REVISIONE ARTICOLO
CARNEIRO, Renato Brandi Pereira [1], ALMEIDA, Renato Castro de [2], FREGNAN, Josmar Donizetti [3], COUTINHO, Felipo Alen [4], IAFIGLIOLA, Sergio Giamas [5]
CARNEIRO, Renato Brandi Pereira. et al. Flusso di lavoro digitale in odontoiatria una revisione della letteratura. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Anno. 07, Ed. 07, vol. 02, pagg. 26-38. Luglio 2022. ISSN: 2448-0959, Link di accesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/odontoiatria/lavoro-digitale-in-odontoiatria
RIEPILOGO
Il flusso di lavoro in ortodonzia che utilizza la tecnologia digitale è un’alternativa ai metodi convenzionali. Con questo in mente, questo articolo ha cercato di rispondere alla seguente domanda guida: quali miglioramenti tecnologici sono stati identificati e sviluppati tra maggio 2015 e dicembre 2020 nel flusso digitale in ortodonzia? Pertanto, l’obiettivo era identificare i miglioramenti tecnologici nel flusso digitale in ortodonzia evidenziati dalla letteratura esistente tra il periodo studiato. Per questo è stata effettuata una revisione della letteratura sulle piattaforme di ricerca PubMed, Google Scholar, CAPES, Cochrane Library, Scielo ed Embase, dove sono stati selezionati articoli sulle tecnologie di scansione, manipolazione delle immagini e stampa 3D relativi a trattamenti ortodontici e ortopedici, cercando di comprendere i miglioramenti che queste tecnologie hanno fornito in relazione ai risultati ottenuti nelle sperimentazioni cliniche, negli studi in vitro e nelle revisioni sistematiche. Pertanto, la ricerca analizzata ha rilevato che, tra il periodo maggio 2015 e dicembre 2020, l’accuratezza e la precisione degli scanner intraorali sono aumentate; le macchine da stampa digital light a elaborazione leggera si sono dimostrate più fedeli; sono stati migliorati i flussi di file STL tra pazienti e professionisti coinvolti nel trattamento ortodontico con funzionalità cloud e app per smartphone; e la ricerca sul nuovo materiale per allineatori multistrato, sulle setups estetiche degli allineatori e sulle funzionalità di sovrapposizione delle immagini per la simulazione articolare si è rivelata ancora scarsa.
Parole chiave: Flusso digitale, Ortodonzia, Scanner, Stampante 3D, Allineatori.
1. INTRODUZIONE
Il flusso di lavoro digitale riguarda il processo di analisi dei singoli passaggi che si svolgono durante un singolo evento (REINER, SIEGEL e CARRINO, 2002). Pertanto, nell’ortodonzia contemporanea, il flusso di lavoro digitale comprende l’uso di tomografi computerizzati, software di pianificazione digitale, scanner intraorali e stampanti digitali (KÜFFER, DRESCHER e BECKER, 2022), oltre a sistemi per lo scambio di informazioni attraverso “nuvole” (VALIZADEH et al., 2019), utilizzato per la diagnosi, la pianificazione e l’esecuzione di trattamenti ortodontici.
Pertanto, per rispondere: quali miglioramenti tecnologici sono stati individuati e sviluppati tra maggio 2015 e dicembre 2020 nel flusso digitale in ortodonzia? L’obiettivo era identificare i miglioramenti tecnologici nel flusso digitale in ortodonzia evidenziati dalla letteratura esistente durante il periodo studiato, affrontando la sua precisione e predicibilità nei risultati, rispetto ai metodi convenzionali, nonché ai metodi digitali utilizzati in precedenza ricerca pubblicata e referenziata.
Ciò detto, al fine di raggiungere l’obiettivo prefissato, è stata effettuata una revisione sistematica con articoli pubblicati tra il periodo maggio 2015 e dicembre 2020, mostrando i risultati nello sviluppo di questo articolo.
2. ARTICOLO DI LETTERATURA
Nel 2015, De Luca Canto et al. (2015) hanno eseguito una revisione sistematica per valutare la validità delle misurazioni tridimensionali effettuate da modelli dentali digitali scansionati al laser rispetto alle misurazioni ottenute direttamente dai calchi in gesso originali. Pertanto, gli autori hanno riscontrato che gli studi concordano sul fatto che la validità delle misurazioni ottenute dopo l’utilizzo di uno scanner laser da modelli in gesso è simile alle misurazioni dirette e le eventuali differenze dichiarate sarebbero di scarsa rilevanza clinica.
Nello stesso anno Rossini et al. (2015), a loro volta, hanno effettuato una revisione sistematica per verificare l’efficacia dei movimenti ortodontici ottenuti dagli allineatori estetici e hanno riportato i seguenti risultati:
A quantidade média de intrusão relatada foi de 0,72 mm. A extrusão foi o movimento mais difícil de controlar (30% de precisão), seguido pela rotação. A distalização do molar superior revelou a maior previsibilidade (88%) quando foi prescrito um movimento corporal de pelo menos 1,5 mm. Observou-se diminuição do Índice de Little (arco mandibular: 5 mm; arco maxilar: 4 mm) nos arcos de alinhamento.
Successivamente, nel 2016, gli stessi autori hanno effettuato una revisione sistematica sull’accuratezza della diagnosi e dei modelli digitali ottenuti per l’ortodonzia, con 35 studi pertinenti, e hanno concluso che finora i modelli digitali erano “affidabili quanto i tradizionali modelli in gesso, con alta precisione , affidabilità e riproducibilità”. Inoltre, hanno osservato che l’identificazione dei punti di riferimento era un fattore limitante invece del dispositivo di misurazione o del software, concludendo, tuttavia, che i modelli digitali potrebbero essere considerati il nuovo gold standard nella pratica corrente (ROSSINI et al., 2016).
Così, nel 2017, Cesur, Omurlu e Ozer (2017) hanno valutato l’accuratezza dei modelli digitali prodotti con lo scanner dentale 3D rispetto a un modello master e ai modelli ottenuti dall’impronta negativa dell’alginato subito dopo lo stampaggio, e dei modelli ottenuti a t(0) immediatamente; t (1) un giorno; t (2) due giorni, in cui la deformazione dell’alginato è stata valutata separatamente. Pertanto, hanno effettuato 11 misurazioni lineari di 9 punti e hanno scoperto che il perimetro dell’arco non è stato modificato a t (0) = 0 ore e t (1) = 24 ore, ma è stato modificato a t (2) = 48 ore e che tutti i modelli di gesso aveva una differenza significativa tra la scansione negativa subito dopo l’impronta. Concludendo, quindi, che le misurazioni dell’impronta negativa in alginato, cioè effettuate direttamente nello stampo, hanno un elevato grado di precisione se confrontate con quelle dei modelli positivi in gesso o delle impronte positive.
D’altra parte, nel 2017, Kamimura et al. (2017) hanno confrontato stampaggio e scansione del silicone in 12 pazienti, eseguiti da 2 operatori con diversi livelli di esperienza, uno con 3 e l’altro con 16 anni di esperienza, al fine di valutare l’influenza di anni di esperienza di professionisti nella realizzazione del modanatura. Per questo, hanno scansionato i modelli in gesso su uno scanner da banco. Successivamente, hanno sovrapposto le immagini dei 2 operatori ed è stato osservato che le scansioni presentavano differenze minori rispetto alle impronte effettuate dagli operatori, concludendo che la tecnica dell’impronta digitale è indipendente dall’esperienza dell’operatore.
Nello stesso anno, Lombardo et al. (2017), invece, hanno testato la predicibilità della pianificazione digitale con allineatori estetici in 16 pazienti adulti, per un totale di 345 denti analizzati. Pertanto, attraverso l’esecuzione del setup, le rotazioni prescritte ed effettive, la punta mesiodistale e la punta buccolinguale sono state calcolate per ciascun dente e successivamente analizzate per tipologia di dente. Sotto questo aspetto è stata infine ottenuta una prevedibilità del 73,6%, giungendo alla conclusione che “sebbene i movimenti di ribaltamento fossero effettivamente realizzati, soprattutto nei molari e nei premolari, la rotazione dei canini inferiori era un movimento estremamente imprevedibile”.
Aslanido et al. (2017), a loro volta, riportano il caso di una paziente adulta che presentava dolore all’Articolazione Temporo-Mandibolare (ATM). Pertanto, dopo aver eseguito una Cone Beam Computed Tomography (CBCT), aver registrato i movimenti mandibolari tramite ultrasuoni e aver scansionato le arcate, è stata creata una tomografia del movimento e, quindi, è stato realizzato un morso per il paziente già adattato virtualmente ai tuoi movimenti mandibolari e stampato su una stampante 3D.
Nel 2017, Camardella, De Vasconcellos Vilella e Breuning (2017) hanno confrontato l’accuratezza dei modelli stampati di scanner intraorali, con tre diversi design di base, utilizzando due diversi tipi di stampa 3D: stereolitografia e tecnologia a triplo getto (polyjet). Per fare ciò, hanno sovrapposto la scansione dei modelli stampati con il file originale e hanno preso le misure sulle immagini 3D. Pertanto, hanno scoperto che i modelli stampati con il metodo polyjet erano accurati, indipendentemente dal formato di base. Mentre le stampe in stereolitografia erano accurate con le basi regolari ea ferro di cavallo con barra di rinforzo, presentando riduzione trasversale solo con la base a ferro di cavallo.
L’anno prossimo, Becker et al. (2018), nel loro studio, hanno confrontato l’immagine creata di 20 modelli in gesso da otto CBCT e cinque scanner da tavolo disponibili sul mercato. Sovrapponendo le immagini corrispondenti, è stato possibile valutare l’accuratezza utilizzando 6 punti di controllo. I dati sono stati raggruppati per scanner e modello in box plot, dove si è concluso che i sistemi CBCT non raggiungevano l’accuratezza degli scanner ottici, ma l’accuratezza era sufficiente per la pianificazione digitale e per scopi forensi (BECKER et al., 2018).
D’altra parte, sempre nel 2018, rispetto a un modello master, Kim (2018) ha valutato l’accuratezza dei modelli ottenuti attraverso tre metodi di stampa: multijet, colorjet e fresatura. Pertanto, le immagini sono state sovrapposte e sono state effettuate 10 misurazioni per gruppo. Infine, è stato riscontrato che le impronte di fresatura avevano una differenza di 73,05 µm±9,64 µm, Multijet 84,52 µm±4,78 µm e Colorjet 96,05 µm±5,43 µm, concludendo attraverso test statistici che il metodo di fresatura otteneva una maggiore precisione.
Nello stesso anno, Tepedino et al. (2018) hanno condotto uno studio retrospettivo in cui 39 adulti sono stati trattati con un allineatore Nuvola® e i modelli digitali sono stati acquisiti al t(0) pre-trattamento; t(1) post-trattamento e t(S) digital setup per un periodo di 12 mesi. In considerazione di ciò, è stato verificato che non è stata riscontrata alcuna differenza statisticamente significativa per tutti i denti anteriori tra i movimenti previsti e la coppia raggiunta. Con ciò si è concluso che “il sistema di allineatori estetici studiato è stato in grado di produrre esiti clinici paragonabili alla pianificazione della configurazione digitale in relazione ai movimenti torque dei denti anteriori”.
L’anno successivo, Bocklet et al. (2019) hanno eseguito uno studio in vitro in cui hanno scansionato una mascella umana fresca su uno scanner da tavolo industriale, ottenendo un’immagine STL di riferimento con una precisione di 3 μm. Quindi, con 7 scanner intraorali, gli autori hanno sovrapposto le immagini STL ottenute con il riferimento per confrontare l’accuratezza e il realismo di 4 tipi di substrato: dentina, resina, amalgama e smalto. Con ciò, hanno trovato un intervallo di accuratezza e realismo che variava tra 20μm e 50 μm, concludendo che i diversi substrati interferiscono con l’accuratezza delle scansioni, con i migliori risultati presentati dalla dentina, seguita da amalgama, resina e smalto. In questo contesto, gli autori hanno sostenuto che poiché lo smalto ha proprietà riflettenti, ciò diminuisce l’accuratezza della scansione.
Zhang et al. (2019), a loro volta, hanno valutato l’influenza delle tecniche di stampa e dello spessore dello strato sulla precisione dei modelli. Quindi, dopo aver scansionato un modello casuale sullo scanner piano, gli autori hanno stampato i modelli su tre tipi di stampanti DLP e su una stampante SLA, quindi li hanno scansionati di nuovo su uno scanner D2000, sovrapponendo le immagini per il confronto. Pertanto, hanno trovato risultati nell’intervallo da 50 a 58 μm per DLP e 100 μm per SLA.
Da un’altra prospettiva, Morris et al. (2019) hanno confrontato un sistema di monitoraggio del trattamento basato su applicazioni associato a un divaricatore giugale e un posizionatore, in cui il paziente filmava la sua arcata da convertire in un modello 3D chiamato piattaforma DM con uno scanner intraorale modello iTero®. Per questo, è stata ottenuta una scansione iniziale con iTero®, che è stata inviata ad Align Technology®, al fine di caricarla sulla piattaforma DM. Quindi, ha eseguito i trattamenti su 10 typodont e ad ogni cambio di allineatore trasparente hanno scansionato ed eseguito le foto e i video con un Iphone 7 e accessori DM. Pertanto, le immagini STL ottenute sono state sovrapposte per il confronto e non è stata trovata alcuna differenza significativa tra le due tecniche di scansione.
In questo contesto, Valizadeh et al. (2019) hanno presentato un caso di studio di un sistema cloud che consente l’archiviazione e la condivisione dei dati dei pazienti da parte di diversi professionisti coinvolti nel loro trattamento. Gli utenti possono così convertire file come STL, DICOM e G-code da un formato all’altro in modo da poter integrare diverse professionalità come dentisti e tecnici di laboratorio, risparmiando tempo e accorciando le distanze.
Così, nell’anno successivo, Nagy et al. (2020) hanno condotto uno studio utilizzando una mascella fresca per confrontare l’accuratezza di sette scanner e un’impronta realizzata con polivinilsilossano, un materiale da impronta di altissima stabilità. Tuttavia, gli autori hanno modificato la tecnica affermando che il rischio di fallimenti è ridotto al minimo con l’uso dei punti. Poiché l’accuratezza dello scanner intraorale viene comunemente valutata rispetto all’intera superficie dell’arcata, non tiene conto della posizione iniziale della scansione. Pertanto, il nuovo metodo tiene conto dell’origine della scansione e calcola la deviazione di punti identici predefiniti tra riferimenti e modelli di prova. In questo contesto, gli autori hanno concluso che lo stampaggio con polivinilsilossano era più accurato delle scansioni a causa di una deficienza degli scanner nella misurazione della profondità, che si verificava anche negli scanner con una lente per microscopia confocale che elimina l’area sfocata.
Dutton et al. (2020), invece, hanno confrontato l’accuratezza di otto scanner intraorali in relazione a diversi substrati. Per questo, con uno scanner industriale e poi con gli 8 scanner, hanno scansionato un Typodont preparato con diversi substrati e sovrapposto le immagini STL. Fatto ciò, gli autori hanno scoperto che il tipo di substrato influenza la veridicità e la precisione di una scansione, dove gli scanner a lenti confocali parallele erano meno sensibili ai tipi di substrato rispetto agli scanner a triangolazione, e che la luce blu annulla parzialmente le deviazioni causate dallo smalto traslucido bluastro substrati.
Pertanto, quando si studia il processo di stampa Digital Light Processing (DLP), che stampa l’oggetto all’interno di un polimero liquido fotopolimerizzabile, fotopolimerizzando il polimero strato per strato con un’altezza da 100 μm a 6 μm, dalla deviazione della luce attraverso un sistema di microspecchi , nel 2020, Zhang et al. (2020) hanno trovato tecnologie di stampa ad altissima risoluzione. Pertanto, combinando la litografia a due fotoni (LDF e DLP), hanno creato la tecnologia LDF a femtosecondi (FS-LDF), raggiungendo un’altezza dello strato di 500 nm. Le piattaforme di stampa si sono rivelate configurabili, con la possibilità di regolare i parametri di tempo, intensità della luce e lunghezza d’onda. Inoltre, per quanto riguarda l’accuratezza, gli autori hanno sostenuto che essa dipende dal polimero utilizzato, dove il polietilenglicole-diacrilato, oltre ad essere biocompatibile, quando puro, può essere stampato in strati di 6μm.
Detto questo, nello stesso anno, Latham et al. (2020) hanno testato l’effetto del cambiamento della tecnica di scansione intraorale, al fine di verificare l’accuratezza dei percorsi che l’operatore percorre con lo scanner per acquisire immagini delle superfici dei denti e delle gengive. A tale scopo, in un modello sono state effettuate un totale di 16 scansioni, con 4 scanner intraorali e 4 diversi modelli di scansione, e successivamente le immagini sono state confrontate con un’immagine master ottenuta con uno scanner da tavolo di altissima qualità lo stesso modello. Con questo, gli autori hanno riscontrato differenze significative nell’accuratezza delle immagini STL ottenute da diversi modelli di scansione, dove hanno concluso che il percorso migliore era partire dal 2°/3° molare a 45° seguito dalla scansione del linguale al canino sul lato opposto laterale, ritornando sempre alla scansione lingualmente, ma questa volta a 90°, seguita dalla superficie occlusale e infine dalla superficie buccale, eseguita a 45° e poi a 90°, ripetendo il processo sul sestante posteriore opposto. Pertanto, i confronti generali hanno rivelato che l’approssimazione del reale tra i sistemi IOS variava da 46 μm a 119 μm.
Eliasova et al. (2020), a loro volta, hanno confrontato quattro tipi di stampe di modelli 3D: fused deposition modeling (FDM), polyjettechnology (PJ), stereolithography SLA e selective laser sintering (SLS), scansionando i modelli stampati da queste quattro tecnologie con uno scanner per sovrapporli al file originale. Fatto ciò, hanno riscontrato una maggiore rugosità nei modelli FDM e PJ, mentre il modello stampato in SLA aveva una superficie più liscia, così che il modello stampato in SLS ha mostrato risultati simili a quelli di SLA in omogeneità quando si confrontano le direzioni perpendicolari.
Quindi, alla fine, Lin et al. (2020), in una revisione sistematica che copre lavori dal 2015 al 2020, ha valutato l’efficacia clinica dell’uso di allineatori trasparenti in ortodonzia e ha concluso che, sulla base delle prove disponibili, la terapia con allineatori trasparenti è efficace nella gestione delle piccole malocclusioni. Tuttavia, gli apparecchi fissi sono più efficaci nei movimenti ampi, compresi i migliori contatti occlusali rispetto agli allineatori trasparenti. Tuttavia, “il trattamento con allineatori è più efficace nel controllare l’estrusione degli incisivi rispetto all’intrusione degli incisivi”.
3. DISCUSSIONE
Nell’ortodonzia contemporanea si eseguono abitualmente la scansione delle arcate dentarie per l’analisi metrica o la creazione di setup digitali, così come la stampa 3D per la costruzione di apparecchi ortodontici e ortopedici che possono essere finalmente installati sui pazienti in modo da poterne eseguire il trattamento.
Pertanto, è interessante notare che gli scanner intraorali hanno ricevuto alcuni miglioramenti in termini di precisione e accuratezza delle loro scansioni (ROSSINI et al., 2016; CESUR, OMURLU e OZER, 2017), nonché materiali per allineatori e attrezzature per la stampa (CAMARDELLA, DE VASCONCELLOS VILELLA e BREUNING, 2017; LI et al., 2017).
In questo contesto, secondo Cesur, Omurlu e Ozer (2017) e Rossini et al. (2016), la scansione più la stampa 3D si è dimostrata sufficientemente accurata nella riproduzione delle arcate dentarie rispetto ai modelli ottenuti mediante stampaggio convenzionale e successivamente ottenendo un modello in gesso, tanto che Kamimura et al. (2017) hanno rilevato che, indipendentemente dall’esperienza dell’operatore con le impronte, le scansioni eseguite con uno scanner intraorale ottenevano file con lo stesso standard qualitativo.
Tuttavia Nagy et al. (2020) hanno riscontrato una carenza di scanner nella misurazione della profondità e Dutton et al. (2020) hanno osservato che il tipo di substrato influenza la veridicità e la precisione di una scansione, identificando anche che gli scanner a lenti confocali parallele e la luce blu sono meno sensibili a diversi tipi di substrato rispetto agli scanner a triangolazione.
Inoltre, Latham et al. (2020) hanno osservato che anche la tecnica di scansione ha influenzato i risultati confrontando quattro diversi percorsi di scansione intraorale standard.
Tuttavia, Aslanidou et al. (2017) hanno utilizzato la tecnica di sovrapposizione di immagini tomografiche e scanner, aggiungendo movimenti mandibolari a queste immagini sul computer, in modo da poter creare e stampare in 3D una piastra miorilassante pre-regolata per un paziente.
Ciò detto, per quanto riguarda gli studi clinici con l’utilizzo di allineatori estetici, Rossini et al. (2015) hanno concordato che il movimento della coppia era ben controllato con traslazione fino a 1,5 mm. Tuttavia, sia Rossini che coll. (2015) come Lombardo et al. (2017) hanno riscontrato difficoltà nel movimento di rotazione. Pertanto, Lombardo et al. (2017) hanno osservato che la rotazione dei canini inferiori e dei premolari aveva una bassa prevedibilità (LIN et al., 2020 apud ROSSINI, 2015, p. 884).
Così, d’altra parte, Morris et al. (2019) hanno presentato un’applicazione per telefoni cellulari che converte le immagini ottenute in un file STL, consentendo di monitorare virtualmente l’andamento del trattamento ortodontico. E Valizadeh et al. (2019) ha presentato una piattaforma cloud che fornisce agilità, organizzazione e registrazione degli scambi di dati dei pazienti tra professionisti coinvolti nel rispettivo trattamento, eliminando le barriere del formato dei file e creando centri di produzione e centri di progettazione 3D protesica, al fine di offrire maggiore comfort e velocità ai pazienti e professionisti coinvolti nel trattamento.
4. CONCLUSIONE
Considerando che questo articolo mirava a rispondere alla seguente domanda guida: quali miglioramenti tecnologici sono stati identificati e sviluppati tra maggio 2015 e dicembre 2020 nel flusso digitale in ortodonzia? L’obiettivo era identificare i miglioramenti tecnologici nel flusso digitale in ortodonzia evidenziati dalla letteratura esistente tra il periodo studiato.
In considerazione di ciò, è stato verificato che, secondo la letteratura, gli scanner sono più precisi e con elevata accuratezza; Le stampanti DLP si sono dimostrate più efficienti e precise con un’elevata precisione; e la ricerca con allineatori, setups di allineatori estetici e risorse di sovrapposizione di immagini per la simulazione articolare si è rivelata scarsa.
Inoltre, è stato anche verificato che l’uso di immagini CCT isolate e/o sovrapposte alle immagini di scansione è valido sia per la diagnosi che per la pianificazione del trattamento grazie all’elevata accuratezza e precisione; le piattaforme cloud hanno facilitato lo scambio di informazioni tra professionisti relative al trattamento dei pazienti; e le applicazioni per telefoni cellulari che hanno iniziato a produrre immagini 3D delle arcate del paziente hanno permesso di ridurre il numero di visite in studio.
Con ciò si può concludere che per quanto riguarda la diagnosi, la progettazione e l’esecuzione dei trattamenti ortodontici, ci sono stati miglioramenti tecnologici che hanno aumentato la precisione delle immagini e delle impronte delle arcate, permesso la stampa di alcuni dispositivi e reso possibile la articolazione e movimenti delle mascelle in ambiente virtuale, apportando un altro importante elemento diagnostico al flusso di lavoro digitale in ortodonzia.
RIFERIMENTI
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[1] Specialista in Ortodonzia, Specialista in Implantologia, Laureato in Odontoiatria.
[2] Dottore in Ortodonzia.
[3] Master in ortodonzia.
[4] Specialista.
[5] Consulente.
Inviato: Dicembre 2021.
Approvato: Luglio 2022.
