Posizionamento di miniviti ortodonziche nelle regioni interradicolari utilizzando una guida chirurgica digitale CAD-CAM a bordo sedia

Sommario

L'obiettivo di questo protocollo è presentare un flusso di lavoro digitale a bordo sedia che integri la tecnologia CBCT e CEREC/CAM per progettare e realizzare guide chirurgiche biocompatibili in ambulatorio per il posizionamento di miniviti ortodontiche, migliorando la precisione eliminando software esterni e procedure dipendenti dal laboratorio.

Abstract

Questo studio mira a introdurre una tecnica digitale innovativa per la creazione di guide chirurgiche che aiutino nel posizionamento delle miniviti ortodontiche. In questo studio di validazione clinica, sono state inserite 12 miniviti ortodontiche su sei pazienti utilizzando un sistema di restauro economico della ceramica estetica a bordo della sedia (CEREC) combinato con tomografia computerizzata a fascio conico (CBCT). Un'immagine tridimensionale è stata generata integrando le scansioni CBCT con modelli dentali digitali acquisiti tramite il sistema digitale a bordo sedia. L'angolo e la posizione ottimali per l'inserimento delle miniviti ortodontiche sono stati pianificati utilizzando questa immagine. Una guida chirurgica veniva quindi progettata nel software di progettazione assistita da computer (CAD) e prodotta utilizzando il sistema di produzione assistita da computer (CAM). Le scansioni CBCT preoperatorie e postoperatorie ottenute dai pazienti sono state sovrapposte per confrontare la deviazione angolare, la deviazione del punto di ingresso e la deviazione finale tra la posizione pianificata e quella effettiva della minivite. Le deviazioni medie del punto di ingresso e dell'estremità erano rispettivamente 2,4 ± 0,7 mm (intervallo: 1,2–3,4 mm) e 2,4 ± 0,6 mm (intervallo: 1,3–3,4 mm). La deviazione angolare media era di 3,8° ± 2,3° (intervallo: 0,4°–7,2°). Non sono stati osservati guasti delle minivite durante il periodo di follow-up di 6 mesi. Questo studio ha sviluppato con successo un metodo di guida chirurgica a miniscrew basato su CAD/CAM a bordo sedia, e la sua accuratezza e stabilità sono state preliminarmente validate nei pazienti.

Introduzione

Le miniviti ortodontiche hanno guadagnato grande popolarità grazie alla loro semplicità, inserzione rapida, invasività minima e rapporto qualità-prezzo ^1,2,3. Nonostante questi vantaggi, il successo clinico è spesso limitato da vincoli anatomici, variabilità nelle abilità dell'operatore e mancanza di strumenti ausiliari standardizzati. Una delle sfide più critiche rimane il posizionamento preciso delle miniviti, poiché una posizione incorretta può causare danni alle radici o compromettere l'integrità delle^{ossa 3}.

I sistemi di guida chirurgica sono stati ampiamente riconosciuti come strumenti efficaci per migliorare la precisione del posizionamento e minimizzare le^{complicazioni 4,5}. La maggior parte dei sistemi guidati attualmente disponibili si basa su pianificazione di terze parti, procedure di fabbricazione in laboratorio o collaborazione con tecnici specializzati, che aumentano i costi di trattamento, prolungano i tempi di consegna e limitano l'implementazione immediata a bordo^{di sedia 6}. Inoltre, molti flussi di lavoro coinvolgono molteplici fasi di conversione dei dati e piattaforme software, aumentando il rischio di errori di registrazione e riducendo l'efficienza procedurale.

Per affrontare queste limitazioni, questo studio introduce un flusso di lavoro digitale semplificato a bordo sedia che integra la tomografia computerizzata a fascio conico (CBCT) con il sistema Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing (CAD/CAM) per la progettazione e la fabbricazione di guide chirurgiche. A differenza dei flussi di lavoro convenzionali che richiedono supporto di laboratorio esterno, il metodo proposto consente una pianificazione virtuale completamente in ufficio, progettazione di guide e produzione all'interno di un'unica piattaforma integrata. Questo approccio riduce la dipendenza da personale specializzato e facilita la fabbricazione di guide durante la stessa visita, migliorando così l'efficienza clinica e l'accessibilità.

Oltre alla semplificazione del flusso di lavoro, la tecnica attuale offre diversi vantaggi aggiuntivi. Innanzitutto, l'integrazione diretta dei dati CBCT con le scansioni digitali intraorali consente una visualizzazione precisa delle radici dei denti, della morfologia dell'osso alveolare e degli spazi interradicolari, migliorando la sicurezza del posizionamento delle miniviti e riducendo il rischio di lesioni radicali. In secondo luogo, l'uso di una guida supportata dal dente realizzata con resina biocompatibile trasparente migliora la stabilità intraorale consentendo al contempo la verifica visiva diretta della posizione guida durante l'intervento. In terzo luogo, la traiettoria di inserimento digitalmente standardizzata può ridurre la variabilità dipendente dall'operatore e migliorare la riproducibilità, in particolare nelle regioni interradicolari anatomicamente strette. Infine, il flusso di lavoro completamente digitale minimizza i passaggi manuali di fabbricazione e può migliorare la coerenza e la prevedibilità della produzione delle guide.

Questo studio mirava a presentare un flusso di lavoro digitale a bordo sedia per il posizionamento guidato di minivite ortodontiche e a valutarne l'accuratezza del posizionamento, fornendo prove preliminari della fattibilità clinica, riproducibilità e potenziali vantaggi rispetto alle tecniche guidate convenzionali.

Protocollo

Questo studio è stato approvato dal Consiglio di Revisione Istituzionale dell'Ospedale Tiantan di Pechino, Capital Medical University (01-041-KY2022), ed è stato condotto in conformità con la Dichiarazione di Helsinki e le linee guida istituzionali sulla ricerca umana. Il consenso informato scritto è stato ottenuto da tutti i pazienti prima della partecipazione e dell'avvio delle procedure cliniche. Sei pazienti trattati tra aprile 2022 e giugno 2023 presso il Dipartimento di Ortodonzia dell'Ospedale Tiantan di Pechino sono stati sottoposti a un posizionamento ortodontico di miniscrew.

1. Ottenere dati digitali dell'area target

1. Acquisire modelli digitali intraorali.
   1. Eseguire scansioni intraorali utilizzando uno scanner intraorale per ottenere modelli dentali digitali mascellari completi. Garantire una copertura completa dell'arco e una cattura accurata delle regioni interradicolari.
2. Acquisire immagini CBCT.
   1. Effettuare le scansioni CBCT della regione mascellofacciale utilizzando un'unità CBCT.
      1. Usa una dimensione voxel di 0,16 mm.
      2. Utilizzare un campo visivo di 8 cm × 8 cm, sufficiente a includere la dentizione mascellare e l'osso alveolare circostante.
      3. Impostare i parametri di imaging secondo le raccomandazioni del produttore per la pianificazione dell'impianto ortodontico.
      4. Assicurarsi una visualizzazione chiara dell'osso alveolare e delle radici dentari adiacenti (Figura 1A).

2. Pianificazione virtuale del posizionamento delle miniviti

1. Registra i dati CBCT e le scansioni intraorali.
   1. Importare modelli dentali digitali e dati CBCT nel software di pianificazione degli impianti.
      1. Genera una ricostruzione panoramica dal dataset CBCT all'interno del software.
      2. Effettuare la registrazione iniziale selezionando manualmente tre denti corrispondenti sia sul modello odontoiatrico digitale sia sulla vista panoramica CBCT (Figura 1B).
      3. Posizionare i denti selezionati adiacenti alla regione pianificata di inserimento della minivite e includere strutture anatomiche dentali ben definite come le punte e le creste dei cuspidi molari o premolari.
      4. Dopo la selezione dei denti di riferimento, assicurarsi che il software completi automaticamente la sovrapposizione del dataset e l'allineamento della superficie.
      5. Verifica l'accuratezza della registrazione nelle viste assiale, coronale e sagittale prima della pianificazione virtuale a miniscrew (Figura 1C).
      6. Ripetere il processo di registrazione se vengono identificate discrepanze visibili di disallineamento o di allineamento.
2. Pianifica le posizioni con miniscrew virtualmente.
   1. Determinare i siti di inserimento delle miniviti in base alla relazione anatomica tra la morfologia dell'osso alveolare e le radici dei denti adiacenti.
      1. Posiziona ogni minivite per massimizzare l'ingaggio dell'osso corticale ed evitare la vicinanza delle radici.
      2. Pianifica la posizione della minivite da 5–7 mm apicale rispetto alla cresta alveolare.
      3. Impostare l'angolo di inserzione tra 30°–40° rispetto all'asse lungo dei denti adiacenti in conformità con le linee guida cliniche stabilite (Figura 1D).

3. Fabbricazione della guida chirurgica

1. Progetta la guida chirurgica.
   1. Progetta una guida chirurgica supportata dai denti utilizzando software CAD.
      1. Incorporare bracci di ritenzione e maniche guida allineati con l'angolazione di inserimento prevista.
      2. Verifica la posizione passiva e il supporto adeguato dai denti del pilastro selezionati.
      3. Progetta le maniche guida per adattarsi a un diametro di 2,0 mm di utensile di inserimento.
      4. Definisci le dimensioni della guida, la posizione dei denti di supporto, lo spessore della guida e le finestre di ispezione all'interno del software per garantire la stabilità e la visualizzazione intraorale (Figura 1E).
2. Fabbrica la guida chirurgica.
   1. Fresa la guida chirurgica a bordo sedia da un blocco di resina trasparente biocompatibile utilizzando un'unità di fresatura in ufficio. Segui i parametri di fresatura del produttore e completa la post-lavorazione secondo le istruzioni sulla resina, inclusa pulizia e polimerizzazione leggera se necessario (Figura 1E).

4. Esecuzione del posizionamento delle miniviti guidate

1. Prepara il sito chirurgico.
   1. Istruire il paziente a risciacquare con soluzione di clorexidina allo 0,2% per 60 secondi per ottenere l'antisepsia orale prima dell'intervento.
2. Somministrare anestesia locale.
   1. Somministrare lidocaina al 2% con 1:100.000 di epinefrina e confermare un'anestesia adeguata prima dell'inserimento della minivite.
3. Posiziona la guida chirurgica.
   1. Posiziona la guida chirurgica intraorale e verifica la seduta e la stabilità completa.
      1. Conferma l'adattamento tramite le finestre di ispezione.
      2. Assicurarsi che non sia presente uno spazio visibile superiore a circa 0,5 mm tra la guida e la superficie di supporto del dente (Figura 2A).
      3. Applica una lieve pressione bilaterale con le dita per verificare l'assenza di oscillazioni o spostamenti prima dell'inserimento della minivite.
      4. Se si rilevano sedi incompleti o instabilità, rimuovere la guida e controllare eventuali imprecisioni di scansione, difetti di fabbricazione o interferenze occlusi prima di procedere.
4. Inserire miniviti ortodontiche.
   1. Inserire miniviti auto-perforanti usando un motore impiantato.
      1. Usa miniviti di 1,4 mm di diametro e 8,0 mm di lunghezza.
      2. Mantenere la traiettoria di inserimento prepianificata e l'angolazione durante il posizionamento.
      3. Eseguire l'inserimento a una velocità rotazionale di circa 20–35 giri/min sotto irrigazione salina continua.
      4. Mantenere la coppia di inserimento secondo le raccomandazioni del produttore per minimizzare lo stress eccessivo sull'osso corticale (Figura 2B,C).

5. Valutazione della posizione della minivite postoperatoria

1. Acquisire immagini CBCT post-operatorie.
   1. Ottenere le scansioni CBCT postoperatorie utilizzando gli stessi parametri di imaging, dimensione del voxel e campo visivo della scansione preoperatoria per garantire standardizzazione e comparabilità.
2. Sovrappongi dataset preoperatori e postoperatori.
   1. Importare i dati CBCT postoperatori nel software di analisi. Sovrapponi i dati di pianificazione preoperatoria con dati di imaging postoperatorio utilizzando i punti di riferimento identici.
3. Misura le deviazioni di posizionamento.
   1. Misura la deviazione angolare, la deviazione del punto di ingresso e la deviazione dell'endpoint tra la posizione pianificata e quella effettiva delle miniviti utilizzando gli strumenti di analisi integrati nel software (Figura 2D).
      1. Definisci la deviazione del punto di ingresso come la distanza lineare tridimensionale (3D) tra i centri coronali delle miniviti pianificate e posizionate.
      2. Definisci la deviazione dell'estremità come la distanza lineare 3D tra i centri apicali delle miniviti pianificate e posizionate.
      3. Definisci la deviazione angolare come l'angolo 3D formato tra gli assi longitudinali delle miniviti pianificate e posizionate.
      4. Registra le deviazioni lineari in millimetri e le deviazioni angolari in gradi.
         NOTA: Un diagramma di flusso schematico che riassume l'intero flusso di lavoro digitale dalla scansione intraorale alla valutazione dell'accuratezza postoperatoria è presentato nella Figura 3.

Risultati

In totale, 12 miniviti ortodontiche sono state posizionate con successo in 6 pazienti nelle regioni interradicolari buccali o palatali del mascellare posteriore, utilizzando la guida chirurgica digitalmente fabbricata a bordo sedia. Tutte le guide chirurgiche hanno mostrato stabili sedi intraorali durante la procedura e non sono state osservate fratture guida né complicazioni intraoperatorie. Immagini cliniche rappresentative del posizionamento guida e dell'inserimento della minivite guidata sono mostrate nella

Discussione

Gli impianti miniscrew ortodontici hanno ottenuto ampia accettazione clinica grazie alla loro invasività minima, facilità di inserimento e efficacia come dispositivi temporanei di ancoraggio. Tuttavia, una posizione accurata rimane tecnicamente impegnativa, soprattutto nelle regioni interradicolari dove la limitata disponibilità ossea e la vicinanza alle radici adiacenti aumentano il rischio di danni radicali e instabilità delle miniviti⁷. Studi precedenti hanno d...

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
CEREC Guide Bloc maxi	Dentsply Sirona	REF 6447093	Blocco in resina utilizzato per fabbricare guida chirurgica
CEREC Omnicam	Dentsply Sirona	REF 6390327	Scanner intraorale
CEREC SW 4.4	Dentsply Sirona	REF 6731637	Software utilizzato per progettare guida chirurgica per viti
GALILEOS Implant software v 1.9	Dentsply Sirona	REF 6369503	Software utilizzato per sovrapporre modelli dentali digitali e dati CBCT
GuideMia V5.0	GuideMia Inc.	https://ai.guidemia.com/downloads/	Software utilizzato per accedere all'accuratezza del posizionamento dell'impianto
Motore per impianti	W&H SI-923	REF 00900100	Macchina utilizzata per posizionare le viti
Minivite	Ormco	REF 601-0021	Dispositivo di ancoraggio ortodontico
Orthophos XG 3D	Dentsply Sirona	REF 6303452	Macchina CBCT