Abstract

An ultrasonic device for cleaning dental instruments was tested showing good results.

Gli ultrasuoni sono energia sonora a una frequenza che va oltre i limiti percepibili dall'udito umano (20Khz). In odontoiatria vengono usati fondamentalmente due metodi per produrre gli ultrasuoni : la magnetostrizione e il principio piezoelettrico. La magnetostrizione , che converte l'energia elettromagnetica in energia meccanica , e è definita come la dipendenza dello stato dimensionale di un corpo ferromagnetico rispetto alla direzione e all'ampiezza della sua magnetizzazione (3). Ciò si ottiene utilizzando uno strumento, con all'interno un'anima di metallo magnetostrittivo soggetta a un campo magnetico stazionario e alternante e ciò ha come risultato la produzione di vibrazioni.
Il secondo metodo è basato sul principio piezoelettrico, che consiste nella capacità, presentata da determinati cristalli (cristalli piezoelettrici ), di subire una variazione dimensionale quando viene loro applicata una carica elettrica. La deformazione del cristallo viene convertita in una oscillazione meccanica (vibrazione) senza produzione di calore (3).
Comunque la si generi, se la vibrazione viene trasmessa a una soluzione , formerà in essa onde meccaniche che si propagheranno nelle tre direzioni dello spazio attraverso i mezzi liquidi (ma anche solidi e gassosi) ; si tratta cioè di onde sferiche. L'onda è un'entità fisica priva di massa costituita da energia pura che si propaga trasportando energia e interagendo con i corpi materiali circostanti. Inoltre, secondo il principio di Huygens-Fresnel ogni punto che vibra davanti all'onda è considerato centro di un nuovo disturbo, il cui effetto collettivo costituisce una nuova forma di onda che si propaga in avanti.
Le onde sinusoidali , che sono quelle che si propagano lungo l'asse maggiore dello strumento generante, sono un particolare tipo di onde in cui si alternano successivamente impulsi positivi e negativi, di uguale ampiezza, intendendo per ampiezza il massimo spostamento dell'onda.
I punti con spostamento nullo, detti nodi, sono equamente spaziati a intervalli regolari, mentre i punti di mezzo tra due nodi, antinodi o ventri, oscillano su e giù. La lunghezza d'onda è la distanza tra due massimi positivi successivi. La curva ha un andamento periodico perché si ripete identica a intervalli . La frequenza di un'onda sinusoidale è uguale al numero di lunghezze di onda che passano in un punto in un secondo , ossia: frequenza = 1/T ; la sua unità di misura è 1/S cioè S-1 , detto hertz (Hz). Le capacità di rimozione dei detriti e di pulizia da inquinamenti biologici da parte di strumenti ultrasonici sono attribuite fondamentalmente all'onda oscillante (di cui abbiamo parlato in precedenza), al fenomeno della cavitazione, al microflusso acustico e al potenziamento fisico della soluzione.

Cavitazione

È la formazione di cavità ripiene di gas o di vapore all'interno di un liquido per effetto di forze meccaniche (3). Il moto delle onde formate da queste bolle può variare da forme di cavitazione stabile (lineare), in cui le bolle aumentano di misura per poi diminuire, a forme di cavitazione a transienti (non lineare ), in cui le bolle si ingrandiscono fino ad un livello tale che le fa implodere violentemente il che genera notevoli quantità di energia ( Stock, 1991 ). L'energia prodotta può essere paragonata a delle onde d'urto capace di distruggere i tessuti biologici. L'effetto dell'esplosione, infatti, crea una enorme pressione idrostatica che può provocare la rottura di membrane cellulari e agire con effetto di spazzolatura meccanica dovuto all'agitazione molto irregolare della soluzione (1).

Il microflusso acustico

Esso è definito come generazione di una circolazione unidirezionale e costante di un fluido nelle vicinanze di un piccolo oggetto vibrante (4): può generare vortici in varie direzioni.

Potenziamento della soluzione

Gli ultrasuoni effettivamente hanno tra gli effetti anche quello d aumentare la temperatura locale, con concomitanti variazioni di pressione che favoriscono l'azione delle soluzioni battericide tramite i seguenti meccanismi:
liberazione di radicali attivi, ossidazione e degenerazione delle molecole, distruzioni enzimatiche ed aumento della permeabilità delle membrane cellulari (2). È stato inoltre dimostrato che le cellule in via di mitosi sono particolarmente sensibili agli ultrasuoni e che le cellule in sospensione sono più suscettibili alle azioni delle molecole disinfettanti (5).
Recentemente sono state introdotte nel commercio nuove lavatrici a ultrasuoni concepite per assicurare una perfetta pulitura su ogni tipo di superficie in brevissimo tempo.
Le applicazioni del lavaggio a ultrasuoni possono interessare diversi settori: dentale, ottico, chimico, medico, industriale, eccetera. I nuovi generatori a ultrasuoni a onde continue producono vibrazioni ultrasoniche con una frequenza di 45.000 oscillazioni al secondo, con bassi livelli di rumorosità e livelli di cavitazione molto elevata . Abbiamo voluto testare un apparecchio di lavaggio a ultrasuoni (SONICA 3200 ETH, Soltec) con controllo della temperatura e del tempo di lavaggio. La casa produttrice fornisce anche soluzioni detergenti per la pulizia a ultrasuoni che non contengono sostanze acide e sono state studiate per un ottima propagazione delle onde sonore. In particolare esistono quattro detergenti diversi : un preparato detergente universale , uno adatto a rimuovere residui di alginato dai portaimpronta, uno per eliminare velocemente residui di cemento dagli strumenti e uno per asportare i residui di gesso da qualsiasi superficie.

Materiali e metodi

Sono stati presi in considerazione quattro gruppi di oggetti da sottoporre a pulizia a ultrasuoni, suddivisi nel modo seguente.

Gruppo A

Dieci spatole per miscelazione di cementi in acciaio inox. Con una di esse è stata impastata una modesta quantità di cemento modificato che è stata poi portata, ancora fresca, sulle superfici di lavoro delle altre nove spatole. Il cemento è stato lasciato disseccare per un'ora.

Gruppo B

Gruppo C

Dieci curette di Gracey (di varia numerazione) utilizzate per levigature radicolari e sommariamente pulite dopo l'atto terapeutico per semplice passaggio delle superfici taglienti in un batuffolo di cotone imbevuto di soluzione disinfettante; dopo tale trattamento le superfici sono state lasciate ad asciugare all'aria per un'ora.

Gruppo D

Come sopra. Successivamente, si è proceduto nel modo seguente.

• Gli strumenti del gruppo A sono stati immersi , all'interno della vaschetta della lavatrice a ultrasuoni, in apposita soluzione destinata a favorire la rimozione dei detriti di cemento (fornita dalla casa); l'apparecchio è stato quindi posto in funzione per dieci minuti più riscaldamento.
• Gli strumenti del gruppo B sono stati anch'essi immersi (nella suddetta vaschetta, successivamente) in apposita soluzione destinata a favorire la rimozione dei residui di alginato; l'apparecchio è stato quindi posto in funzione per dieci minuti più riscaldamento ( date le dimensioni dei portaimpronta l'esperienza è stata divisa in tre riprese).
• Gli strumenti del gruppo C sono stati anch'essi immersi (sempre in successione di tempo) nella vaschetta della lavatrice ad ultrasuoni riempita, in questo caso, con una soluzione detergente universale prodotta dalla casa. L'apparecchio è stato quindi posto in funzione per dieci minuti più riscaldamento.
• Gli strumenti del gruppo D sono stati sottoposti a identico trattamento, ma immersi in una soluzione a base di perborato di sodio e tetracetileudiammina. L'apparecchio è stato quindi posto in funzione per dieci minuti più riscaldamento. Dopo l'asportazione dalla vaschetta di lavaggio, i quattro gruppi di strumenti sono stati lavati sotto getto di acqua corrente e, quindi, sottoposti al controllo di dieci operatori che hanno espresso il proprio giudizio valutando il grado di pulizia dei singoli strumenti, su base semiquantitativa, in cui - significa insufficiente, 1 sufficiente, 2 discreto, 3 buono e 4 ottimo. Tali dati sono stati poi raccolti e ordinati nelle tabelle:

Risultati e conclusioni

Dalla valutazione dei risultati (tab.1) sembra possibile affermare quanto segue. La rimozione dei residui (rispettivamente di cemento e di alginato) dagli strumenti dei gruppi A e B risulta ai limiti dell'ottimale. Il gruppo D mostra un risultato leggermente migliore rispetto al gruppo C, il quale comunque è anch'esso risultato pulito egregiamente.
In sintesi, l'apparecchio utilizzato secondo le istruzioni del fabbricante mostra una ottima capacità di pulizia nei confronti degli strumenti testati.
Ciò non toglie che opportune variazioni nella composizione e/o nella concentrazione delle soluzioni detergenti possano migliorare ulteriormente il già buon risultato.

a cura di
Alessandro Conversini
Marcello Lupoli
Giuseppe Lomurno
Università degli Studi di Perugia - Istituto di Clinica Odontoiatrica Direttore: Professor P.L. Negri

Bibliografia

1. Ahmad M, Pitt FordTR, Crum LA: Ultrasonic debridement of root canals: acoustic streaming and its possible role. J Endod, 13,480-486, 1987
2. James J: Therapeutic aspects of ultrasound. Br J Radiol, 42, 72, 1969.
3. Mc Graw-Hill: Dizionario enciclopedico scientifico. Zanichelli, 1991.
4. Stock CJR: Current status of the use of ultrasound in endodontics. Int Dent J, 41, 175-182,1991
5. Thacker J: An approach to the mechanism of killing cells in suspension by ultrasound. Biochem Biophys Ac, 304,240,1973.
6. Walmsley AD, Laird WRE, Lumley PJ: Ultrasound in dentistry. Part 2: Periodontology and endodontics. J Dent, 19,11-17, 1991

Articolo tratto da DOCTOR OS Settembre 1997 Ariesdue -