Caratterizzazione meccanica e microstrutturale di allineatori ortodontici innovativi ottenuti con stampa 3D di resine a memoria di forma foto-polimerizzabili.

Abstract

Le anomalie relative all’occlusione sono molto diffuse e frequenti e possono essere trattate con diverse metodiche. L’aumento delle preoccupazioni estetiche relative agli apparecchi ortodontici tradizionali ha reso necessaria la ricerca di un trattamento più estetico che ha portato a sviluppare metodi alternativi ai classici apparecchi fissi, ovvero gli allineatori rimovibili trasparenti. La terapia mediante allineatori trasparenti consiste nell’utilizzo di una serie di mascherine rimovibili che vengono cambiate in sequenza per realizzare i movimenti ortodontici pianificati. L'attuale gold standard prevede che questi allineatori vengano prodotti a partire da lastre di materiali polimerici termoplastici, tra cui il più utilizzato è il PETG. Queste lastre vengono poi sottoposte a un processo di termoformatura sulle copie fisiche, quindi sui modelli 3D ottenuti a partire dalla pianificazione virtuale effettuata attraverso la piattaforma CAD. Il progresso tecnologico e dei materiali ha permesso di effettuare un cambiamento nel processo di produzione, rendendo possibile il passaggio alla stampa 3D diretta. Questa tecnica può superare i limiti del processo di termoformatura offrendo la possibilità di ottenere un maggior controllo dello spessore dell’allineatore nelle diverse zone dell’arcata, di produrre allineatori trasparenti con spessore personalizzato e un migliore adattamento. Permette inoltre di ridurre le fasi di produzione, quindi i costi e di migliorare l’impatto ambientale. La composizione del materiale utilizzato per la produzione dipende, però, strettamente dal processo di fabbricazione che si sceglie di utilizzare. Attualmente non esistono materiali stampabili che soddisfino gli standard di compatibilità e che abbiano proprietà meccaniche adeguate, ad eccezione di Tera Harz TC-85. Questa resina è stata oggetto di questo studio, incentrato principalmente sulla verifica sperimentale delle sue proprietà meccaniche e termiche da comparare con il PETG.

Occlusion-related abnormalities are very common and frequent and can be treated by a variety of methods. Increasing esthetic concerns regarding traditional braces have necessitated the search for a more esthetic treatment, which has led to the development of alternative methods to classic fixed braces, namely, clear removable aligners. Therapy using clear aligners involves the use of a series of removable templates that are changed in sequence to accomplish planned orthodontic movements. The current gold standard is that these aligners are manufactured from sheets of thermoplastic polymeric materials, of which PETG is the most widely used. These plates are then subjected to a thermoforming process on physical copies, then on 3D models obtained from the virtual planning done through the CAD platform. Advances in technology and materials have enabled a change in the manufacturing process, making it possible to move to direct 3D printing. This technique can overcome the limitations of the thermoforming process by offering the possibility to achieve greater control of aligner thickness in different areas of the arch, to produce transparent aligners with customized thickness and a better fit. It also makes it possible to reduce production steps, thus reducing costs and improving environmental impact. The composition of the material used for production, however, depends strictly on the manufacturing process one chooses to use. Currently, there are no printable materials that meet compatibility standards and have adequate mechanical properties, with the exception of Tera Harz TC-85. This resin was the subject of this study, which focused mainly on experimental verification of its mechanical and thermal properties to be compared with PETG.