Il volto mutevole dell’ortodonzia Understand article

Tradotto da Daniela Caleppa. Molti di noi hanno dovuto portare l’apparecchio per raddrizzare qualche dente. Solo in pochi, però, sanno che l’ortodonzia è strettamente collegata alla scienza e ad una una tecnologia dinamica.

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Per molti di noi l’ortodonzia è una qualche ingegneria meccanica all’interno della bocca – un mucchio di apparecchi metallici, lastre, cavi. Ma in quanti conoscono le differenti scienze impiegate in questo ramo dell’odontoiatria? Al giorno d’oggi i dentisti devono comprendere ed applicare un bel po’ di scienze specialistiche, dalla genetica alla metallurgia.

Che cos’è l’ortodonzia?

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concessa da US National
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L’ortodonzia è il ramo dell’odontoiatria che si occupa della diagnosi e della correzione di irregolarità dentali e mascellari. Non serve solo ad ottenere un bellissimo sorriso da copertina: le nostre mascelle ed i nostri denti sono usati sia per parlare, che per masticare. Quindi l’ortodonzia si occupa sia di come l’anatomia facciale coinvolge queste funzioni, che dei miglioramenti cosmetici.

Come ortodontisti, siamo sempre alla ricerca delle idee e tecniche più innovative in campo scientifico, per applicarle al nostro lavoro. Potete trovare alcuni esempi nella Tabella 1. In questo articolo, esamineremo in maniera più dettagliata alcune di queste aree.

 
Tabella 1: Esempi di come le idee e tecniche più moderne da diversi campi della scienza possano essere applicate all’ortodonzia.
Genetica Dobbiamo essere in grado di comprendere se un problema ha origine genetica, così da trattarlo in modo efficace.
Crescita e sviluppo I volti cambiano con il passare degli anni, per via delle alterazioni dei tessuti corporei. La comprensione di questi processi ci permette di influenzarne in maniera positiva lo sviluppo.
Fisiologia Ognuno di noi è differente: respiriamo, mastichiamo, deglutiamo e parliamo in maniera diversa. La funzione e la forma sono strettamente collegate, quindi questi processi costituiscono una parte del piano di diagnosi e trattamento di ogni paziente (figura 1).
Microbiologia Insegnando ai nostri pazienti la salute orale e la rimozione della placca, li aiutiamo a prevenire carie e problemi alle gengive.
Biomeccanica Si applicano le leggi della meccanica per sistemare la posizione dei denti. Dobbiamo assicurarci che le forze prodotte dal nostro lavoro generino solo i movimenti necessari.
Metallurgia e scienze dei materiali Oltre ai metalli, utilizziamo alginati e siliconi per prendere le impronte dentarie, cementi compositi e vetro-ionomerici per sigillare ed incollare, gessi e resine per creare dispositivi removibili. Dobbiamo quindi comprendere le proprietà fisiche e chimiche di ogni materiale, così da farne l’uso migliore per ogni paziente.
Fisica Molte resine ortodontiche possono essere curate (polymerised) (polimerizzate) usando la luce. Esistono quattro principali tipi di luce polimerizzante: bulbi alogeni, lampade ad arco al plasma, laser a ioni di argo e diodi ad emissione luminosa.
Radiologia Le radiografie ci aiutano a diagnosticare problemi complessi. Usiamo diversi tipi di radiografie per avere una visione da angolazioni differenti (frontale, profilo o panoramica) o sfruttare differenti tecniche di imaging ( tomografo, risonanza magnetica e tomografia computerizzata a fascio conico).

Genetics and molecular biology in orthodontics

Alcuni problemi che si trova ad affrontare l’ortodonzia hanno origine genetica (figura 2). Sebbene la maggior parte di essi siano minori, altri sono causati da anomalie genetiche, dato che la testa ed il viso si formano prima della nascitaw1. Lo sviluppo della struttura facciale dell’embrione inizia con le creste neurali che si formano nell’area cerebrale. Queste cellule migrano per formare un tessuto che si differenzia in cellule chiamate osteoblasti, condroblasti e cellule odontogeniche. Esse, in seguito, formano i tessuti duri della testa e del collo, ossia le ossa, la cartilagine e i denti.

Figura 1: Questi apparecchi all’avanguardia sono pressoché invisibili, anche quando chi lo porta sorride, perché sono nascosti nel lato interno dei denti. In questa tecnica, chiamata linguale, ogni apparecchio è personalizzato, così da adattarsi ai denti, grazie all’uso di computer e robot.
Immagine gentilmente concessa da Sophie e Georges Rozencweig

Durante questo processo, un ruolo importante è giocato da molecole chiamate fattori di crescita e di trascrizione. I fattori di crescita sono i modi in cui le cellule innescano la risposta di un’altra cellula, mentre i fattori di trascrizione controllano quali specifiche sequenze di DNA debbano essere usate per produrre l’mRNA, e quindi le proteine. Per esempio, sappiamo che l’inattività del fattore di crescita TGF-β causa palatoschisiw2 e malformazioni della mascella superiore. Anche mutazioni nel sito recettoriale (dove è innescato il responso) per il fattore di crescita FGF causano un gran numero di anomalie cranio facciali.

Figura 2: Questo paziente presenta prognatismo mandibolare (mandibola sporgente) genetico.
Immagine gentilmente concessa da Sophie e Georges Rozencweig.
Cellule staminali embrionali
umane. I ricercatori stanno
studiando la possibile
trasformazione delle cellule
staminali in denti
.
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concessa da Nissim Benvenisty;
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Un altro esempio è rappresentato dai fattori di trascrizioni associati ai geni homeobox. Questi fattori di trascrizione sono importanti specialmente perché permettono alle cellule della cresta neurale di svilupparsi nelle strutture scheletriche della testa e del viso; ogni difetto nella trascrizione di questi geni può portare ad anomalie nello sviluppo facciale.

Altro esempio dell’importanza della biologia molecolare in ortodonzia è la recente scoperta che la polpa dentaria (l’area di tessuto connettivo al centro del dente) contiene le preziose cellule staminali adulte, che possono formare altri tipi di cellule. Così quando un dente viene estratto o cade, le cellule staminali possono essere raccolte e conservate per trattamenti futuri. Esse sono già utilizzate nel trattamento di alcuni tipi di cancro e sono in vista altre ulteriori applicazioni. Per esempio, i ricercatori stanno valutando la possibilità di utilizzare le cellule staminali per far crescere un sostituto naturale di un dente mancante.

Biomeccanica e ortodonzia

La forza che occorre a muovere un dente dipende dalla grandezza di quest’ultimo e dal tipo di movimento (girare o spostare). Tale forza necessita anche di un “ancoraggio”, quindi un gruppo di denti e dispositivi svolge questo compito (figure 3 e 4).

Figura 3: Abbiamo rimosso il canino superiore sinistro anchilosato (rigido in modo anormale) della paziente ed abbiamo chiuso lo spazio usando un piccolo dispositivo. Questo sistema ci ha permesso di colmare il vuoto senza cambiare la linea mediana del suo sorriso.
A sinistra: Radiografia elaborata dopo l’estrazione, che mostra il buco dove è stato rimosso il canino sinistro superiore ed il piccolo dispositivo utilizzato per chiuderlo.
A destra : Il risultato è che il primo molare superiore sinistro è stato spostato in avanti per sostituire il canino mancante
.
Per gentile concessione di Sophie e Georges Rozencweig
Abbiamo rimosso il primo molare sinistro inferiore del paziente ed abbiamo poi riempito lo spazio usando una mini-vite come ancoraggio fisso provvisorio. La molla che attacca la vite al secondo molare inferiore è il meccanismo attivo che fa spostare in avanti il dente.
In mezzo: All’inizio del trattamento è mostrato lo spazio lasciato dalla rimozione del dente
A destra: Lo spazio è stato colmato con successo.

Cliccare sull’immagine per ingrandirla.
Per gentile concessione di Sophie e Georges Rozencweig

Nel nostro lavoro di ortodontisti decidiamo quale possa essere la miglior combinazione di forze ed ancoraggio, per ottenere il giusto movimento senza alcun effetto negativo. Esaminiamo ogni fase per assicurarci che ciò avvenga, ed in caso contrario cambiamo il programma di trattamento.

Nell’ortodonzia tradizionale, erano utilizzati dispositivi come la trazione extra-orale ed elastici intraorali per rafforzare l’ancoraggio; ciò richiedeva molta cooperazione da parte del paziente. Oggi in alcuni casi si possono usare mini viti in titanio (figura 4).

Figura 5: Gli archi ortodontici
connettono gli apparecchi,
agendo come motori che
guidano e muovono i denti.
Senza gli archi i denti non si
sposterebbero.

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Metallurgia e ortodonzia

Le forze usate in ortodonzia sono sviluppate dagli archi ortodontici (figura 5). All’inizio del trattamento gli archi devono essere piuttosto elastici per permettere il movimento dei singoli denti. In seguito gli archi devono essere più rigidi per assicurare la stabilità, mentre è mosso un intero blocco di denti.

Gli ortodontisti possono scegliere archi di diversi materiali:

  • Acciaio inossidabile: è facile da modellare ed è molto rigido, così da assicurare stabilità.
  • Lega di nitinol: queste leghe nichel-titanium hanno una grande elasticità. Producono una forza debole ma costante, adatta alle fasi iniziali di allineamento. Non possono però essere saldati.
  • Leghe in memoria di formaw3: questi metalli hanno un’elasticità variabile, che dipende dalla temperatura. Si possono piegare per essere inseriti nella bocca; una volta lì, essi “provano” a recuperare la propria forma iniziale, esercitando una forza sui denti.

Una disciplina dinamica

Un incontro con il dentista
non sarebbe completo senza
che ogni angolo della tua
bocca venga esplorato con
un piccolo specchio circolare
.
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Come avete potuto constatare, gli ortodontisti devono essere degli scienziati completi per tenere il passo dei cambiamenti e delle innovazioni tecnologiche di questa disciplina. Quindi, se un vostro studente salta una lezione di scienze per andare dal dentista, non vi preoccupate: potrebbe essere un’opportunità perfetta per conoscere le ultime scoperte in campo di biologia molecolare, o per trovare qualche ispirazione utile ad un giovane scienziato dei materiali in erba.

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Web References

Resources

Author(s)

Sophie and Georges Rozencweig si sono formati come ortodontisti a Parigi (Francia) ed in seguito hanno ottenuto la laurea specialistica alla Case University di Cleveland, in Ohio (Stati Uniti). Dal 1991 condividono uno studio dentistico a Grenoble (Francia).

Sia Georges che Sophie si occupano di istruzione continua: tengono lezioni universitarie, scrivono articoli e sono nel consiglio editoriale di molti giornali di ortodonzia francesi. George è l’editore del giornale l’Orthodontie Française.


Review

Ognuno di noi è stato dal dentista: per alcuni, queste visite sono state solamente qualche colpetto qua e là ed una pulizia. Per altri, invece, può essere stata un’esperienza davvero traumatica.

Ma quanto sappiamo del ruolo del dentista? In Gran Bretagna tutti i dentisti devono studiare cinque anni per prendere la specializzazione primaria. Chi poi vuole diventare ortodontista, deve studiare per altri tre anni. Oltre al tirocinio e alla pratica, gli studenti di odontoiatra devono studiare biologia molecolare, anatomia, fisiologia, scienze dei materiali e diagnostica. Come mi disse una volta un compagno di università, che studiava odontoiatria, “D’altronde è tutto connesso!”

Molti giovani scelgono di studiare odontoiatria all’università. Eppure – ed è sicuramente il caso delle scuole inglesi – si passa pochissimo tempo a studiare la bocca, i denti e le scienze odontoiatriche. L’articolo rappresenta eccellente lettura per gli studenti che vorrebbero diventare dentisti. Può anche essere usato dagli insegnanti, per parlare dell’odontoiatria e dei suoi rami, aiutando gli studenti a compiere una scelta della propria carriera futura ben ponderata.

In più quest’articolo fornisce un contesto alternativo per le lezioni di biologia sulla trascrizione e traduzione del DNA, sulla segnalazione e differenziazione cellulare e sulle cellule staminali totipotenti. Gli insegnanti potrebbero voler usare l’articolo come base per una discussione di gruppo o un progetto di ricerca; in alternativa, potrebbero consigliare questo articolo ad altri aspiranti insegnanti. L’articolo guarda ai diversi modi in cui leghe, materiali compositi e materiali intelligenti sono utilizzati nella “vita reale” e può essere utile nelle lezioni di fisica e scienze dei materiali. Esso può anche essere preso come spunto in contesti sociali, come base sulla quale improntare una discussione su come prendersi cura della propria salute in un mondo in rapido sviluppo, partendo, ad esempio, dal trattamento della palatoschisi.


Jonathan Schofield, McAuley Roman Catholic High School, Doncaster, Gran Bretagna




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