Efecto de la posición del diente en la restauración de la corona de zirconio molar con un software de medición dental modificado

La preparación de la corona de zirconio de alta calidad es crucial para el éxito a largo plazo de la restauración dental ^1,2,3. Se ha observado que el ángulo, el diámetro y la altura del pilar de convergencia oclusal total (TOC) están correlacionados ^1,4,5. Varios estudios in vitro han indicado que estos factores influyen sustancialmente en el ajuste, la retención, la resistencia y la longevidad de la restauración ^5,6,7. El ángulo de TOC en la preparación de la corona se define como el ángulo formado por la convergencia de dos paredes axiales opuestas en el mismo plano. La preparación inadecuada de los dientes puede provocar complicaciones mecánicas y biológicas. Las fallas mecánicas pueden manifestarse como aflojamiento de la restauración, desunión o fractura, así como fractura de la estructura dental. Las complicaciones biológicas pueden incluir inflamación periodontal e infecciones de tejidos blandos de la mucosa⁸. El ángulo del TOC a menudo está influenciado por la operación manual, a diferencia de la altura y el diámetro del pilar, que están determinados por variables anatómicas⁹. Debido a sus variaciones, el ángulo de TOC es esencial para determinar la calidad de retención y resistencia de la preparación. Durante la preparación del diente, la angulación y la conicidad de la fresa determinan el ángulo de preparación del diente en cada ubicación del diente¹⁰.

Pioneros como Ward fueron los primeros en apoyar la medición del ángulo de TOC para las preparaciones, proponiendo un ángulo de convergencia entre 3° y 12°¹¹. Estudios in vitro posteriores de Jorgensen¹² y Kaufman¹³ revelaron que la fuerza de retención disminuye con el aumento del ángulo de convergencia, lo que indica un TOC más alto más allá de 5 °. Además, Ohm y Silness midieron preliminarmente el ángulo de TOC en dientes clínicamente preparados y revelaron valores significativamente mayores que el rango recomendado¹⁴. Una revisión sistemática (1978-2013) mostró que el ángulo ideal de TOC de 2 ° -5 ° era prácticamente inalcanzable y sugirió que un ángulo de TOC realista de 10-22 ° ¹⁵. Además, se ha sugerido que los dentistas calificados generalmente logran un ángulo de TOC entre 15 ° y 25 ° 16,17,18,19,20,21,22,23. Shillingburg HT propuso ángulos de convergencia específicos para diferentes posiciones de los dientes, que van de 10 a 24°²⁴. Nordlander et al. examinaron datos de 10 dentistas que comprendían 208 casos y propusieron un ángulo mínimo de 17,3° en la región anterior y un máximo de 27,3° en la región posterior²⁵. La literatura también sugiere que las superficies axiales de la preparación deben ser paralelas entre sí, o con un ángulo de convergencia de <6° ²⁶. Sin embargo, los dientes son complejos y únicos, y aquellos con diferentes posiciones deben tratarse con un valor clínicamente recomendado adaptado a sus necesidades individuales. El análisis estadístico de Janine Tiu sobre >100 troqueles de piedra preparados para restauraciones de coronas vitrocerámicas mostró que el mayor ángulo medio de COT para el segundo molar izquierdo maxilar fue de 74,49° (n = 4)²⁷. Sin embargo, la baja resistencia de los materiales de corona vitrocerámica limitó su aplicación en la región molar²⁸. Por lo tanto, es crucial analizar exhaustivamente las estadísticas sobre la restauración posterior basada en coronas de zirconio.

Los avances recientes en materiales cerámicos y odontología digital han hecho que las coronas cerámicas de zirconio monolíticas sean una opción preferida para restauraciones fijas posteriores que utilizan sistemas de escaneo óptico intraoral (IOS) para la restauración de defectos dentales, particularmente debido a su alta resistencia, biocompatibilidad y cualidades estéticas²⁹. Las técnicas digitales convencionales capturan solo parámetros geométricos limitados y, cuando se combinan con los métodos tradicionales de escaneo 3D que no pueden evaluar directamente las características de preparación interna, demuestran limitaciones significativas³⁰. Este estudio presenta una técnica digital modificada individualizada para evaluar las restauraciones de coronas de zirconio para los dientes posteriores, ofreciendo un método clínicamente aplicable para optimizar el ajuste y la longevidad. La técnica propuesta se puede emplear específicamente para la adaptación personalizada de la corona, como para dientes con altura de pilar reducida, configuraciones marginales desiguales o conicidad no ideal. Este método analiza sistemáticamente las variaciones del ángulo de TOC en diferentes posiciones posteriores de los dientes, lo que ayuda a los médicos a lograr pautas de preparación óptimas y reduce el riesgo de fallas mecánicas o problemas de cementación. Además, la comparación de los ángulos de TOC con los valores recomendados ofrece información práctica para los odontólogos durante la preparación de los dientes, lo que garantiza mejores resultados clínicos. Además, el análisis de correlación entre el ángulo de TOC, la longitud de la línea de margen y la altura promedio del pilar proporciona información valiosa para la planificación de la restauración. Los médicos pueden usar estos hallazgos para ajustar las técnicas de preparación o seleccionar soluciones restauradoras alternativas en casos de coronas clínicas cortas o conicidad excesiva. El flujo de trabajo digital de esta técnica mejora la precisión y reduce el tiempo en el consultorio. Este enfoque admite restauraciones de coronas de zirconio más predecibles y duraderas en la dentición posterior al cerrar la brecha entre el diseño digital y los desafíos de restauración del mundo real.

Todos los experimentos se llevaron a cabo de acuerdo con un protocolo aprobado por la Junta de Revisión Institucional (IRB) del Hospital Shijitan de Beijing, Universidad Médica Capital. El número de referencia de la aprobación ética fue IIT2023-021-001.

1. Preparación del experimento

1. Preparación del software
   1. Emplee el IOS, el software de inspección 3D y el software de medición dental.
2. Preparación del personal
   1. Realizar procedimientos de medición con tres prostodoncistas certificados por la junta (experiencia clínica media: 12,4 ± 2,1 años).
   2. Realice la preparación de muestras con un equipo de diecinueve prostodoncistas calificados, cada uno con un mínimo de 5 años de experiencia clínica especializada. Asegúrese de que todos los operadores reciban capacitación estandarizada antes del inicio del estudio para mantener la coherencia del procedimiento.

2. Adquisición de datos

1. Criterios de inclusión y exclusión
   1. Aplique los siguientes criterios de inclusión: (1) pacientes de 18 años o más, (2) pacientes capaces de dar su consentimiento informado y (3) pacientes que requieren una corona de una sola unidad en un diente natural.
   2. Aplique los siguientes criterios de exclusión: (1) personas que requieren retenedores para puentes fijos, (2) personas que necesitan múltiples coronas de una sola unidad en una sola cita y (3) personas con dientes muy inclinados.
2. Fuente de datos
   1. Obtenga 238 conjuntos de datos completos de formato de archivo de polígono (PLY) sobre preparaciones dentales posteriores para coronas hechas de cerámica de circonio monolítico del Departamento de Estomatología. Asegúrese de que todas las preparaciones dentales se deriven de casos clínicamente indicados que requieran restauraciones de cobertura total para dientes posteriores con defectos estructurales (Figura 1).
   2. Incluya modelos digitales adicionales de 19 dentistas que contribuyeron voluntariamente al estudio. Calibre el escáner (Figura complementaria 1) de acuerdo con el protocolo del fabricante. Capture todas las preparaciones utilizando el siguiente protocolo de escaneo estandarizado: (1) mantenga condiciones óptimas de iluminación, (2) garantice un control adecuado de la humedad y (3) adquiera escaneos de arco parcial con dientes adyacentes.

3. Preprocesamiento de datos

1. Selección inicial de datos
   1. Procese los conjuntos de datos de 238 capas utilizando software de inspección 3D. Verifique la integridad de la malla comprobando si hay bordes y agujeros que no sean múltiples.
   2. Confirme que la resolución de escaneo alcanza un espaciado mínimo de puntos de 20 μm. Evalúe la calidad de la textura de la superficie con respecto a los estándares de referencia.
2. Fase de preprocesamiento
   1. Importe los datos de escaneo al software de inspección 3D y establezca la especificación de la unidad en milímetros. Utilice el comando Mesh Doctor para analizar y reparar la malla poligonal y, a continuación, ingrese a la interfaz de edición.
   2. En las herramientas del menú, seleccione la herramienta Lazo y habilite la función "A través" para aislar el modelo de preparación de los dientes circundantes. Ejecute el algoritmo Mesh Doctor para rellenar automáticamente los agujeros, suavizar las superficies y optimizar los bordes de la malla (Figura complementaria 2).
3. Generación de salida
   1. Exporte todos los conjuntos de datos finales en formatos duales: archivos PLY de alta resolución (conservando los datos de color originales) y archivos de estereolitografía (STL) listos para la producción (formato binario, tolerancia de altura de cuerda de 0,01 mm).

4. Procedimiento de medición

1. Medición del ángulo de TOC
   1. Opere el software de medición y seleccione Importar modelo de preparación para mostrar la preparación del diente en la pantalla. Elija la opción Ruta de inserción para proyectar una línea guía que indique la dirección de inserción de la corona en la superficie de preparación.
   2. Mantenga la ruta de inserción perpendicular al plano oclusal y gire el modelo de preparación. Seleccione puntos de medición tanto en el margen de preparación como 2 mm por encima de él en los tercios mesial, medio y distal a lo largo del eje mesiodistal (MD)^16,31.
   3. Ejecute el comando Medición de ángulo de TDC para mostrar los datos angulares junto a la pantalla. Repita el procedimiento para medir los ángulos de TOC en los tercios bucal, medio y lingual a lo largo del eje bucolingual (BL)^12,32.
2. Análisis del perímetro del margen
   1. Ejecute el comando Extraer línea de margen y seleccione un punto inicial en el borde periférico de la línea de meta de preparación. Traza alrededor de toda la circunferencia de la preparación hasta volver al punto de partida.
   2. Permita que el sistema delinee automáticamente el límite del tejido duro y blando, generando un perímetro de margen a lo largo del borde exterior cervical de la preparación. Haga clic en Dividir para separar la parte de la preparación dentro de la línea de margen³³.
3. Medición de la altura del pilar
   1. Active la función de inicialización de altura y seleccione puntos de medición en las posiciones mesial, distal, bucal y lingual de la superficie oclusal de la preparación, asegurándose de que todos los puntos se alineen con el eje de la ruta de inserción.
   2. Ejecute el comando Calcular para determinar la altura media de la preparación del diente³¹. La Figura 2 muestra el diagrama de flujo de trabajo que abarca los pasos de procedimiento 3 a 4.

5. Control de calidad

1. Evalúe la reproducibilidad de la medición instruyendo a tres dentistas calibrados para que apliquen el método de forma independiente a un solo diente, y cada operador realice 15 mediciones repetidas antes del estudio principal.
2. Confirme la reproducibilidad entre operadores verificando que los valores de desviación estándar (DE) cumplan con los umbrales de aceptación predeterminados: ≤0,39° para la variación del ángulo del TOC dentro de un solo plano, ≤0,14 mm para la consistencia del perímetro del margen y ≤0,11 mm para la precisión de la medición de la altura del pilar.
3. Agrupe los resultados entre los tres operadores y calcule las SD medias, que deben aproximarse a 0,35° (ángulo de TOC), 0,10 mm (perímetro de margen) y 0,08 mm (altura del pilar). Asegúrese de que las SD de operador individuales permanezcan por debajo de los umbrales máximos permitidos (Tabla 1).
4. Concluir que el método de evaluación proporciona una reproducibilidad clínicamente aceptable cuando lo realizan operadores capacitados.

6. Análisis estadístico

1. Clasifique los datos según las posiciones de los dientes en 16 grupos (Tabla 2 y Tabla 3). Someter los datasets a análisis de ángulo de TOC, perímetro de margen y altura media del estribo.
2. Presentar datos distribuidos normalmente como media y SD (X ± S), y expresar datos no normales como mediana y cuartiles [M, (P25 ~ P75)]. Compare las diferencias en los ángulos de TOC entre dientes en posiciones idénticas (14-24-34-44, 15-25-35-45, 16-26-36-46 y 17-27-37-47) utilizando análisis de varianza (ANOVA) y realice pruebas post-hoc de LSD-t para comparaciones por pares.
3. Realice pruebas t por pares para analizar las variaciones del ángulo de TOC entre dientes en el mismo cuadrante pero en diferentes posiciones (14-15-16-17, 24-25-26-27, 34-35-36-37 y 44-45-46-47) en las direcciones BL y MD.
4. Realice una prueba de tendencia lineal para evaluar si el ángulo de TOC aumenta con las posiciones posteriores de los dientes en el mismo cuadrante.
5. Realice el análisis de correlación de Pearson para determinar la relación entre el ángulo de TOC, el perímetro del margen y la altura media del pilar. Realice todos los análisis con el software SPSS 26.0 y establezca el nivel de significación en α = 0,05.

Características generales
El número de ejemplares maxilares (n = 132) fue mayor que el de ejemplares mandibulares (n = 106), siendo el primer molar derecho maxilar el diente más frecuentemente preparado (n = 24). Los ángulos que exhibían un valor negativo se consideraron inválidos y se omitieron del análisis estadístico. La Tabla 2 delinea la cantidad y clasificación de muestras de ángulo de TOC no válidas. La Tabla 3 presenta el ángulo medio de TOC para cada diente posterior. Además, los ángulos clínicos de TOC se comparan con los valores recomendados (Figura 3), lo que reveló que el ángulo promedio de TOC de cada diente posterior superó el valor recomendado de 6°, de acuerdo con la literatura26. La mayoría de los ángulos de TOC fueron cercanos a los recomendados por Shillingburg et al.24, aunque el segundo molar izquierdo mandibular mostró valores significativamente más altos.

Este estudio observó que el valor máximo del ángulo promedio de TOC fue el segundo molar izquierdo mandibular (diente 37, TOC-BL = 35,96 ± 20,21°, TOC-MD = 35,12 ± 14,67°, n = 14), con valores medios similares tanto en las perspectivas de BL como de DM. Mientras que el valor mínimo del ángulo de TOC se encontró en el primer premolar derecho maxilar (diente 14, TOC-BL = 10,97 ± 6,84°, n = 14), el segundo premolar izquierdo maxilar (diente 25, TOC-MD = 14,96 ± 7,34°, n = 14) y el segundo premolar derecho mandibular (diente 45, TOC-MD = 14,96 ± 8,99°, n = 10).

El perímetro del margen para cada diente posterior se presenta en la Tabla 3. El segundo molar izquierdo maxilar tenía el perímetro de margen más largo (diente 27, 34,73 ± 3,4 mm, n = 17), mientras que el segundo premolar izquierdo mandibular tenía el más corto (diente 35, 21,42 ± 2,03 mm, n = 13).

La Tabla 3 muestra la altura promedio del pilar para cada diente posterior. El primer premolar mandibular izquierdo mostró la mayor altura (diente 34, 3,53 ± 0,94 mm, n = 8), mientras que el segundo molar mandibular izquierdo mostró la menor altura (diente 37, 2,34 ± 0,83 mm, n = 14).

Comparación de TOC-BL y TOC-MD en una posición de un solo diente
El análisis de varianza entre TOC-BL y TOC-MD en una posición de un solo diente (Figura 3) indicó que TOC-MD superó a TOC-BL principalmente en los dientes 14 y 46, con una diferencia estadísticamente significativa (p < 0,05), y no se observó diferencia significativa entre TOC-BL y TOC-MD en otras posiciones dentales (p > 0,05).

Comparación del ángulo de TOC en el mismo cuadrante
El análisis de tendencia lineal de los ángulos de TOC para dientes en el mismo cuadrante pero en diferentes posiciones (Tabla 4 y Figura 4) indicó un aumento lineal en TOC-BL en los cuadrantes maxilar derecho (Figura 4A) y mandibular izquierdo (Figura 4C) a medida que la posición del diente se mueve hacia atrás. Además, TOC-MD exhibió una elevación lineal de acuerdo con la posición del diente en la dirección posterior en los cuadrantes maxilar derecho (Figura 4A), maxilar izquierdo (Figura 4B), mandibular izquierdo (Figura 4C) y mandibular derecho (Figura 4D).

Comparación del ángulo de TOC en posiciones de dientes homónimos
Se observaron diferencias estadísticamente significativas entre las posiciones de los dientes homónimos entre 17, 27, 37 y 47 para TOC-BL (p = 0,002) y TOC-MD (p = 0,013) (Tabla 5 y Figura 5). Además, las comparaciones post-hoc por pares mostraron diferencias significativas (p < 0,05) en el TOC-BL entre el segundo molar derecho maxilar (diente 17) y el segundo molar izquierdo mandibular (diente 37), entre el segundo molar izquierdo maxilar (diente 27) y el segundo molar izquierdo mandibular (diente 37), así como el segundo molar izquierdo mandibular (diente 37) y el segundo molar derecho mandibular (diente 47). El TOC-BL del segundo molar izquierdo mandibular (diente 37) fue significativamente mayor que el de otros dientes correspondientes. Además, se identificaron diferencias significativas (p < 0,05) en TOC-MD entre el segundo molar derecho maxilar (diente 17) y el segundo molar izquierdo mandibular (diente 37), así como entre el segundo molar izquierdo maxilar (diente 27) y el segundo molar izquierdo mandibular (diente 37). El TOC-MD del segundo molar izquierdo mandibular (diente 37) fue mayor que el del segundo molar derecho maxilar (diente 17) y el segundo molar izquierdo maxilar (diente 27). No se encontraron diferencias estadísticas entre el segundo molar izquierdo mandibular (diente 37) y el segundo molar derecho mandibular (diente 47) en TOC-MD.

Análisis de correlación
El análisis de correlación de Pearson reveló una asociación positiva entre TOC-BL y TOC-MD, así como entre TOC-BL y el perímetro del margen, mientras que se observó una relación negativa entre TOC-BL y la altura media del pilar. El TOC-MD exhibió una correlación positiva con el perímetro del margen y una correlación negativa con la altura media del pilar. El perímetro del margen exhibió una asociación inversa con la altura media del pilar (Figura 6).

Figura 1: Presentación del caso clínico de preparación dental y restauración de corona de zirconio monolítico. (A-F) Restauración de corona de zirconio monolítico del primer molar izquierdo maxilar. (G-L) Restauración monolítica de la corona de zirconio del segundo premolar derecho maxilar. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Diagrama de flujo de la evaluación digital. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Ángulos de convergencia oclusal total (TOC) con intervalos de confianza del 95%, categorizados por tipo de diente y comparados con los valores recomendados. Se observaron diferencias significativas en el diente 14 (TOC-MD = 15,21 ± 4,6°, TOC-BL = 10,97 ± 6,84°) y el diente 46 (TOC-MD = 27,77 ± 13,41°, TOC-BL = 17,72 ± 6,10°), *p < 0,05. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Comparación del ángulo de TOC dentro del mismo cuadrante. (A) Cuadrante maxilar derecho: TOC-BL difería en el diente 14 (10,97 ± 6,84°) vs. 16 (20,80 ± 9,59°) y 14 (10,97 ± 6,84°) vs. 17 (21,23 ± 8,17°), *p < 0,05. (B) Cuadrante maxilar izquierdo. (C) Cuadrante mandibular izquierdo: TOC-BL difería en el diente 34 (16,03 ± 7,59°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°), 35 (15,94 ± 9,65°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°) y 36 (25,57 ± 11,6°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°), *p < 0,05. TOC-MD difirió en el diente 34 (18,08 ± 6,88°) vs. 37 (35.12 ± 14.67°), 35 (16.22 ± 10.64°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°) y 36 (24,09 ± 10,97°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°), *p < 0,05. (D) Cuadrante derecho mandibular: TOC-BL difería en el diente 45 (14,98 ± 5,48°) vs. 47 (22,99 ± 8,95°) y 46 (17,72 ± 6,10°) vs. 47 (22,99 ± 8,95°), *p < 0,05. El TOC-MD difirió en el diente 45 (14,96 ± 8,99°) vs. 46 (27,77 ± 13,41°) y 45 (14,96 ± 8,99°) vs. 47 (28,34 ± 12,32°), *p < 0,05. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5: Comparación del ángulo de TOC en posiciones de dientes homónimos. (A) Primeros premolares. (B) Segundos premolares. (C) Primeros molares. (D) Segundos molares: TOC-BL difería en el diente 17 (21,23 ± 8,17°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°), 27 (19,37 ± 9,83°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°) y 37 (35,96 ± 20,21°) vs. 47 (22,99 ± 8,95°), *p < 0,05. El TOC-MD difirió en el diente 27 (23,17 ± 9,95°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°) y 17 (22,16 ± 9,48°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°), *p < 0,05. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 6: Análisis de correlación de Pearson para el ángulo de TOC, el perímetro del margen y la altura media del pilar. Se examinaron las correlaciones entre TOC-BL y TOC-MD, TOC-BL y perímetro del margen, TOC-BL y altura media del pilar, TOC-MD y perímetro del margen, y TOC-MD y altura media del pilar. *p < 0,05. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Tabla 1: Pruebas de reproducibilidad. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Tabla 2: Número de mediciones válidas e inválidas del ángulo del TOC, el perímetro del margen y la altura media del pilar. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Tabla 3: Ángulo de TOC para cada diente posterior. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Tabla 4: Análisis de tendencia lineal del ángulo de TOC dentro del mismo cuadrante. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Tabla 5: Diferencias en el ángulo de TOC entre dientes homónimos. a: p < 0,05 entre los dientes 37 y 17; b: p < 0,05 entre los dientes 37 y 27; c: p < 0,05 entre los dientes 47 y 37. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Figura complementaria 1: Calibración del escáner. Haga clic aquí para descargar este archivo.

Figura complementaria 2: Ilustración visual de los resultados del preprocesamiento. Haga clic aquí para descargar este archivo.

Los autores declaran que no tienen intereses contrapuestos.