Materiali Metallici Dentali: Le Leghe e la loro Classificazione

MATERIALI METALLICI DENTALI: LE LEGHE

Tutti quei materiali metallici che vengono usati, in campo dentale, per la realizzazione di protesi e di altri dispositivi terapeutici vengono definiti materiali metallici dentali. Il loro ampio uso è legato al fatto che possiedono:

• buona resistenza meccanica
• deformabilità plastica
• resistenza alla corrosione
• lavorabilità

come limite, è che non sono materiali estetici, però possono essere ricoperti con materiali ceramici, materiali polimerici e materiali compositi, in modo da avere un aspetto simile a quello del dente naturale. I materiali metallici dentali più diffusi sono le LEGHE che vanno incontro a differenti classificazioni:

Classificazione in base alla natura chimica

• materiali metallici nobili metalli nobili leghe nobili
• materiali metallici non nobili metalli non nobili leghe non nobili

i metalli nobili, in campo dentale, vengono definiti come quei metalli che presentano un'elevata resistenza all'ossidazione e alla corrosione (oro, platino, palladio, iridio, rutenio, osmio,rodio); tra questi, dovrebbe rientrare anche l'argento che però presenta una limitata resistenza alla corrosione, in campo orale, e quindi non fa parte di questa categoria. metalli nobili + argento: METALLI PREZIOSI, chiamati così per il loro costo elevato invece le leghe nobili sono quelle leghe che, contenendo metalli nobili, presentano un'elevata resistenza all'ossidazione e alla corrosione. Invece i metalli non nobili e le leghe non nobili, in campo dentale, sono materiali che si ossidano facilmente.

Classificazione in base agli impieghi

• materiali metallici per protesi
• materiali metallici per restauri diretti
• materiali metallici per ortodonzia

Classificazione in base alla lavorazione

• materiali metallici da fusioni (o per getti)
• materiali metallici per saldatura
• materiali metallici per fresatura CAD-CAM
• materiali metallici per fusione laser selettiva

Classificazione in base alla composizione

• leghe d'oro
• leghe di palladio
• leghe di argento
• leghe di cobalto
• leghe del nichel
• leghe di titanio
• leghe del ferro (acciai)

Leghe nobili per fusioni dentali

Il metodo della fusione a cera persa è uno dei metodi più utilizzati per la produzione di protesi o parti metalliche di protesi; un oggetto metallico che si ottiene dopo fusione di un materiale metallico e successiva colata in un'apposita forma prende il nome di getto o fusione o fuso e quindi un materiale metallico, usato per tale scopo, viene chiamato lega dentale da fusione.

Requisiti delle leghe dentali da fusione

• elevata resistenza alla corrosione e biocompatibilità idonee caratteristiche meccaniche, in base agli usi specifici (durezza, rigidità, deformabilità plastica)
• fusi e colati a T raggiungibili attraverso gli strumenti in uso e non si devono alterare, così da non poterli usare nel cavo orale fornire getti soddisfacenti e altamente precisi Hi getti devono poter essere rifiniti in modo accurato e semplice
• buone caratteristiche di saldabilità, in modo da poterle assemblare ad altre parti, prodotte separatamente conservare il loro aspetto nel tempo si devono poter coprire, a fini estetici, con altri materiali (resine, ceramiche) aventi aspetto simile al cavo orale
• costi contenuti

per il tipo di ambiente presente nel cavo orale, particolarmente aggressivo, si punta su leghe con elevata resistenza alla corrosione: quindi inizialmente si usava l'oro, sottoforma di fili o lamine, ma successivamente, causa le scarse proprietà meccaniche di questo metallo, si è passati all'uso di leghe nobili a base di oro (contenuto di oro intorno al 90%), appositamente usate per il campo dentale; ma l'elevato costo dell'oro e degli altri metalli nobili portò allo sviluppo di leghe alternative, a base di metalli meno costosi (in particolare il cromo), la cui resistenza alla corrosione si basa sul fenomeno della passivazione.

Classificazione delle leghe nobili da fusione

Classificazione: le leghe nobili da fusione, di solito fornite sottoforma di piastrine, si dividono in tre classi di riferimento

1. leghe nobili tradizionali (non per metallo-ceramica), usate per protesi fisse interamente metalliche, per protesi fisse da ricoprire con resine composite (estetiche), per realizzare telai metallici per protesi parziali rimovibili; in base alla composizione, queste leghe sono ulteriormente suddivise in

• leghe ad alto contenuto di oro
• leghe a medio contenuto di oro
• leghe d'argento

1. leghe nobili per metallo ceramica, sono leghe che, per la loro composizione, permettono di realizzare sottostrutture metalliche sulle quali viene applicato o cotto uno strato di ceramica dentale, per motivi estetici
2. leghe nobili universali, con concentrazioni di oro rilevanti, usate per protesi in metallo-ceramica, accoppiate a ceramiche con TCOTT bassa e CDT molto alti.

Leghe ad alto contenuto di oro

Leghe ad alto contenuto di oro: chiamate anche leghe d'oro da fusione, contengono una quantità d'oro minima del 60% e una percentuale totale di metalli nobili pari al 75%; ci si fanno intarsi, ponti, corone, protesi combinate e, raramente, telai metallici per protesi rimovibili. Hanno un costo elevato, un colore tipicamente metallico e il loro impiego, nel tempo, è андato largamente diminuendo, a favore delle leghe non nobili.

Classificazione delle leghe ad alto contenuto di oro

Una loro classificazione, basata sulle proprietà meccaniche, è la seguente:

• tipo 1, tenere o a resistenza bassa
• tipo 2, medie o a resistenza media
• tipo 3, dure o a resistenza alta
• tipo 4, extra-dure o a resistenza molto alta

Composizione delle leghe ad alto contenuto di oro

Composizione: i principali componenti sono

• oro (60%-88%)
• argento (5%-25%)
• rame (0%-15%)
• palladio (0%-5%)
• platino (0%-4%)
• zinco (0%-2%)
• agenti nucleanti (tipo iridio e rutenio)

il colore di queste leghe è giallo paglierino, simile a quello dell'oro, e la tonalità varia, a seconda della composizione; sono leghe con resistenza meccanica variabile, in particolare la resistenza aumenta al calare della quantità di oro e all'aumentare della quantità degli altri elementi; di solito sono leghe che si fondono col cannello e si colano in rivestimenti a legante gessoso.

Componenti specifici delle leghe d'oro

Au: reticolo cristallino c.c.c., colore giallo, difficilmente ossidabile (solo con acqua regia si scioglie); tenero, poco resistente e molto duttile, per cui alle leghe d'oro si aggiungono elementi per aumentare la resistenza meccanica della lega Cu: reticolo cristallino c.f.c., colore rosso, metallo duttile che con l'Au forma soluzioni solide a tutte le concentrazioni; si aggiunge all'Au per migliorarne durezza e resistenza meccanica ed inoltre abbassa le Trus delle leghe e permette alla lega di subire determinati trattamenti termici Ag: reticolo c.f.c., colore bianco chiaro, metallo duttile e miglior conduttore di corrente e calore; migliora la duttilità e la resistenza delle leghe, in particolare nei confronti della corrosione e il suo colore schiarisce quello della lega; l'Ag, allo stato liquido, assorbe O2 quindi favorisce fusioni porose (molto limitate in presenza di Cu) ed inoltre l'Ag reagisce con lo zolfo, formando il solfuro d'argento che scurisce la superficie della lega (anche qui, fenomeno limitato se nella lega è presente palladio) Pd: reticolo c.f.c., colore bianco-argenteo, aiuta la resistenza meccanica e la resistenza alla corrosione; fonde a T elevate, per cui tende ad innalzare la Trus della lega dove è presente in quantità elevate e poi schiarisce il colore della lega d'oro; è meno costoso del platino per cui si preferisce usarlo e, allo stato liquido, assorbe H2 per cui favorisce fusioni porose Pt: reticolo c.f.c., colore bianco-grigiastro, anche questo metallo, nelle leghe, migliora resistenza meccanica e resistenza alla corrosione e schiarisce il colore della lega; anche lui fonde a T elevate, per cui tende ad innalzare la Trus della lega dove èpresente in quantità elevate, ma ha un costo elevato e quindi gli viene preferito il Pd oppure viene usato insieme al Pd Zn: reticolo esagonale compatto, colore grigio-argenteo; è un metallo non nobile che si aggiunge a questa lega per migliorarne la colabilità; si ossida facilmente e quindi limita molto l'assorbimento di ossigeno da parte degli altri metalli, in particolare l'Ag Agenti nucleanti: sono l'iridio e il rutenio, metalli alto-fondenti; fungono da agenti nucleanti cioè favoriscono la formazione di tantissimi nuclei di cristallizzazione, con formazione di grani di piccole dimensioni; infatti una lega a grana fine presenta una resistenza meccanica e una durezza maggiore, rispetto a quelle a grana grossa, e danno anche una fusione più omogenea.

Trattamenti termici delle leghe

Trattamenti termici: sono processi che servono a cambiare le proprietà meccaniche di una lega; quelle più portate a subire questi trattamenti sono le leghe con un basso contenuto di oro (e quantità di rame alto), mentre, man mano che la quantità di oro aumenta, questi trattamenti risultano poco efficaci. I principali trattamenti termici sono due:

1. trattamento termico di addolcimento (o di rammollimento), si riscalda la lega fino a 700°, per un t opportuno, permettendole di raggiungere una struttura disordinata e poi si opera un brusco abbassamento di T, in acqua, che permette di mantenere la struttura disordinata ottenuta e quindi minima durezza e massima duttilità questo trattamento rende la struttura della lega anche più omogenea (infatti si parla anche di trattamento termico di omogeneizzazione) e si dice che, alla fine di questo trattamento, la lega si trova allo stato tenero o allo stato dolce
2. trattamento termico di indurimento, si riscalda la lega fino tra i 300° e 450°, per un t opportuno, e poi si opera un brusco abbassamento di T, in acqua; serve per aumentare la resistenza della lega e quindi massima durezza e minima duttilità: dopo questo secondo trattamento, si dice che la lega si trova allo stato duro

Proprietà generali delle leghe

Proprietà generali:

• densità: alquanto elevata per l'elevata quantità di oro e aumenta all'aumentare del contenuto d'oro
• intervallo di fusione: compreso tra 850° e 1080° e quindi in grado di essere fuse con il cannello e colate in masse da rivestimento a legante gessoso
• proprietà meccaniche: al diminuire del contenuto di oro e all'aumento degli altri elementi, resistenza e durezza aumentano, mentre la deformabilità cala
• proprietà termiche: sono leghe che hanno un CDT lineare e conduttività e diffusività termiche elevate, molto maggiori di quelle di smalto e dentina
• proprietà biologiche: la biocompatibilità di queste leghe è collegata con la capacità di rilascio di ioni metallici, nella cavità orale, a seguito di fenomeni corrosivi; questo rilascio non dipende dalla composizione della lega, ma dal numero di fasi presenti nella lega (leghe polifasiche rilasciano ioni molto più facilmente); inoltre, i metalli non nobili vengono rilasciati più facilmente di quelli nobili. In generale, la biocompatibilità di queste leghe è buona, con fenomeni di reazioni allergiche alquanto limitati