La tecnologia odontotecnica è una materia di studio delle scuole secondarie superiore di odontotecnica, riguarda in particolare i materiali e di conseguenza anche gli strumenti e i macchinari che compongono il laboratorio odontotecnico nella costruzione delle protesi dentali.
Materiali per uso odontotecnico Gessi (odontotecnica) Il gesso: è un materiale di largo uso in campo odontotecnico per le sue caratteristiche di lavorabilità e adattabilità alle diverse forme che si possono utilizzare. In natura il gesso si trova sotto forma di solfato di calcio anidro e biidrato. In odontotecnica viene utilizzato solo la seconda forma. Ha una densità di 2,3 g per centimetro cubo e una durezza Mohs pari a 2. Il solfato di calcio biidrato viene "calcinato" dalle case produttrici e quindi otteniamo tre diversi prodotti secondo il tipo di calcinazione. La reazione chimica è la seguente:
2(CaSO4*2H2O)+ calore (120 °C) = (CaSO4)2*H2O+3H2O
Secondo il tipo di calcinazione otteniamo tre tipi di gesso:
Gesso tenero o Beta: viene calcinato in forno aperto a pressione atmosferica e presenta le particelle di solfato di calcio semidrato porose e di forma irregolare. Viene utilizzato per rilevare le impronte (con percentuale di H2O maggiore), per costruire modelli di studio, come legante nei rivestimenti per saldature e fusioni. Gesso duro o Alfa: viene calcinato in un contenitore a chiusura ermetica in presenza di vapore acqueo sotto pressione e presenta le particelle di forma più regolare e più dense del Beta. Viene utilizzato principalmente per i modelli da lavoro e per le fasi intermedie delle lavorazioni in protesi mobile. Gesso extra duro o Alfa modificato: viene calcinato in una soluzione acquosa al 30% di cloruro di calcio in ebollizione, viene poi lavato con H2O a 100 °C, essiccato e macinato secondo la granulometria desiderata; presenta le particelle più dense, levigate e regolari rispetto ai precedenti. È particolarmente utilizzato per i modelli da lavoro di protesi fisse.
La corretta miscelazione della polvere di gesso con l'acqua viene data dalla grandezza delle particelle: il gesso tenero, avendo particelle porose e irregolari richiede una consistente quantità di H2O, il gesso duro ne richiede una quantità inferiore. È importante il giusto rapporto acqua/polvere affinché si riesca a ristabilire il solfato di calcio biidrato (una errata proporzione non consentirebbe il completamento della reazione inversa). È da notare che durante l'indurimento del gesso abbiamo una reazione esotermica a causa della precedente calcinazione.
(CaSO4)2*H2O+3H2O=}2(CaSO4*2H2O)+Calore
Espansione di presa Il solfato di calcio semidrato reagendo con l'H2O per riformare il biidrato teoricamente presenta una contrazione volumetrica del 7,1% in quanto la somma del volume di semidrato e dell'acqua è maggiore del volume del biidrato che si forma. All'atto pratico notiamo però una espansione dovuta alla porosità delle particelle; detta espansione sarà quindi diversificata secondo i tre tipi di gesso che utilizziamo. Il materiale che ci viene inviato dalla casa produttrice deve essere da questa "bilanciato" cioè contenere l'esatta proporzione di "acceleranti" o "ritardanti" che ne regolano il tempo di presa. L'accelerante più usato è il solfato di potassio (K2SO4), il ritardante più utilizzato è il borace (Na2B4O7*10H2O). Il cloruro di sodio in concentrazione inferiore al 20% funge da accelerante, in proporzione maggiore funge da ritardante. È perciò opportuno fare attenzione nell'aggiungere il sale perché anziché ottenere un tempo di presa veloce potremmo avere l'effetto contrario. I residui di sangue e saliva possono anch'essi fungere da ritardanti oltre a rendere imprecisi i particolari morfologici; è perciò opportuno lavare accuratamente le impronte e asciugarle con un getto d'aria. Alcuni materiali da impronte come gli alginati o gli idrocolloidi possono fungere da ritardanti se non sono opportunamente trattati con sostanze acceleranti (incluse nella composizione o in una soluzione nella quale immergeremo il materiale da impronta).
Misurazione del tempo di presa L'arco di tempo necessario alla miscela di acqua-gesso per l'indurimento è definito come tempo di presa, possiamo utilizzare due metodi:
Sistema Gillmore: consiste nell'applicare un ago nell'impasto gessoso ancora tenero, quando l'ago non penetra più abbiamo il tempo di presa iniziale. Applichiamo successivamente un ago 4 volte più pesante, quando questo non penetrerà più abbiamo il tempo di presa finale. Sistema Vicat: Utilizziamo un contenitore troncoconico, faremo penetrare un ago applicato ad una barretta nel gesso dentro il contenitore, quando l'ago non arriverà più nel fondo del contenitore abbiamo il tempo di presa secondo Vicat che corrisponde circa al tempo di presa iniziale secondo Gillmore.
Potremo stabilire un certo grado di indurimento del gesso quando questo avrà la cosiddetta perdita di lucentezza (dovuta all'assorbimento dell'acqua); questa fase corrisponde a qualche attimo prima del tempo di presa secondo Vicat.
Miscelazione del gesso È la fase meccanica in cui i componenti acqua-polvere vengono uniti e mescolati tra di loro in un contenitore.
Miscelazione manuale: con questo metodo è molto facile includere nell'impasto gessoso delle bolle d'aria durante la spatolazione; è opportuno quindi utilizzare il vibratore per evitare imperfezioni nel modello; (spesso questo macchinario non dà buoni risultati). Miscelazione meccanica: si utilizzano per la spatolazione delle pale che vengono azionate manualmente mediante una manovella o meccanicamente con un motorino collegato alle pale mediante un piccolo alberino. In questo metodo possiamo anche utilizzare il sottovuoto, cioè un tubicino collegato con un aspiratore posto all'apice del motorino; questo metodo è sicuramente il migliore perché ci garantisce la totale assenza di bolle d'aria nell'impasto gessoso.
Conservazione dei modelli e delle polveri di gesso Dopo la presa del gesso le dimensioni dei modelli rimangono praticamente costanti, nelle normali condizioni ambientali di umidità e temperatura; la loro conservazione non richiede quindi particolari attenzioni. Per quel che riguarda le polveri di gesso è opportuno lasciare il contenitore a tenuta ermetica sempre chiuso per evitare che l'umidità presente nell'aria contamini il gesso stesso. Si potrebbe avere la formazione di alcuni cristalli di biidrato se il tempo è breve; avremo invece un consistente numero di cristalli di biidrato se il tempo è prolungato. Nel primo caso la reazione di presa sarà accelerata perché abbiamo la formazione di piccoli cristalli che sono già di biidrato, nel secondo caso la presa sarà ritardata perché il consistente numero di cristalli di biidrato non consente all'acqua di penetrare con la dovuta rapidità durante la miscelazione.
Cere per uso odontotecnico Le cere per uso odontotecnicoSono materiali di natura termoplastica che rammolliscono facilmente e sono deformabili sotto l'azione del calore e ritornano rigide con il raffreddamento. Hanno largo impiego in odontotecnica perché le loro caratteristiche permettono di lavorare con facilità sagomandole nelle forme desiderate. Ne vengono utilizzati diversi tipi a seconda dell'uso e delle loro caratteristiche che dipendono dalla loro composizione chimica. Distinguiamo le cere naturali costituite da idrocarburi ed esteri (con l'aggiunta di alcoli e acidi organici in alcuni tipi) e sintetiche che vengono impiegate in modo limitato miscelandole alle cere naturali (sono formate da composti organici complessi di varia natura). Per ottenere le proprietà desiderate vengono aggiunti adeguati additivi:
Acido stearico e gliceril-tristearato: aumentano lintervallo di fusione delle cere; Oli minerali: aumentano la plasticità delle cere; Resine naturali: aumentano la durezza e la resistenza delle cere.
Proprietà generali delle cere Temperatura di rammollimento: è la caratteristica fondamentale delle cere, essa consiste nella progressiva trasformazione delle strutture cristalline prima della fusione. Al di sotto della temperatura di rammollimento le cere sono rigide e fragili, è quindi indispensabile raggiungere questa temperatura per modellare adeguatamente nelle forme che desideriamo, se ciò non avvenisse avremmo delle tensioni interne che comprometterebbero la corretta lavorazione. Intervallo di fusione: le cere non presentano un punto di fusione preciso, ma un intervallo di fusione che varia a seconda della composizione chimica (dai 40° agli 85 °C). Dilatazione termica: è la capacità di un corpo di espandersi in ogni direzione sotto l'azione del calore, possiamo dire che le cere hanno un alto coefficiente di dilatazione e al tempo stesso presentano una bassa conducibilità termica (capacità di un corpo di lasciar passare il calore da una zona all'altra del corpo stesso); di conseguenza nella solidificazione durante la modellazione, avremo una considerevole differenza di temperatura tra le zone interne e quelle esterne che raffredderanno prima. Dovremo perciò fare molta attenzione nel riscaldare adeguatamente la cera, colarne poca per volta facendo attenzione a non includere delle tensioni interne che provocherebbero delle imperfezioni a modellazione ultimata. Scorrimento viscoso: è il graduale cambiamento di forma che le cere subiscono sotto l'azione di un carico costante (durante la liquefazione può essere il peso stesso della stessa cera). Il grado di scorrimento dipende dalla temperatura, dalla forza applicata, e dal tempo di applicazione della forza stessa. Tensioni interne: Durante la modellazione si possono introdurre delle tensioni interne nella cera; questo fatto avviene principalmente per due motivi: se non si è effettuato un omogeneo riscaldamento (può accadere a causa della bassa conducibilità delle cere), se non abbiamo raggiunto pienamente l'adeguata temperatura di rammollimento. La presenza di tensioni interne è la causa principale delle distorsioni presenti nelle modellazioni in cera, dovremo perciò evitarle per avere una protesi funzionale.
Tipi di cere Cere per modellazioni di protesi fissa: vengono impiegate per le modellazioni in cera di protesi in lega nobile, devono avere quindi determinate caratteristiche, infatti la precisione e la funzionalità della protesi dipendono in buona parte dalle caratteristiche della cera utilizzata.Requisiti: Residuo: queste cere non debbono lasciare alcun residuo solido oltre i 500 °C durante il preriscaldamento, questo per evitare contaminazioni della lega e imprecisioni della protesi. Dilatazione termica: vanno riscaldate uniformemente ed è quindi richiesto un adeguato periodo di tempo per raggiungere la temperatura di rammollimento; questo per evitare lo sfaldamento dovuto alla considerevole diversità tra conducibilità e dilatazione termica. Colore: deve presentare un netto contrasto con il modello in gesso per modellare accuratamente ogni minimo particolare.
Per la corretta costruzione delle protesi fisse dobbiamo utilizzare la cera prestando particolare attenzione alle forme, queste devono essere il più possibile simili al lavoro finito. Non si dovrebbero introdurre tensioni interne che provocherebbero distorsioni e imprecisioni nella modellazione. È opportuno riscaldare adeguatamente anche le spatole che si utilizzano e colare la cera mediante piccole aggiunte; bisogna mettere in rivestimento il più rapidamente possibile per evitare deformazioni dovute all'ambiente.
Cera amorfa: è un sottotipo di cera che viene utilizzata per ricostruire il colletto anatomico quando si ricostruisce una protesi fissa. Le qualità di questa cera evitano le deformazioni e le imprecisioni del colletto che potrebbero derivare dalla contrazione od espansione del rivestimento durante il preriscaldamento.