Preparazioni verticali protesiche: una proposta per la loro risoluzione con il flusso digitale mediante stampa 3D

Introduzione

La tecnologia CAD-CAM e le metodiche computer-assistite sono state introdotte in odontoiatria negli anni ’80 (Mörmann et al. 1987, Leinfelder et al. 1989) e il loro incremento negli anni è sempre più aumentato. (Vandenberghe 2018, Sulaiman 2020). Con il termine CAD-CAM viene definita una procedura grazie alla quale, partendo da una scansione di una superficie, viene prodotto un modello tridimensionale virtuale sul quale viene realizzato un progetto che sarà finalizzato attraverso un metodo sottrattivo o additivo (Rekow 1987).

La realizzazione dell’impronta ottica con uno scanner intraorale genera un’elaborazione digitale del cavo orale del paziente che una volta scansionato viene inviato al laboratorio o tramite un cloud dedicato, o attraverso il trasferimento del file su internet. Il Laboratorio dopo pochi minuti riceverà il file e grazie all’esportazione di file STL/PLY, procederà all’elaborazione del modello digitale, alla realizzazione virtuale del manufatto e alla sua finalizzazione mediante fresatura o stampa 3D.

Questo innovativo approccio in ambito odontoiatrico permette di produrre, con tempi e costi minori, riabilitazioni affidabili e predicibili (Alghazzawi 2016) ed è stato ribattezzato come “Digital Workflow” (Schleyer et al. 2003, McEvoy 2003).

Per la risoluzione di casi protesici che seguono i concetti BOPT (Loi et al. 2013) è necessario convertire il file digitale STL/PLY in un modello analogico che deve presentare alte caratteristiche di precisione per non inficiare il lavoro finale.

La realizzazione di tali modelli, insieme a corone provvisorie, bite, dime chirurgiche, porta impronte, manufatti calcinabili sono realizzate, nel digital workflow, con l’ausilio di stampanti 3D (Barazanchi et al. 2017, Bhargav et al. 2018, Dawood et al. 2015).

Le stampanti 3D utilizzano la tecnologia SLA (Stereo Lithography Apparatus) grazie alla quale si ottiene un oggetto solido partendo da un processo di fotopolimerizzazione di un determinato liquido. Se ne riconoscono due varianti: la SLA Laser e la SLA-DLP che risulta essere più performante (Tzivelekis et al. 2020, Etemad-Shahidi et al. 2020).

La SLA Laser lavora con un fascio di luce singolo che fotopolimerizza solo un pixel per volta, mentre la tecnologia SLA-DLP lavora su uno strato, detto LAYER, per ogni fase di stampaggio rendendo più performante la realizzazione del manufatto.

La letteratura scientifica internazionale presenta una serie molto cospicua di lavori atti a testare continuamente le performances degli scanner ottici (Treesh et al. 2018, Waldecker et al. 2019), e delle stampanti 3D (Barazanchi et al. 2017, Bhargav et al. 2018, Dawood et al. 2015) per permettere agli operatori di poter scegliere la sequenza operativa più corretta per risolvere al meglio ogni specifico caso.

Scopo del lavoro è quello di mostrare come, praticamente, si può risolvere un caso clinico di preparazioni verticali mediante il flusso digitale.

Caso Clinico

Paziente donna di 56 anni, priva di malattie sistemiche. Si presenta all’osservazione clinica con il desiderio di risolvere il problema estetico degli elementi 31 e 41 trattati da altri colleghi 20 anni fa mediante terapie endodontiche, ortodontiche e restaurative. All’esame intraorale si può apprezzare la discromia tra residui dentali e la presenza del vecchio restauro (Fig. 1), sofferenza gengivale a causa della facilità di formazione di depositi batterici (Fig. 1, Fig. 2), presenza di splintaggio post ortodontico incongruo (Fig. 2) e ormai non necessario come dimostrato dall’ampiezza ridotta del legamento parodontale.

All’analisi con rx digitale periapicale, si possono apprezzare delle terapie endodontiche incongrue, riassorbimento apicale dell’elemento 31 e la poca sostanza residua coronale; è inoltre presente una radiopacità su 31 non identificata (Fig.3).

Si decide di eseguire una seduta iniziale valutativa volta alla rimozione dei vecchi restauri e dello splintaggio per analizzare la quantità residua degli elementi dentali insieme alla loro discromia (Fig. 4 e Fig.5).

Si procede all’iniziale sondaggio dei canali radicolari, senza diga di gomma per velocizzare la seduta, per rilevare la lunghezza di lavoro e la pervietà dei canali (Fig. 6 e Fig. 7).

La seduta si conclude con la realizzazione di due provvisori diretti immediati con margini volutamente più coronali per agevolare la guarigione dei tessuti gengivali.

A 10 gg, viene programmata una seduta apposita per eseguire il ritrattamento endodontico dei due elementi con relativa chiusura canalare mediante carriers termoplastici (Fig. 11 e Fig. 12).

Si può notare la positiva risposta dei tessuti dopo eliminazione dei vecchi restauri incongrui e l’inserimento dei provvisori con margini coronali. In una seduta successiva sono state eseguite le ricostruzioni post endodontiche degli elementi con perni in fibra di vetro (Fig. 14,) e la relativa preparazione verticale per non compromettere la stabilità strutturale degli elementi trattati.

I provvisori sono stati adattati per permettere una corretta maturazione dei tessuti gengivali

A 30 gg, dopo inserimento di fili retrattori (Fig. 22), sono state realizzate le impronte digitali con lo scanner cara i500 che ha permesso la lettura del margine oltre il profilo gengivale (Fig. 23).

Si procede all’invio del file STL al laboratorio il quale lo elabora, rifinisce e esegue la modellazione tramite software CAD. In questo caso, per la progettazione e modellazione è stato utilizzato il software EXOCAD, mentre per la generazione del file del modello il software DentalCad (E.G.S.- Bologna).

Questo tipo di procedura permette, con una sola scansione e con una sola modellazione, di generare due file: uno per il provvisorio che verrà fresato (Fig. 27) e il secondo che permetterà la stampa del modello mediante una stampante, utilizzando una stampante SLA-DLP (cara Print 4.0 – Kulzer – Germania) (Fig. 28 – 29 – 30).

La realizzazione del manufatto provvisorio, in questo caso specifico le preparazioni con tecnica BOPT, permettono il controllo anatomico dei volumi durante la prova insieme alla chiusura protesica in prossimità del margine gengivale (Fig. 31-32-33).

Viene inoltre realizzata un’ulteriore check di chiusura con delle cappette stampate per essere certi della precisione protesica (Fig. 34-37).

Dopo aver controllato clinicamente la correttezza delle chiusure e dei volumi, il laboratorio esegue i manufatti definitivi senza doverli nuovamente riprogettare

Le corone saranno cementate mediante protocolli adesivi appositi e monitorate nel tempo.

Osservazioni critiche per il laboratorio odontotecnico

Nella routine di un laboratorio odontotecnico moderno, una stampante 3D porta ad avere molti vantaggi come la velocità di esecuzione di un lavoro, la ripetibilità dei nostri risultati grazie all’abbinamento della progettazione CAD alla produzione CAM, la possibilità di stampare 2 o 3 elementi dello stesso lavoro senza un incremento del tempo macchina (grazie alla tecnologia DLP molto più performante della semplice SLA). L’incremento trascurabile dei costi della realizzazione di più manufatti con identica precisione della chiusura protesica ci permette, come nel caso di preparazioni con tecnica BOPT, di evitare eventuali problemi nelle procedure di protesi, poter usare al contrario della cera le nostre cappe come prova di calzata e di precisione marginale, vantaggio non indifferente quando si usa un flusso completamente digitale.

Le procedure di laboratorio di questo caso sono piuttosto semplici e non si discostano dai soliti protocolli di lavoro: si imposta il dental project andando ad indicare gli elementi da protesizzare, il tipo di lavorazione e con quale materiale si andranno a produrre le corone.

La conoscenza del tipo di materiale da utilizzare è molto importante poiché le calibrazioni specifiche del gap di frizione consentite dai sistemi CAD permettono di controllare perfettamente quello che in maniera empirica avveniva applicando tradizionalmente la lacca spaziatrice sui modelli in gesso.

Dopo aver caricato le scansioni intraorali si esegue un primo controllo ed un’eventuale pulizia dei file per agevolare le fasi di lavoro successive.

L’inizio della progettazione avviene con la definizione delle linee marginali dei monconi, con lo stabilire la direzione di inserimento degli elementi e continua con la fase di determinazione della parte interna della corona (Fig. 41); questa fase è fondamentale per gestire l’accoppiamento corona-moncone poiché sarà decisa l’altezza dell’inizio della lacca spaziatrice, il suo spessore e il grado di frizione, la determinazione del raggio utensile per la produzione vera e propria del manufatto.

Gestiti i parametri di accoppiamento si andranno a modellare le corone vere e proprie andando a scegliere tra le anatomie che ci vengono proposte dal software, modificandole durante la modellazione.

In questo caso specifico di preparazioni con tecnica BOPT, una volta eseguita la modellazione, di tutti i volumi, il software ci consente di apportare con un solo click la riduzione anatomica dei nostri manufatti digitali: applicheremo una riduzione a 0 per poter avere l’anatomia completa e memorizzeremo il nostro file STL per il successivo fresaggio. Terminata questa fase, si procederà con la calibrazione dei dati per stampaggio dove sarà modificato il dato di riduzione a 10,8 insieme al raggio utensile che passerà da 1,2 a 0,2.

La stampante cara Print 4.0 si avvale di un software CAM dedicato e molto intuitivo che aiuta l’utente nelle procedure di generazione del file di stampa. In un primo momento stamperemo le corone con DIMA PRINT CAST RUBY (Fig. 42-45) con una qualità di stampa a 50 µm. L’accuratezza in questa fase è importante in quanto la superfice dovrà essere più liscia possibile per agevolare la successiva pressatura.

Successivamente andremo a produrre i modelli per consentire la ceramizzazione dei nostri elementi in silicato di Litio; anche in questa fase useremo DIMA PRINT STONE e una qualità di stampa a 50 µm (Fig. 47-48-49-50).

In questo caso specifico, è stata preferita una progettazione con cavità vuota per i modelli di lavoro per limitare lo spreco di materiale e ridurre i costi di produzione; le arcate sono state posizionate a 5 mm dal piattello per aggiungere alcuni pin di sostegno anche all’interno dei modelli per ottenere una migliore stabilità dimensionale per la lavorazione (Fig. 51-52-53-54).

Cosa fondamentale nel protocollo di stampa è:

la procedura di pulizia e detersione dei file stampati (Fig. 55)

la polimerizzazione finale. In questo caso si è utilizzato il fotopolimerizzatore HiLite Power 3D di Kulzer (Fig. 55b)

La detersione e pulizia dovranno avvenire con uno sciacquo in alcool isopropilico e successivo bagno in ultrasuoni con liquido pulito, con un tempo massimo totale di 5 minuti per non danneggiare la resina oppure utilizzare degli apparecchi espressamente progettati per il lavaggio come cara Print Clean che consente di inserire direttamente il piano di lavoro con le stampe direttamente nella wash senza dover rimuovere le stampe dalla piattaforma di produzione (Fig. 55c)

Un capitolo molto importante è la fotopolimerizzazione che dà la possibilità al laboratorio di poter protocollare il flusso e certificarlo. L’azienda Kulzer, con la sistematica cara Print 4.0, offre all’interno del suo protocollo di stampa tutti gli elementi coinvolti nella realizzazione di manufatti protesici per addizione. Questo protocollo ci dà la possibilità di avere la certezza di un risultato ripetibile nel tempo e la possibilità di poter certificare i manufatti (per esempio bite, dime chirurgiche e provvisori) nelle dichiarazioni di conformità da consegnare al medico (Fig. 56-57-58).

Una volta che le corone sono state stampate e provate nel cavo orale, si passerà all’imperniatura dei nostri elementi. (Fig. 59)

Per la finalizzazione di questo lavoro è stato utilizzato il VITA AMBRIA (Fig. 60) per esaltare le caratteristiche estetiche e di resistenza del lavoro finito. Questo materiale necessita di un canale di colata compreso tra i 3 e gli 8 mm, si dovrà anche rispettare la distanza di 10 mm tra il nostro modellato e l’esterno del cilindro per agevolare la scorrevolezza del silicato fuso e per dare la possibilità ai gas di poter fuoriuscire dalle porosità del rivestimento.

Dai nostri test si può notare come usando la resina DIMA PRINT CAST RUBY i risultati clinici sono stati lodevoli, anche usando il programma di fusione Speed con inserimento del cilindro a 850°C e non solo quello convenzionale con una sosta a 250°C per 60 minuti, un incremento termico di 10°C/min. e sosta a 850°C per 50 min.

Eseguita la pressatura con forno VITA VACUMAT 6000 MP si procederà con l’asportazione del rivestimento, il taglio, la rimozione dello strato di reazione e la rifinitura delle cappette. (Fig. 61) Dopo il controllo dei nostri elementi sui modelli stampati si finalizzerà il manufatto con la ceramizzazione. (Fig.62)

Lavoro cementato nel cavo orale del paziente (Fig.63-64)

Conclusioni

L’abbinamento tra flusso digitale e analogico, in questo caso specifico, rende più veloci e fluide le procedure di studio e del laboratorio odontotecnico. L’utilizzo di una stampante SLA-DLP permette di ridurre i tempi totali di lavorazione per la gestione e finalizzazione di manufatti realizzati per soddisfare monconi realizzati mediante tecnica BOPT. È consigliato eseguire, in questi casi specifici, una prova intermedia di cappette stampate per controllare i margini di chiusura.