALOUltradent, Stati Uniti5941per fotopolimerizzazione

Riferimenti

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