Efeito da posição do dente na restauração da coroa de zircônia molar com um software de medição dentária modificado

A preparação de coroa de zircônia de alta qualidade é crucial para o sucesso a longo prazo da restauração dentária ^1,2,3. Observou-se que o ângulo de convergência oclusal total (COT), o diâmetro e a altura do pilar estão correlacionados ^1,4,5. Vários estudos in vitro indicaram que esses fatores influenciam substancialmente o ajuste, a retenção, a resistência e a longevidade da restauração ^5,6,7. O ângulo do COT na preparação da coroa é definido como o ângulo formado pela convergência de duas paredes axiais opostas no mesmo plano. A preparação inadequada do dente pode resultar em complicações mecânicas e biológicas. As falhas mecânicas podem se manifestar como afrouxamento da restauração, descolagem ou fratura, bem como fratura da estrutura dentária. As complicações biológicas podem incluir inflamação periodontal e infecções dos tecidos moles da mucosa⁸. O ângulo do COT é frequentemente influenciado pela operação manual, ao contrário da altura e do diâmetro do encontro, que são determinados por variáveis anatômicas⁹. Devido às suas variações, o ângulo de TOC é essencial para determinar a qualidade de retenção e resistência da preparação. Durante o preparo do dente, a angulação e o afunilamento da broca determinam o ângulo de preparo do dente em cada local do dente¹⁰.

Pioneiros como Ward foram os primeiros a apoiar a medição do ângulo de TOC para preparações, propondo um ângulo de convergência entre 3° e 12°¹¹. Estudos in vitro subsequentes de Jorgensen¹² e Kaufman¹³ revelaram que a força de retenção diminui com o aumento do ângulo de convergência, indicando um TOC mais alto além de 5 °. Além disso, Ohm e Silness mediram preliminarmente o ângulo do COT em dentes clinicamente preparados e revelaram valores significativamente maiores do que a faixa recomendada¹⁴. Uma revisão sistemática (1978-2013) mostrou que o ângulo ideal de COT de 2°-5° era praticamente inatingível e sugeriu que um ângulo de COT realista de 10-22°¹⁵. Além disso, foi sugerido que dentistas qualificados normalmente atingem um ângulo de TOC entre 15° e 25°16,17,18,19,20,21,22,23. Shillingburg HT propôs ângulos de convergência específicos para diferentes posições dentárias, variando de 10 a 24°²⁴. Nordlander et al. examinaram dados de 10 cirurgiões-dentistas, totalizando 208 casos, e propuseram um ângulo mínimo de 17,3° na região anterior e máximo de 27,3° na região posterior²⁵. A literatura também sugere que as superfícies axiais do preparo devem ser paralelas entre si, ou com um ângulo de convergência de <6° ²⁶. No entanto, os dentes são complexos e únicos, e aqueles com posições diferentes devem ser tratados com um valor clinicamente recomendado adaptado às suas necessidades individuais. A análise estatística de Janine Tiu em >100 matrizes de pedra preparadas para restaurações de coroa vitrocerâmica mostrou que o maior ângulo médio do COT para o segundo molar superior esquerdo foi de 74,49° (n = 4)²⁷. No entanto, a baixa resistência dos materiais da coroa vitrocerâmica limitou sua aplicação na região molar²⁸. Portanto, é crucial analisar de forma abrangente as estatísticas sobre a restauração posterior com base em coroas de zircônia.

Avanços recentes em materiais cerâmicos e odontologia digital tornaram as coroas cerâmicas de zircônia monolítica uma opção preferida para restaurações fixas posteriores usando sistemas de varredura óptica intraoral (IOS) para restauração de defeitos dentários, principalmente por causa de sua alta resistência, biocompatibilidade e qualidades estéticas²⁹. As técnicas digitais convencionais capturam apenas parâmetros geométricos limitados e, quando combinadas com métodos tradicionais de digitalização 3D que são incapazes de avaliar diretamente as características internas de preparação, demonstram limitações significativas³⁰. Este estudo apresenta uma técnica digital modificada individualizada para avaliar restaurações de coroa de zircônia para dentes posteriores, oferecendo um método clinicamente aplicável para otimizar o ajuste e a longevidade. A técnica proposta pode ser empregada especificamente para adaptação personalizada da coroa, como para dentes com altura reduzida do pilar, configurações marginais irregulares ou conicidade não ideal. Este método analisa sistematicamente as variações do ângulo do TOC em diferentes posições posteriores dos dentes, ajudando os médicos a obter diretrizes de preparação ideais e reduzindo o risco de falha mecânica ou problemas de cimentação. Além disso, comparar os ângulos do TOC com os valores recomendados oferece uma visão prática para os dentistas durante o preparo dentário, garantindo melhores resultados clínicos. Além disso, a análise de correlação entre o ângulo do TOC, o comprimento da linha de margem e a altura média do encosto fornece informações valiosas para o planejamento restaurador. Os médicos podem usar esses achados para ajustar técnicas de preparação ou selecionar soluções restauradoras alternativas em casos de coroas clínicas curtas ou redução excessiva. O fluxo de trabalho digital dessa técnica aumenta a precisão e reduz o tempo de cadeira. Essa abordagem oferece suporte a restaurações de coroa de zircônia mais previsíveis e duráveis na dentição posterior, preenchendo a lacuna entre o design digital e os desafios restauradores do mundo real.

Todos os experimentos foram conduzidos de acordo com um protocolo aprovado pelo Conselho de Revisão Institucional (IRB) do Hospital Shijitan de Pequim, Capital Medical University. O número de referência de aprovação ética foi IIT2023-021-001.

1. Preparação do experimento

1. Preparação de software
   1. Empregue o IOS, o software de inspeção 3D e o software de medição odontológica.
2. Preparação de pessoal
   1. Realize procedimentos de medição com três protéticos certificados (experiência clínica média: 12,4 ± 2,1 anos).
   2. Realize a preparação da amostra com uma equipe de dezenove protéticos qualificados, cada um possuindo um mínimo de 5 anos de experiência clínica especializada. Certifique-se de que todos os operadores recebam treinamento padronizado antes do início do estudo para manter a consistência do procedimento.

2. Aquisição de dados

1. Critérios de inclusão e exclusão
   1. Aplique os seguintes critérios de inclusão: (1) pacientes com 18 anos ou mais, (2) pacientes capazes de fornecer consentimento informado e (3) pacientes que necessitam de uma coroa unitária em um dente natural.
   2. Aplique os seguintes critérios de exclusão: (1) indivíduos que necessitam de contenções para pontes fixas, (2) indivíduos que precisam de várias coroas unitárias em uma única consulta e (3) indivíduos com dentes severamente inclinados.
2. Fonte de dados
   1. Obtenha 238 conjuntos de dados abrangentes do Polygon File Format (PLY) sobre preparações de dentes posteriores para coroas feitas de cerâmica de zircônia monolítica do Departamento de Estomatologia. Certifique-se de que todas as preparações dentárias sejam derivadas de casos clinicamente indicados que requerem restaurações de cobertura total para dentes posteriores com defeitos estruturais (Figura 1).
   2. Inclua modelos digitais adicionais de 19 dentistas que contribuíram voluntariamente para o estudo. Calibre o scanner (Figura Suplementar 1) de acordo com o protocolo do fabricante. Capture todas as preparações usando o seguinte protocolo de varredura padronizado: (1) mantenha as condições ideais de iluminação, (2) garanta o controle adequado da umidade e (3) adquira varreduras parciais da arcada com dentes adjacentes.

3. Pré-processamento de dados

1. Triagem inicial de dados
   1. Processe todos os conjuntos de dados de 238 PLY usando o software de inspeção 3D. Verifique a integridade da malha verificando se há bordas e furos não múltiplos.
   2. Confirme se a resolução de varredura atinge um espaçamento mínimo de 20 μm entre pontos. Avalie a qualidade da textura da superfície em relação aos padrões de referência.
2. Fase de pré-processamento
   1. Importe os dados de digitalização para o software de inspeção 3D e defina a especificação da unidade em milímetros. Use o comando Mesh Doctor para analisar e reparar a malha poligonal e, em seguida, entre na interface de edição.
   2. Nas ferramentas do menu, selecione a ferramenta Lasso e ative a função "Através" para isolar o modelo de preparação dos dentes circundantes. Execute o algoritmo Mesh Doctor para preencher automaticamente os furos, suavizar superfícies e otimizar as arestas da malha (Figura suplementar 2).
3. Geração de saída
   1. Exporte todos os conjuntos de dados finais em formatos duplos: arquivos PLY de alta resolução (retendo dados de cores originais) e arquivos de estereolitografia (STL) prontos para produção (formato binário, tolerância de altura da corda de 0,01 mm).

4. Procedimento de medição

1. Medição do ângulo de TOC
   1. Opere o software de medição e selecione Importar modelo de preparação para exibir a preparação do dente na tela. Escolha a opção Caminho de inserção para projetar uma linha guia indicando a direção de inserção da coroa na superfície de preparação.
   2. Mantenha o caminho de inserção perpendicular ao plano oclusal e gire o modelo de preparação. Selecione os pontos de medição na margem de preparação e 2 mm acima dela nos terços mesial, médio e distal ao longo do eixo mesiodistal (MD)^16,31.
   3. Execute o comando Medição de ângulo de sumário para exibir os dados angulares ao lado da tela. Repita o procedimento para medir os ângulos do TOC nos terços vestibular, médio e lingual ao longo do eixo vestibulolingual (BL)^12,32.
2. Análise de perímetro de margem
   1. Execute o comando Extrair linha de margem e selecione um ponto inicial na borda periférica da linha de chegada de preparação. Trace toda a circunferência da preparação até retornar ao ponto de partida.
   2. Permita que o sistema delineie automaticamente o limite do tecido duro e mole, gerando um perímetro de margem ao longo da borda externa cervical da preparação. Clique em Dividir para separar a parte da preparação dentro da linha de margem³³.
3. Medição da altura do pilar
   1. Ative a função de inicialização de altura e selecione os pontos de medição nas posições mesial, distal, vestibular e lingual da superfície oclusal da preparação, garantindo que todos os pontos estejam alinhados com o eixo do caminho de inserção.
   2. Execute o comando Calcular para determinar a altura média da preparação do dente³¹. A Figura 2 exibe o diagrama de fluxo de trabalho abrangendo as etapas de procedimento 3 a 4.

5. Controle de qualidade

1. Avalie a reprodutibilidade da medição instruindo três dentistas calibrados a aplicar independentemente o método a um único dente, com cada operador realizando 15 medições repetidas antes do estudo principal.
2. Confirme a reprodutibilidade entre operadores verificando se os valores de desvio padrão (DP) atendem aos limites de aceitação predeterminados: ≤0,39° para variação do ângulo de TOC em um único plano, ≤0,14 mm para consistência do perímetro da margem e ≤0,11 mm para precisão de medição da altura do encontro.
3. Agrupe os resultados em todos os três operadores e calcule os DPs médios, que devem ser aproximados de 0,35° (ângulo do TOC), 0,10 mm (perímetro da margem) e 0,08 mm (altura do pilar). Certifique-se de que os SDs de operadores individuais permaneçam abaixo dos limites máximos permitidos (Tabela 1).
4. Conclua que o método de avaliação fornece reprodutibilidade clinicamente aceitável quando realizado por operadores treinados.

6. Análise estatística

1. Categorize os dados com base nas posições dos dentes em 16 grupos (Tabela 2 e Tabela 3). Submeter os conjuntos de dados a análises de ângulo de TOC, perímetro de margem e altura média do encontro.
2. Apresente dados normalmente distribuídos como média e DP (X ± S) e expresse dados não normais como mediana e quartis [M, (P25 ~ P75)]. Compare as diferenças nos ângulos de TOC entre dentes em posições idênticas (14-24-34-44, 15-25-35-45, 16-26-36-46 e 17-27-37-47) usando análise de variância (ANOVA) e realize testes post-hoc LSD-t para comparações pareadas.
3. Realize testes t pareados para analisar as variações do ângulo do TOC entre os dentes no mesmo quadrante, mas em posições diferentes (14-15-16-17, 24-25-26-27, 34-35-36-37 e 44-45-46-47) nas direções BL e MD.
4. Realize um teste de tendência linear para avaliar se o ângulo do TOC aumenta com as posições posteriores dos dentes no mesmo quadrante.
5. Realize a análise de correlação de Pearson para determinar a relação entre o ângulo do TOC, o perímetro da margem e a altura média do encontro. Realizar todas as análises usando o software SPSS 26.0 e definir o nível de significância em α = 0,05.

Características gerais
O número de espécimes superiores (n = 132) foi maior do que o de espécimes inferiores (n = 106), sendo o primeiro molar superior direito o dente mais frequentemente preparado (n = 24). Os ângulos que exibiram um valor negativo foram considerados inválidos e omitidos da análise estatística. A Tabela 2 delineia a quantidade e a classificação de amostras de ângulo de TOC inválidas. A Tabela 3 apresenta o ângulo médio do COT para cada dente posterior. Além disso, os ângulos clínicos do TOC são comparados com os valores recomendados (Figura 3), que revelaram que o ângulo médio do TOC de cada dente posterior excedeu o valor recomendado de 6°, consistente com a literatura26. A maioria dos ângulos do COT foi próxima aos recomendados por Shillingburg et al.24, embora o segundo molar inferior esquerdo tenha apresentado valores significativamente maiores.

Este estudo observou que o valor máximo do ângulo médio do COT foi o segundo molar inferior esquerdo (dente 37, TOC-BL = 35,96 ± 20,21°, TOC-MD = 35,12 ± 14,67°, n = 14), com valores médios semelhantes nas perspectivas BL e MD. Já o valor mínimo do ângulo do TOC foi encontrado no primeiro pré-molar superior direito (dente 14, TOC-BL = 10,97 ± 6,84°, n = 14), no segundo pré-molar superior esquerdo (dente 25, TOC-MD = 14,96 ± 7,34°, n = 14) e no segundo pré-molar inferior direito (dente 45, TOC-MD = 14,96 ± 8,99°, n = 10).

O perímetro da margem para cada dente posterior é apresentado na Tabela 3. O segundo molar superior esquerdo apresentou o maior perímetro de margem (dente 27, 34,73 ± 3,4 mm, n = 17), enquanto o segundo pré-molar inferior esquerdo apresentou o menor (dente 35, 21,42 ± 2,03 mm, n = 13).

A Tabela 3 mostra a altura média do pilar para cada dente posterior. O primeiro pré-molar inferior esquerdo apresentou a maior altura (dente 34, 3,53 ± 0,94 mm, n = 8), enquanto o segundo molar inferior esquerdo apresentou a menor altura (dente 37, 2,34 ± 0,83 mm, n = 14).

Comparação de TOC-BL e TOC-MD em uma única posição dentária
A análise de variância entre COT-BL e TOC-MD em uma única posição dentária (Figura 3) indicou que TOC-MD excedeu TOC-BL principalmente nos dentes 14 e 46, com diferença estatisticamente significativa (p < 0,05), e não foi observada diferença significativa entre TOC-BL e TOC-MD em outras posições dentárias (p > 0,05).

Comparação do ângulo do COT no mesmo quadrante
A análise de tendência linear dos ângulos do TOC para dentes no mesmo quadrante, mas em posições diferentes (Tabela 4 e Figura 4), indicou um aumento linear do TOC-BL nos quadrantes superior direito (Figura 4A) e inferior esquerdo (Figura 4C) à medida que a posição do dente se move para trás. Além disso, o TOC-MD exibiu um aumento linear de acordo com a posição do dente no sentido posterior nos quadrantes superior direito (Figura 4A), superior esquerdo (Figura 4B), inferior esquerdo (Figura 4C) e inferior direito (Figura 4D).

Comparação do ângulo do TOC em posições dentárias homônimas
Foram observadas diferenças estatisticamente significativas entre as posições dos dentes homônimos entre 17, 27, 37 e 47 para TOC-BL (p = 0,002) e TOC-MD (p = 0,013) (Tabela 5 e Figura 5). Além disso, as comparações post-hoc pareadas mostraram diferenças significativas (p < 0,05) no TOC-BL entre o segundo molar superior direito (dente 17) e o segundo molar inferior esquerdo (dente 37), entre o segundo molar superior esquerdo (dente 27) e o segundo molar inferior esquerdo (dente 37), bem como o segundo molar inferior esquerdo (dente 37) e o segundo molar inferior direito (dente 47). O TOC-BL do segundo molar inferior esquerdo (dente 37) foi significativamente maior do que o dos outros dentes correspondentes. Além disso, foram identificadas diferenças significativas (p < 0,05) no TOC-MD entre o segundo molar superior direito (dente 17) e o segundo molar inferior esquerdo (dente 37), bem como entre o segundo molar superior esquerdo (dente 27) e o segundo molar inferior esquerdo (dente 37). O TOC-MD do segundo molar inferior esquerdo (dente 37) foi maior que o do segundo molar superior direito (dente 17) e do segundo molar superior esquerdo (dente 27). Não foram encontradas diferenças estatísticas entre o segundo molar inferior esquerdo (dente 37) e o segundo molar inferior direito (dente 47) no TOC-MD.

Análise de correlação
A análise de correlação de Pearson revelou uma associação positiva entre COT-BL e TOC-MD, bem como entre COT-BL e perímetro de margem, enquanto uma relação negativa foi observada entre TOC-BL e altura média do pilar. O TOC-MD apresentou correlação positiva com o perímetro da margem e negativa com a altura média do pilar. O perímetro da margem apresentou associação inversa com a altura média do encontro (Figura 6).

Figura 1: Apresentação de caso clínico de preparo dentário e restauração de coroa de zircônia monolítica. (A-F) Restauração de coroa de zircônia monolítica do primeiro molar superior esquerdo. (G-L) Restauração monolítica da coroa de zircônia do segundo pré-molar superior direito. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Fluxograma da avaliação digital. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: Ângulos de convergência oclusal total (COT) com intervalos de confiança de 95%, categorizados por tipo de dente e comparados aos valores recomendados. Diferenças significativas foram observadas no dente 14 (TOC-MD = 15,21 ± 4,6°, TOC-BL = 10,97 ± 6,84°) e no dente 46 (TOC-MD = 27,77 ± 13,41°, TOC-BL = 17,72 ± 6,10°), *p < 0,05. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4: Comparação do ângulo do COT dentro do mesmo quadrante. (A) Quadrante superior direito: TOC-BL diferiu no dente 14 (10,97 ± 6,84°) vs. 16 (20,80 ± 9,59°) e 14 (10,97 ± 6,84°) vs. 17 (21,23 ± 8,17°), *p < 0,05. (B) Quadrante superior esquerdo. (C) Quadrante inferior esquerdo: TOC-BL diferiu no dente 34 (16,03 ± 7,59°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°), 35 (15,94 ± 9,65°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°) e 36 (25,57 ± 11,6°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°), *p < 0,05. O TOC-MD diferiu no dente 34 (18,08 ± 6,88°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°), 35 (16,22 ± 10,64°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°) e 36 (24,09 ± 10,97°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°), *p < 0,05. (D) Quadrante inferior direito: TOC-BL diferiu no dente 45 (14,98 ± 5,48°) vs. 47 (22,99 ± 8,95°) e 46 (17,72 ± 6,10°) vs. 47 (22,99 ± 8,95°), *p < 0,05. TOC-MD diferiu no dente 45 (14,96 ± 8,99°) vs. 46 (27,77 ± 13,41°) e 45 (14,96 ± 8,99°) vs. 47 (28,34 ± 12,32°), *p < 0,05. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5: Comparação do ângulo do COT em posições dentárias homônimas. (A) Primeiros pré-molares. (B) Segundos pré-molares. (C) Primeiros molares. (D) Segundos molares: TOC-BL diferiu no dente 17 (21,23 ± 8,17°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°), 27 (19,37 ± 9,83°) vs. 37 (35,96 ± 20,21°) e 37 (35,96 ± 20,21°) vs. 47 (22,99 ± 8,95°), *p < 0,05. TOC-MD diferiu no dente 27 (23,17 ± 9,95°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°) e 17 (22,16 ± 9,48°) vs. 37 (35,12 ± 14,67°), *p < 0,05. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 6: Análise de correlação de Pearson para ângulo de TOC, perímetro da margem e altura média do encontro. Foram examinadas correlações entre TOC-BL e TOC-MD, TOC-BL e perímetro da margem, TOC-BL e altura média do pilar, TOC-MD e perímetro da margem, e TOC-MD e altura média do pilar. *p < 0,05. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Tabela 1: Teste de reprodutibilidade. Clique aqui para baixar esta tabela.

Tabela 2: Número de medidas válidas e inválidas do ângulo do TOC, perímetro da margem e altura média do encontro. Clique aqui para baixar esta tabela.

Tabela 3: Ângulo de TOC para cada dente posterior. Clique aqui para baixar esta tabela.

Tabela 4: Análise de tendência linear do ângulo do COT dentro do mesmo quadrante. Clique aqui para baixar esta tabela.

Tabela 5: Diferenças no ângulo do COT entre dentes homônimos. a: p < 0,05 entre os dentes 37 e 17; b: p < 0,05 entre os dentes 37 e 27; C: P < 0,05 entre os dentes 47 e 37. Clique aqui para baixar esta tabela.

Figura suplementar 1: Calibração do scanner. Clique aqui para baixar este arquivo.

Figura suplementar 2: Ilustração visual dos resultados do pré-processamento. Clique aqui para baixar este arquivo.

Os autores declaram que não têm interesses conflitantes.