Effetto della posizione del dente sul restauro di corone in zirconia molare con un software di misurazione dentale modificato

La preparazione di alta qualità delle corone in zirconia è fondamentale per il successo a lungo termine del restauro dentale ^1,2,3. È stato osservato che l'angolo, il diametro e l'altezza del moncone della convergenza occlusale totale (TOC) sono correlati^{a 1,4,5}. Diversi studi in vitro hanno indicato che questi fattori influenzano sostanzialmente l'adattamento, la ritenzione, la resistenza e la longevità del restauro ^5,6,7. L'angolo di TOC nella preparazione della corona è definito come l'angolo formato dalla convergenza di due pareti assiali opposte sullo stesso piano. Una preparazione dentale inadeguata può causare complicazioni sia meccaniche che biologiche. I guasti meccanici possono manifestarsi come allentamento, distacco o frattura del restauro, nonché frattura della struttura del dente. Le complicanze biologiche possono includere l'infiammazione parodontale e le infezioni dei tessuti molli della mucosa⁸. L'angolo TOC è spesso influenzato dall'operazione manuale, a differenza dell'altezza e del diametro dell'abutment, che sono determinati da variabili anatomiche⁹. A causa delle sue variazioni, l'angolo di TOC è essenziale per determinare la qualità di ritenzione e resistenza del preparato. Durante la preparazione del dente, l'angolazione e la conicità della fresa determinano l'angolo di preparazione del dente in ogni punto del dente¹⁰.

Pionieri come Ward furono i primi a supportare la misurazione dell'angolo TOC per le preparazioni, proponendo un angolo di convergenza compreso tra 3° e 12°¹¹. Successivi studi in vitro di Jorgensen¹² e Kaufman¹³ hanno rivelato che la forza di ritenzione diminuisce con l'aumentare dell'angolo di convergenza, indicando un TOC più elevato oltre i 5°. Inoltre, Ohm e Silness hanno misurato preliminarmente l'angolo TOC su denti preparati clinicamente e hanno rivelato valori significativamente più grandi rispetto all'intervallo raccomandato¹⁴. Una revisione sistematica (1978-2013) ha dimostrato che l'angolo TOC ideale di 2°-5° era praticamente irraggiungibile e ha suggerito che un angolo TOC realistico di 10-22°¹⁵. Inoltre, è stato suggerito che i dentisti qualificati in genere raggiungono un angolo TOC compreso tra 15° e 25°16,17,18,19,20,21,22,23. Shillingburg HT ha proposto angoli di convergenza specifici per diverse posizioni dei denti, che vanno da 10 a 24°²⁴. Nordlander et al. hanno esaminato i dati di 10 dentisti per un totale di 208 casi e hanno proposto un angolo minimo di 17,3° nella regione anteriore e un massimo di 27,3° nella regione posteriore²⁵. La letteratura suggerisce anche che le superfici assiali della preparazione dovrebbero essere parallele tra loro o con un angolo di convergenza di <6° ²⁶. Tuttavia, i denti sono complessi e unici e quelli con posizioni diverse dovrebbero essere trattati con un valore clinicamente raccomandato su misura per le loro esigenze individuali. L'analisi statistica di Janine Tiu su >100 monconi in pietra preparati per restauri di corone in vetroceramica ha mostrato che l'angolo medio massimo di TOC per il secondo molare mascellare sinistro era di 74,49° (n = 4)²⁷. Tuttavia, la bassa resistenza dei materiali delle corone in vetroceramica ne limitava l'applicazione nella regione molare²⁸. Pertanto, è fondamentale analizzare in modo completo le statistiche sul restauro posteriore basato su corone in zirconia.

I recenti progressi nei materiali ceramici e nell'odontoiatria digitale hanno reso le corone monolitiche in zirconia ceramica un'opzione preferita per i restauri fissi posteriori che utilizzano sistemi di scansione ottica intraorale (IOS) per il restauro di difetti dentali, in particolare per la loro elevata resistenza, biocompatibilità e qualità estetiche²⁹. Le tecniche digitali convenzionali acquisiscono solo parametri geometrici limitati e, se combinate con i tradizionali metodi di scansione 3D che non sono in grado di valutare direttamente le caratteristiche interne della preparazione, dimostrano limiti significativi³⁰. Questo studio introduce una tecnica digitale modificata individualizzata per valutare i restauri di corone in zirconia per i denti posteriori, offrendo un metodo clinicamente applicabile per ottimizzare l'adattamento e la longevità. La tecnica proposta può essere impiegata specificamente per l'adattamento personalizzato della corona, ad esempio per denti con altezza del moncone ridotta, configurazioni marginali irregolari o conicità non ideale. Questo metodo analizza sistematicamente le variazioni dell'angolo di TOC in diverse posizioni dei denti posteriori, aiutando i medici a raggiungere linee guida di preparazione ottimali e riducendo il rischio di guasti meccanici o problemi di cementazione. Inoltre, il confronto degli angoli di TOC con i valori raccomandati offre informazioni pratiche per i dentisti durante la preparazione dei denti, garantendo migliori risultati clinici. Inoltre, l'analisi di correlazione tra l'angolo del TOC, la lunghezza della linea di margine e l'altezza media dell'abutment fornisce informazioni preziose per la pianificazione restaurativa. I medici possono utilizzare questi risultati per regolare le tecniche di preparazione o selezionare soluzioni protesiche alternative in caso di corone cliniche corte o conicità eccessiva. Il flusso di lavoro digitale di questa tecnica migliora la precisione e riduce il tempo alla poltrona. Questo approccio supporta restauri di corone in zirconia più prevedibili e duraturi nella dentatura posteriore, colmando il divario tra la progettazione digitale e le sfide del restauro nel mondo reale.

Tutti gli esperimenti sono stati condotti in conformità con un protocollo approvato dall'Institutional Review Board (IRB) del Beijing Shijitan Hospital, Capital Medical University. Il numero di riferimento dell'approvazione etica era IIT2023-021-001.

1. Preparazione dell'esperimento

1. Preparazione del software
   1. Utilizza IOS, il software di ispezione 3D e il software di misurazione dentale.
2. Preparazione del personale
   1. Eseguire procedure di misurazione con tre protesisti certificati (esperienza clinica media: 12,4 ± 2,1 anni).
   2. Condurre la preparazione del campione con un team di diciannove protesisti qualificati, ciascuno in possesso di un minimo di 5 anni di esperienza clinica specializzata. Assicurarsi che tutti gli operatori ricevano una formazione standardizzata prima dell'inizio dello studio per mantenere la coerenza procedurale.

2. Acquisizione dati

1. Criteri di inclusione ed esclusione
   1. Applicare i seguenti criteri di inclusione: (1) pazienti di età pari o superiore a 18 anni, (2) pazienti in grado di fornire il consenso informato e (3) pazienti che necessitano di una corona a unità singola su un dente naturale.
   2. Applicare i seguenti criteri di esclusione: (1) individui che necessitano di apparecchi di contenzione per ponti fissi, (2) individui che necessitano di più corone a unità singola in un unico appuntamento e (3) individui con denti fortemente inclinati.
2. Origine dati
   1. Ottieni 238 set di dati completi in formato PLY (Polygon File Format) sulle preparazioni dei denti posteriori per corone in ceramica monolitica di zirconia dal Dipartimento di Stomatologia. Assicurarsi che tutte le preparazioni dentali provengano da casi clinicamente indicati che richiedono restauri a copertura totale per i denti posteriori con difetti strutturali (Figura 1).
   2. Includi ulteriori modelli digitali di 19 dentisti che hanno contribuito volontariamente allo studio. Calibrare lo scanner (Figura supplementare 1) secondo il protocollo del produttore. Acquisisci tutte le preparazioni utilizzando il seguente protocollo di scansione standardizzato: (1) mantenere condizioni di illuminazione ottimali, (2) garantire un corretto controllo dell'umidità e (3) acquisire scansioni dell'arcata parziale con denti adiacenti.

3. Pretrattamento dei dati

1. Screening iniziale dei dati
   1. Elabora tutti i 238 set di dati PLY utilizzando il software di ispezione 3D. Verificare l'integrità della mesh controllando la presenza di bordi e fori non manifold.
   2. Verificare che la risoluzione di scansione raggiunga una spaziatura minima di 20 μm. Valutare la qualità della struttura superficiale rispetto agli standard di riferimento.
2. Fase di pre-elaborazione
   1. Importa i dati di scansione nel software di ispezione 3D e imposta le specifiche dell'unità su millimetri. Utilizzare il comando Mesh Doctor per analizzare e riparare la mesh poligonale, quindi accedere all'interfaccia di modifica.
   2. Dal menu strumenti, selezionare lo strumento Lazo e abilitare la funzione "Attraverso" per isolare il modello di preparazione dai denti circostanti. Esegui l'algoritmo Mesh Doctor per riempire automaticamente i fori, levigare le superfici e ottimizzare i bordi della mesh (Figura 2 supplementare).
3. Generazione dell'output
   1. Esporta tutti i set di dati finali in due formati: file PLY ad alta risoluzione (che conservano i dati di colore originali) e file stereolitografici (STL) pronti per la produzione (formato binario, tolleranza all'altezza della corda di 0,01 mm).

4. Procedura di misurazione

1. Misurazione dell'angolo di TOC
   1. Utilizzare il software di misurazione e selezionare Importa modello di preparazione per visualizzare la preparazione del dente sullo schermo. Scegliere l'opzione Percorso di inserimento per proiettare una linea guida che indica la direzione di inserimento della corona sulla superficie di preparazione.
   2. Mantenere il percorso di inserimento perpendicolare al piano occlusale e ruotare il modello di preparazione. Selezionare i punti di misurazione sia sul margine di preparazione che 2 mm sopra di esso nei terzi mesiale, medio e distale lungo l'asse mesiodistale (MD) ^16,31.
   3. Eseguire il comando Misurazione angolo TOC per visualizzare i dati angolari accanto allo schermo. Ripetere la procedura per misurare gli angoli del TOC nei terzi buccale, medio e linguale lungo l'asse buccolinguale (BL)^12,32.
2. Analisi del perimetro di margine
   1. Eseguire il comando Estrai linea di margine e selezionare un punto di partenza sul bordo periferico del traguardo di preparazione. Tracciare lungo l'intera circonferenza del preparato fino a tornare al punto di partenza.
   2. Consentire al sistema di delineare automaticamente il confine tra tessuti duri e molli, generando un perimetro marginale lungo il bordo esterno cervicale della preparazione. Fare clic su Dividi per separare la parte della preparazione all'interno della linea di margine³³.
3. Misurazione dell'altezza del moncone
   1. Attivare la funzione di inizializzazione dell'altezza e selezionare i punti di misurazione nelle posizioni mesiale, distale, buccale e linguale della superficie occlusale della preparazione, assicurandosi che tutti i punti siano allineati con l'asse del percorso di inserimento.
   2. Eseguire il comando Calcola per determinare l'altezza media della preparazione del dente³¹. Nella Figura 2 viene illustrato il diagramma del flusso di lavoro che comprende i passaggi procedurali da 3 a 4.

5. Controllo qualità

1. Valutare la riproducibilità delle misurazioni istruendo tre dentisti calibrati ad applicare in modo indipendente il metodo a un singolo dente, con ogni operatore che esegue 15 misurazioni ripetute prima dello studio principale.
2. Conferma la riproducibilità tra operatori verificando che i valori di deviazione standard (SD) soddisfino le soglie di accettazione predeterminate: ≤0,39° per la variazione dell'angolo TOC all'interno di un singolo piano, ≤0,14 mm per la coerenza del perimetro del margine e ≤0,11 mm per la precisione della misurazione dell'altezza dell'abutment.
3. Raggruppare i risultati di tutti e tre gli operatori e calcolare le SD medie, che dovrebbero approssimarsi a 0,35° (angolo TOC), 0,10 mm (perimetro del margine) e 0,08 mm (altezza dell'abutment). Assicurarsi che le SD dei singoli operatori rimangano al di sotto delle soglie massime consentite (Tabella 1).
4. Concludere che il metodo di valutazione fornisce una riproducibilità clinicamente accettabile se eseguito da operatori addestrati.

6. Analisi statistica

1. Classificare i dati in base alla posizione dei denti in 16 gruppi (Tabella 2 e Tabella 3). Sottoporre i set di dati alle analisi dell'angolo TOC, del perimetro del margine e dell'altezza media dell'abutment.
2. Presenta dati normalmente distribuiti come media e SD (X ± S) ed esprime dati non normali come mediana e quartili [M, (P25~P75)]. Confronta le differenze negli angoli TOC tra denti in posizioni identiche (14-24-34-44, 15-25-35-45, 16-26-36-46 e 17-27-37-47) utilizzando l'analisi della varianza (ANOVA) ed esegui test LSD-t post-hoc per confronti a coppie.
3. Eseguire i test t a coppie per analizzare le variazioni dell'angolo TOC tra i denti nello stesso quadrante ma in posizioni diverse (14-15-16-17, 24-25-26-27, 34-35-36-37 e 44-45-46-47) in entrambe le direzioni BL e MD.
4. Eseguire un test di tendenza lineare per valutare se l'angolo TOC aumenta con le posizioni dei denti posteriori nello stesso quadrante.
5. Condurre l'analisi di correlazione di Pearson per determinare la relazione tra l'angolo del TOC, il perimetro del margine e l'altezza media dell'abutment. Eseguire tutte le analisi utilizzando il software SPSS 26.0 e impostare il livello di significatività su α = 0,05.

Caratteristiche generali
Il numero di campioni mascellari (n = 132) era maggiore di quello dei campioni mandibolari (n = 106), con il primo molare destro mascellare che era il dente più frequentemente preparato (n = 24). Gli angoli che presentano un valore negativo sono stati ritenuti non validi e omessi dall'analisi statistica. La Tabella 2 delinea la quantità e la classificazione dei campioni angolari di TOC non validi. La tabella 3 presenta l'angolo TOC medio per ciascun dente posteriore. Inoltre, gli angoli clinici di TOC sono stati confrontati con i valori raccomandati (Figura 3), che hanno rivelato che l'angolo medio di TOC di ciascun dente posteriore superava il valore raccomandato di 6°, in linea con la letteratura26. La maggior parte degli angoli di TOC erano vicini a quelli raccomandati da Shillingburg et al.24, sebbene il secondo molare sinistro mandibolare mostrasse valori significativamente più alti.

Questo studio ha osservato che il valore massimo dell'angolo medio di TOC era il secondo molare sinistro mandibolare (dente 37, TOC-BL = 35,96 ± 20,21°, TOC-MD = 35,12 ± 14,67°, n = 14), con valori medi simili sia in prospettiva BL che MD. Mentre il valore minimo dell'angolo TOC è stato trovato nel primo premolare mascellare destro (dente 14, TOC-BL = 10,97 ± 6,84°, n = 14), nel secondo premolare mascellare sinistro (dente 25, TOC-MD = 14,96 ± 7,34°, n = 14) e nel secondo premolare mandibolare destro (dente 45, TOC-MD = 14,96 ± 8,99°, n = 10).

Il perimetro del margine per ciascun dente posteriore è presentato nella Tabella 3. Il secondo molare mascellare sinistro aveva il margine perimetrale più lungo (dente 27, 34,73 ± 3,4 mm, n = 17), mentre il secondo premolare mandibolare sinistro aveva il più corto (dente 35, 21,42 ± 2,03 mm, n = 13).

La tabella 3 mostra l'altezza media del moncone per ciascun dente posteriore. Il primo premolare mandibolare sinistro mostrava l'altezza massima (dente 34, 3,53 ± 0,94 mm, n = 8), mentre il secondo molare sinistro mandibolare mostrava l'altezza minima (dente 37, 2,34 ± 0,83 mm, n = 14).

Confronto tra TOC-BL e TOC-MD in una singola posizione del dente
L'analisi della varianza tra TOC-BL e TOC-MD in una singola posizione del dente (Figura 3) ha indicato che TOC-MD superava TOC-BL principalmente nei denti 14 e 46, con una differenza statisticamente significativa (p < 0,05), e non è stata osservata alcuna differenza significativa tra TOC-BL e TOC-MD in altre posizioni odontoiatriche (p > 0,05).

Confronto dell'angolo TOC nello stesso quadrante
L'analisi dell'andamento lineare degli angoli di TOC per i denti nello stesso quadrante ma in posizioni diverse (Tabella 4 e Figura 4) ha indicato un aumento lineare del TOC-BL nei quadranti mascellare destro (Figura 4A) e mandibolare sinistro (Figura 4C) man mano che la posizione del dente si sposta all'indietro. Inoltre, il TOC-MD ha mostrato un aumento lineare in base alla posizione dei denti in direzione posteriore nei quadranti mascellare destro (Figura 4A), mascellare sinistro (Figura 4B), mandibolare sinistro (Figura 4C) e mandibolare destro (Figura 4D).

Confronto dell'angolo TOC nelle posizioni dei denti omonimi
Differenze statisticamente significative sono state osservate tra le posizioni dei denti omonimi tra 17, 27, 37 e 47 per TOC-BL (p = 0,002) e TOC-MD (p = 0,013) (Tabella 5 e Figura 5). Inoltre, i confronti a coppie post-hoc hanno mostrato differenze significative (p < 0,05) nel TOC-BL tra il secondo molare destro mascellare (dente 17) e il secondo molare sinistro mandibolare (dente 37), tra il secondo molare sinistro mascellare (dente 27) e il secondo molare sinistro mandibolare (dente 37), così come il secondo molare sinistro mandibolare (dente 37) e il secondo molare destro mandibolare (dente 47). Il TOC-BL del secondo molare sinistro mandibolare (dente 37) era significativamente maggiore di quello di altri denti corrispondenti. Inoltre, sono state identificate differenze significative (p < 0,05) nel TOC-MD tra il secondo molare destro mascellare (dente 17) e il secondo molare sinistro mandibolare (dente 37), nonché tra il secondo molare sinistro mascellare (dente 27) e il secondo molare sinistro mandibolare (dente 37). Il TOC-MD del secondo molare sinistro mandibolare (dente 37) era più grande di quello del secondo molare destro mascellare (dente 17) e del secondo molare sinistro mascellare (dente 27). Non sono state riscontrate differenze statistiche tra il secondo molare sinistro mandibolare (dente 37) e il secondo molare destro mandibolare (dente 47) in TOC-MD.

Analisi di correlazione
L'analisi di correlazione di Pearson ha rivelato un'associazione positiva tra TOC-BL e TOC-MD, nonché tra TOC-BL e perimetro del margine, mentre è stata osservata una relazione negativa tra TOC-BL e altezza media dell'abutment. Il TOC-MD ha mostrato una correlazione positiva con il perimetro del margine e una correlazione negativa con l'altezza media dell'abutment. Il perimetro del margine mostrava un'associazione inversa con l'altezza media dell'abutment (Figura 6).

Figura 1: Presentazione del caso clinico di preparazione del dente e restauro di corone monolitiche in zirconia. (A-F) Restauro monolitico di corone in zirconia del primo molare mascellare sinistro. (G-L) Restauro della corona monolitica in zirconia del secondo premolare mascellare destro. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: Diagramma di flusso della valutazione digitale. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Angoli di convergenza occlusale totale (TOC) con intervalli di confidenza del 95%, classificati per tipo di dente e confrontati con i valori raccomandati. Differenze significative sono state osservate nel dente 14 (TOC-MD = 15,21 ± 4,6°, TOC-BL = 10,97 ± 6,84°) e nel dente 46 (TOC-MD = 27,77 ± 13,41°, TOC-BL = 17,72 ± 6,10°), *p < 0,05. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Confronto dell'angolo TOC all'interno dello stesso quadrante. (A) Quadrante mascellare destro: TOC-BL differiva nel dente 14 (10,97 ± 6,84°) rispetto a 16 (20,80 ± 9,59°) e 14 (10,97 ± 6,84°) rispetto a 14 (10,80 6,84°) 17 (21,23 ± 8,17°), *p < 0,05. (B) Quadrante mascellare sinistro. (C) Quadrante mandibolare sinistro: TOC-BL differiva nel dente 34 (16,03 ± 7,59°) rispetto a 37 (35,96 ± 20,21°), 35 (15,94 ± 9,65°) contro 37 (35,96 ± 20,21°) e 36 (25,57 ± 11,6°) contro 37 (35,96 ± 20,21°), *p < 0,05. Il TOC-MD differiva nel dente 34 (18,08 ± 6,88°) rispetto al dente 34 (18,08 6,88°) 37 (35,12 ± 14,67°), 35 (16,22 ± 10,64°) contro 37 (35,12 ± 14,67°) e 36 (24,09 ± 10,97°) contro 37 (35,12 ± 14,67°), *p < 0,05. (D) Quadrante mandibolare destro: TOC-BL differiva nel dente 45 (14,98 ± 5,48°) rispetto a 47 (22,99 ± 8,95°) e 46 (17,72 ± 6,10°) contro 47 (22,99 ± 8,95°), *p < 0,05. Il TOC-MD differiva nel dente 45 (14,96 ± 8,99°) rispetto al dente 45 (14,96 8,99°) rispetto al dente 45 46 (27,77 ± 13,41°) e 45 (14,96 ± 8,99°) contro 47 (28,34 ± 12,32°), *p < 0,05. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5: Confronto dell'angolo di TOC nelle posizioni dei denti omonimi. (A) Primi premolari. (B) Secondi premolari. (C) Primi molari. (D) Secondi molari: TOC-BL differiva nel dente 17 (21,23 ± 8,17°) rispetto a 37 (35,96 ± 20,21°), 27 (19,37 ± 9,83°) contro 37 (35,96 ± 20,21°) e 37 (35,96 ± 20,21°) contro 47 (22,99 ± 8,95°), *p < 0,05. Il TOC-MD differiva nel dente 27 (23,17 ± 9,95°) rispetto al dente 27 (23,17 9,95°) rispetto al dente 27. 37 (35,12 ± 14,67°) e 17 (22,16 ± 9,48°) contro 37 (35,12 ± 14,67°), *p < 0,05. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 6: Analisi di correlazione di Pearson per l'angolo TOC, il perimetro del margine e l'altezza media dell'abutment. Sono state esaminate le correlazioni tra TOC-BL e TOC-MD, TOC-BL e perimetro del margine, TOC-BL e altezza media dell'abutment, TOC-MD e perimetro del margine e TOC-MD e altezza media dell'abutment. *P < 0,05. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Tabella 1: Test di riproducibilità. Clicca qui per scaricare questa tabella.

Tabella 2: Numero di misurazioni valide e non valide dell'angolo TOC, del perimetro del margine e dell'altezza media dell'abutment. Clicca qui per scaricare questa tabella.

Tabella 3: Angolo TOC per ogni dente posteriore. Clicca qui per scaricare questa tabella.

Tabella 4: Analisi dell'andamento lineare dell'angolo TOC all'interno dello stesso quadrante. Clicca qui per scaricare questa tabella.

Tabella 5: Differenze nell'angolo di TOC tra denti omonimi. a: p < 0,05 tra il dente 37 e il 17; b: p < 0,05 tra il dente 37 e il dente 27; C: P < 0,05 tra il dente 47 e il dente 37. Clicca qui per scaricare questa tabella.

Figura supplementare 1: Calibrazione dello scanner. Clicca qui per scaricare questo file.

Figura 2 supplementare: Illustrazione visiva dei risultati della pre-elaborazione. Clicca qui per scaricare questo file.

Gli autori dichiarano di non avere interessi concorrenti.