New trends in implantoprosthodontics

Diversi spunti di riflessione sull’evoluzione in corso e sulle prospettive future in ambito implantoprotesico: dall’utilizzo della tomografia computerizzata Cone Beam per l’ambito diagnostico in associazione a software di elaborazione per la progettazione dell’intervento chirurgico, alla realizzazione di protesi con materiali altamente performanti, fino al flusso digitale di produzione dei manufatti stessi.

Riassunto
L’evoluzione in corso in ambito implantoprotesico copre una vasta gamma di aspetti, dalla progettazione dell’intervento chirurgico, alla realizzazione di protesi con materiali altamente performanti, fino alle tecniche di produzione dei manufatti stessi. Grazie all’utilizzo della tomografia computerizzata di tipo Cone Beam per l’ambito diagnostico e del suo utilizzo in associazione a software di elaborazione per la progettazione dell’intervento chirurgico, il posizionamento degli impianti è divenuto sempre più preciso in quanto guidato dalle esigenze protesiche. Lo studio estetico e funzionale di ciascun caso clinico può essere effettuato mediante l’impiego di software che elaborano fotografie e scansioni 3D del volto del paziente, in modo da previsualizzare il risultato finale della riabilitazione. Il flusso digitale protesico è semplificato nella fase della presa delle impronte dall’utilizzo di scanner intraorali 3D che acquisiscono l’immagine degli elementi dentari direttamente nel cavo orale del paziente senza necessità di impronte con materiali tradizionali. Queste tecniche digitalizzate possono essere sfruttate dal laboratorio odontotecnico che riceverà il file dati inviato dal clinico oppure possono essere utilizzate direttamente nello studio odontoiatrico collegando il dispositivo di progettazione ad un fresatore per la realizzazione del manufatto. Lo sviluppo di nuovi materiali ha permessi di ottenere maggior traslucenza, resistenza e precisione dei manufatti protesici. In conclusione, le moderne tecnologie permettono di ridurre i tempi di progettazione e di realizzazione dei manufatti nonché i tempi alla poltrona, con conseguente soddisfazione del paziente e del clinico. L’obiettivo resta sempre il ripristino funzionale con un occhio di grande riguardo al risultato estetico. Come tutte le tecniche, l’immersione nel mondo digitale necessita però di una curva di apprendimento lunga e delicata.

Summary
The production of implant supported prosthesis is undergoing a great evolution that is spreading to lots of different aspects involving new materials, new concepts for the planning of the rehabilitation and new production techniques. The cone beam computer tomography can be used for diagnosis and implant position planning. Implant position can be planned more easily related to the prosthesic needs. The aesthetical and functional study can be provided with elaboration with a software of photographs and 3D scanning of the face of the patients. Intraoral 3D scanners can directly acquire the image of the dental elements without necessity of imprints with traditional material. These files can be sent to the laboratory or to a chair-side machine that can produce the prosthesis. New materials are more precise, with high aesthetics and strength.
In conclusion, modern technologies allow to better plan the case and speed up the realization of the prosthesis as well as reduce chair-time, with consequent patient  and clinician’s satisfaction. The digital workflow technique needs anyhow a learning curve.

L’implantologia e la riabilitazione orale hanno subito negli ultimi anni un’evoluzione tecnologica e merceologica eccezionale. Il miglioramento delle tecniche di produzione dei manufatti è dipeso anche dallo sviluppo di materiali sempre più performanti in termini di traslucenza e di resistenza . Ciò ha permesso di eseguire riabilitazioni ad altissima valenza estetica, dotate anche di elevata precisione. Il raggiungimento del risultato estetico è ormai uno degli obiettivi primari in ambito protesico tanto quanto lo è l’aspetto funzionale della riabilitazione.

Qualunque tipo di riabilitazione, sia essa una protesi tradizionale su elementi dentari, oppure una protesi su impianti, non può però prescindere da criteri di qualità. Estetica, precisione del manufatto e funzione sono attualmente i criteri fondamentali.

L’orientamento futuro in ambito implantoprotesico è molto ampio: si spazia dallo studio sui materiali utilizzati e dalle tecniche di realizzazione dei manufatti, fino alle tecniche diagnostiche e a quelle impiegate per la progettazione della riabilitazione. È stato infatti ampiamente dimostrato come sia possibile ottenere risultati prognostici ed estetici eccellenti, predicibili e mantenibili nel tempo, a patto di seguire un procedimento diagnostico, chirurgico e protesico accurato.

Tomografia computerizzata Cone Beam

L’introduzione della tecnica Cone Beam sta avendo un importante impatto sulla riabilitazione implantare, innalzando, tra le altre cose, il livello di precisione della diagnosi (Figure 1a-1b)¹.

Prima dello sviluppo di questa metodica era possibile eseguire soltanto TC a spirale, dotate di elevata dose radiogena e perciò poco prescritte dall’odontoiatra che sovente decideva di avvalersi di tecniche diagnostiche meno accurate ma più sicure per il paziente. Grazie alla diminuzione delle dosi radiogene alle quali viene sottoposto il paziente con la metodica Cone Beam, si è ottenuto un netto miglioramento del rapporto costi-benefici e, di conseguenza, si è osservata una maggiore propensione da parte dell’odontoiatra a prescrivere questo esame^2-3.

Nonostante il continuo miglioramento degli apparecchi radiogeni, non si deve però prescindere dai criteri di giustificazione e ottimizzazione propri di qualunque metodica che sfrutti redazioni ionizzanti⁴. Per minimizzare il rischio del paziente sottoposto a radiazioni ionizzanti è di fondamentale importanza l’adesione al principio ALARA (As Low As Reasonably Achievable – tanto basso quanto ragionevolmente possibile) in modo da ottenere tutte le informazioni necessarie al trattamento con la minor dose di radiazione possibile. Sebbene le dosi radiogene siano basse, infatti, bisogna fare attenzione a non esporre il paziente a esami continui, soprattutto se si possiede l’apparecchio direttamente in studio⁵.

Durante la valutazione dell’immagine ottenuta, ci si deve ricordare che, poiché l’immagine viene creata da un cono di raggi, alcuni apparecchi possono riportare lievi alterazioni di dimensioni rispetto alla realtà. Inoltre la scala di grigi Hounsfield (che studia la densità ossea) non è attendibile e perciò non può essere utilizzata come misura reale della densità ossea⁶.

Pianificazione protesica e chirurgia computer guidata

In tempi recenti sono stati sviluppati software per la pianificazione della posizione implantare. Questi sistemi, che analizzano il caso attraverso la sovrapposizione di dati radiologici e clinici del paziente, hanno permesso lo sviluppo di tecniche avanzate di pianificazione digitale dell’intervento chirurgico. Oggi questa fase di pianificazione viene sempre più utilizzata in associazione a tecniche di chirurgia computer guidata. Questa metodica permette di verificare in anticipo la sostenibilità di una procedura terapeutica, semplifica la fase chirurgica di inserimento degli impianti e riduce ai minimi termini l’invasività dell’intervento. Spesso, infatti, non è nemmeno necessario allestire un lembo di accesso al sito implantare. D’altro canto il processo diagnostico deve essere estremamente accurato e preciso⁷. Le procedure di chirurgia computer guidata, come dimostrato da numerosi lavori presenti in letteratura, consentono di ottenere un posizionamento implantare con coefficiente di discrepanza lineare non superiore al millimetro e discrepanza tridimensionale non superiore a 4-6 gradi^8-9.

Se consideriamo che nel caso di posizionamento a mano libera l’errore è tre volte superiore rispetto questo dato, ci rendiamo conto di come la precisione chirurgica fornita dalla tecnica implantare guidata da software sia un importante ausilio per evitare complicanze intraoperatorie. A maggior ragione diventa di grande rilevanza l’utilizzo di questa metodica nei casi particolarmente complessi come il posizionamento implantare in zone estetiche, nei casi di impianti corti, nei casi di scarsa qualità ossea o nei casi di impianti tiltati¹⁰. Nel Consensus ITI del 2008¹¹ sono state distinte due categorie di chirurgia computer-guidata:

• chirurgia computer guidata statica;
• chirurgia computer guidata dinamica.

Entrambe le sistematiche prevedono una pianificazione computerizzata del posizionamento implantare, ma si differenziano perché possiedono guide diagnostiche e chirurgiche completamente differenti.

La prima prevede l’utilizzo di una guida chirurgica statica, che riproduce la posizione virtuale degli impianti precedentemente pianificata tramite fasi computerizzate (Figure 2a-2n) e non permette modifiche intraoperatorie. Comporta l’esecuzione di dime radiologiche che duplicano la futura dentatura del paziente e vengono visualizzate in TC su computer. Dalla pianificazione vengono prodotte dime chirurgiche rigide, che vengono posizionate in bocca al paziente. La chirurgia sfrutta dei passaggi metallici all’interno della guida stessa e, per mezzo di riduttori di diametro, è possibile utilizzare frese di diametro differente con o senza stop di profondità. Ciò significa che la chirurgia avviene secondo il piano preposto in maniera “cieca”, e che non può essere modificato, a meno di abbandonare la chirurgia guidata e procedere con chirurgia tradizionale.

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La seconda prevede l’utilizzo di un sistema di navigazione chirurgica, che riproduce in tempo reale la posizione delle frese nelle 3 dimensioni su un monitor permettendo modifiche intraoperatorie.

La chirurgia dinamica si basa su un processo maggiormente evoluto. Il paziente esegue la TC con una particolare mascherina diagnostica e con reperi craniali extraorali dotati di sensori a infrarossi. La pianificazione degli impianti avviene in maniera similare ai software utilizzati per la versione statica. L’atto chirurgico, invece, si basa su un macchinario complesso, dotato di telecamere a infrarosso, che legge non solo i reperi craniali del paziente, ma anche reperi montati sul manipolo chirurgico. Questo complesso fa sì che a monitor sia visibile in diretta la posizione nello spazio della fresa rispetto alla cresta alveolare. Non si adoperano guide chirurgiche statiche, ma sul monitor viene visualizzata la TC del paziente e la posizione della fresa osteotomica, in modo da guidare il clinico in maniera “navigata” verso l’esecuzione della chirurgia. Questo sistema prevede la possibilità di effettuare modifiche intraoperatorie, proprio grazie alla duttilità della visualizzazione in diretta. In questo caso, la chirurgia non è più cieca, ma visualizza anche la posizione della fresa nelle 3 dimensioni dello spazio, permettendo al clinico di ottimizzare la posizione implantare ed evitare strutture anatomicamente rilevanti.

Lo sviluppo di queste avanzate procedure chirurgiche è di grande interesse per il clinico perché incrementa i dati di pianificazione dell’intervento e permette un più accurato studio del caso. Ciò nonostante, non ci si deve dimenticare che una corretta pianificazione chirurgica è di fondamentale importanza per la buona riuscita della riabilitazione, indipendentemente dalla metodica, guidata oppure tradizionale, che viene utilizzata¹².

La pianificazione chirurgica computer guidata permette anche di semplificare l’aspetto protesico, perché facilita la scelta della componentistica e permette di posizionare i fori di avvitamento della futura protesi in posizione adeguata. Pertanto, un impiego costante di queste procedure aiuta non solo il chirurgo, ma anche il protesista e l’odontotecnico¹³.

Studio estetico-funzionale del caso

In ambito odontotecnico, tecnologia digitale significa principalmente CAD-CAM (Computer-Aided Design, Computer-Aided Manufacturing), dalle cui applicazioni derivano produzioni che vanno a coprire la maggior parte dei dispositivi protesici.

In ambito clinico, invece, il mondo digitale è un mondo molto più articolato e complesso che non si riduce al solo CAD-CAM. Si tratta soprattutto di un approccio mentale differente, che spazia dalla diagnosi alla progettazione, alla produzione dei manufatti, passando anche attraverso la comunicazione con il paziente. Il digitale infatti riguarda sia i metodi di acquisizione dei dati e la loro elaborazione, sia le tecniche atte all’ottenimento del manufatto finale (CAD-CAM), sia i software per la pre-visualizzazione del risultato della riabilitazione. I primi permettono una più semplice e rapida comunicazione con il tecnico, gli ultimi invece facilitano il dialogo con il paziente, che è messo nelle condizioni di valutare il risultato estetico della riabilitazione prima della sua esecuzione effettiva.

In ambito analogico, la previsualizzazione del caso implica il rilevamento di impronte finalizzate alla produzione di modelli in gesso, che possono essere montati in articolatore per eseguire una ceratura diagnostica dalla quale ricavare un prototipo funzionale ed estetico (Figure 3a-3d).

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Tanto lavoro molto impegnativo, frutto principalmente dell’esperienza dell’odontoiatra e del tecnico di laboratorio: utile, se tutte le fasi operative vengono eseguite correttamente, a volte del tutto inutile se il paziente, alla fine del lavoro esteticamente non si piace. Oltre a questo, bisogna tenere in considerazione che è impossibile contestualizzare una ceratura diagnostica nel viso del paziente se non dopo averla finalizzata. La ceratura virtuale rappresenta perciò un’alternativa utile a visualizzare il risultato estetico direttamente nel viso del paziente. Viene disegnata dal tecnico con un software di CAD direttamente dentro la bocca del paziente per simulare la presenza di elementi dentari sulle creste edentule. In implantologia, tale passaggio è molto utile, perché consente di avere un’idea corretta della futura posizione dentale. Tale simulazione può poi essere sovrapposta alla TC per pianificare la posizione impiantare idonea secondo il concetto di inserimento implantare protesicamente guidato. Il progetto estetico digitale è il modo più diretto ed efficace per raggiungere il paziente, coinvolgendolo totalmente nel percorso del piano di lavoro protesico. Ovviamente, trovandoci in un contesto virtuale dove tutto è possibile, diventa fondamentale applicare alcune regole, necessarie a stabilire possibilità e limiti attraverso cui attribuire al progetto digitale una valenza professionale¹⁴. Si parla molto di Smile Design, ma troppo spesso con modalità poco chiare, in cui si presenta un bellissimo risultato estetico ottenuto con grande maestria attraverso un ritocco fotografico, travisando il vero fine operativo (Figure 3e-3l). Il fine è presentare al paziente un risultato realmente raggiungibile, attraverso un percorso basato sull’applicazione di criteri e regole ben precise descritte in letteratura e da sempre utilizzate per le tecniche non digitalizzate. La tecnologia digitale non cambia, infatti, i concetti di base: mette a disposizione gli strumenti utili a convertire i procedimenti analogici in immagini che portano agli stessi risultati in minor tempo.

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La fotografia entra di diritto nella tecnologia digitale. Attualmente possiamo ancora parlare di fotografia 2D come migliore approccio al progetto digitale, ma la riproduzione 3D del viso, pur essendo l’evoluzione più diretta della fotografia tradizionale, è disponibile sul mercato ma rimane ancora poco fruibile in termini di costi e adattabilità agli hardware convenzionali. Gli scanner facciali in grado di riprodurre il viso esistono e funzionano, ma rimangono per il momento degli strumenti o troppo sofisticati e costosi oppure troppo elementari e più adatti a un criterio ludico piuttosto che a un utilizzo professionale.

La macchina fotografica è sicuramente lo strumento più immediato e performante per ottenere immagini del viso e dei particolari intra-orali. L’elaborazione può essere affidata ai più conosciuti software di editing fotografico, come ad esempio Photoshop, oppure a software specifici per il nostro settore, come ad esempio il DSS (Digital Smile System).

Questi software, essendo studiati specificamente per l’utilizzo odontoiatrico, contengono tool di lavoro specifici e pertanto risultano più performanti e pratici da utilizzare. Naturalmente per un corretto utilizzo è necessario seguire un protocollo fotografico specifico: ciò non significa diventare esperti di fotografia e di editing, ma semplicemente conoscere alcuni importanti elementi di tecnica fotografica che consentono di ottenere buoni risultati in modo ripetibile¹⁵.

Scanner intraorali per impronte digitali

Negli ultimi anni abbiamo assistito a un importante incremento dell’offerta di queste metodiche digitali. Tutti i sistemi di scansione intraorale digitale sono in tre dimensioni, ovvero sistemi che prevedono la lettura delle superfici dentali mediante uno scanner 3D¹⁶. La scansione 3D è un processo che, attraverso una serie di complesse operazioni, permette di ottenere, a partire da un oggetto fisico, una rappresentazione tridimensionale dello stesso. Lo scanner digitale proietta sulla superficie dell’oggetto da analizzare una fonte luminosa (luce strutturata oppure laser) la cui deformazione, dopo interazione con l’oggetto analizzato, viene catturata da uno o più rilevatori e sfruttata per il calcolo delle sue coordinate tridimensionali. Il calcolo delle coordinate tridimensionali viene effettuato da un software di elaborazione in grado di gestire nuvole di punti e generare mesh.

I parametri fondamentali da prendere in considerazione nella valutazione dei dispositivi in commercio sono l’accuratezza, la precisione e la risoluzione offerta dal macchinario, ma anche aspetti legati all’operatività clinica, quali la velocità di scansione, la necessità di utilizzare polveri/spray opacizzanti, le dimensioni della punta del rilevatore e la possibilità di ottenere immagini a colori oppure in bianco/nero. Il flusso di gestione del file può essere aperto (gestibile da qualsiasi altro software di elaborazione) oppure chiuso (gestibile solo dal software proveniente dalla stessa casa produttrice). Costo di acquisto e gestione del macchinario sono ulteriori aspetti importanti.

Gli scanner intraorali, come tutti gli strumenti di lettura, sono soggetti a un livello di accuratezza, precisione e risoluzione che dipende dalla qualità del prodotto.
Per accuratezza si intende quanto la media delle misurazioni si avvicini alla realtà. Dal punto di vista matematico una misura è tanto più accurata quanto più la media delle misure si approssima al valore vero della grandezza. Disporre di uno scanner intraorale in grado di restituire un’immagine accurata, significa quindi utilizzare uno strumento in grado di rilevare ogni dettaglio dell’oggetto e restituirne un modello 3D virtuale simile al reale, che poco o nulla si discosti dalla realtà.

Per precisione si intende, invece, la capacità dello scanner di produrre un’immagine uguale durante tutte le misurazioni dello stesso oggetto. Purtroppo, pochissimi studi in letteratura hanno comparato l’accuratezza e la precisione dei diversi scanner intraorali presenti nel mercato. L’accuratezza e la precisione di uno scanner dipendono in buona parte dal software di elaborazione che ha il compito di “costruire” il modello virtuale. Teoricamente, uno scanner potrebbe essere molto accurato e poco preciso, oppure molto preciso ma poco accurato. Nella pratica clinica entrambe queste condizioni sarebbero negative poiché in entrambi i casi la qualità dell’impronta ottica sarebbe scadente e il flusso di lavoro protesico risulterebbe inficiato.

Anche la risoluzione di acquisizione (sensibilità dello strumento), cioè la minima differenza fra due punti che uno strumento è in grado di misurare, riveste un ruolo fondamentale per il risultato finale. Essa dipende dalle telecamere in dotazione agli scanner.

La velocità di scansione è certamente un aspetto di grande rilievo per uno scanner intraorale. Alcuni studi hanno evidenziato come l’impronta ottica sia più veloce dell’impronta tradizionale. Esistono probabilmente delle differenze fra i diversi scanner oggi disponibili, tuttavia la letteratura non ha chiarito quale macchina possa essere più efficiente. Oltre a questo, la velocità di esecuzione della scansione dipende in gran parte dall’esperienza del clinico e dalla curva di apprendimento.

La necessità di ricorrere a opacizzazione mediante polvere è nata dalla necessità di ridurre il riverbero delle superfici dentali (Figure 4a-4p). Tecnicamente, uno scanner che permette di lavorare senza polvere sarebbe da preferire, in quanto stendere uno strato uniforme di polvere è complesso. Una tecnica di opacizzazione non corretta può risultare in strati di polvere di diverso spessore in vari punti del dente, con il rischio di introdurre errori che possono ridurre la qualità della scansione. L’evoluzione tecnologica porterà indubbiamente allo sviluppo di macchine che funzionano senza polvere, dotate di alti livelli di precisione e accuratezza.

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Le dimensioni del puntale giocano un ruolo importante, soprattutto laddove si debbano scansionare i secondi e i terzi molari. Uno scanner con una punta di dimensioni limitate sarebbe preferibile per il comfort del paziente durante la scansione.

Infine, la possibilità di ottenere un’impronta a colori rappresenta una delle più recenti novità nel campo della scansione ottica. A oggi, soltanto pochi scanner permettono di rilevare un’impronta a colori. Le informazioni relative al colore hanno un significato soprattutto nella comunicazione con il paziente, e rivestono minore importanza clinica. D’altro canto, il colore permette di vedere bene il margine di preparazione e la differenza tra tessuti duri e molli, cosa che non è così evidente nell’immagine monocromatica.

Uno scanner intraorale dovrebbe permettere di produrre files STL (solid-to-layer), in grado cioè di essere immediatamente utilizzati da qualunque sistema di Computer Aided Design (CAD) protesico. Questa impostazione permette all’odontoiatra di collaborare con diversi laboratori, che non dovranno necessariamente dotarsi di un software di CAD specifico per quello scanner. Si parla in questo caso di “sistema aperto”. Il vantaggio dei sistemi di questo tipo è la versatilità, insieme a un potenziale abbattimento dei costi, dato dal fatto che non vi è la necessità di comprare specifiche licenze CAD, né di sbloccare i files attraverso pagamento. Tuttavia, un certo grado di esperienza può essere richiesto per poter interfacciare diversi software e macchinari.

Questo problema non si presenta nel caso di scanner intraorali che sfruttino un “sistema chiuso”. Questi scanner producono files che possono essere visualizzati e processati solamente dai CAD dell’azienda che ha prodotto il macchinario. L’impossibilità di disporre liberamente del file originario, o la necessità di dover ricorrere a pagamento per averlo, rappresentano il limite di questa metodica. Il grande vantaggio è l’inserimento all’interno di un sistema integrato che può favorire il flusso di lavoro per utenti meno esperti in materia digitale. Questi sistemi sono anche efficienti qualora si sfruttassero macchinari chairside, che prevedono scansione, progettazione e fresatura direttamente nello studio odontoiatrico.

Un altro elemento di analisi è il costo di acquisto e di gestione. I costi sono ancora abbastanza elevati e ciò è dovuto allo sviluppo delle tecnologie, al piccolo mercato e all’ancora esiguo numero di apparecchi venduti. L’odontoiatra deve essere cosciente del fatto che un investimento simile sarà ripagato soltanto se la macchina sarà inserita nell’uso quotidiano all’interno dello studio¹⁷.
Le principali tecnologie impiegate per l’acquisizione dell’immagine sono le microscopia confocale, l’OCT (tomografia ottica a coerenza di fase) e l’active triangulation^18,19,20.

La microscopia confocale impiega un raggio laser che colpisce l’oggetto in un solo punto per volta. Solo il segnale luminoso relativo al piano di fuoco viene registrato e utilizzato nella formazione dell’immagine finale, perciò è necessario muovere il fascio di luce lungo il campione di punto in punto, in modo che tutto il piano situato alla profondità voluta venga illuminato dal fascio di luce secondo una precisa sequenza.

Per quanto concerne, invece, la tomografia ottica a coerenza di fase, il principio base è la misurazione della diversa riflessione di onde luminose della banda degli infrarossi da parte della strutture analizzate. Il principio è simile a quello dell’ecografia, in quanto le immagini vengono generate dal confronto fra i tempi di propagazione dell’eco della luce riflessa dall’oggetto paragonati a quelli relativi allo stesso fascio di luce riflesso da uno specchio posto a distanza nota. Questa tecnica permette di ottenere immagini con una risoluzione elevata (nell’ordine dei micrometri).

L’active triangulation sfrutta, invece, un raggio laser e una telecamera per cercare la posizione del punto laser stesso. A seconda di quanto lontano il laser colpisce una superficie, il punto laser appare in luoghi diversi nel campo visivo della telecamera di rilevamento. Questa tecnica è chiamata triangolazione perché il punto laser, la telecamera e l’emettitore laser formano un triangolo.

Uno dei grandi vantaggi della gestione digitale delle impronte è la possibilità di interrompere e ripartire con l’impronta in tempi diversi, così da preparare in maniera accurata il settore da rilevare. Inoltre, in caso di porzioni di impronta non rilevate correttamente, la gestione software permette di cancellare anche solo alcune parti, così da non dover rilevare tutto di nuovo.

Lo scanner intraorale oggi può essere impiegato con successo nella conservativa e nella protesi, per verificare la precisione del restauro. Inoltre, può essere utilizzato per rilevare l’impronta delle arcate dentarie necessaria alla fabbricazione di restauri CAD/CAM tipo intarsi inlay, onlay, corone singole e protesi fisse parziali su denti naturali oppure su impianti. Altro utilizzo è il rilevamento delle impronte in ortodonzia e quindi per la progettazione e costruzione di dispositivi ortodontici. Oppure può essere utilizzato per la rilevazione dell’impronta propedeutica alla preparazione di dime per la chirurgia implantare guidata. In questo caso le informazioni relative a denti e gengiva residua vengono sovrapposte a quelle dell’anatomia ossea ottenute tramite una CBCT.

I sistemi CAD/CAM

In ambito protesico un’altra importante innovazione, che peraltro non è certamente di recente introduzione, è rappresentata dai sistemi CAD/CAM²¹. Con il termine CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufactoring) si intende un metodo di progettazione virtuale tramite software dedicati, a cui fa seguito la produzione meccanica del manufatto mediante tecniche sottrattive oppure additive. Fra le due tecniche quella sottrattiva è oggi la più utilizzata. Essa consiste nell’utilizzo di macchine fresatrici che asportano materiale a partire da dischi o blocchi preparati industrialmente²². La più nuova tecnologia additiva, molto promettente in termini di risultati, è invece da considerarsi solo all’inizio della sua evoluzione, potendosi collocare nell’ambito dalla produzione per prototipazione rapida.

Grande impulso stanno avendo le stampanti 3D con enormi prospettive di sviluppo. Questo processo non prevede più, quindi, la tecnica a cera persa di fusione. Il vantaggio risulta il maggior controllo del processo di produzione in quanto effettuato con macchine dedicate. Produrre mediante il CAD/CAM significa soprattutto ottenere lavorazioni di alta precisione realizzate con materiali innovativi, frutto di una continua ricerca in ambito merceologico.

Il processo di produzione del manufatto può partire dalla scansione virtuale di un modello tradizionale in gesso oppure si può basare su un’impronta direttamente acquisita con tecnica digitale. La progettazione del framework viene eseguita dall’odontotecnico a computer, mediante un software dedicato, decidendo asse di inserzione, spessori del materiale, livello di fit interno, forma della sovrastruttura, grandezza e posizione dei connettori, angolo di emergenza, forma e angolazione degli elementi intermedi²².

Una volta eseguita la progettazione, il tecnico invia un file contenente tutte le informazioni di progettazione alla sede dove è collocata la macchina produttrice del manufatto. L’invio viene effettuato tramite internet e può perciò avvenire anche per grandi distanze fra software (studio medico) e macchinario (laboratorio odontotecnico) (Figure 5a-5e).

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Non è necessario l’acquisto del fresatore da parte dell’odontoiatra, che può comunque decidere di acquistarlo, se prevede di sfruttare la tecnica chair-side²².

Non tutta la lavorazione è però esclusivamente computerizzata. In alcune situazioni e con alcuni materiali, è comunque necessario l’intervento del tecnico per migliorare e rifinire le zone più sottili, oppure per effettuare alcune caratterizzazioni estetiche del manufatto. Uno dei limiti maggiori del sistema per fresatura è il fatto che le frese abbiano un diametro definito, che per quanto piccolo non potrà mai permettere lavorazioni di precisione nelle zone interprossimali. Recentemente sul mercato sono apparsi fresatori laser che permettono di ottenere un livello di dettaglio non raggiungibile con le frese classiche.

Inoltre, per i materiali da sotto struttura sarà poi necessaria una fase di rivestimento estetico, che verrà eseguita in composito o ceramica direttamente dal tecnico con le metodiche tradizionali. Per i materiali estetici metalfree, invece, è spesso necessaria una fase di finalizzazione, colorazione ed eventualmente cottura in forno.

Materiali da sottostruttura CAD/CAM

L’avanzamento delle metodiche computerizzate di produzione è andato di pari passo con lo sviluppo di nuovi materiali, più tollerati biologicamente e più performanti sia dal punto di vista estetico che funzionale. Questo ha indotto e favorito la nascita di nuovi protocolli clinici e tecnici, allineandosi di fatto con le esigenze di un mercato rivolto ad ottimizzare i tempi e i costi di tutta la filiera produttiva.

Tra i primi materiali dell’era digitale troviamo il biossido di zirconio (ZrO₂) introdotto con lo scopo di sostituirsi alla componente metallica della riabilitazione. Per poter lavorare questo materiale, l’industria del settore mise a punto i primi software di progettazione CAD e le prime macchine fresatrici gestite da software CAM dedicati. Per questo motivo si può attribuire all’ossido di zirconio la vera responsabilità della nascita della tecnologia CAD-CAM nel settore dentale. La ricerca industriale applicata a tutto il settore odontoiatrico ha portato negli ultimi 10 anni a un’autentica rivoluzione, dimostrando l’efficacia del risultato attraverso numerosi studi clinici e tecnici, inserendo materiali altamente innovativi, biocompatibili, resistenti ed estetici, in grado di fornire un’ampia gamma di prodotti semilavorati e finiti.
Cromo-cobalto, titanio e zirconia sono i materiali da sottostruttura oggi più utilizzati dalle metodiche CAD-CAM (Figure 6a-6h).

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Il principale campo di applicazione dei materiali metallici è la produzione di meso-strutture per lavorazioni complesse, quali le protesi su impianti o le arcate complete in protesi fissa.

Il titanio e la zirconia (ZrO₂) vengono utilizzati sia per la produzione della sottostruttura protesica, sia per la produzione di monconi individualizzati nel caso di riabilitazioni protesiche su impianti. Per queste lavorazioni il mercato offre oggi prodotti di altissima qualità, realizzati da centri di produzione a caratura industriale. È necessario sottolineare, a questo proposito, che è fortemente consigliato l’impiego esclusivo di monconi implantari originali o approvati dalla casa madre poiché la precisione di ingaggio e di sigillo del moncone sull’impianto è un aspetto estremamente delicato e determinante per il risultato a lungo termine della riabilitazione.

Il titanio fresato è certamente il materiale più richiesto in quanto presenta caratteristiche di lavorabilità, leggerezza e biocompatibilità ottimali per l’impiego in odontoiatria. È un materiale versatile in quanto più duttile e semplice da produrre mediante fresatura rispetto a cromo-cobalto e zirconia. Per contro, presenta però limiti di lavorazione per la finalizzazione estetica con la ceramica, dovendo essere finalizzato con materiali lavorabili a freddo come il composito oppure con resine acriliche. Il cromo-cobalto, pur offrendo caratteristiche ottimali, è comunque più difficoltoso da produrre e necessita di mani esperte per la preparazione e finalizzazione con la ceramica. Il limite di questo materiale è sempre stato il livello di precisione, deficit che con la metodica CAD-CAM viene sicuramente superato.

La zirconia è un materiale ceramico che presenta elevata biocompatibilità, durezza, resistenza alla flessione e alla compressione, indicato per la realizzazione di ogni tipo di riabilitazione protesica di tipo fisso, dalla corona singola fino alle arcate complete, sia su elementi naturali, sia su impianti osteointegrati. Le caratteristiche di biocompatibilità fanno della zirconia un materiale di scelta nella riabilitazione dei pazienti allergici, in sostituzione delle leghe “tradizionali” per metallo ceramica.

L’ossido di zirconio tetragonale policristallino (TZP) parzialmente stabilizzato, è un materiale ormai comunemente usato nell’industria dentale. Anche in questo caso non è possibile generalizzare sul materiale poiché la famiglia dell’ossido di zirconio è molto grande e ciascun componente di questa famiglia ha caratteristiche proprie. Tra tutti, l’ossido di zirconio stabilizzato con ossido di ittrio è uno dei più utilizzati nei dispositivi protesici. Il tenore di ossido di ittrio stabilisce in quale reticolo cristallino verrà stabilizzato l’ossido di zirconio e in quali varianti (FSZ, PSZ,TZP). Ciascuna di queste presenta differenti valori di densità che a loro volta determinano diversi coefficienti di espansione termica (CET).

Date le eccellenti caratteristiche di resistenza meccanica, più elevate rispetto a tutti i precedenti materiali ceramici, l’industria ha continuato la ricerca in questa direzione mettendo a punto materiali di derivazione ceramica ad alte prestazioni come la zirconia monolitica isostatica e la più moderna zirconia cubica, anch’essa adatta a lavorazioni monolitiche. Non vi è dubbio che la tecnologia dei materiali sia molto complessa, ma rappresenta il focus di interesse per la ricerca e per l’industria.

Il colore bianco latte della zirconia può essere modificato infiltrando pigmenti che meglio permettano di mimetizzare il materiale. Quanto all’impiego come moncone implantare, infine, questo materiale permette di “mascherare” meglio il tragitto transmucoso rispetto ai monconi metallici, evitando l’abbassamento di valore del colore del manufatto finito (Figura 6i). Questo può essere di interesse particolare nei pazienti con biotipo sottile e festonato, dove può essere frequente la trasparenza, attraverso la gengiva propria, del colore grigio del titanio dei monconi standard normalmente utilizzati in implantologia. Ultimamente sempre più case implantari stanno inserendo nel loro portfolio la possibilità di scomporre il moncone in zirconia in due parti, ovvero di avere una piattaforma in titanio che si ingaggia nell’impianto sulla quale viene cementato il vero moncone personalizzato in zirconia. Questa nuova possibilità è stata introdotta dopo che sono stati evidenziati in letteratura fratture della connessione implantare direttamente in zirconia (Figure 6m-6n)²³.

Studi scientifici, eseguiti anche dalla nostra Scuola, hanno evidenziato come dal punto di vista della precisione marginale i risultati in vitro con l’utilizzo della zirconia siano ottimi e si attestino intorno a 50 micron, mentre il grado di adesione del rivestimento ceramico alla zirconia è stato dimostrato essere assolutamente comparabile a quello che si ottiene con una corona in lega palladiata e ceramica²⁴. Altro materiale che può essere impiegato è il disilicato di litio, che può essere prodotto con metodica di fresatura da blocchi o con stampe attraverso tecniche che ricordano molto quella della cera persa. È un materiale che appartiene alla famiglia delle vetroceramiche rinforzate ed è altamente estetico, con buona resistenza meccanica.

È adatto a restauri totali o parziali di denti singoli. Il disilicato di litio può essere considerato il materiale d’elezione per la protesi conservativa adesiva, evitando in molti casi interventi invasivi di riduzione del dente, come impone la preparazione per le corone in metallo ceramica. Può fungere da sottostruttura ed essere rivestito da ceramica, oppure può essere utilizzato in versione monolitica dopo lucidatura e glasatura. Alla gamma dei materiali lavorabili con metodica CAD/CAM appartiene anche la famiglia dei materiali a base acrilica, come il PMMA (polimetilmetacrilato)²⁵.

Per ultimo, ma non certo per importanza, citiamo il Peek (Polietereterchetone). Appartenente alla famiglia dei materiali termoplastici, da molti anni è utilizzato in ambito medico ortopedico per le caratteristiche meccaniche, molto simili a quelle del tessuto osseo. È dotato di elevata biocompatibilità, stabilità chimica e resistenza ai raggi gamma e ai raggi X. È radio-trasparente, perciò incapace di generare artefatti. In ambito protesico odontoiatrico, questo materiale è indicato sia per lavorazioni per protesi fissa che per manufatti per protesi implantare. Concludendo, è interessante sottolineare come studi clinici condotti in letteratura sulla sistematica CAD-CAM per l’esecuzione di protesi fissa su impianti e su elementi naturali presentino prognosi a medio termine superiore al 95%, assolutamente sovrapponibile ai dati esistenti in letteratura relativi a riabilitazioni in metallo-ceramica^26-32.

Chairside in implantoprotesi

Con il termine chairside ci si riferisce alla produzione di manufatti protesici direttamente nello studio odontoiatrico. Questa metodica estremamente innovativa sfrutta la tecnologia CAD/CAM per progettare e produrre il manufatto finale direttamente in poche ore. Nate alla fine degli anni 80, le tecniche chairside si stanno diffondendo ampiamente grazie all’avvento delle impronte intraorali digitali, dei fresatori, sempre più piccoli e veloci che possono essere utilizzati nello studio odontoiatrico, e allo sviluppo di nuovi materiali sempre più performanti. Attualmente sono presenti in commercio diversi sistemi chairside completi di scanner intraorali digitale, software di CAD (che permette la modellazione virtuale dell’elemento dentario) e fresatore (CAM)³³. Il flusso di lavoro parte con un’impronta intraorale digitale di elementi dentari singoli, multipli oppure di impianti. In quest’ultimo caso vengono impiegati specifici transfer avvitati all’impianto. Una volta completata l’impronta, il clinico può decidere se inviare il file direttamente al tecnico oppure se occuparsi lui stesso della produzione del manufatto. Nel primo caso la progettazione del file CAD viene demandata all’odontotecnico, nel secondo caso è l’odontoiatra stesso a eseguire l’intera progettazione del manufatto. La scelta del materiale da utilizzare per il manufatto proteico è un momento cardine del flusso di lavoro digitale. Se da un lato la molteplicità di materiali con specifiche e peculiari caratteristiche può tornare utile al clinico, dall’altro lato bisogna anche considerare che alcuni materiali, seppur testati in vitro e compatibili con la presenza in bocca, non sono in realtà mai stati testati nell’utilizzo clinico e pertanto non sono predicibili nel risultato. Attenersi rigorosamente alle indicazioni della casa produttrice è il primo elemento fondamentale nella gestione di questi materiali. I compositi micro e macro riempiti, le ceramiche integrali e il disilicato di litio sono oggi i materiali più utilizzati dalle tecniche chairside. Anche la zirconia è molto utilizzata, ma deve essere ceramizzata e finalizzata prima di poter essere cementata. Oggi sono disponibili blocchetti di materiale di dimensione adatta alla produzione di corone singole, ma anche blocchi più lunghi per piccoli ponti.

Velocità e precisione dei fresatori è legata anche all’usura delle frese e alla manutenzione della macchina e pertanto è necessario che lo studio si attrezzi per verificare sempre che il fresatore sia in grado di funzionare al meglio. I tempi di fresatura cambiano in base al materiale e alle dimensioni del restauro. Orientativamente, nell’arco di 10-20 minuti viene fresata una corona o un intarsio.

Una volta prodotto il manufatto, è prevista una fase di finalizzazione che per i restauri in composito è breve perché prevede di fatto la sola rimozione del piccolo peduncolo che esita dalla fresatura e, se necessario, l’applicazione di super colori, mentre per il disilicato di litio e la zirconia è più lunga, in quanto è necessario applicare ceramica o colori dedicati da cuocere in forno.

Queste metodiche permettono di realizzare intarsi, faccette, corone singole, piccoli ponti oppure corone su impianti. Se il manufatto è cementato sull’impianto, si dovrà fresare una cappetta individualizzata in zirconia da cementare sul moncone in titanio e su questo complesso si dovrà cementare la corona protesica. Con questa metodica è possibile preparare sia elementi singoli che piccoli ponti.

In caso di protesi avvitata su impianti è invece possibile l’utilizzo di materiali monolitici, come disilicato o ceramiche. I blocchetti dedicati a tale procedura sono preforati e vanno poi cementati sempre al moncone in titanio che verrà serrato sull’impianto. Al momento la procedura avvitata è disponibile solo per riabilitazioni di singoli elementi dentari.

In conclusione, per quanto riguarda la tecnica chairside, oggi è importante valutare se la mole di lavoro giustifica l’acquisto del dispositivo nello studio odontoiatrico. La previsione delle aziende è che questi sistemi entrino sempre più nel workflow di lavoro dei singoli studi, con la possibilità di riduzione dei costi e risparmio dei tempi, ma attualmente si tratta di macchinari molto costosi. Oltre a questo aspetto, bisogna considerare che le fasi di finalizzazione dei manufatti, seppur non particolarmente complesse, necessitano di una curva di apprendimento specifica per poter ottenere dei manufatti altamente mimetici. Il grande vantaggio offerto da questa tecnica è la possibilità di produrre riabilitazioni singole con grande rapidità e risparmio di tempo operativo sia per il clinico sia per il paziente^34-36.

Cementare o avvitare

Attualmente la scelta se eseguire corone su impianti avvitate oppure cementate è argomento di grande dibattito. Nella pratica clinica quotidiana, la scelta tra le due soluzioni è lasciata alle preferenze cliniche dell’operatore e del suo odontotecnico. Ciò nonostante, possono essere fatte alcune considerazioni^37,38.

Il primo aspetto da considerare nella scelta è il rispetto della biologia peri-implantare e le possibilità di mantenere igienicamente i manufatti. Infatti, i più recenti dati sulla prevalenza delle complicanze infiammatorie perimplantari riportano un’alta percentuale di perimplantiti da permanenza di residui di cemento nel solco. Da qui l’indicazione principale per una soluzione avvitata nel caso di impianti inseriti molto in profondità al di sotto dei tessuti mucosi. La tecnica avvitata, infatti, permette di evitare l’utilizzo di cementi i cui residui sono potenzialmente dannosi³⁹. Un ulteriore indubbio vantaggio della soluzione avvitata consiste nella possibilità di rimuovere facilmente il restauro protesico. Questo può rendersi necessario durante le sedute di igiene orale professionale oppure in caso di eventuali complicanze biologiche (mucositi, perimplantiti) e/o meccaniche (chipping del rivestimento ceramico, svitamento e/o frattura delle viti protesiche di ancoraggio) (Figura 7a)⁴⁰. Infatti, nel caso di flange o anatomie che rendono più complesse le manovre igieniche, il paziente non riesce a detergere correttamente le strutture, cosa che può portare nel tempo a complicanze biologiche (Figura 7b). In caso di protesi cementata, l’eventuale rimozione del restauro è molto difficoltosa e fastidiosa per il paziente. In alcuni casi è quasi impossibile rimuovere il manufatto se sono stati utilizzati correttamente cementi e procedure per la fissazione definitiva del manufatto protesico. Per ovviare a questo problema, oggi vengono utilizzati sempre più frequentemente cementi provvisori, anche di tipo resinoso. Questi cementi, usati dapprima solo per la cementazione di grosse riabilitazioni implanto-protesiche, sono attualmente usati sempre più anche per la cementazione di corone singole (Figure 7c-7f). Ovviamente tali materiali espongono a un maggior rischio di decementazione rispetto ai cementi considerati “definitivi”⁴¹.

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La condizione essenziale è che la rima di cementazione sia posta non oltre 2 mm al di sotto del margine mucoso. Questa dimensione è quella accettata dalla comunità scientifica internazionale per un’agevole rimozione dei residui di cemento dal solco mucoso perimplantare. A tal proposito, il clinico prima della cementazione deve sempre porre all’interno del solco perimplantare, apicalmente alla linea di cementazione, uno o più fili retrattori per evitare che i residui di cemento possano fluire molto apicalmente e per rendere più facile e completa la loro asportazione con la rimozione dei fili stessi. Alla fine di tale procedura è poi doveroso effettuare un controllo radiografico endorale per la conferma della mancanza di radiopacità in sede iuxtagengivale da riferirsi a residui di cemento⁴².

Oltre a ciò le soluzioni avvitate risultano da preferirsi in caso di spazi inter-arcata molto ridotti, poiché la vite di serraggio garantisce un buon ancoraggio protesico nonostante l’utilizzo di monconi protesici di altezza minima. La soluzione avvitata prevede, per l’appunto, l’utilizzo di viti di fissazione che possono essere di tipo occlusale oppure di tipo trasversale. Quelle occlusali comportano la presenza di un foro a livello della superficie masticatoria che, oltre a creare sgradevoli inestetismi, può interferire con la superficie masticatoria degli elementi opponenti e ridurre la resistenza del rivestimento ceramico. Risulta pertanto essenziale che il posizionamento degli impianti, soprattutto in regione estetica, prenda in considerazione anche questo aspetto (Figure 7g-7l). Quelle di tipo trasversale necessitano di un foro di accesso a livello delle superfici linguali o palatali. Per questo motivo non comportano alcun inestetismo, né alcuna problematica occlusale⁴³.

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Il vantaggio delle soluzioni cementate consiste nella possibilità di adottare procedure cliniche e di laboratorio semplici e ben note sia agli odontoiatri che agli odontotecnici, meno costose, che garantiscono una corretta morfologia occlusale (che non viene indebolita da eventuali fori di accesso per le viti) con indubbi vantaggi estetici, funzionali e prognostici (per la riduzione delle complicanze al rivestimento ceramico). I dati presenti in letteratura, infatti, riportano maggiori percentuali di frattura del rivestimento ceramico in caso di soluzioni avvitate piuttosto che nel caso di protesi cementate (38 ± 0,3% contro 4 ± 0,1%) ed elevate percentuali di svitamento della vite di connessione fra abutment e impianto nel caso di corone avvitate piuttosto che nel caso di corone cementate sull’abutment (32 ± 0.3% contro 9 ± 0.2%)⁴⁴.

In conclusione perciò, è opportuno ribadire che ciascuna soluzione protesica, sia avvitata che cementata su impianti, presenta precise peculiarità, specifici vantaggi e specifici svantaggi. È il clinico che, in relazione a una molteplicità di parametri, deciderà di volta in volta quale sarà la tecnica di fissazione più adeguata per quella determinata riabilitazione protesica. Nel caso di edentulie complete, ancora di più, la scelta avvitata (se non addirittura overdenture rimovibili) rimane probabilmente la più razionale, visto i notevoli vantaggi che si possono ottenere (Figure 7m-7n). Nelle edentulie parziali, la scelta avvitata può essere la scelta di elezione sempre che il foro di uscita della vita di fissazione cada lingualmente. In alternativa, la soluzione cementata deve tenere in considerazione la necessità di rimozione del cemento come priorità rispetto all’estetica del manufatto.

Conclusioni

Le prospettive future dello sviluppo implantoprotesico prevedono diversi spunti di riflessione. I maggiori ambiti di sviluppo ricadono su diversi aspetti, partendo dal punto di vista di studio del caso, fino alle fasi esecutive. Le simulazioni digitali del sorriso del paziente, con o senza l’impiego di scanner facciali, verranno impiegate in maniera sempre maggiore da chi si occupa di estetica. La programmazione digitale della posizione implantare e l’eventuale conseguente chirurgia computer guidata non possono che essere l’evoluzione naturale di una procedura chirurgica che vuole essere sempre più precisa e sempre meno invasiva. Lo studio del caso su base protesica resta sempre un tassello fondamentale della pianificazione implantare: resta il rischio che l’impiego di questi software permettano troppi compromessi che, pur riducendo l’invasività, comportino poi soluzioni protesiche non ideali e/o difficilmente mantenibili. Infatti, quello che può succedere è che il clinico studi il posizionamento implantare senza considerare le necessità protesiche né la gestione dei tessuti molli. La mancanza di questi due aspetti può comportare compromessi che non possono essere non considerati. Le impronte digitali intraorali sono un altro tassello in grande sviluppo. Il loro vantaggio principale è quello di ridurre gli errori di impronta e di migliorare il livello di esecuzione, in quanto il clinico, visualizzando a monitor il risultato finale della procedura effettuata, ha la possibilità di eseguire modifiche direttamente evitando la necessità di successive rilevazioni. Altro vantaggio è il fatto di introdurre il manufatto direttamente nel flusso digitale protesico, riducendo i tempi esecutivi e nel contempo aumentando il comfort del paziente. Resta ovviamente l’aspetto legato ai costi di acquisto e mantenimento, che al momento non sono da sottovalutare, poiché non ci sono attualmente evidenze che tali tecnologie permettano di ottenere un risultato superiore rispetto alle impronte tradizionali. Le procedure di lavoro CAD/CAM consentono l’impiego di materiali sempre nuovi e, sulla carta, più performanti. La reale applicabilità clinica e la loro durata nel tempo, però, è sempre lasciata al singolo professionista. Si può quindi concludere che, nonostante la rapida evoluzione delle tecnologie in ambito implantoprotesico permetta al clinico di semplificare sempre di più il flusso del lavoro, a oggi l’applicazione quotidiana di tali metodiche deve essere attentamente valutata nell’ottica del reale beneficio per il paziente.

Corrispondenza
stefano.storelli@unimi.it