Effect of fiber post and restoration type on biomechanical behavior of endodontically treated premolars: Finite element analysis and in vitro evaluation

Quando un dente soffre di una carie profonda o di una crepa che raggiunge il nervo, i dentisti spesso eseguono una devitalizzazione per salvarlo. Questa procedura salvavita rimuove il tessuto infetto all'interno, ma rende anche il dente più asciutto e fragile, come un ramoscello secco rispetto a un ramo fresco e vivo. Il dente è inoltre spesso indebolito dalla grande cavità necessaria per raggiungere l'infezione, specialmente nei premolari superiori, che si trovano in una parte della bocca che riceve forti forze di masticazione laterale. Per ripararlo, i dentisti devono coprire il dente con un cappuccio resistente, ma si trovano di fronte a una scelta difficile. Possono limare una quantità significativa di dente sano rimanente per adattare una corona completa, oppure possono cercare di preservare più del dente con una copertura parziale chiamata onlay o overlay. Un altro dibattito comune è se inserire un piccolo e flessibile perno in fibra in profondità nella radice per agire come una trave di supporto. Per anni, la comunità odontoiatrica ha discusso su quale combinazione di cappuccio e supporto offra la migliore protezione contro la rottura del dente a metà, un fallimento che spesso comporta l'estrazione completa del dente.

I ricercatori dell'Ospedale di Stomatologia della West China hanno cercato di risolvere questo dibattito testando queste diverse strategie su un modello che imita la bocca umana. Si sono concentrati sul premolare superiore, un dente noto per essere particolarmente incline a rompersi dopo una devitalizzazione. Il team ha creato due investigazioni parallele: una utilizzando una sofisticata simulazione al computer per mappare le forze invisibili all'interno del dente, e un'altra utilizzando veri denti umani estratti per vedere quanta forza potessero effettivamente sopportare prima di rompersi. Hanno testato sei diversi scenari. Alcuni denti ricevevano una corona completa, altri un onlay parziale, e altri ancora un overlay parziale. All'interno di ciascuna di queste tre forme, hanno testato due variazioni: una con un perno in fibra inserito nella radice e una senza. Hanno applicato una spinta costante e angolata di 300 Newton sulla superficie masticatoria di ciascun modello e dente, una forza progettata per simulare il tipo di pressione laterale che questi denti affrontano durante la normale alimentazione.

Le simulazioni al computer hanno rivelato un chiaro schema nel modo in cui lo stress si propagava attraverso il dente. I modelli con gli overlay parziali mostravano i livelli più bassi di stress interno sia nella restauro che nella struttura del dente. Interessante notare che, mentre i livelli generali di stress nel dente e nel cappuccio rimanevano comparabili tra i gruppi con e senza perni, il perno in fibra cambiava significativamente dove si dirigeva quello stress. La presenza del perno riduceva drasticamente lo stress nel nucleo di resina e risultava in una dispersione dello stress sul segmento cervicale dei premolari. Senza il perno, lo stress più elevato si concentrava pericolosamente al collo del dente, proprio dove la radice incontra la corona. Con il perno in sede, quello stress veniva distribuito in modo più uniforme, riducendo il pericolo che una crepa iniziasse in quel punto debole.

Quando i ricercatori sono passati al test fisico con denti reali, i risultati riguardanti la resistenza furono sorprendentemente uniformi. Indipendentemente dal tipo di cappuccio utilizzato o se fosse stato inserito un perno in fibra, la quantità di forza necessaria per rompere il dente era statisticamente la stessa. I denti hanno retto ugualmente bene in tutti e sei i gruppi. Tuttavia, la storia cambiava quando i ricercatori osservavano come i denti si rompevano. Il tipo di cedimento contava tanto quanto la forza necessaria per causarlo. Alcune rotture erano minori, avvenendo solo nella corona o nella parte superiore del dente, che un dentista potrebbe riparare creando un nuovo cappuccio. Altre erano catastrofiche, con crepe che correvano in profondità nella radice, rendendo il dente impossibile da salvare. Il gruppo con il restauro overlay e un perno in fibra aveva il tasso più alto di queste rotture riparabili, mentre il gruppo con la corona completa e senza perno aveva il tasso più basso di rotture riparabili e il tasso più alto di perdita totale.

Il perno in fibra si è rivelato un fattore cruciale per salvare il dente, anche se non ha cambiato la forza totale necessaria per romperlo. Agendo come un supporto flessibile che corrisponde alla rigidità della radice naturale del dente, il perno ha aiutato a guidare le forze lontano dalla fragile zona del collo del dente e ha ridotto la concentrazione di stress nel segmento cervicale e nella radice vestibolare. Ciò ha impedito alle crepe di viaggiare in profondità nella radice, trasformando ciò che sarebbe stato un dente perso in uno che poteva essere riparato. Lo studio suggerisce che, sebbene la forma del cappuccio — sia esso completo o parziale — non cambi significativamente quanta forza il dente possa sopportare, la decisione di utilizzare un perno in fibra può essere la differenza tra un dente che necessita di una semplice riparazione e uno che deve essere estratto. I ricercatori hanno concluso che, per questi denti indeboliti, la migliore strategia per garantire che il dente rimanga in bocca è utilizzare un perno in fibra, che aiuta a distribuire lo stress e incoraggia un modello di rottura che può essere riparato, indipendentemente dal tipo specifico di copertura ceramica scelta.