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   Responsabile: Pietro Bartolini
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Ingegneria Biomedica, Biomateriali e Dispositivi Medici

Ingegneria Biomedica in Odontostomatologia

• Conservativa
• Endodonzia
• Ortodonzia
• Protesica
• Implantologia

CONSERVATIVA
Questo gruppo nel corso degli anni precedenti ha messo a punto protocolli di prove tecnologiche in-vitro, ispirate da diverse normative internazionali, per valutare le prestazioni meccaniche di diversi materiali compositi e resinosi utilizzati in odontoiatria, sia di tipo tradizionale che innovativo. Apposito protocollo di prova che è stato applicato per la valutazione degli amalgami dentali negli anni precedenti, è stato anche utilizzato per indagini sui nuovi materiali dentali, definiti sostitutivi dell’amalgama e denominati condensabili.
Un altro protocollo per la valutazione dell’adesione nei restauri conservativi è stato applicato ad uno studio sul comportamento dell'adesione tra metalli preziosi e compositi dentali confrontando le prestazioni di resistenza alla separazione delle interfacce preparate secondo due diversi tipi di trattamento delle superfici di adesione, tra un materiale composito e una lega di nickel-cromo, una lega d’oro e una di palladio. E’ stato anche messo a punto un particolare tipo di afferraggio scorrevole per l’applicazione corretta delle forze. Inoltre è stato messo a punto anche un altro protocollo di prove per lo studio sulle prestazioni a rottura a compressione, del legame metallo-ceramica effettuando numerose indagini meccaniche su interfacce costituite da ceramica-lega aurea, da ceramica-lega di palladio e da ceramica-lega di titanio.
Sono state eseguite indagini secondo un protocollo di prove meccaniche dinamiche a fatica su otturazioni innovative in oro-composito, condotte in saliva artificiale, per studiare la risposta a fatica del sigillo marginale. Le prove sono eseguite, alla frequenza di 10 Hz, per sei milioni di cicli con un carico applicato variabile tra circa 0 e 600 N.
Sono state condotte quasi sempre indagini al microscopio elettronico, dopo l’applicazione degli stress meccanici, sulle interfacce implicate nell’adesione tra diversi biomateriali dentali e dispositivi. Tale tipo di attività viene svolta da anni in collaborazione con l’Università La Sapienza di Roma, Dip Scienze Odontostomatologiche e con l’Università del S.Cuore di Roma, Cattedra di Endodonzia.

ENDODONZIA
Questo gruppo ha definito protocolli di prove, comprendenti stress meccanico e termico, per studiare le prestazioni di nuovi tipi di perni endocanalari in microfibre di carbonio inglobate in matrice di resina epossidica. Questi perni sono stati immobilizzati nel canale radicolare di denti umani con diversi sistemi di adesivi smalto-dentinali per poter valutare le prestazioni, allo sforzo di taglio a trazione, dell’interfaccia adesivo-perno. E’ stato applicato lo stesso protocollo anche per valutare le prestazioni meccaniche di restauri dentali con l’utilizzo di perni endocanalari in carbonio, effettuando un processo di sabbiatura sulla superficie dei perni.
Sempre con lo stesso protocollo è stata valutata la ritenzione canalare di perni endocanalari recentemente realizzati in fibre di silice, di zirconio, di quarzo per comparare le loro prestazioni con quelle già ottenute per quelli in carbonio. Sono state condotte indagini al microscopio elettronico, dopo l’applicazione degli stress meccanici, sulle interfacce perno-dentina-adesivo coinvolte nella ricostruzione. Tale attività da anni viene svolta in collaborazione con l’Università La Sapienza di Roma, Dip Scienze Odontostomatologiche.
Sono state svolte estese indagini in collaborazione con l’Università del S.Cuore di Roma, Cattedra di Endodonzia sulle prestazioni a flessione di moltissimi tipi di perni endocanalari, dai metallici ai non metallici, del dispositivo in se stesso, ai fini di valutare il loro modulo a flessione in comparazione con quello della dentina. Sono stati appositamente realizzati perni di dentina per una verifica dei valori del modulo, presenti da anni in letteratura.

ORTODONZIA
L’esperienza di questo gruppo in ortodonzia si è limitata alla definizione di protocolli di prova per la valutazione delle prestazioni meccaniche delle interfacce tra dispositivi ortodontici e smalto dentale in collaborazione con l’Università La Sapienza di Roma, Dip Scienze Odontostomatologiche.
Sono stati valutati e studiati diversi tipi di brackets ortodontici e diversi sistemi di adesione per smalto-dispositivo. E’ stato anche valutato l’effetto di ablazioni laser (Nd:YAG, Er:YAG) sullo smalto per un’indagine finalizzata allo studio del miglioramento dell’adesione e della minimizzazione del danno tissutale.

PROTESICA
L’esperienza di questo gruppo in odontoiatria protesica si è limitata alla definizione di protocolli di prova per la valutazione delle prestazioni meccaniche a fatica dell’usura dentale naturale e di quella su manufatti protesici con materiali di ultimissima generazione e anche di provenienza ortopedica.
Sono stati definiti i parametri di stimolazione per la simulazione del ciclo masticatorio prendendo anche indicazioni provenienti da normative recentemente pubblicate. Le prove possono essere eseguite sia con strumentazione assiale pneumatica che con una del tipo a rototorsione servoidraulica.
Sono stati valutati e studiati, in collaborazione con l’Università La Sapienza di Roma, Dip Scienze Odontostomatologiche, cattedra di Protesi e con l’Università Tor Vergata di Roma nell’ambito di tesi sperimentali in Ingegneria Medica, diversi tipi di manufatti protesici e diversi materiali con proprietà di legame chimico innovativo e simulante un’azione ammortizzante.
E’ stato anche valutato l’effetto di usura su coppie di denti naturali, per rendersi conto e formarsi un pattern di riferimento di alterazione della superficie dello smalto, come di coppie miste per un’indagine finalizzata allo studio del miglioramento e della minimizzazione del danno tissutale indotto dal manufatto protesico. È stata condotta una estesa indagine al SEM delle superfici coronali sottoposte agli stress meccanici a fatica.

IMPLANTOLOGIA
L’attività di questo gruppo in implantologia è duplice ed è stata rivolta alla definizione di protocolli di prova per la valutazione delle prestazioni meccaniche a fatica dell’impianto in se stesso, come dispositivo, e allo studio delle metodiche finalizzate al miglioramento e all’ottimizzazione dell’osseointegrazione, tramite materiali osteostimolanti di ultimissima generazione e anche di provenienza genetica. Prendendo indicazioni da normative tecniche recentemente pubblicate in ambito europeo, (EN-ISO 14801:2003) su le prove a fatica a cui devono essere sottoposti gli impianti dentali, sono stati definiti i parametri di stimolazione per la simulazione dello stress a fatica di vari anni di ciclo masticatorio. Le prove possono essere eseguite con strumentazione assiale pneumatica poiché non è previsto nessun requisito rototorsionale, su cui sono stati realizzati gli afferragli opportuni secondo la normativa.
Sono stati valutati e studiati diversi tipi di impianti dentali di tipo commerciale e sperimentale, sia per la valutazione della resistenza alla fatica della struttura della fixture, sia per lo studio dell’accoppiamento fixture-abutment. Sono state condotte diverse indagine al SEM delle superfici implantari sottoposte agli stress meccanici a fatica.
L’esperienza di questo gruppo in implantologia dentale, maturata nel campo del miglioramento dell’osseointegrazione, è iniziata con la messa a punto di un protocollo di prove meccaniche statiche a rottura, applicando uno sforzo di taglio a trazione all’interfaccia osso-impianto. Tale studio riguardava impianti dentali di titanio ricoperti di idrossiapatite, i quali furono impiantati per alcuni mesi in osso di femore di coniglio. Furono eseguite indagini al microscopio elettronico a scansione delle superfici dell’impianto e dell’osso, dopo la separazione provocata dagli stress meccanici.
L’esperienza del gruppo è proseguita nell’ambito di un progetto di ricerca corrente finanziato dal Ministero della Salute, in collaborazione con l’Istituto Geoge Eastman di Roma, sul miglioramento dell’osseintegrazione, sia con l’utilizzo di impianti aventi superfici trattate in modo innovativo (SLA) sia tramite l’impiego di sostanze morfogenetiche. Inoltre da alcuni anni si sta proponendo di iniziare l’utilizzo di cellule staminali come stimolatori della rigenerazione ossea.
L’attività del gruppo è stata e sarà quella di definire ed eseguire prove biomeccaniche in-vitro simulanti il carico masticatorio, come quella di provare eventuali block-section provenienti da sperimentazione animale, sottoponendoli a stress a fatica, a osservazioni al SEM e/o istologiche, nell’ambito di tesi sperimentali in Ingegneria Medica dell’Università Tor Vergata di Roma (Rapporti ISTISAN).

Chi siamo
Bedini Rossella (Pimo Ricercatore)
Ioppolo Pietro (Collaboratore Tecnico)
Pecci Raffaella (Co.Co.Co)
Mariangela Majori (ospite)
Contatti
Bedini Rossella
Reparto Biomateriali e Biosistemi
Dipartimento Tecnologie e Salute
V.le Regina Elena 299 -00161 Roma
Tel. 06 4990 2708/2027
e-mails: Rossella Bedini

Pubblicato il 08-10-2006 in Ingegneria Biomedica, Biomateriali e Dispositivi Medici , aggiornato al 13-05-2013

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