ITMI20000883A1 - Perno endocanalare per uso odontoiatricio e relativo metodo di realizzazione. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DI BREVETTO PER INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un perno endocanalare realizzato per coadiuvare la riabilitazione protesica di denti con compromissione coronale parziale o totale.

E’ noto che quando la compromissione coronale supera un certo limite diventa fondamentale aiutare la ricostruzione con un supporto che parzialmente inserito e fissato nella radice del dente e parzialmente esposto svolge la funzione di aumentare la superficie di adesione o di rinforzare la struttura finale dente-ricostruzione in funzione del livello della perdita di corona.

E' oggi noto un tipo di perno endocanalare metallico a vite che tuttavia tende a concentrare gli sforzi in corrispondenza della filettatura della vite, comportando così un elevato rischio di frattura radicolare.

Allo stesso modo è noto un perno endocanalare metallico definito passivo, ossia privo di vite, che non di meno comporta un elevato rischio di frattura radicolare per differenza di modulo elastico rispetto alla struttura naturale del dente.

A questo inconveniente si aggiunge la possibilità di reazioni chimiche ed elettrochimiche di ossidazione e corrosione dovute alla presenza di un elemento metallico nel cavo orale.

Un altro tipo di perno endocanalare oggi noto è in materiale composito realizzato con fibre sintetiche parallele e longitudinali (di carbonio, di vetro, di silice, di quarzo, ecc.) annegate in una resina cementante (prevalentemente resina epossidica).

Il materiale adottato per la realizzazione di tale perno evita l’insorgere di fenomeni ossidativi nel cavo orale e riduce l’incidenza di fratture radicolari, dato che il perno riesce a riprodurre un modulo elastico per carichi trasversali simile a quello della dentina radicolare.

Uno degli inconvenienti principali di un tale perno risiede nell'incapacità di controllare anche il modulo di resistenza a compressione verticale in modo tale che risulti vicino a quello della dentina. Le fibre longitudinali presenti nel perno, praticamente incomprimibili in direzione longitudinale almeno rispetto ai carichi masticatori da sopportare, trasmettono pressoché inalterati i carichi masticatori così diretti concentrandoli in corrispondenza dell’apice radicolare.

Un tal perno non è pertanto ancora del tutto esente dal rischio di frattura radicolare con particolare riferimento allo sfondamento apicale e lascia aperta l'ipotesi di risentimenti apicali che possono sfociare in granulomi specie per applicazioni nella regione incisale dove i carichi masticatori quando applicati, sono prevalentemente verticali.

Per tentare di superare questo limite un ulteriore tipo di perno in materiale composito oggi in commercio provvede una disposizione delle fibre con andamento ondulatorio o intrecciato, ma sostanzialmente sempre indirizzato lungo l'asse principale del perno.

Un perno in materiale composito con disposizione longitudinale o sostanzialmente longitudinale delle fibre del tipo sopra descritto inoltre risulta da un compromesso tra l’esigenza di ottenere un valore del modulo elastico trasversale ideale e l'esigenza di mantenere gli altri parametri meccanici in un intervallo di valori accettabile, dato che tutti i parametri meccanici per una tale struttura di perno risultano tra loro indissolubilmente interdipendenti.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di provvedere un perno endocanalare che ovvi gli inconvenienti riscontrabili nei vari tipi di perni endocanalari oggi in uso, ed inoltre scopo della presente invenzione è quello di realizzare un perno endocanalare in materiale composito che prevenga o limiti al minimo l’insorgere di fratture radicolari e di risentimenti apicali, che abbia una sicurezza intrinseca migliorata e che possa essere utilizzato in una vasta gamma di applicazioni.

Questi scopi sono conseguiti da un perno endocanalare per uso odontoiatrico che si caratterizza per il fatto di comprendere uno o più strati di tessuto di fibra, affogati in una matrice resinosa, che vengono avvolti attorno ad un’anima dì supporto in materiale preferibilmente composito.

I parametri meccanici del perno quali il modulo elastico trasversale ed i moduli di resistenza alla compressione, alla trazione ed al taglio sono controllabili predefinendo le caratteristiche di composizione degli strati di tessuto di fibra che formano il perno, quali: l'angolo tra la trama e l'ordito del tessuto degli strati; la percentuale di fibre di trama rispetto alle fibre di ordito presenti nel tessuto; l’orientamento degli strati di tessuto rispetto alla direzione assiale del perno; e il diametro delle fibre utilizzate per gli strati di tessuto.

In questo modo si possono anche impostare i valori meccanici necessari alle singole prestazioni richieste.

Le proprietà meccaniche del perno possono essere modulate anche localmente attraverso l’apposizione di strati di tessuto localizzati in punti mirati dell’anima di supporto del perno. Tali strati localizzati devono avere caratteristiche di composizione che, opportunamente combinate con quelle degli strati di tessuto sottostanti, riproducano localmente i valori desiderati per i parametri meccanici del perno.

L’utilizzo di uno o più strati di tessuto di fibra aventi caratteristiche di composizione diversifìcabili e la possibilità di apporre anche più strati in posizione differente sulla stessa anima di supporto consente infine di impostare singolarmente ed in modo sostanzialmente indipendente l’uno dall’altro i vari parametri meccanici del perno.

Il metodo di produzione prevede lo stampaggio del materiale dopo il posizionamento degli strati di tessuto di fibra su un'anima di supporto centrale.

Se gli strati di tessuto di fibra non sono già preimpregnati di resina, lo stampo deve essere collegato ad un iniettore che provvede ad impregnare le fibre.

Tale metodo di produzione permette di realizzare un perno a partire da qualsiasi tipo di fibra sintetica idonea che sia disponibile in tessuto, ad esempio fibra di carbonio, di vetro, di quarzo, di silice ecc..

Questi aspetti saranno meglio compresi alla descrizione che segue di due realizzazioni del perno dell'invenzione, da leggersi a titolo puramente esemplificativo ma non limitativo del più generale principio rivendicato.

La descrizione seguente è supportata dai disegni allegati in cui:

Fig. 1a mostra una sezione lungo l'asse di un perno conforme alla presente invenzione inserito nel canale radicolare;

Fig. 1b mostra una vista dall’alto ingrandita e parzialmente in sezione di un perno conforme alla prima esemplificazione della presente invenzione;

Fig. 2 mostra schematicamente l'intreccio tra trama ed ordito degli strati di tessuto utilizzati nella prima esemplificazione del perno della presente invenzione, nel quale la percentuale di trama nel tessuto è pari a 20%; e

Fig. 3 mostra schematicamente l'intreccio tra trama ed ordito degli strati di tessuto utilizzati nella prima esemplificazione del perno della presente invenzione, nel quale la percentuale di trama nel tessuto è pari a 40%.

Una prima esemplificazione di un perno endocanalare 1 conforme alla presente invenzione comprende strati di tessuto di fibra di carbonio 2 avvolti attorno ad un’anima centrale di supporto 3 in materiale composito.

Una tale anima di supporto 3 è ricavabile da tondini in materiale composito oggi presenti diffusamente sul mercato. I tondini vengono lavorati per portare il diametro al valore finale desiderato e conicizzati alla base.

Le fibre degli strati di tessuto 2 che rivestono l’anima centrale del perno sono anch'esse annegate in una matrice di resina epossidica.

Le fibre degli strati di tessuto 2 utilizzate per questa realizzazione del perno sono ad elevata resistenza, ma a seconda delle applicazioni non è esci usc i’ utilizzo di fibre ad elevato modulo.

Se viene richiesto che il perno nel canale radicolare possa essere rilevato mediante radiografia, è possibile arricchire gli strati di tessuto di fibra di carbonio con filamenti, ad esempio in vetro o quarzo, che risultino radio-individuabili.

E’ sempre preferibile che il materiale composito dell’anima di supporto sia lo stesso di quello costituente gli strati di tessuto, in modo tale da favorire la resistenza agli sforzi interlaminari all' interfaccia tra le due parti.

Il metodo di produzione del perno prevede il posizionamento degli strati di tessuto di fibra sull’anima di supporto centrale, e l'introduzione del pezzo così ottenuto in uno stampo per la formatura finale.

Gli strati di tessuto possono essere selezionati tra materiale preimpregnato oppure privo di resina.

A questo punto nel primo caso nello stampo avviene esclusivamente la polimerizzazione del pezzo, mentre nel secondo caso lo stampo è collegato ad un iniettore che riempie lo stampo di resina fino ad impregnare le fibre.

Nel secondo caso l'iniettore che realizza l'iniezione di resina nello stampo resta collegato allo stampo sotto pressione per garantire una ottimale distribuzione della resina ed una compensazione della retrazione da polimerizzazione.

Il perno 1 risultante ha diametro esterno pari a 1,2 mm e anima di supporto pari a 0,5 mm, mentre lo spessore di uno strato di tessuto 2 già annegata nella resina epossidica è pari a 0,2 mm.

Naturalmente, dopo aver scelto il diametro delle fibre, il numero di strati di tessuto da utilizzare è quello necessario a portare il diametro esterno del perno al valore desiderato.

Gli strati di tessuto 2 hanno fibre di ordito 5 e trama 7 intrecciate con un angolo di 90°, e le fibre di ordito 5 sono a loro volta disposte lungo l’asse del perno 1.

La fig. 1b mostra come debbano essere accostati i lembi assiali 9 degli strati di tessuto 2. Si deve infatti' evitare la sovrapposizione dei lembi 9, dal momento che la rettifica finale del perno, dopo la polimerizzazione nello stampo, provocherebbe nella zona di sovrapposizione dei lembi 9 il taglio di alcune fibre degli strati di tessuto 2 e conseguentemente la compromissione delle proprietà meccaniche del perno in quella regione.

Sono stati realizzati più perni di questo tipo in cui gli strati di tessuto 2 sono stati posti con una percentuale di fibre di trama trasversali 7 variabile da 20% a 40%.

Di seguito è illustrato l'intervallo di valori dei parametri meccanici del perno conseguiti al variare della percentuale di fibre di trama trasversali da 20% a 40%.

Per meglio comprendere l’influenza delle caratteristiche composizionali degli strati di tessuto di fibra utilizzato per realizzare il perno sulle proprietà meccaniche del perno risultante, di seguito è riportata anche una proiezione di dati, ottenuta con l’ausilio di un programma di simulazione per elaboratore elettronico, relativa ad un perno avente strati di tessuto con fibre di ordito e trama sempre ortogonali tra loro, ma che si differenzia dal perno sopra descritto per il fatto che gli strati di tessuto hanno ora una percentuale prefissata di fibre di trama, pari al 30% delle fibre del tessuto, ed un'inclinazione delle fibre di ordito variabile rispetto all’asse del perno.

Abbiamo quindi dato due esemplificazioni di come le proprietà meccaniche del perno realizzato conformemente alla presente invenzione possano essere influenzate dalla disposizione caratteristica degli strati di tessuto di fibra utilizzata.

Abbiamo infatti visto che le proprietà meccaniche del perno della presente invenzione possono essere modificate variando la percentuale di fibre di trama presenti nel tessuto dello strato o degli strati, o variando l'inclinazione delle fibre di ordito rispetto all’asse del perno.

Per modificare le proprietà meccaniche di un perno conforme alla presente invenzione sarebbe altresì possibile modificare l’angolo tra fibre di ordito e fibre di trama del tessuto dello strato o degli strati utilizzati, lasciando inalterata la direzione delle fibre di ordito rispetto alla direzione assiale del perno; oppure variando il diametro delle fibre utilizzate negli strati di tessuto; oppure anche effettuando una combinazione di due o più di queste operazioni.

Il perno della presente invenzione sfrutta l'anisotropia delle proprietà meccaniche delle fibre, vale a dire il fatto che le proprietà meccaniche delle fibre dipendono dalla direzione di applicazione di un carico rispetto all’asse longitudinale delle fibre stesse.

Dal momento che esiste allora una correlazione sperimentalmente nota tra l’angolo di applicazione di un carico rispetto all’asse della fibra e il valore corrispondente dei parametri meccanici della fibra, si deve fare fondamento su questa correlazione per impostare correttamente le caratteristiche composizionali dello strato o degli strati di tessuto di fibra da apporre sul perno a seconda dell’applicazione in cui viene utilizzato il perno stesso.

Sappiamo che il perno deve svolgere differenti funzioni in rapporto al grado di compromissione della zona coronale, all'ubicazione della zona compromessa ed al tipo di materiale che viene impiegato per la riabilitazione protesica.

Ad esempio in caso di perdita solo parziale della porzione coronale del dente il perno deve svolgere un’azione principale di ancoraggio in quanto una porzione di corona risulta fungere da appoggio e da ritenzione. E’ necessario che il perno offra un modulo di elasticità e di resistenza al taglio paritari a quello del dente che lo ospita.

In caso di perdita totale della porzione coronale il perno deve invece fungere da ancoraggio e da supporto al materiale di ricostruzione e deve altresì distribuire uniformemente su tutta la radice le forze derivanti dai carichi masticatori senza causare danni alla struttura del dente o alla ricostruzione protesica. Pertanto oltre ai moduli di elasticità e di resistenza al taglio ottimali viene richiesto un alto modulo di resistenza a compressione verticale.

In caso di ricostruzione di un dente del gruppo di molari serve che il perno abbia un modulo di elasticità trasversale molto vicino a quello della dentina, mentre un'impostazione estremamente precisa del modulo di resistenza a compressione verticale non è necessaria visto che i carichi masticatori sono ripartiti anche in direzione trasversale oltre che verticale.

In caso di ricostruzione di un dente del gruppo degli incisivi invece serve che il perno abbia anche un modulo di resistenza alla compressione verticale molto vicino a quello della dentina, dal momento che i carichi masticatori sono prevalentemente verticali. In caso contrario, un modulo di resistenza alla compressione troppo elevato porterebbe alla concentrazione degli sforzi in corrispondenza dell’apice radicolare con rischio di frattura o di risentimento dello stesso.

Come già visto solo la presente invenzione e in grado di soddisfare queste ed altre eventuali applicazioni provvedendo un perno formato da uno o più strati di tessuto di fibra aventi caratteristiche di composizione, di diametro delle fibre, di disposizione e orientazione sul perno di volta in volta stabiliti in funzione dei parametri meccanici da conseguire.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un perno endocanalare per uso odontoiatrico che si caratterizza per il fatto di comprendere uno o più strati di tessuto di fibra, annegati in una matrice resinosa, che si avvolgono su un’anima di supporto in materiale composito disposta lungo l’asse del perno, detti uno o più strati di tessuto conferendo al perno i parametri meccanici idonei all’applicazione richiesta per il perno stesso.
2. 2. Un perno endocanalare secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che taluni di detti uno o più strati di tessuto di fibra sono localizzati in punti mirati dell’anima di supporto del perno, in modo tale che la combinazione dei detti uno o più strati di tessuto conferisca al perno i parametri meccanici anche localmente idonei all’applicazione richiesta per il perno stesso.
3. 3. Un perno endocanalare secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che le fibre di ordito del tessuto di detti uno o più strati presenti sul perno sono disposte lungo l’asse del perno, e dal fatto di scegliere l’angolo tra le fibre di trama e le fibre di ordito del tessuto di ciascuno strato presente sul perno per la determinazione dei valori dei parametri meccanici del perno, quali il modulo elastico trasversale ed i moduli di resistenza alla compressione, alla trazione ed al taglio, che risultano adatti all’applicazione richiesta per il perno stesso.
4. 4. Un perno endocanalare secondo un qualunque rivendicazione 1 e 2, caratterizzato dal fatto che l’angolo tra le fibre di trama e le fibre di ordito del tessuto di detti uno o più strati è fisso, e dal fatto di scegliere l'angolo tra le fibre di ordito del tessuto di detti uno o più strati presenti sul perno e l'asse del perno per la determinazione dei valori dei parametri meccanici del perno quali il modulo elastico trasversale ed i moduli di resistenza alla compressione, alla trazione ed al taglio, che risultano adatti all'applicazione richiesta per il perno stesso.
5. 5. Un perno endocanalare secondo una qualunque rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto di scegliere la percentuale di fibre di ordito nel tessuto di detti uno o più strati presenti sul perno per la determinazione dei valori dei parametri meccanici del perno, quali il modulo elastico trasversale ed i moduli di resistenza alla compressione, alla trazione ed al taglio, che risultano adatti all’applicazione richiesta per il perno stesso.
6. 6. Un perno endocanalare secondo una qualunque rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto di scegliere il diametro delle fibre nel tessuto di detti uno o più strati presenti sul perno per la determinazione dei valori dei parametri meccanici del perno, quali il modulo elastico trasversale ed i moduli di resistenza alla compressione, alla trazione ed al taglio, che risultano adatti all'applicazione richiesta per il perno stesso.
7. 7. Un perno endocanalare secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che le fibre del tessuto di detti uno o più strati presenti sul perno sono fibre ad alta resistenza o ad alto modulo in carbonio o vetro o quarzo o silice o qualunque altro materiale sintetico disponibile in fibre, annegate in resina epossidica.
8. 8. Un perno endocanalare secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta anima di supporto del perno è un tondino realizzato in materiale composito.
9. 9. Un metodo di realizzazione di un perno endocanalare conforme ad una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: -apposizione di detti uno o più strati di tessuto di fibra preimpregnata di resina sull’anima di supporto centrale; e - stampaggio per la polimerizzazione del perno.
10. 10. Un metodo di realizzazione di un perno endocanalare conforme ad una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: -apposizione di detti uno o più strati di tessuto di fibra non impregnata sull’anima di supporto centrale; -stampaggio con iniezione nello stampo di resina per impregnare le fibre di detti uno o più strati, in cui l’iniettore che realizza l’iniezione di resina nello stampo resta collegato alla stampo sotto pressione per garantire una ottimale distribuzione della resina ed una compensazione della retrazione da polimerizzazione