Un team di ricercatori dell'Imam Abdulrahman Bin Faisal University in Dammam, Arabia Saudita, ha condotto uno studio per esaminare gli effetti dell'incorporazione di nanoparticelle di biossido di zirconio (ZrO2NPs) e di biossido di silicio (SiO2NPs), nonché l'impatto degli orientamenti di stampa, sulla resistenza alla flessione delle resine usate in odontoiatria per la realizzazione di protesi provvisorie mediante stampa 3D. Lo studio ha anche valutato come la resistenza di questi materiali fosse influenzata da cicli termici simulati. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sul Journal of Prosthodontics, offrendo nuove intuizioni sull'ottimizzazione delle proprietà meccaniche delle resine dentali stampate in 3D attraverso l'uso di nanoparticelle e tecniche di stampa avanzate.

La ricerca
Nel loro esperimento, i ricercatori hanno utilizzato la resina NextDent C&B MFH, progettata per la stampa 3D, per creare 300 campioni rettangolari (dimensioni 25 × 2 × 2 mm3). Questi campioni sono stati arricchiti con nanoparticelle di biossido di zirconio (ZrO2) e biossido di silicio (SiO2) e organizzati in due gruppi principali. Successivamente, ogni gruppo è stato suddiviso in tre sottogruppi basati sulla percentuale di nanoparticelle presenti: 0% (gruppo di controllo), 0,5% e 1%. Inoltre, i campioni di ogni concentrazione sono stati stampati in tre diversi orientamenti: orizzontale (0°), obliquo (45°) e verticale (90°).
Dopo la stampa, i campioni sono stati esposti a 5000 cicli termici per simulare le condizioni di stress termico che potrebbero verificarsi in un ambiente orale reale. La resistenza alla flessione di ogni campione è stata poi misurata attraverso un test di flessione a tre punti. Per esaminare in dettaglio le superfici di frattura risultanti è stato impiegato un microscopio elettronico a scansione (SEM).
Per l'analisi statistica dei dati raccolti, i ricercatori hanno utilizzato il test ANOVA per determinare le differenze significative tra i gruppi, seguito da un test post hoc di Tukey per confronti specifici, con un livello di significatività fissato a α = 0.05.

I risultati
L'introduzione di nanoparticelle di biossido di zirconio (ZrO2NPs) e biossido di silicio (SiO2NPs) ha prodotto un miglioramento significativo nella resistenza alla flessione (FS) rispetto alla composizione originale della resina, con un livello di significatività statistica inferiore a 0.001. In particolare, dopo essere stati sottoposti a cicli termici (TC), i campioni del gruppo di controllo hanno evidenziato una diminuzione marcata nella loro FS, registrando i valori più bassi. Al contrario, il valore di FS più elevato è stato rilevato nei campioni con una percentuale dell'1% di ZrO2NPs stampati con un orientamento orizzontale (0°).
Si è osservato che l'orientamento di stampa a 0° ha costantemente garantito una FS superiore rispetto agli orientamenti di stampa a 45° e 90°, a prescindere dalla percentuale di nanoparticelle presenti. Inoltre, l'aggiunta di nanoparticelle ha incrementato significativamente la FS in tutti gli orientamenti di stampa, rispetto al materiale originale, evidenziando un effetto positivo notevole (P < 0.001).
Tuttavia, mentre i cicli termici hanno influito negativamente sulla FS dei campioni non arricchiti con nanoparticelle, non si sono registrate differenze significative nella resistenza alla flessione tra i campioni modificati con nanoparticelle dopo l'esposizione ai TC.

Le conclusioni
L'incorporazione di nanoparticelle di biossido di silicio (SiO2NPs) e di biossido di zirconio (ZrO2NPs) ha portato a un aumento significativo della resistenza alla flessione (FS) delle resine provvisorie utilizzate per la stampa 3D. Tra i vari orientamenti di stampa testati, quello orizzontale (0°) ha consistentemente dimostrato di offrire la maggiore FS, senza essere influenzato dalla percentuale di nanoparticelle aggiunte. Mentre i cicli termici hanno ridotto la FS della resina non modificata, questo effetto non è stato rilevante per le resine arricchite con nanoparticelle.
Alla luce di questi risultati, le resine in nanocomposito stampate in 3D con un orientamento orizzontale si presentano come una soluzione promettente per la realizzazione di restauri dentali provvisori di lunga durata nella pratica clinica.

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Fonte: WILEY