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Dental Tech - L’articolatore virtuale nella pratica clinica

1 Giugno 2021

Dental Tech - L’articolatore virtuale nella pratica clinica

Dr. Luca Lepidi*

*Laurea in Odontoiatria Uni Roma “La Sapienza” con lode nel 2001. Specialista in Chirurgia Odontostomatologica (Uni “Tor Vergata”). Perfezionato in Gnatologia (Uni Statale di Milano). Perfezionato in Implantologia (Uni Chieti “G. D’Annunzio). Attività di Docenza di Didattica Seminariale presso Corso di Laurea in Odontoiatria Uni Foggia e nel Master in Chirurgia Orale presso Uni Foggia. Cultore della Materia in “Discipline Odontostomatologiche” per il triennio 2018-2021, Università di Foggia. Autore di pubblicazioni scientifiche indicizzate su PubMed, collabora con Department of Periodontics and Oral Medicine, University of Michigan (USA) diretto dal Prof H.L. Wang. Active Member Digital Dentistry Society. Esercita la libera professione dal 2001 in Puglia a Foggia e Andria nei propri Studi. 

INTRODUZIONE

Il montaggio dei modelli in articolatore è un pre-requisito per lo studio e la pianificazione dei casi che coinvolgono l’occlusione. Il team odontoiatrico moderno ricerca un sempre maggiore beneficio attraverso la condivisione delle esperienze e delle competenze sia cliniche che tecniche digitali, pertanto, al fine di ridurre al massimo le incognite di un trattamento, è certamente importante avere ben chiara la condizione clinica di un paziente al tempo zero e le potenziali future criticità. In tal senso le metodologie digitali possono contribuire ad aiutare il team odontoiatrico ad affrontare casi disparati arrivando a formulare delle simulazioni di trattamento molto realistiche e accurate. L’articolatore virtuale è un “software tool” in grado di riprodurre la relazione fra le arcate e di simularne i movimenti. Oggi giorno i softwares aiutano ad elaborare l’acquisizione di dati clinici digitalizzati mediante scansioni intraorali che si traducono in modelli virtuali e tecniche di imaging radiografico (cone beam computed tomography) che permettono di studiare l’anatomia. In queste fasi di raccolta dati diagnostici lo scanner è il “device” in comune. La scansione ottica delle arcate e la scansione radiografica sono il risultato. L’articolatore meccanico è utilizzato nelle procedure di laboratorio nei campi dell’odontoiatria riabilitativa come l’ortodonzia, la protesi e la chirurgia implantare. Con l’avanzare della tecnologia stiamo assistendo alla naturale evoluzione di questo strumento tradizionale, la domanda che oggi ci poniamo è se la sua versione digitale possa rappresentare un'alternativa valida ed efficace. In protesi la costruzione della morfologia degli elementi protesici e del piano occlusale dovrebbe avvenire sempre in seguito allo studio dei modelli delle arcate del paziente riferiti alla posizione nello spazio. In questo modo, si può ridurre il rischio di incorrere in errori e di osservare complicanze protesiche durante le fasi cliniche e nel medio-lungo periodo. Gli obiettivi comuni al paziente e al team odontoiatrico sono efficacia ed efficienza, ovvero risultati più aderenti alle aspettative e con meno disagi, possibilmente in tempi ragionevoli. Considerate queste premesse, non vi è dubbio che l’interesse verso lo sviluppo e l’applicazione delle procedure di montaggio in articolatore virtuale sia crescente perché  esse stesse rappresentano oggi una possibilità tecnica di simulazione riproducendo virtualmente il paziente. Di per sé la simulazione di un caso è una grande opportunità di studio per gli operatori, procediamo adesso alla esposizione del caso clinico.

CASO CLINICO

Presentiamo un caso clinico di una paziente di 30 anni in buona salute che giungeva alla nostra osservazione con una esigenza specifica: riabilitare i canini decidui superiori ancora parzialmente presenti, ma ormai senza funzione né estetica. Il caso è stato approcciato con l’idea di trattarlo con due impianti a carico immediato post-estrattivo. Il focus ricade non solo sugli aspetti chirurgici che abitualmente sono valutati in questi casi, ma anche e soprattutto sulla funzione di guida nei movimenti mandibolari in lateralità che i canini svolgono bilateralmente, aspetto che, se trascurato abbasserebbe la predicibilità del risultato aumentandone il rischio di fallimento. La procedura clinica che descriveremo,segue uno schema delineato per la digitalizzazione dei dati del paziente: 1) scansione delle arcate mediante scanner intraorale (IOS) (CS 3600®, Carestream Dental, USA); 2) registrazione movimenti mandibolari mediante arco facciale virtuale (Ultrasonic Jaw Motion Analyzer®, Zebris GmbH, Germany); 3) acquisizione immagini anatomiche 3D per mezzo di radiografia cone beam (CS 8100SC 3D®, Carestream Dental, USA). A questa prima fase segue: 1) la progettazione al computer; 2) la costruzione dei dispositivi necessari, ovvero le dime chirurgiche e le protesi che verranno fissate sugli impianti durante la seduta. A questo punto dopo aver illustrato la procedura alla paziente e aver ottenuto il suo consenso potremo procedere a sviluppare il flusso di lavoro digitale e l’esecuzione clinica sottoponendola unicamente a 2 appuntamenti (uno per l’acquisizione dei dati e l’altro per la esecuzione clinica).

PRIMA SEDUTA

Dopo aver ottenuto il consenso dalla paziente, in pochi minuti le arcate venivano sottoposte a scansione intraorale mediante IOS dalla comprovata accuratezza (CS 3600®, Carestream Dental, Usa) (Fig. 1A) ed i files venivano salvati in polygon file format (PLY), formato aperto e compatibile con tutti i software di computer assisted design (CAD) protesici e chirurgici; in questo caso è stato utilizzato il software CAD della Exocad® (Exocad GmbH, Germany). Il secondo step durante la stessa seduta prevedeva l’esame radiologico 3D con CBCT (CS 8100SC 3D®, Carestream Dental, USA) optando per un field-of-view (FOV) di 10 x 5 mm per poter catturare l’intera arcata superiore, con una risoluzione di acquisizione di 150 micrometri (Fig. 1B) e il salvataggio dei dati immagine in files digital imaging and communication in medicine (DICOM). Il terzo e ultimo step consisteva nella acquisizione dei movimenti mandibolari per mezzo dell’arco facciale virtuale (Ultrasonic Jaw Motion Analyzer®, Zebris GmbH, Germany) e relativo salvataggio dati in formato file aperto alla importazione in software CAD (Exocad GmbH, Germany) per la successiva ceratura diagnostica virtuale funzionalizzata (Fig. 2).

Fig.1 A) Modelli virtuali risultato della scansione intraorale delle arcate ed elaborazione del software Scanflow (CS3600®, Carestream Dental, USA); B) La CBCT effettuata con apparecchio CS 8100SC 3D® (Carestream Dental, USA) consente al clinico di studiare l’anatomia ossea in 3D ed eseguire la giusta diagnosi. Grazie al semplice software di visualizzazione immagine è possibile “navigare” nella tridimensionalità ossea ed effettuare le opportune misurazioni quantitative e qualitative.

Fig. 2. A) Modelli virtuali in posizione di lateralità al tempo zero. Utilizzando il modulo“Jaw Motion” nel software di progettazione CAD, si può notare la funzione di gruppo dei premolari nella guida laterale destra in assenza del canino (Modulo Jaw Motion, Exocad GmbH, Germany); B) Modelli virtuali sottoposti a ceratura di diagnosi virtuale. La guida canina è ripristinata.

Nell’intervallo di tempo fra la prima visita e l’appuntamento programmato per svolgere l’esecuzione clinica, veniva eseguito il progetto dentale virtuale per mezzo delle procedure di super-imposizione dei modelli virtuali dei tessuti duri e molli in occlusione statica e dinamica derivanti dai vari dati digitalizzati fino ad ora nella prima visita. Il progetto dentale consisteva nella ceratura diagnostica virtuale funzionalizzata ovvero riproducente la relazione fra le arcate in occlusione statica e durante i movimenti limite mandibolari nello schema della occlusione mutualmente protetta. Il progetto realizzato veniva importato in un software di pianificazione per la chirurgia guidata (Exoplan®, Exocad GmbH, Germany) che permetteva la pianificazione 3D del posizionamento implantare valutando profondità e inclinazione, sia rispetto alle strutture anatomiche, che alla protesi opportunamente progettata in fase di ceratura di diagnosi in ambiente virtuale. L’operatore sulla base di un lavoro condiviso con il laboratorio digitale frutto di dati clinici digitalizzati poteva stabilire la posizione implantare definitiva e approvare la realizzazione finale del template chirurgico. La scelta del clinico in questo caso consisteva nell’inserire virtualmente due impianti conici diametro 4 x 13 mm (Certain Implant System®, Zimmer Biomet Dental, USA) (Fig. 3).

Fig. 3. A) Pianificazione implantare all’interno del software di chirurgia guidata (Exoplan®, Exocad GmbH, Germany); B) Progetto virtuale del template chirurgico.

SECONDA SEDUTA

La chirurgia si svolgeva dopo infiltrazione di anestetico locale, senza incisione e sollevamento di un lembo, venivano estratte le radici residue quindi posizionata la dima chirurgica, avendo cura di controllarne preventivamente il “fit”; veniva fresato l’osso residuo oltre il fondo alveolare con sequenza operativa e frese calibrate, come previsto dal protocollo del kit chirurgico dedicato. Ultimata la preparazione chirurgica, venivano inserite le fixture implantari opportunamente stabilizzate con torque calibrato. Terminata la fase chirurgica, le due corone protesiche fabbricate per fresaggio nella fase computer-aided manufacturing (CAM), venivano avvitate direttamente alla testa dell’impianto. Dopo aver controllato che la realizzazione delle corone protesiche fosse coerente con i principi protesici nel rispetto dei tessuti duri e molli oltreché dei denti adiacenti, si invitava il paziente a riprodurre i movimenti limite mandibolari, gli stessi che appartenendo allo schema occlusale mutualmente protetto erano stati utilizzati per la realizzazione del progetto in fase CAD (Fig. 4).

Fig. 4. Si può osservare il flusso di lavoro adottato dal tempo zero al tempo del richiamo. Il flusso di lavoro digitale abbinato ad una attenta pianificazione ed una giusta perizia, permettono di ottenere un buon risultato.

DISCUSSIONE

Nella parte introduttiva ci siamo posti la domanda se l’articolatore virtuale possa rappresentare una alternativa valida ed efficace all’articolatore analogico. Sulla base della nostra esperienza e con l’avanzamento della tecnologia le procedure digitali possono rappresentare una opportunità ed un valore aggiunto al lavoro quotidiano del team odontoiatrico, per la risoluzione di casi che meritano uno studio attento della morfologia occlusale. La guida canina durante i movimenti di lateralità è senza dubbio un criticità con la quale ogni clinico si deve confrontare nell’affrontare una riabilitazione protesica su impianti o denti naturali più o meno estesa. Poter studiare e applicare i principi protesici e chirurgici universalmente riconosciuti previa simulazione in ambiente virtuale rappresenta oggi una grande opportunità. Nell’ultima figura riportata, è evidente la buona risposta dei tessuti molli intorno all’implanto-protesi, i movimenti escursivi a destra e sinistra guidati dalla anatomia dei canini e l'assenza di “misfit protesici” nelle proiezioni radiografiche (Fig. 5). Pur essendo consapevoli che molto deve essere ancora studiato e verificato, il caso riportato lascia emergere un incoraggiante stimolo a continuare lungo la direzione tracciata dal “digitale”.

Fig. 5. Durante il controllo dopo qualche mese dal trattamento vengono verificati nuovamente lo stato dei tessuti duri e molli e la funzione della guida canina.

RINGRAZIAMENTI

Un ringraziamento al sign. Lorenzo Giberti Odt. (Bologna) ed alla Dental CAD Design (Roma) per il loro contributo tecnico.

 

Pubblicato su Infodent Giugno-Luglio 2021 - Rubrica Dental Tech