Negli ultimi anni la zirconia è diventata uno dei materiali più utilizzati in odontoiatria restaurativa e protesica. Inizialmente veniva considerata soprattutto nei restauri rivestiti da ceramica feldspatica, come alternativa estetica ai framework metallici. Oggi, invece, la zirconia dentale può venire utilizzata anche come restauro monolitico per corone singole, ponti, restauri implantari su riabilitazioni più o meno estese [1–4].
Il successo della zirconia dentale deriva principalmente dalla combinazione tra le elevate proprietà meccaniche ed in particolare di resistenza alla flessione, buona biocompatibilità e facilità di lavorazione. Tuttavia, proprio la sua ampia diffusione può portare a considerarla un materiale adatto a qualsiasi situazione clinica.
In realtà, la zirconia dentale non è un materiale unico e standardizzato, ma comprende formulazioni diverse, con caratteristiche meccaniche ed estetiche differenti [1,2]. Perciò risulta utile conoscerne i pregi ma anche le potenziali debolezze al fine di evitare complicanze meccaniche.
Zirconia dentale: caratteristiche e proprietà meccaniche
Dal punto di vista strutturale, la zirconia è una ceramica policristallina che viene stabilizzata con ossido di ittrio (Yttria-stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystal – Y-TZP) per mantenere, a temperatura ambiente, una fase tetragonale stabile favorevole dal punto di vista meccanico [1,2].
Questa caratteristica è alla base del cosiddetto meccanismo di “transformation toughening”: quando il materiale viene sottoposto a stress e una microfrattura tende a propagarsi, una parte dei cristalli si trasforma passando dalla fase tetragonale alla fase monoclina, con un aumento locale di volume degli stessi [1].
Tale trasformazione genera compressioni intorno all’apice della cricca, che ne ostacolano la progressione. Questo meccanismo contribuisce in modo importante all’elevata resistenza alla frattura della zirconia rispetto ad altre ceramiche dentali.
Zirconia in odontoiatria: dai restauri stratificati alla zirconia monolitica
Nelle prime applicazioni cliniche, la zirconia veniva rivestita con ceramica feldspatica per migliorare l’estetica del restauro. Tuttavia, con il tempo e l’osservazione clinica, è emerso un limite importante dato dal chipping della ceramica di rivestimento [5,6]. In molti casi, infatti, si sono osservate scheggiature, fratture o delaminazioni della ceramica feldspatica stratificata al di sopra della zirconia.
Questo fenomeno è stato riportato con una certa frequenza nelle restaurazioni zirconia-ceramica e, in alcuni studi, in misura maggiore rispetto alle tradizionali metallo-ceramiche. Una possibile spiegazione risiede nella natura dell’interfaccia tra zirconia policristallina e ceramica vetrosa, generalmente meno favorevole rispetto al legame metallo-ceramica, oltre che nella presenza di stress residui, differenze di comportamento termico e disegni del framework non sempre adeguati al supporto della ceramica di rivestimento [1,5,6].
Da questa criticità è nata la progressiva diffusione della zirconia monolitica, ossia priva di rivestimento ceramico [3,7]. Questo ha reso la zirconia monolitica particolarmente interessante soprattutto nei settori posteriori, dove il carico occlusale rappresenta un fattore determinante per l’insorgenza di chipping dei restauri stratificati.
Tipologie di zirconia dentale: differenze tra 3Y-TZP, 4Y-TZP e 5Y-TZP
Allo stesso tempo, l’evoluzione dei materiali ha portato allo sviluppo di zirconie più traslucenti (4Y-TZP, 5Y-TZP) il cui maggiore contenuto di ittrio ha consentito un miglioramento delle proprietà ottiche rispetto alla zirconia 3Y-TZP tradizionale [1,2].
Tuttavia, questo miglioramento estetico comporta una riduzione della resistenza meccanica che tende ad avvicinarsi più al disilicato di litio. Dunque, più una zirconia è traslucente (4Y-TZP, 5Y-TZP), più si riduce la sua robustezza e resistenza meccanica rispetto a quelle delle prime generazioni (3Y-TZP).
Per questo motivo, la scelta della zirconia deve essere guidata dal caso clinico.
Nei settori posteriori, specialmente nei pazienti con carichi elevati o in presenza di spessori ridotti, può essere indicata una zirconia più resistente e meno traslucente.
Nei settori anteriori, invece, può essere utile una zirconia più estetica, eventualmente associata a caratterizzazioni o a una stratificazione limitata. Non si tratta quindi di scegliere semplicemente “zirconia sì” o “zirconia no”, ma di capire quale zirconia utilizzare. [8-10]
Cementazione, usura e applicazioni implantoprotesiche della zirconia
Un aspetto spesso sottovalutato riguarda la cementazione. La zirconia non è una ceramica vetrosa e non può essere trattata con gli stessi protocolli utilizzati per disilicato di litio o ceramiche feldspatiche. L’acido fluoridrico non è efficace sulla zirconia policristallina [2,11].
Quando è necessaria una cementazione adesiva, sono generalmente indicati la sabbiatura con ossido di alluminio, primer contenenti 10-metacriloilossidecil diidrogeno fosfato (MDP) e cementi resinosi [11]. Tuttavia, nei casi con preparazioni ritentive e buona geometria, possono essere utilizzati anche protocolli di cementazione convenzionale o autoadesiva, seguendo le indicazioni del produttore.
Un altro tema clinicamente rilevante è l’usura dell’antagonista. La zirconia è un materiale duro, ma l’usura dipende soprattutto dalla qualità della superficie. Una zirconia ben lucidata può avere un comportamento favorevole, mentre una superficie ruvida, soprattutto dopo aggiustamenti occlusali non rifiniti correttamente, può diventare più abrasiva [12]. Per questo motivo, dopo ogni ritocco intraorale, la lucidatura non è un passaggio accessorio, ma parte integrante del trattamento.
In implantoprotesi, la zirconia ha assunto un ruolo importante, soprattutto nei restauri monolitici posteriori e nelle riabilitazioni estese. La riduzione del rischio di chipping rispetto ai restauri stratificati rappresenta un vantaggio significativo [7]. Tuttavia, nei casi implantari la rigidità del materiale impone particolare attenzione alla progettazione, all’adattamento e alla gestione occlusale. Anche in questo ambito, la zirconia può essere una soluzione eccellente, ma non automatica.
Come scegliere la zirconia dentale più adatta al caso clinico
In conclusione, è importante sottolineare quindi che la zirconia non è un materiale “universale”. Il rischio, nella pratica clinica, è considerarla una soluzione valida per ogni situazione. In realtà, il successo clinico dipende dalla corretta indicazione. Una corona posteriore monolitica, un restauro anteriore estetico, un ponte, una corona su impianto o una riabilitazione completa non richiedono necessariamente lo stesso tipo di zirconia, né lo stesso protocollo clinico.
Il punto chiave non è decidere se utilizzare la zirconia, ma individuare la tipologia di zirconia più appropriata per il caso clinico specifico. E questo richiede conoscenza, progettazione e integrazione tra clinico e odontotecnico. Come spesso accade nel nostro settore, il successo non dipende soltanto dal materiale, ma dalla capacità di utilizzarlo nel modo corretto.
References:
[1] Y. Zhang, B.R. Lawn, Novel Zirconia Materials in Dentistry, J Dent Res 97 (2018) 140–147. https://doi.org/10.1177/0022034517737483.
[2] T.A. Sulaiman, A.A. Suliman, A.A. Abdulmajeed, Y. Zhang, Zirconia restoration types, properties, tooth preparation design, and bonding. A narrative review, J Esthet Restor Dent 36 (2024) 78–84. https://doi.org/10.1111/jerd.13151.
[3] M. Gseibat, S. Abou Tara, S. Bshara, S. Saker, Performance of posterior third-generation monolithic zirconia crowns: A prospective clinical study, J Prosthodont Res 67 (2023) 512–519.
[4] T.A. Sulaiman, Materials in digital dentistry—A review, J Esthet Restor Dent 32 (2020) 171–181. https://doi.org/10.1111/jerd.12566.
[5] A.A. Abdulmajeed, T.E. Donovan, L.F. Cooper, R. Walter, T.A. Sulaiman, Fracture of layered zirconia restorations at 5 years: A dental laboratory survey, J Prosthet Dent 118 (2017) 353–356. https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2016.11.009.
[6] H. Laumbacher, J. Strasser, N. Knüttel, P. Rosentritt, Long-term clinical performance and complications of zirconia-based tooth- and implant-supported fixed prosthodontic restorations: A summary of systematic reviews, J Dent 111 (2021) 103723. https://doi.org/10.1016/j.jdent.2021.103723.
[7] P. Tajti, A. López-Suárez, B. Agustín-Panadero, M. Revilla-León, Monolithic zirconia as a valid alternative to metal-ceramic for implant-supported single crowns in the posterior region: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials, J Prosthet Dent 131 (2024) 907–916. https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2023.05.006.
[8] F. Tabatabaian, Color in zirconia-based restorations and related factors: A literature review, J Prosthodont 27 (2018) 201–211. https://doi.org/10.1111/jopr.12740.
[9] J. Abduo, G. Ho, A. Centorame, S. Chohan, C. Park, R. Abdouni, Marginal accuracy of monolithic and veneered zirconia crowns fabricated by conventional and digital workflows, J Prosthodont 32 (2023) 39–46. https://doi.org/10.1111/jopr.13618.
[10] R. Shahmiri, O.C. Standard, J.N. Hart, C.C. Sorrell, Optical properties of zirconia ceramics for esthetic dental restorations: A systematic review, J Prosthet Dent 119 (2018) 36–46. https://doi.org/10.1016/j.prosdent.2017.07.009.
[11] M. Kern, Bonding to oxide ceramics—Laboratory testing versus clinical outcome, Dent Mater 31 (2015) 8–14. https://doi.org/10.1016/j.dental.2014.06.007.
[12] T.A. Sulaiman, A.A. Abdulmajeed, T.E. Donovan, R. Vallittu, T.O. Närhi, R.R. Lassila, The effect of staining and vacuum sintering on optical and mechanical properties of partially and fully stabilized monolithic zirconia, Dent Mater J 34 (2015) 605–610.
