Nanotechnological applications in clinical dentistry

Nowadays, developments in the nanotechnology arena have dramatically revolutionized all fields of dentistry from oral diseases to diagnosis, prevention and treatment. The aim of this PhD thesis was to investigate and evaluate the application of nanotechnologies in clinical practice, with particular attention to Preventive, Aesthetic and Restorative dentistry. Caries prevention and early treatment of lesions are priority challenges for clinicians. Nanomaterial-based design, which includes synthetic hydroxyapatite or its derivatives, is able to mimic some of the mechanical and structural properties of native calcified tissues and can definitely promote the remineralization of the enamel structure and prevent dentin hypersensitivity. Moreover, the employment of nanotechnologies in the enrichment of whitening gels by means of nano-forms of hydroxyapatite are widely used to avoid the discomfort and damages associated with bleaching treatments. One of the principal uses of nanoparticles in restorative dentistry is their application as fillers in nanocomposites, providing high ductility without strength loss, scratch resistance, enhanced optical, mechanical and thermal properties. In addition, dental nanocomposites exhibit increased aesthetic properties, such as high gloss retention and excellent polishability and adaptability. Among these ameliorated characteristics, noteworthy are those showed by the new bulk-fill composites. Indeed, due to their novel monomer content and enhanced curing properties, bulk-fill composites let to rapidly obtain a satisfactory adaptation of the material into the cavity, decreasing the chair-time needed, while also ensuring adequate physical characteristics of the surface. Therefore, the application of nanotechnology supports and facilitates the clinician’s needs, which require rapid, safe and repeatable clinical protocols, to obtain the best result in a single appointment.

Al giorno d'oggi, i progressi delle nanotecnologie hanno rivoluzionato drasticamente tutti i campi dell'odontoiatria, dalle malattie orali alla diagnosi, prevenzione e trattamento. Lo scopo di questa tesi di dottorato è stato quello di indagare e valutare l'applicazione delle nanotecnologie nella pratica clinica, con particolare attenzione all'Odontoiatria Preventiva, Estetica e Restaurativa. La prevenzione della carie e il trattamento precoce delle lesioni sono sfide prioritarie per il clinico. Il design basato su nanomateriali, che include idrossiapatite sintetica o suoi derivati, è in grado di imitare alcune delle proprietà meccaniche e strutturali dei tessuti calcificati nativi e quindi può promuovere la remineralizzazione della struttura dello smalto e prevenire l'ipersensibilità della dentina. Inoltre, l'impiego di nanotecnologie nell'arricchimento di gel sbiancanti mediante nanoforme di idrossiapatite è ampiamente utilizzato per evitare i disagi e i danni associati ai trattamenti sbiancanti. Uno dei principali usi delle nanoparticelle nell'Odontoiatria Restaurativa è la loro applicazione come riempitivi nei nanocompositi, fornendo elevata duttilità senza perdita di forza e resistenza ai graffi, con proprietà ottiche, meccaniche e termiche migliorate. Inoltre, i nanocompositi mostrano proprietà estetiche migliorate, come un'elevata ritenzione della brillantezza e un'eccellente lucidabilità e adattabilità. Tra queste caratteristiche migliorate, degne di nota sono quelle mostrate dai nuovi compositi bulk-fill. Infatti, grazie al loro nuovo contenuto di monomero e alle migliorate proprietà di polimerizzazione, i compositi bulk-fill consentono di ottenere rapidamente un adattamento soddisfacente del materiale nella cavità, diminuendo il tempo di seduta necessario, garantendo anche adeguate caratteristiche fisiche della superficie. Pertanto, l'applicazione delle nanotecnologie supporta e facilita le esigenze del clinico, che richiedono protocolli clinici rapidi, sicuri e ripetibili, per ottenere il miglior risultato in un unico appuntamento.