Biocompatibilità degli allineatori trasparenti in funzione della tecnica di rifinitura: confronto tra taglio laser CO₂ e fresatura

Abstract

Negli ultimi anni gli allineatori trasparenti hanno assunto un ruolo sempre più rilevante nella pratica ortodontica grazie ai vantaggi estetici e funzionali che offrono. Tra i materiali maggiormente impiegati, il polietilene tereftalato modificato con glicole (PET-G) rappresenta uno dei polimeri di riferimento. Poiché la rifinitura del margine costituisce l'ultima fase del processo produttivo ed è quella che determina il contatto diretto con i tessuti orali, risulta importante valutarne l'influenza sulla biocompatibilità. Il presente studio ha valutato la biocompatibilità del PET-G sottoposto a due differenti tecniche di rifinitura, taglio laser CO₂ e fresatura meccanica CNC, analizzandone la stabilità chimica e la risposta biologica in vitro. La caratterizzazione del materiale è stata effettuata mediante spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FT-IR), spettroscopia di risonanza magnetica nucleare del protone (¹H-NMR) e gascromatografia-spettrometria di massa (GC-MS), mentre la valutazione biologica è stata eseguita su cellule MCF-7 e THP-1 mediante saggio MTT e analisi dell'espressione genica di marker endocrini e immuno-infiammatori. Lo studio ha integrato analisi chimiche e biologico-molecolari, consentendo una valutazione complessiva della biocompatibilità del PET-G. Le analisi chimiche hanno evidenziato la stabilità del PET-G dopo entrambe le procedure di rifinitura del margine, senza alterazioni strutturali significative né rilascio di bisfenolo A, ftalati o altri composti potenzialmente tossici. Il saggio MTT ha confermato l'assenza di citotossicità, mentre l'analisi dell'espressione genica ha evidenziato esclusivamente lievi modulazioni, prive di rilevanza biologica e senza differenze significative tra le due tecniche di rifinitura. I risultati suggeriscono che il taglio laser CO₂ e la fresatura meccanica CNC non influenzino significativamente la biocompatibilità del PET-G, confermandone la stabilità chimica e la sicurezza biologica.

In recent years, clear aligners have become increasingly important in orthodontic practice due to their aesthetic and functional advantages. Among the materials most commonly used for their manufacture, glycol-modified polyethylene terephthalate (PET-G) represents one of the reference polymers. Since edge finishing represents the final step of the manufacturing process and determines the direct contact between the aligner and the oral tissues, its potential influence on biocompatibility deserves careful evaluation. The present study evaluated the biocompatibility of PET-G subjected to two different edge-finishing techniques, CO₂ laser cutting and CNC milling, by evaluating its chemical stability and biological response in vitro. Material characterization was performed using Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (¹H-NMR), and gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS). Biological evaluation was carried out using MCF-7 and THP-1 cell lines through the MTT assay and gene expression analysis of endocrine and immuno-inflammatory markers. The study integrated chemical, biological and molecular analyses, providing a comprehensive assessment of PET-G biocompatibility. Chemical analyses demonstrated the stability of PET-G following both edge-finishing procedures, with no significant structural alterations or release of bisphenol A (BPA), phthalates, or other potentially toxic compounds. The MTT assay confirmed the absence of cytotoxic effects, while gene expression analysis revealed only slight modulations without biological relevance and no significant differences between the two finishing techniques. The findings suggest that neither CO₂ laser cutting nor CNC milling significantly affects the biocompatibility of PET-G, confirming its chemical stability and biological safety.