Effet de la position de la dent sur la restauration d’une couronne molaire en zircone avec un logiciel de mesure dentaire modifié

Une préparation de couronne en zircone de haute qualité est cruciale pour le succès à long terme de la restauration dentaire ^1,2,3. Il a été observé que l’angle, le diamètre et la hauteur du pilier de convergence occlusale totale (COT) sont corrélés ^1,4,5. Plusieurs études in vitro ont indiqué que ces facteurs influencent considérablement l’ajustement, la rétention, la résistance et la longévité de la restauration ^5,6,7. L’angle TOC dans la préparation de couronne est défini comme l’angle formé par la convergence de deux parois axiales opposées dans le même plan. Une préparation dentaire inadéquate peut entraîner des complications mécaniques et biologiques. Les défaillances mécaniques peuvent se manifester par un desserrement de restauration, un décollement ou une fracture, ainsi qu’une fracture de la structure dentaire. Les complications biologiques peuvent inclure une inflammation parodontale et des infections des tissus mous des muqueuses⁸. L’angle du COT est souvent influencé par un fonctionnement manuel, contrairement à la hauteur et au diamètre du butée, qui sont déterminés par des variables anatomiques⁹. En raison de ses variations, l’angle de COT est essentiel pour déterminer la qualité de rétention et de résistance de la préparation. Lors de la préparation de la dent, l’angulation et la conicité de la fraise déterminent l’angle de préparation de la dent à chaque endroit de la dent¹⁰.

Des pionniers comme Ward ont été les premiers à soutenir la mesure de l’angle TOC pour les préparations, en proposant un angle de convergence compris entre 3° et 12°¹¹. Des études in vitro ultérieures menées par Jorgensen¹² et Kaufman¹³ ont révélé que la force de rétention diminue avec l’augmentation de l’angle de convergence, indiquant un COT plus élevé au-delà de 5°. De plus, Ohm et Silness ont mesuré de manière préliminaire l’angle TOC sur des dents cliniquement préparées et ont révélé des valeurs nettement plus élevées que la plage recommandée^{de 14}. Une revue systématique (1978-2013) a montré que l’angle de COT idéal de 2°-5° était pratiquement irréalisable et a suggéré qu’un angle de COT réaliste de 10-22°¹⁵. De plus, il a été suggéré que les dentistes qualifiés atteignent généralement un angle de COT compris entre 15° et 25°16,17,18,19,20,21,22,23. Shillingburg HT a proposé des angles de convergence spécifiques pour différentes positions de dents, allant de 10 à 24°²⁴. Nordlander et al. ont examiné les données de 10 dentistes comprenant 208 cas et ont proposé un angle minimum de 17,3° dans la région antérieure et un maximum de 27,3° dans la région postérieure²⁵. La littérature suggère également que les surfaces axiales de la préparation doivent être parallèles les unes aux autres, ou avec un angle de convergence de <6° ²⁶. Cependant, les dents sont complexes et uniques, et celles qui ont des positions différentes doivent être traitées avec une valeur cliniquement recommandée adaptée à leurs besoins individuels. L’analyse statistique de Janine Tiu sur >100 matrices en pierre préparées pour les restaurations de couronnes en vitrocéramique a montré que le plus grand angle moyen de COT pour la deuxième molaire maxillaire gauche était de 74,49° (n = 4)²⁷. Cependant, la faible résistance des matériaux de couronne en vitrocéramique a limité leur application dans la région molaire²⁸. Par conséquent, il est crucial d’analyser de manière exhaustive les statistiques sur la restauration postérieure basée sur les couronnes en zircone.

Les progrès récents dans les matériaux céramiques et la dentisterie numérique ont fait des couronnes monolithiques en céramique de zircone une option privilégiée pour les restaurations fixes postérieures utilisant des systèmes de balayage optique intra-oral (IOS) pour la restauration des défauts dentaires, en particulier en raison de leur haute résistance, de leur biocompatibilité et de leurs qualités esthétiques²⁹. Les techniques numériques conventionnelles ne capturent que des paramètres géométriques limités et, lorsqu’elles sont combinées avec des méthodes de numérisation 3D traditionnelles qui ne permettent pas d’évaluer directement les caractéristiques de préparation internes, présentent des limites importantes³⁰. Cette étude introduit une technique numérique modifiée individualisée pour évaluer les restaurations de couronnes en zircone pour les dents postérieures, offrant une méthode cliniquement applicable pour optimiser l’ajustement et la longévité. La technique proposée peut être spécifiquement utilisée pour l’adaptation personnalisée des couronnes, par exemple pour les dents avec une hauteur de pilier réduite, des configurations marginales inégales ou une conicité non idéale. Cette méthode analyse systématiquement les variations de l’angle du COT entre les différentes positions postérieures des dents, ce qui aide les cliniciens à obtenir des directives de préparation optimales et à réduire le risque de défaillance mécanique ou de problèmes de cimentation. De plus, la comparaison des angles TOC avec les valeurs recommandées offre des informations pratiques aux praticiens dentaires lors de la préparation des dents, garantissant ainsi de meilleurs résultats cliniques. De plus, l’analyse de corrélation entre l’angle COT, la longueur de la ligne de marge et la hauteur moyenne du pilier fournit des informations précieuses pour la planification de la restauration. Les cliniciens peuvent utiliser ces résultats pour ajuster les techniques de préparation ou sélectionner des solutions de restauration alternatives en cas de couronnes cliniques courtes ou de conicité excessive. Le flux de travail numérique de cette technique améliore la précision et réduit le temps passé au fauteuil. Cette approche permet des restaurations de couronnes en zircone plus prévisibles et plus durables dans la dentition postérieure en comblant le fossé entre la conception numérique et les défis de restauration du monde réel.

Toutes les expériences ont été menées conformément à un protocole approuvé par le Conseil d’examen institutionnel (IRB) de l’hôpital Shijitan de Pékin, Université médicale de la capitale. Le numéro de référence de l’approbation éthique était IIT2023-021-001.

1. Préparation de l’expérience

1. Préparation du logiciel
   1. Utilisez l’IOS, le logiciel d’inspection 3D et le logiciel de mesure dentaire.
2. Préparation du personnel
   1. Effectuer des procédures de mesure avec trois prosthodontistes certifiés (expérience clinique moyenne : 12,4 ± 2,1 ans).
   2. Effectuer la préparation des échantillons avec une équipe de dix-neuf prosthodontistes qualifiés, chacun possédant un minimum de 5 ans d’expérience clinique spécialisée. S’assurer que tous les opérateurs reçoivent une formation normalisée avant le début de l’étude afin de maintenir l’uniformité des procédures.

2. Acquisition de données

1. Critères d’inclusion et d’exclusion
   1. Appliquez les critères d’inclusion suivants : (1) patients âgés de 18 ans ou plus, (2) patients capables de fournir un consentement éclairé et (3) patients nécessitant une couronne unitaire sur une dent naturelle.
   2. Appliquez les critères d’exclusion suivants : (1) les personnes nécessitant des appareils de rétention pour les ponts fixes, (2) les personnes ayant besoin de plusieurs couronnes unitaires en un seul rendez-vous, et (3) les personnes ayant des dents fortement inclinées.
2. Source des données
   1. Obtenez des ensembles de données complets au format de fichier 238 Polygon (PLY) sur les préparations de dents postérieures pour les couronnes en céramique de zircone monolithique du Département de stomatologie. Assurez-vous que toutes les préparations dentaires proviennent de cas cliniquement indiqués nécessitant des restaurations complètes pour les dents postérieures présentant des défauts structurels (Figure 1).
   2. Incluez des modèles numériques supplémentaires de 19 dentistes qui ont volontairement contribué à l’étude. Étalonnez le scanner (Figure supplémentaire 1) conformément au protocole du fabricant. Capturez toutes les préparations à l’aide du protocole de balayage normalisé suivant : (1) maintenir des conditions d’éclairage optimales, (2) assurer un bon contrôle de l’humidité et (3) acquérir des balayages partiels de l’arcade avec les dents adjacentes.

3. Prétraitement des données

1. Filtrage initial des données
   1. Traitez l’ensemble des 238 ensembles de données PLY à l’aide d’un logiciel d’inspection 3D. Vérifiez l’intégrité du maillage en vérifiant les bords et les trous non collecteurs.
   2. Vérifiez que la résolution de balayage atteint un espacement minimum de 20 μm des points. Évaluez la qualité de l’état de surface par rapport aux normes de référence.
2. Phase de prétraitement
   1. Importez les données de numérisation dans le logiciel d’inspection 3D et réglez les spécifications de l’unité au millimètre. Utilisez la commande Mesh Doctor pour analyser et réparer le maillage polygonal, puis entrez dans l’interface d’édition.
   2. Dans le menu des outils, sélectionnez l’outil Lasso et activez la fonction « Through » pour isoler le modèle de préparation des dents environnantes. Exécutez l’algorithme Mesh Doctor pour remplir automatiquement les trous, lisser les surfaces et optimiser les arêtes du maillage (Figure supplémentaire 2).
3. Génération de sortie
   1. Exportez tous les ensembles de données finaux dans deux formats : fichiers PLY haute résolution (conservant les données colorimétriques d’origine) et fichiers de stéréolithographie (STL) prêts pour la production (format binaire, tolérance de hauteur de corde de 0,01 mm).

4. Procédure de mesure

1. Mesure de l’angle TOC
   1. Utilisez le logiciel de mesure et sélectionnez Importer le modèle de préparation pour afficher la préparation de la dent à l’écran. Choisissez l’option Trajectoire d’insertion pour projeter une ligne de guidage indiquant la direction d’insertion de la couronne sur la surface de préparation.
   2. Maintenez le chemin d’insertion perpendiculaire au plan occlusal et faites pivoter le modèle de préparation. Sélectionnez des points de mesure à la fois à la marge de préparation et à 2 mm au-dessus de celle-ci dans les tiers mésial, moyen et distal le long de l’axe mésiodistal (MD)^16,31.
   3. Exécutez la commande TOC Angle Measurement pour afficher les données angulaires à côté de l’écran. Répétez la procédure pour mesurer les angles de COT aux tiers buccal, moyen et lingual le long de l’axe buccolingual (BL)^12,32.
2. Analyse du périmètre de la marge
   1. Exécutez la commande Extraire la ligne de marge et sélectionnez un point de départ sur le bord périphérique de la ligne d’arrivée de préparation. Tracez sur toute la circonférence de la préparation jusqu’à ce que vous reveniez au point de départ.
   2. Permettez au système de délimiter automatiquement la limite entre les tissus durs et mous, générant ainsi un périmètre de marge le long du bord extérieur cervical de la préparation. Cliquez sur Diviser pour séparer la partie de la préparation à l’intérieur de la ligne^{de marge 33}.
3. Mesure de la hauteur de la butée
   1. Activez la fonction d’initialisation de la hauteur et sélectionnez des points de mesure aux positions mésiale, distale, buccale et linguale de la surface occlusale de la préparation, en vous assurant que tous les points s’alignent sur l’axe du chemin d’insertion.
   2. Exécutez la commande Calculate pour déterminer la hauteur moyenne de la préparation de la dent³¹. La figure 2 présente le diagramme de flux de travail englobant les étapes 3 et 4 de la procédure.

5. Contrôle de la qualité

1. Évaluez la reproductibilité des mesures en demandant à trois dentistes étalonnés d’appliquer indépendamment la méthode à une seule dent, chaque opérateur effectuant 15 mesures répétées avant l’étude principale.
2. Confirmez la reproductibilité entre opérateurs en vérifiant que les valeurs d’écart-type (écart-type) respectent des seuils d’acceptation prédéterminés : ≤0,39° pour la variation de l’angle du COT dans un seul plan, ≤0,14 mm pour la cohérence du périmètre de marge et ≤0,11 mm pour la précision de mesure de la hauteur du butée.
3. Regroupez les résultats des trois opérateurs et calculez les écarts-types moyens, qui doivent être d’environ 0,35° (angle COT), 0,10 mm (périmètre de marge) et 0,08 mm (hauteur du butée). S’assurer que les DS de chaque exploitant restent inférieures aux seuils maximaux autorisés (tableau 1).
4. Conclure que la méthode d’évaluation offre une reproductibilité cliniquement acceptable lorsqu’elle est effectuée par des opérateurs formés.

6. Analyse statistique

1. Catégorisez les données en fonction de la position des dents en 16 groupes (tableau 2 et tableau 3). Soumettez les ensembles de données à des analyses de l’angle de COT, du périmètre de marge et de la hauteur moyenne de la butée.
2. Présenter les données normalement distribuées sous forme de moyenne et d’écart-type (X ± S), et exprimer les données non normales sous forme de médiane et de quartiles [M, (P25~P75)]. Comparez les différences d’angles de COT entre des dents dans des positions identiques (14-24-34-44, 15-25-35-45, 16-26-36-46 et 17-27-37-47) à l’aide de l’analyse de variance (ANOVA), et effectuez des tests LSD-t post-hoc pour des comparaisons par paires.
3. Effectuez des tests t par paires pour analyser les variations d’angle de COT entre les dents du même quadrant mais dans des positions différentes (14-15-16-17, 24-25-26-27, 34-35-36-37 et 44-45-46-47) dans les directions BL et MD.
4. Effectuez un test de tendance linéaire pour évaluer si l’angle du COT augmente avec les positions postérieures des dents dans le même quadrant.
5. Effectuez l’analyse de corrélation de Pearson pour déterminer la relation entre l’angle de COT, le périmètre de marge et la hauteur moyenne de la butée. Effectuez toutes les analyses à l’aide du logiciel SPSS 26.0 et fixez le niveau de signification à α = 0,05.

Caractéristiques générales
Le nombre d’échantillons maxillaires (n = 132) était supérieur à celui des échantillons mandibulaires (n = 106), la première molaire maxillaire droite étant la dent la plus fréquemment préparée (n = 24). Les angles présentant une valeur négative ont été jugés invalides et omis de l’analyse statistique. Le tableau 2 décrit la quantité et la classification des échantillons d’angle de COT non valides. Le tableau 3 présente l’angle moyen du COT pour chaque dent postérieure. De plus, les angles cliniques de COT sont comparés aux valeurs recommandées (Figure 3), ce qui a révélé que l’angle de COT moyen de chaque dent postérieure dépassait la valeur recommandée de 6°, conformément à la littérature26. La plupart des angles de COT étaient proches de ceux recommandés par Shillingburg et al.24, bien que la deuxième molaire mandibulaire gauche ait montré des valeurs significativement plus élevées.

Cette étude a observé que la valeur maximale de l’angle moyen de COT était la deuxième molaire mandibulaire gauche (dent 37, TOC-BL = 35,96 ± 20,21°, TOC-MD = 35,12 ± 14,67°, n = 14), avec des valeurs moyennes similaires dans les perspectives BL et MD. Alors que la valeur minimale de l’angle de COT a été trouvée dans la première prémolaire maxillaire droite (dent 14, TOC-BL = 10,97 ± 6,84°, n = 14), la deuxième prémolaire maxillaire gauche (dent 25, TOC-MD = 14,96 ± 7,34°, n = 14), et la deuxième prémolaire mandibulaire droite (dent 45, TOC-MD = 14,96 ± 8,99°, n = 10).

Le périmètre de la marge de chaque dent postérieure est présenté dans le tableau 3. La deuxième molaire maxillaire gauche avait le périmètre de bord le plus long (dent 27, 34,73 ± 3,4 mm, n = 17), tandis que la deuxième prémolaire mandibulaire gauche avait le périmètre le plus court (dent 35, 21,42 ± 2,03 mm, n = 13).

Le tableau 3 présente la hauteur moyenne du pilier pour chaque dent postérieure. La première prémolaire mandibulaire gauche présentait la plus grande hauteur (dent 34, 3,53 ± 0,94 mm, n = 8), tandis que la deuxième molaire mandibulaire gauche présentait la plus petite hauteur (dent 37, 2,34 ± 0,83 mm, n = 14).

Comparaison du TOC-BL et du TOC-MD dans une seule position de dent
L’analyse de la variance entre le TOC-BL et le TOC-MD à une seule position dentaire (figure 3) a indiqué que le TOC-MD dépassait le TOC-BL principalement dans les dents 14 et 46, avec une différence statistiquement significative (p < 0,05), et aucune différence significative n’a été observée entre le TOC-BL et le TOC-MD dans d’autres positions dentaires (p > 0,05).

Comparaison de l’angle de la table des matières dans le même quadrant
L’analyse linéaire des angles de COT pour les dents du même quadrant mais de positions différentes (tableau 4 et figure 4) a indiqué une augmentation linéaire du COT-BL dans les quadrants maxillaire droit (figure 4A) et mandibulaire gauche (figure 4C) à mesure que la position de la dent recule. De plus, le TOC-MD a montré une élévation linéaire en fonction de la position de la dent dans la direction postérieure dans les quadrants maxillaire droit (Figure 4A), maxillaire gauche (Figure 4B), mandibulaire gauche (Figure 4C) et mandibulaire droit (Figure 4D).

Comparaison de l’angle TOC dans des positions de dents homonymes
Des différences statistiquement significatives ont été observées entre les positions de dents homonymes entre 17, 27, 37 et 47 pour le TOC-BL (p = 0,002) et le TOC-MD (p = 0,013) (tableau 5 et figure 5). De plus, des comparaisons par paires a posteriori ont montré des différences significatives (p < 0,05) dans le TOC-BL entre la deuxième molaire maxillaire droite (dent 17) et la deuxième molaire mandibulaire gauche (dent 37), entre la deuxième molaire maxillaire gauche (dent 27) et la deuxième molaire mandibulaire gauche (dent 37), ainsi que la deuxième molaire mandibulaire gauche (dent 37) et la deuxième molaire mandibulaire droite (dent 47). Le TOC-BL de la deuxième molaire mandibulaire gauche (dent 37) était significativement supérieur à celui des autres dents correspondantes. De plus, des différences significatives (p < 0,05) dans la TOC-MD ont été identifiées entre la deuxième molaire maxillaire droite (dent 17) et la deuxième molaire mandibulaire gauche (dent 37), ainsi qu’entre la deuxième molaire maxillaire gauche (dent 27) et la deuxième molaire mandibulaire gauche (dent 37). La TOC-MD de la deuxième molaire mandibulaire gauche (dent 37) était plus grande que celle de la deuxième molaire maxillaire droite (dent 17) et de la deuxième molaire maxillaire gauche (dent 27). Aucune différence statistique n’a été observée entre la deuxième molaire mandibulaire gauche (dent 37) et la deuxième molaire mandibulaire droite (dent 47) dans le TOC-MD.

Analyse de corrélation
L’analyse de corrélation de Pearson a révélé une association positive entre le COT-BL et le COT-MD, ainsi qu’entre le COT-BL et le périmètre de marge, tandis qu’une relation négative a été observée entre le COT-BL et la hauteur moyenne du butée. TOC-MD a montré une corrélation positive avec le périmètre de marge et une corrélation négative avec la hauteur moyenne de la butée. Le périmètre de la marge présentait une association inverse avec la hauteur moyenne de la butée (figure 6).

Figure 1 : Présentation d’un cas clinique de préparation dentaire et de restauration de couronne monolithique en zircone. (A-F) Restauration de couronne monolithique en zircone de la première molaire maxillaire gauche. (G-L) Couronne monolithique en zircone : restauration de la deuxième prémolaire maxillaire droite. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Organigramme de l’évaluation numérique. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : Angles de convergence occlusale totale (COT) avec des intervalles de confiance à 95 %, classés par type de dent et comparés aux valeurs recommandées. Des différences significatives ont été observées dans la dent 14 (TOC-MD = 15,21 ± 4,6°, TOC-BL = 10,97 ± 6,84°) et la dent 46 (TOC-MD = 27,77 ± 13,41°, TOC-BL = 17,72 ± 6,10°), *p < 0,05. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Comparaison de l’angle de COT dans le même quadrant. (A) Quadrant maxillaire droit : le TOC-BL diffère dans la dent 14 (10,97 ± 6,84°) vs. 16 (20,80 ± 9,59°) et 14 (10,97 ± 6,84°) vs. 17 (21,23 ± 8,17°), *p < 0,05. (B) Quadrant maxillaire gauche. (C) Quadrant mandibulaire gauche : le TOC-BL diffère dans la dent 34 (16,03 ± 7,59°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°), 35 (15,94 ± 9,65°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°) et 36 (25,57 ± 11,6°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°), *p < 0,05. Le TOC-MD différait par la dent 34 (18,08 ± 6,88°) par rapport à la dent 188°. 37 (35,12 ± 14,67°), 35 (16,22 ± 10,64°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°) et 36 (24,09 ± 10,97°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°), *p < 0,05. (D) Quadrant mandibulaire droit : le TOC-BL diffère dans la dent 45 (14,98 ± 5,48°) vs. 47 (22,99 ± 8,95°) et 46 (17,72 ± 6,10°) vs. 47 (22,99 ± 8,95°), *p < 0,05. Le TOC-MD diffère selon la dent 45 (14,96 ± 8,99°) par rapport à la dent 14. 46 (27,77 ± 13,41°) et 45 (14,96 ± 8,99°) vs. 47 (28,34 ± 12,32°), *p < 0,05. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 5 : Comparaison de l’angle de COT dans des positions de dents homonymes. (A) Premières prémolaires. (B) Deuxièmes prémolaires. (C) Premières molaires. (D) Deuxièmes molaires : la TOC-BL différait pour la dent 17 (21,23 ± 8,17°) par rapport à la dent 17. 37 (35,96 ± 20,21°), 27 (19,37 ± 9,83°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°) et 37 (35,96 ± 20,21°) vs. 47 (22,99 ± 8,95°), *p < 0,05. Le TOC-MD différait dans la dent 27 (23,17 ± 9,95°) par rapport à la dent 27. 37 (35,12 ± 14,67°) et 17 (22,16 ± 9,48°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°), *p < 0,05. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 6 : Analyse de corrélation de Pearson pour l’angle du COT, le périmètre de marge et la hauteur moyenne de la butée. Les corrélations ont été examinées entre le TOC-BL et le TOC-MD, le TOC-BL et le périmètre de marge, le TOC-BL et la hauteur moyenne du butée, le TOC-MD et le périmètre de marge, et le TOC-MD et la hauteur moyenne du butée. *p < 0,05. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Tableau 1 : Essais de reproductibilité. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

Tableau 2 : Nombre de mesures valides et non valides de l’angle COT, du périmètre de marge et de la hauteur moyenne de la butée. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

Tableau 3 : Angle de la COT pour chaque dent postérieure. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

Tableau 4 : Analyse linéaire de la tendance de l’angle de COT dans le même quadrant. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

Tableau 5 : Différences d’angle de COT entre les dents homonymes. a : p < 0,05 entre la dent 37 et 17 ; b : p < 0,05 entre la dent 37 et 27 ; C : P < 0,05 entre la dent 47 et 37. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

Figure supplémentaire 1 : Étalonnage du scanner. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Figure supplémentaire 2 : Illustration visuelle des résultats du prétraitement. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas d’intérêts concurrents.