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3 Febbraio 2025IT – La stampa 3D in odontologia
3 Febbraio 2025
La chirurgia implantare assistita
Da alcuni anni, l’associazione di tre elementi, ossia l’evoluzione dell’implantologia moderna, delle tecniche di imaging e la rivoluzione del digitale, ha permesso lo sviluppo di un nuovo protocollo che è l’implantologia assistita da computer (IAC) o implantologia guidata.
Questa tecnica innovativa permette di posare gli impianti dentali per mezzo di una guida preparata digitalmente senza trasgredire la regola di base dell’implantologia moderna secondo cui il progetto protesico determina la posizione dell’impianto e quindi la chirurgia.
Lo scopo principale di questa tecnica chirurgica consiste nell’assistere l’implantologo a preservare le strutture anatomiche maxillari ma anche a permettergli di realizzare un inserimento e una valorizzazione estetica immediati, con una ridotta invasività.
Il presente articolo tratta in breve della storia dell’implantologia assistita, del suo principio, delle diverse fasi del protocollo, della tecnica di fabbricazione della guida, dei suoi vantaggi e limiti, passando per i diversi concetti e sistemi attualmente disponibili e i diversi tipi di guide concepibili.
Cenni storici
Le primissime guide sono comparse nel 1999 ed erano ad appoggio osseo. Per controllare la corretta posizione della guida sull’osso era necessaria una chirurgia invasiva con lembo. Dopo l’eliminazione del lembo, l’intradosso della guida veniva regolato e stabilizzato direttamente sull’osso.
Queste guide erano realizzate dalla ricostituzione 3D dell’osso tramite conversione dei file radiologici DICOM in file .STL. È dunque l’intera parte edentata che ha tratto beneficio in primis dalla chirurgia assistita per i problemi riscontrati con le guide radiologiche utilizzate in quell’epoca.
L’idea era quindi di semplificare le chirurgie complesse e invasive.
Alcuni anni dopo, nel 2002, nacque la guida ad appoggio mucoso grazie all’utilizzo di un palato opaco alle radiografie che delimita il volume dei tessuti molli. La tecnica del doppio scanner ha permesso di realizzare guide ad appoggio mucoso per una migliore chirurgia Flapless. Questa tecnica, come indica il nome, permette di evitare di sollevare un lembo e quindi di lavorare in modo transgengivale.
Grazie alle radiografie tomodensitometriche (TC e Cone beam), si differenziano le zone ossee dai tessuti molli. L’intradosso della guida di imaging permette di modellizzare con precisione la guida chirurgica.
Figura 1 Guida chirurgica stereolitografica ad appoggio mucoso
Infine, le guide di ultima generazione vengono realizzate dai modelli di laboratorio digitalizzati e la più recente evoluzione consiste nell’utilizzare l’impronta ottica intrabuccale per ideare la guida chirurgica.
Oggi l’implantologia assistita viene utilizzata nei pazienti parzialmente edentati.
Il principio
La chirurgia implantare assistita utilizza un software di pianificazione che permette il “Matching” o la sovrapposizione dei dati radiologici (file DICOM) e clinici (file STL) del paziente. I file DICOM derivano da una radiografia Cone Beam o da una TC. I file STL provengono dai calchi acquisiti in modo digitale della bocca del paziente.
La sovrapposizione di questi file digitali può essere automatica o manuale.
Il Matching ha lo scopo di far corrispondere i dati radiologici con le superfici dentali e gengivali su cui appoggerà l’intradosso della guida.
Figura 2 Maching del file DICOM e stl con il software QuickVision 3D
Le fasi di pianificazione dell’impianto
Il progetto protesico può essere totalmente digitale realizzando un wax-up virtuale a livello delle zone edentate. Ciò permette di ottenere su una stessa immagine la situazione anatomica e il progetto protesico.
La preparazione della guida chirurgica richiede la combinazione di tre elementi:
- I dati DICOM del Cone beam,
- Un wax-up virtuale del progetto protesico,
- Le impronte o calchi digitali dei pazienti,
I software di pianificazione permettono di mettere in evidenza il nervo alveolare inferiore.
Dopo aver realizzato la futura protesi, si passa alla scelta della posizione, della lunghezza e dell’asse degli impianti. Ciò consente di dare l’indicazione di un eventuale trapianto osseo o di un sollevamento del seno (sinus-lift) e di anticipare la modalità di collegamento protesico: avvitato se l’impianto è nell’asse protesico ideale o sigillato con un moncone angolato se l’emergere della sede della vite di impianto si trova sulla faccia vestibolare della futura protesi.
Nel caso di più impianti, è inoltre possibile controllarne il parallelismo.
Figura 3 Diverse sezioni mostrano il posizionamento degli impianti sul software di pianificazione QuickVision 3D
Vengono poi modellizzati dei cilindri virtuali, in relazione agli impianti, sopra la cresta gengivale per non ostacolare l’inserimento della guida in bocca.
La guida chirurgica è quindi pronta per la modellizzazione sul file STL dell’arcata edentata, scegliendo con precisione le superfici di appoggio. La guida viene creata virtualmente ed è possibile esportare e stampare un relativo file STL.
Figura 4 Progettazione della guida chirurgica sul software di pianificazione QuickVision 3D
La fabbricazione tramite stampa 3D
Esistono diversi procedimenti additivi, ossia il FDM (Fuse Deposition Modeling, il SLS (Selected laser Sintering o sinterizzazione selettiva tramite laser). La tecnica di stampa 3D ha però avuto un grande successo in questi ultimi anni grazie alla tecnica SLA (Stereolitografia).
La SLA consiste nella polimerizzazione strato per strato con un raggio laser di una resina liquida fotosensibile. Questa tecnologia permette di associare un livello di precisione elevato (fino a 10 μm di spessore di strato di stampa) e uno stato di superficie perfettamente liscia.
Stampanti sempre più ergonomiche e semplici da utilizzare, adatte all’uso odontoiatrico e a costi abbordabili, sono proposte dalle industrie, creando un nuovo mercato per gli studi dentistici.
La gamma di stampanti SLA si arricchisce ogni giorno di più, citiamo l’esempio della Form2 di Formlabs.
Quest’ultima ha in particolare la possibilità di utilizzare una resina biocompatibile di classe I autoclavabile, sviluppata per la realizzazione di guide chirurgiche: la Dental SG.
Dopo aver stampato la guida, quest’ultima deve essere sgrassata immergendola in un bagno d’alcool isopropilico per 20 minuti, quindi sciacquata, asciugata e postpolimerizzata grazie un passaggio in un forno specifico a UV.
Dopo la lucidatura della guida, le bussole cilindriche in titanio vengono messe in posizione per semplice attrito. Il dispositivo può essere quindi sterilizzato in autoclave o con raggi gamma, oppure disinfettato a freddo immergendolo in una soluzione di clorexidina.
Figura 5 Guida chirurgica con le bussole metalliche in posizione
I diversi tipi di guide chirurgiche
In base alla tecnica chirurgica, sono possibili diversi tipi di guide chirurgiche: guide indicatrici con passaggio solo della punta pilota o guide di chirurgia completamente assistita.
In base al tipo di guida desiderato, il diametro dei cilindri può variare perché vi verranno inseriti tubi di titanio.
Le guide di impianto sono diverse anche in base al tipo di appoggio: dentale, mucoso o osseo.
Guida chirurgica ad appoggio osseo
Questo tipo di guide chirurgiche richiede un notevole sollevamento del lembo mucoperiosteo (pieno spessore) per installarla e stabilizzarla, per questo è sempre meno utilizzata dai medici, se non addirittura abbandonata perché si oppone alla filosofia della chirurgia assistita che intende promuovere tecniche poco invasive.
La guida ad appoggio mucoso
Questa guida è indicata nel caso di totale assenza di denti. Il suo vantaggio principale risiede nella tecnica chirurgica poco invasiva Flapless che evita il ricorso a un lembo periosteo. Tuttavia, la sua manipolazione richiede una certa esperienza. Questa guida richiede l’uso di una chiave di occlusione e quindi l’installazione di viti di fissaggio o di stabilizzazione denominate ancora chiavette transossee per avere un contenimento sicuro e una stabilità ottimale.
La superficie d’appoggio su cui posa la guida è la mucosa, che è una superficie comprimibile di uno spessore che può arrivare fino a 3 o 4 mm. Una pressione non omogenea potrebbe indurre uno spostamento e di conseguenza una deviazione del punto di impatto iniziale e quindi dell’angolazione pianificata degli impianti.
La guida ad appoggio dentale
È indicata nel caso di sdentatura parziale anteriore o posteriore limitata dagli altri denti, ma anche nelle zone edentate terminali che non superano i 30mm di lunghezza. Permette di realizzare chirurgie con o senza lembo. È la più precisa di tutte le guide chirurgiche, in particolare nel caso in cui la zona priva di denti è limitata dagli altri denti.
I software e i sistemi di chirurgia assistita
Attualmente, esistono diversi software e sistemi di pianificazione, tra gli altri Simplant™ di Dentsply Sirona, i Systèmes Nobel Guide e Nobel Clinician di Nobel Biocare, Système Easy Guide, il sistema CoDiagnostics di Dental wings e infine il famoso BlueSky Plan.
Quest’ultimo è stato sviluppato dalla società americana Blue Sky Bio e ha la particolarità di essere scaricabile gratuitamente su Internet.
Grazie a questo strumento ad accesso libero, è possibile modellizzare la guida chirurgica e quindi esportare il file STL per stamparlo con un software di terza parte.
I vantaggi della chirurgia assistita
La chirurgia assistita ha permesso di migliorare le tecniche convenzionali impiegate in implantologia che presentano dei limiti in termini di precisione rispetto alla scelta dell’asse dell’impianto e la sua prossimità alle radici dei denti adiacenti e ai diversi elementi anatomici. In effetti, permette di anticipare gli ostacoli anatomici ma anche il rispetto del volume osseo residuo e l’adeguamento con l’asse della futura protesi. In implantologia convenzionale, è principalmente la configurazione ossea del sito di impianto che guida la foratura e non l’asse della futura protesi.
Il tempo di intervento, inoltre, si riduce, la chirurgia è riproducibile, meno invasiva e la tracciabilità è facilitata.
Viene avvantaggiato così tanto il paziente quanto il medico. La chirurgia Flapless riduce lo stress del chirurgo e dell’improvvisazione durante l’intervento e mette in sicurezza il gesto chirurgico rispettando il contesto osseo.
Il posizionamento preciso dell’impianto nell’osso disponibile permette di ridurre il ricorso ai trapianti o a permettere la posa di impianti nei casi più complessi dove vincoli anatomici avevano in precedenza impedito il trattamento.
Inoltre, questa tecnica migliora i risultati protesici e facilita la prefabbricazione della protesi.
Il ricorso alla chirurgia assistita garantisce un miglior controllo delle conseguenze operatorie. Permette di ridurre il rischio emorragico preoperatorio e il rischio di infezioni, di ridurre il dolore e l’infiammazione postoperatori e quindi ottimizzare la velocità di cicatrizzazione.
La guida chirurgica può anche essere considerata come uno strumento di comunicazione con il paziente che serve a spiegare e a infondergli sicurezza grazie alla visualizzazione di diverse percezioni dei casi clinici. Con il tempo, questo strumento potrebbe avere un potenziale pedagogico.
Le difficoltà e i limiti della tecnica
Malgrado la sicurezza che questa tecnologia apporta e con una condizione di rigore estremo tra tutte le fasi, il chirurgo deve continuare a integrare prima di tutto i fondamentali di anatomia e implantologia.
La prima difficoltà nella chirurgia assistita da computer risiede nella mancanza di apertura della bocca, da cui l’impossibilità frequente di poter posare gli impianti nel settore posteriore, soprattutto in presenza della guida, perché è difficile introdurre la punta nelle bussole. Gli autori hanno inoltre constatato che la tecnicità legata alla chirurgia assistita richiede una curva di apprendimento relativamente ripida perché è una tecnica molto sensibile e dipendente dall’operatore che deve essere adottata con precauzione.
Sono state riportate complicanze benigne, in particolare deviazioni tra simulazione e realtà.
Considerazioni sulla precisione
La ricerca della precisione è necessaria in tutte le fasi e richiede l’applicazione precisa dei protocolli, ossia la pianificazione digitale, la concezione e creazione della guida chirurgica, l’inserimento degli impianti grazie ai cilindri di guida (bussole) e infine la realizzazione della protesi.
Lo scarto tra la posizione reale postchirurgica dell’impianto e la sua posizione teorica sul software di pianificazione di impianto viene determinato misurando tre parametri:
- La deviazione sul punto di impatto della foratura (in mm) o a livello del collo dell’impianto
- La deviazione all’apice (in mm)
- L’angolazione dell’impianto (in gradi): deviazione nel senso mesio-distale o vestibolo-palatale/linguale)
Diversi studi si sono interessati della questione della precisione delle guide chirurgiche. Questo guadagno di precisione che ci vendono le aziende che sviluppano software e sistemi di chirurgia assistita è un mito o realtà? A che punto siamo davvero?
Nella chirurgia assistita, le fasi si susseguono: l’esame radiologico, la simulazione informatica dei futuri impianti e naturalmente la realizzazione della guida stereolitografica, la sua prova e la chirurgia assistita stessa. Tutti questi passaggi accumulerebbero eventuali errori che rischiano di ridurre la precisione della chirurgia, sapendo che non si può mettere in causa il procedimento della stereolitografia poiché il tasso di errore della tecnica SLA non supera lo 0,1 %. Il ricorso alle guide stereolitografiche non ha dimostrato nei diversi studi realizzati una efficacia priva di errori.
Sarment et al hanno concluso che la posa di impianto con una guida permette di ridurre le deviazioni rispetto alla chirurgia convenzionale. Nel loro studio, Nickenig et al riconoscono che la guida apporta un certo aiuto ma che possono risultare dei valori clinicamente non accettabili.
Gli studi di Ozan e Schneider concordano su variazioni ridotte rispetto alla pianificazione in funzione del tipo di appoggio della guida.
La guida ad appoggio dentale è unanimamente la più precisa, seguita dalla guida ad appoggio mucoso e infine da quella ad appoggio osseo.
Risulta che indipendentemente dal tipo di appoggio, la variazione della posizione dell’apice dell’impianto è sempre più importante di quella del collo. Le pubblicazioni dimostrano che la deviazione media del collo dell’impianto è di circa 1 mm e che la deviazione dell’apice è di circa 1,5 mm con scarti tipo molto variabili per i due valori.
Per quanto riguarda la deviazione angolare, la precisione della guida ad appoggio dentale è nettamente superiore a quella delle altre guide.
Il costo
Malgrado gli innumerevoli vantaggi, l’uso della chirurgia assistita non è ancora sistematico e il freno principale è naturalmente il costo. Spesso giudicato elevato, ha un impatto non indifferente sul prezzo dell’impianto. La stampa 3D direttamente presso lo studio dentistico permette di ridurne il costo e in questa direzione si muovono sempre più chirurgi-dentisti implantologi. Ciò richiede un apprendimento preventivo per imparare a conoscere questa tecnica della stereolitografia, ma è un protocollo semplice, rapido, che non influisce concretamente sul costo del trattamento di impianto.
Conclusione
Il flusso digitale completo permette la trasposizione del progetto digitale virtuale direttamente sul software di pianificazione per generare la guida chirurgica sotto forma di file STL e ottenere un dispositivo medicale su misura.
Il protocollo di chirurgia assistita in passato riservato ai casi complessi a causa del suo costo è oggi sempre più spesso integrato nei piani di trattamento nella chirurgia implantare.
Tuttavia, l’ampia divergenza tra i risultati della letteratura riguardo all’aumento della precisione che questa tecnica promette dovrebbe allertarci perché non si può ancora dare una piena fiducia alla guida chirurgica.
L’utilizzo di questo strumento costituisce un aiuto prezioso ma non permette di trascurare l’importanza della conoscenza e dell’esperienza del chirurgo-dentista.
Questo metodo deve infatti ancora dimostrare la sua piena validità soprattutto per quanto riguarda la precisione, ma è innegabile che il principio sia rivoluzionario e permetta di estendere ulteriormente le possibilità del digitale e delle tecniche additive per un’odontoiatria 4.0.