Evoluzione delle metodiche CAD-CAM in odontoiatria ... · Computer-Aided Design e Computer-Aided...

© Sanitanova Srl - Evoluzione delle metodiche CAD-CAM in odontoiatria restaurativa 1

Evoluzione delle metodiche CAD-CAM in odontoiatria restaurativa

Autori: Dott. Sergio Porro, Docente Master in Odontoiatria Digitale; Dott. Mauro Belluz, Odontoiatra – Clinica Odontoiatrica IRCCS Galeazzi

Responsabile scientifico: Dott. Mauro Belluz, Odontoiatra –Clinica Odontoiatrica IRCCS Galeazzi

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Inizio evento: 10/05/2015; ID evento: 12/127654

Obiettivi formativi

Al termine del modulo didattico, l’odontoiatra dovrebbe essere in grado di:

conoscere i principi di funzionamento delCAD-CAM;

comprendere le diverse tipologie di metodiche CAD-CAM;

valutare pregi e difetti delle diverse tipologie di metodiche CAD-CAM;

Scopo dell’attività

In questo corso si vuole quindi documentare l’evoluzione dell’odontoiatria digitale, nello specifico i sistemi CAD-CAM analizzando come questi possano portare vantaggi sia al clinico sia al paziente e andando in seguito a presentare dei casi clinici esplicativi.

Parole chiave

CAD-CAM, inlay, onlay, overlay, resine acriliche, porcellane feldspatiche, Computer-Aided Design e Computer-Aided Manufacturing, gestione completa, chairside, parziale terzializzazione del processo di produzione, labside, totale terzializzazione del processo di produzione, allumina, ossido di alluminio, zirconia, ossido di zirconio, scanner, telecamera intraorale, fresatrice,

Executive summary

A causa della crescente domanda di sicurezza e di soluzioni protesiche


esteticamente gradevoli, diversi nuovi materiali ceramici sono stati recentemente introdotti sul mercato. Questi materiali hanno però dimostrato di richiedere tecnologie di lavorazione sofisticate e nuovi sistemi sono stati previsti per il workflow tra odontoiatra e odontotecnico. Una soluzione è stata l'introduzione della progettazione e produzione assistita da computer (CAD/CAM).

La tecnologia CAD-CAM è stata sviluppata con l'obiettivo di progettare e realizzare strutture protesiche con caratteristiche di qualità costanti. Il CAD-CAM, infatti, permette di utilizzare procedure codificate, protocollate, controllabili e soprattutto ripetibili.

Le tecnologie al momento disponibili prevedono la gestione completa (chairside), la parziale terzializzazione del processo di produzione (labside) e la totale terzializzazione del processo di produzione.

La tecnologia CAD-CAM non offre solo la possibilità di progettare direttamente a computer e di ottenere così il prodotto con modalità quasi completamente automatizzata ma promette vantaggi rispetto alle tecniche convenzionali in termini di velocità, precisione e facilità d'utilizzo.

Introduzione

L’odontoiatria presenta una lunga storia riguardante la risoluzione delle esigenze dei pazienti; nel tempo sono state proposte soluzioni conservative e dispositivi protesici, quali inlay, onlay, corone, protesi parziali fisse e protesi rimovibili, tutto questo per recuperare la funzione orale dei pazienti e mantenere la loro salute. In contrasto con altri prodotti industriali, tali dispositivi dentali erano e sono rimasti altamente individualizzati in base al deficit estetico-funzionale del paziente.

Nel corso del ventesimo secolo, sia i materiali dentali sia le tecnologie per la fabbricazione sono progrediti notevolmente. Le microfusioni a cera persa di leghe d'oro, la modellazione e la polimerizzazione di resine acriliche, la cottura della polvere di porcellane feldspatiche sono state sviluppate per l’odontoiatria e si sono ben affermate come tecnologia convenzionale per il laboratorio dentale. Non vi è alcun dubbio che i dispositivi dentali di alta qualità possano essere così realizzati attraverso la collaborazione di dentisti e odontotecnici. Tuttavia, nel laboratorio odontotecnico rimane ancora un’alta intensità di lavoro e i vari processi risentono molto dell’esperienza dell’operatore.

A causa della crescente domanda di sicurezza e di soluzioni protesiche esteticamente gradevoli, diversi nuovi materiali ceramici sono stati recentemente introdotti sul mercato. Questi materiali hanno però dimostrato di richiedere tecnologie di lavorazione sofisticate e nuovi sistemi sono stati previsti per il workflow tra odontoiatra e odontotecnico. Una soluzione è stata l'introduzione della progettazione e produzione assistita da computer (CAD/CAM).

In odontoiatria, quindi, il mondo digitale ha fatto la sua comparsa sia nella componente gestionale dei pazienti sia nella zona clinica, dove l’acquisizione digitale attraverso sistemi diagnostici radiografici e scanner intraorali permette di creare dei modelli virtuali sui quali l’iter diagnostico-terapeutico può essere sviluppato.

Le immagini radiologiche bidimensionali digitali aiutano quotidianamente l’odontoiatra a formulare il momento diagnostico; nei casi più complessi le nuove metodiche T.C. (Dentalscan e in seguito TAC Cone Beam 3D) aiutano enormemente anche l’approccio terapeutico chirurgico.

Nella disciplina ortodontica la digitalizzazione dei dati antropomorfici ha permesso lo sviluppo di metodiche e tecniche innovative e invisibili.


L’utilizzo di questi modelli virtuali è, nel campo protesico, di sicuro interesse soprattutto da quando sono comparsi sul mercato materiali estetici lavorabili per fresaggio e non per fusione. La progettazione della protesi avviene quindi attraverso un software e, tramite un centro di fresatura a controllo numerico, si ottiene il prodotto riducendo i passaggi manuali e le relative possibilità di errori.

In questo corso si vuole quindi documentare l’evoluzione dell’odontoiatria digitale, nello specifico i sistemi CAD-CAM analizzando come questi possano portare vantaggi sia al clinico sia al paziente e andando in seguito a presentare dei casi clinici esplicativi.

Storia ed evoluzione del CAD-CAM

Nascita del CAD-CAM

Il termine CAD-CAM è l’acronimo di Computer-Aided Design e Computer-Aided Manufacturing e consiste nella progettazione tridimensionale di un manufatto a computer con conseguente produzione automatizzata dello stesso mediante macchina fresatrice1.

Questo sistema permette, infatti, di realizzare o acquisire direttamente un modello sul computer e di inviare lo stesso sotto forma di dati numerici a una macchina per procedere alla sua realizzazione.

Il CAD-CAM nel corso degli ultimi quarant’anni ha rivoluzionato il mondo produttivo. I primi segni di vita di questa tecnologia, che tanto ha influito sulle procedure di produzione industriale, risalgono all’inizio degli anni ’60 con la presentazione della prima interfaccia grafica che si avvaleva di una tavoletta e una penna luminosa: per la precisione era il 1962, il computer era un mainframe TX-2 del Massachussets Institute of Tecnology (MIT) e l’autore fu Sutherland (vedi Figura 1).

Fig. 1: 1962 Sutherland e la sua interfaccia grafica

La possibilità di dialogare con un computer, non più digitando su una tastiera dei comandi alfa-numerici ma tracciando linee e punti con un raggio di luce, rappresentò una vera rivoluzione per l’ambiente virtuale dei computer: semplicemente un nuovo modo di interagire con la macchina.

A dare impulso e sostegno al CAD-CAM furono in seguito le aziende del settore automobilistico e aerospaziale, grandi gruppi che intuirono da subito i vantaggi in termini di automazione, che il CAD-CAM portava in sé. Da quel momento, il passaggio al settore dentale richiese una decina d’anni.

http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=sutherland 1962&source=images&cd=&cad=rja&docid=YvJ8n8GGYBy-9M&tbnid=Y6cjM45BtOl7PM:&ved=0CAUQjRw&url=http://history-computer.com/ModernComputer/Software/Sketchpad.html&ei=GggSUqDzIc2GswbbpIDgAg&bvm=bv.50768961,d.Yms&psig=AFQjCNHTyPHuyDa9H8VoqULHi2G3-jypgw&ust=1376999828981712


Nel 1971, in Francia, Pierre Bezièr realizza uno dei primi sistemi, il CAD-CAM UNISURF, per la progettazione e la costruzione di auto in casa Renault. È grazie a Duret, ancora in Francia, Altschuler e Rekow negli Stati Uniti, Mörmann e Brandestini in Svizzera, che i sistemi CAD-CAM entrano in odontoiatria nei primi anni ’702.

Infatti, l’idea di utilizzare tecniche CAD-CAM per la realizzazione di restauri dentali fu concepita da Francois Duret, che si basò sul principio: “utilizzando delle macchine controllate dal computer si può ridurre lo sforzo manuale necessario per la riproduzione di protesi dentali convenzionali”1.

A partire dal 1971 egli fabbricò numerose corone usando un’impronta ottica del moncone dentale, seguita dalla progettazione di un manufatto e dalla successiva realizzazione tramite fresatrice a controllo numerico. Più tardi sviluppò il Sopha® System (Shopa Bioconcept Inc, los Angeles) che ebbe un forte impatto sul successivo sviluppo dei sistemi CAD-CAM nel mondo3. Creò il primo restauro CAD-CAM nel 1983 e dimostrò questo sistema al French Dental Association’s International Congress nel novembre del 1985.

Nei dieci anni successivi, l’approfondimento di questa tecnologia e della sua applicazione in ambito dentale portò alla realizzazione dei primi sistemi dedicati.

Gli studi vennero poi eseguiti dal Dr Werner Mörmann che, con l’aiuto di Marco Brandestini, ingegnere elettronico, ideò un sistema ottico di scansione dentale; nel 1985 il suo team realizzò il primo intarsio in poltrona usando sia il sistema di scansione ottica sia il dispositivo di fresatura (vedi Figura 2). Questo sistema venne chiamato CEREC (CEramic REConstruction), un acronimo utilizzato per indicare la ricostruzione computer-assistita di materiale ceramico4,5.

Figura 2: 1985: Mörmann e Brandestini: il prototipo “giallo” del CEREC

Mörmann tentò di utilizzare la nuova tecnologia direttamente sul paziente: rilevò la cavità preparata con una telecamera intraorale e creò un restauro inlay da un blocco di ceramica usando una macchina fresatrice compatta direttamente in studio.

Grazie all’opera di Mörmann nasce per gli odontoiatri, nel 1987, il sistema CAD-CAM chairside CEREC 1 della Siemens per la realizzazione di intarsi in ceramica con il rilevamento di un’impronta ottica della preparazione3.

Da allora software e hardware hanno raggiunto velocità e precisione difficilmente immaginabili in quegli anni.


Nel 1982 uscì il primo personal computer di massa, il Commodore 64: caricava i dati da un registratore a cassette e la sua memoria è oggi paragonabile a quella di una scheda telefonica di un cellulare.

Agli inizi degli anni ’80 vennero utilizzate delle leghe nichel-cromo come sostituto delle leghe auree a causa del drastico aumento del prezzo dell’oro di quei tempi. Tuttavia, soprattutto nel Nord Europa, si svilupparono numerose allergie a questo tipo di lega e quindi venne proposto l’utilizzo di materiali anallergici come il titanio. Anche se la sua microfusione risultava difficile a quei tempi, gli svedesi Matt Andersson e Agneta Oden tentarono la fabbricazione di cappette in titanio derivate dalla elettro-erosione e diffusero la tecnologia CAD-CAM per la preparazione di faccette in composito, lanciando nel 1983 il sistema PROCERA (oggi meglio conosciuto come NobelProcera, Nobel Biocare, Zurigo, Svizzera).

Questo sistema più tardi si sviluppò come centro di elaborazione in rete con digitalizzatori satellitari in tutto il mondo per la fabbricazione di restauri in ceramica3. Tali sistemi di produzione di rete sono oggi utilizzati da numerose aziende del mondo.

Nel frattempo, nella metà degli anni ’80 nelle università giapponesi iniziò la ricerca dei sistemi CAD-CAM e questi risultarono essere disponibili per il mercato giapponese poco dopo. Tuttavia esisteva in Giappone una situazione sfortunata perché, sebbene vi fosse stata nei venti anni precedenti una notevole ricerca sui sistemi dentali CAD-CAM sia nelle università sia nelle aziende, i servizi odontoiatrici erano in gran parte forniti dal sistema di assicurazione sanitaria che oppose resistenza all’applicazione pratica di questo sistema nelle cliniche odontoiatriche3.

Nondimeno, con la recente apertura della normativa, il Giappone è visto attualmente dalle aziende produttrici come un mercato promettente al pari degli Stati Uniti e ancor di più dell’Europa

Negli anni si è assistito a una considerevole accelerazione nello sviluppo di altri sistemi CAD-CAM, come conseguenza del significativo miglioramento delle prestazioni sia dei computer sia dei software applicativi.

Solo oggi però, questa nuova strada di lavoro sta veramente prendendo piede nel settore dentale.

La tecnologia CAD-CAM è stata sviluppata con l'obiettivo di progettare e realizzare strutture protesiche con caratteristiche di qualità costanti. Il CAD-CAM, infatti, permette di utilizzare procedure codificate, protocollate, controllabili e soprattutto ripetibili.

I progressi effettuati nelle moderne tecniche di scansione hanno portato questa tecnologia a un livello di applicabilità certamente importante: nel corso delle ultime due decadi numerose ricerche hanno portato all'odierno successo della tecnologia CAD-CAM dentale e molteplici sono stati i metodi per raccogliere i dati tridimensionali del dente preparato tramite telecamere ottiche e scansioni laser; fondamentale è stata la sostituzione dei convenzionali dischi per fresatura con una varietà di frese diamantate. Altro fattore vitale è stato lo sviluppo di ceramiche di allumina (ossido di alluminio) e zirconia (ossido di zirconio) che posseggono ottima lavorabilità e caratteristiche fisiche elevate4.

In effetti la vera rivoluzione non è stata e non è quella relativa allo scanner ma è stata la possibilità di interpretare con sicurezza e facilità i miliardi di informazioni che sono necessari per ricostruire un modello virtuale.

Con i sistemi CAD-CAM attuali possiamo davvero parlare di "odontotecnica virtuale" o di "odontotecnico informatico": la macchina si mette a disposizione del professionista per aumentarne la precisione, la produttività le possibilità realizzative2.


Come funziona il CAD-CAM

Com’è possibile vedere dalla cronologia, è a partire dagli anni ’90 che si assiste a un importante incremento delle potenzialità di questi sistemi, soprattutto in seguito dello sviluppo nell'ambito dei software.

È opportuno mettere in risalto quelle che sono le principali risorse nell'utilizzo di questa tecnologia: la flessibilità e la varietà di soluzioni che, a oggi, grazie alla diversificazione dell'offerta delle aziende, possono garantire una vasta gamma di scelta all'odontoiatra, all'odontotecnico e soprattutto al paziente. Questa flessibilità si gioca articolando in maniera diversa le differenti fasi che caratterizzano un processo di produzione organizzato sulla tecnologia CAD-CAM (scansione, acquisizione dei dati, modellazione digitale e fresatura). Di seguito le soluzioni di gestione ad oggi proposte6-8:

gestione completa (chairside): l’odontoiatra, nell'ottica di garantirsi una produzione in totale autonomia, viene a dotarsi di tutti i dispositivi e le tecnologie necessarie (Sistema CEREC);

parziale terzializzazione del processo di produzione (labside): è la proposta di chi decide di affidare al laboratorio e/o presso centri specializzati/autorizzati la componente CAM (fresatura);

totale terzializzazione del processo di produzione: interessa il laboratorio odontotecnico che affiderà la digitalizzazione del modello e la fresatura al Milling Center (come nel caso del sistema LAVA).

Per quanto riguarda la fase operativa vera e propria, l'operatore progetta e modella al computer la forma della protesi che verrà poi realizzata da macchine guidate dal computer stesso.

Gli attuali sistemi CAD-CAM sono costituiti essenzialmente da tre componenti: uno scanner manuale, un carrello che ospita un personal computer con un monitor e una macchina per fresare9.

È attraverso l'uso di uno scanner 3D che è possibile entrare nel mondo virtuale del computer: lo scanner analizza la preparazione dentale effettuata dal clinico e ne esegue la lettura delle forme per mezzo di un sensore tattile, ottico o laser.

Conclusa la lettura, il software è in grado di acquisire i dati e di generare un'immagine tridimensionale della preparazione e mostra a schermo una riproduzione del modello sul quale è possibile creare la struttura desiderata.

A termine di questa fase viene ottenuto un file contenente i dati da inviare alla macchina utensile (CAM) che potrà così provvedere a eseguire la lavorazione del materiale prescelto (impiegando dai 4 ai 10 minuti).

Queste macchine sono in grado di costruire dei restauri tramite blocchi prefabbricati di ceramica o di metallo e, una volta esaminato ed approvato, il restauro viene lucidato o eventualmente rimandato nel laboratorio odontotecnico per il completamento estetico10.

I vantaggi del sistema CAD-CAM

La tecnologia CAD-CAM non offre solo la possibilità di progettare direttamente a computer e di ottenere così il prodotto con modalità quasi completamente automatizzata ma promette vantaggi rispetto alle tecniche convenzionali in termini di velocità, precisione e facilità d'utilizzo.


Il primo privilegio è rappresentato sicuramente dalla precisione: l'accuratezza di un progetto realizzato al computer è maggiore di quella realizzata con sistemi manuali; il clinico può permettersi di "zoomare" all'interno del progetto, approfondire i dettagli e affinare i particolari11.

Bisogna poi considerare la rapidità: le scansioni digitali hanno la potenzialità di essere più veloci rispetto alle impronte convenzionali perché calchi in gesso, cera e fusioni sono limitati. Secondo l'azienda SIRONA, impronte di una emiarcata richiedono 40 secondi mentre l'impronta di tutta l'arcata solo due minuti. Il CAD-CAM rende più veloce sia il disegno sia la fabbricazione: una lavorazione completa di una corona richiede solo pochi minuti di fresaggio (tra i 4 e i 10 minuti).

Vi è poi la riproducibilità: un progetto che è stato digitalizzato è in ogni momento riproducibile esattamente non in quanto copia, che potrebbe essere soggetta a degrado, ma di un esemplare in tutto identico al precedente perché derivante dalla stessa matrice. Questo significa anche poter ritoccare o modificare in parte senza bisogno di riprendere interamente in mano il disegno.

Inoltre non va dimenticato il vantaggio, importantissimo, di disporre di una simulazione 3D che permetta di visualizzare, non sulle mani ma sullo schermo, l'immagine tridimensionale dell'oggetto che si sta disegnando, in modo da poterlo valutare sotto ogni angolazione.

Questa metodica è in grado di creare restauri tramite fresatura, permettendo il controllo della qualità dei dispositivi dentali, progettando forme ottimali in base alle caratteristiche del materiale, impedendo irregolarità come eventuali deformazioni dovute agli effetti del trattamento e, infine, fornendo elaborazioni riproducibili3.

Peraltro i restauri CAD-CAM hanno un aspetto naturale perché i blocchi di ceramica hanno una traslucenza che emula lo smalto e sono disponibili in una grande varietà di sfumature.

Il risparmio di tempo e lavoro offre la possibilità di ridurre costi e l’assenza di impronte “contaminate” che transitano dallo studio al laboratorio riduce la possibilità di infezioni crociate. Inoltre la promessa di velocità e qualità attrae il paziente (vedi Tabella 1).

Tabella 1. Potenzialità dei sistemi CAD-CAM

Accuratezza dell’impronta

Possibilità di visionare, aggiustare ed eventualmente riprendere l’impronta

Nessun disturbo fisico al paziente

Riduzione degli appuntamenti necessari

Possibilità di una funzionale visione occlusale

Creazione accurata del restauro

Potenziale distribuzione del costo del macchinario

Realizzazione fisica di modelli accurati e resistenti

Controllo delle infezioni crociate


Assenza di errori di fabbricazione dovuti a fusioni o saldature errate

Sviluppo dei sistemi CAD-CAM in odontoiatria restaurativa: sistemi a parziale terzializzazione del processo di produzione (labside)

Vengono ora presentate alcune delle metodiche CAD-CAM maggiormente utilizzate in campo odontotecnico.

CERCON® SMART CERAMICS SYSTEM (DeguDent, Hanau, Germany)

Diretta derivazione degli studi iniziati dall'équipe del Prof. Schaerer e del Prof. Gauckler presso l'università di Zurigo verso la metà degli anni ’90, conosciuti allora con il nome "DCM" (Direct Ceramic Machining), il sistema Cercon (vedi Figura 3) è stato completato da Degussa Dental (ora divenuta DeguDent) che lo ha presentato all'IDS di Colonia nel 2001, commercializzandolo a partire dall'autunno dello stesso anno.

Cercon ha operato una scelta abbastanza radicale all'interno del panorama dei produttori di sistemi CAD-CAM nel dentale: eliminare la parte CAD. Lo scanner quindi analizza un modello già definitivo che può essere in cera, resina o metallo, trasferendo poi i dati all'unità di fresaggio senza che avvenga un passaggio intermedio di modellazione virtuale.

Questa scelta fu voluta inizialmente da DeguDent per svincolare i tecnici dalla fase di progettazione virtuale e quindi da un ambiente di lavoro composto da processore, mouse e monitor, quindi non famigliare agli odontotecnici.

In realtà anche Cercon ha presentato successivamente un proprio modulo CAD, integrando quindi il sistema attuale con la fase di progettazione a video e rendendolo a tutti gli effetti paragonabile agli altri sistemi completi presenti attualmente sul mercato.

Figura 3: Cercon System

DCS PRECIDENT® (DCS Dental)

Uno dei primi sistemi apparsi sul mercato, il modello proposto e sviluppato da DCS si mostra orientato alla massima flessibilità.

È infatti possibile optare per la soluzione che offre la completa autonomia, con una totale gestione in laboratorio dell'intero processo, oppure indirizzarsi verso un investimento più contenuto, limitandosi alla


gestione della sola fase CAD, per affidare in esterno quella CAM. Nel primo caso evidentemente occorrerà il sistema completo composto da scanner DCS Preciscan, dal software DCS Denform e dall'unità di fresaggio Precimill. Nel caso invece si desideri gestire solo l'acquisizione dei dati e la loro elaborazione, bastano naturalmente solo scanner e software. Una volta prodotto il modello digitale, bisognerà inviarlo (esempio, via modem) a uno dei centri di fresatura presenti sul territorio italiano, per ottenere in pochi giorni la struttura fresata del materiale richiesto, pronta per il successivo rivestimento estetico.

I materiali utilizzati con il sistema DCS includono porcellana, ceramiche vetrose, zirconia densa, metalli e resine composite. Questo sistema è uno dei pochi sistemi CAD-CAM ad essere in grado di fresare titanio e zirconia sinterizzata densa.

DCS (vedi Figura 4) è stato commercializzato a partire dal 1997 dopo oltre dieci anni di studi e test; è stato sottoposto poi ad un continuo aggiornamento tanto sul fronte dell'hardware (nel 2003 è stato infatti presentato il nuovo Precismart, versione entry level dell'unità di fresatura basata sul più completo Precimill) sia su quello software e dei materiali12.

Figura 4: sistema DCS Precident: fresatore Precimill

CARES® (Straumann, Basilea, Svizzera)

Il modello CARES (vedi Figura 5) propone uno scanner e il software di modellazione virtuale 3D (CARES Visual 8) per la fase CAD Lab Side, mentre delega la fase CAM, in questo caso molto complessa a causa della maggior completezza della fresatrice, a un centro esterno dove giungono i dati inviati attraverso una connessione digitale.

Il sistema offre alcune caratteristiche specifiche, come la modellazione di strutture di ponti fino a 16 elementi e la lettura di preparazioni ripide fino a 0°.

Lo scanner è dotato di una porta STL (STereo Lithography interface format oppure Standard Triangulation Language), che è uno standard industriale per consentire l'accesso anche ad altri materiali e produttori, oltre la Straumann13.


Anche in questo caso semplificazione delle procedure e risparmio sui tempi sono gli elementi sui quali punta l'azienda per proporre il proprio sistema, a fianco naturalmente dell'accesso a materiali di notevole rendimento come la zirconia ed il titanio, che possono essere lavorati solo grazie alla tecnologia CAD-CAM.

Figura 5: CARES System

ARTICA® (KaVo, Biberach/Riss, Germany)

La Kavo ha introdotto questo progetto come evoluzione dell’Everest, mantenendo la retrocompatibilità del formato dei file. L’ARTICA si propone come un sistema completo per l’acquisizione ottica dei modelli in laboratorio (KaVo ARTICA Scan), la gestione dei file con apposito programma (KaVo Multicad), la fresatrice a 5 assi (KaVo ARTICA Engine) e una gamma di blocchetti (ARTICA Elements) che spaziano, oltre che dai classici materiali, anche alla resina rinforzata con fibra di vetro e titanio (vedi Figura 6).

Naturalmente un'offerta così articolata è l'ideale per chi desidera sviluppare completa indipendenza e piena autonomia di gestione, orientandosi verso carichi produttivi che riescono a sfruttare il sistema senza dover ricorrere all'intervento di terze parti e senza quindi delegare parte della produzione al controllo continuo e diretto.

È il sistema che si fa carico mediante automazione di tutte le operazioni di routine come, ad esempio, il processo di sinterizzazione che può avvenire tranquillamente nel corso di una notte senza assistenza e controllo da parte dell'operatore.

Il software KaVo Multicad accetta anche il formato di acquisizione aperto STL, andando quindi a proporsi come sistema labside, è altresì possibile utilizzare la versione open della fresatrice che permette di impiegare le gamme di blocchetti di altre case produttrici.


Figura 6: ARTICA Engine e Scan

PROCERA (Nobel Biocare, Zurigo, Svizzera)

Procera è la proposta del Gruppo Nobel Biocare per la produzione di sottostrutture per impianti e per protesi fissa in allumina, zirconia e titanio con tecnica CAD-CAM. Il sistema Procera nasce da uno dei primi studi relativi all'impiego della tecnologia CAD-CAM nel dentale. I primi studi vennero infatti realizzati da Mats Andersson della Umea Dental School, in Svezia, e Agneta Oden, dell'Istituto Reale di Tecnologia di Stoccolma, sin dal 1984. Entrato in produzione dieci anni più tardi a seguito di una lunga serie di test, Procera è a oggi uno dei sistemi maggiormente diffusi. All'interno delle varie opzioni possibili, che vanno dalla scelta di affidare per intero ai laboratori la tecnologia completa (scanner, fresatrice e forno) sino a quella invece di centralizzare tutto, come nel caso del sistema Lava 3M, Procera ha optato per una versione che potremmo definire "intermedia"14.

Presso lo studio odontotecnico risiede infatti solo lo scanner che, insieme al software funzionante su piattaforma windows, quindi operativo su normale PC, permettono al tecnico di elaborare i dati della lettura per ricavare un modello digitale che viene poi inviato via modem ad uno dei centri di fresatura. Attualmente ne esistono tre: due in Svezia ed uno negli Stati Uniti.

Punto di forza di questo sistema è il ridotto investimento iniziale per laboratori odontotecnici, che si abbina a un carico di apprendimento di conoscenze tecnologiche minimale. La chiave di successo del sistema è proprio la sua facilità d'impiego.

Esistono due tipi di scanner Procera disponibili sul mercato: il Procera "piccolo", per corone singole, faccette e abutment implantari, e il Procera "forte", presentato nel 2004 che consente anche la scansione di ponti (vedi Figure 7 e 8). Entrambi utilizzano una sonda tattile per leggere il modello.

I materiali che possono essere utilizzati con questo sistema sono il titanio, l'ossido di zirconio e l'ossido di alluminio densamente sinterizzati.


Figura 7. Scanner PROCERA Forte

Figura 8. Unità produttiva

SHAPE DENTAL SYSTEMTM (Wieland Dental GmbH, Pforzheim, Germany)

Il sistema 3SHAPE della Wieland (vedi Figura 9) è il risultato di una alleanza fra la ceramica integrale dentale di Wieland (azienda specializzata nella fornitura di sistemi e centri di lavoro completi e dedicati) e Xawex (azienda che produce ossido di zirconio).

Questo sistema si compone di :


Scanner: Serie D500 – D700 – D800 – D900. Mediante l’utilizzo di due videocamere, tutti i punti della superficie vengono totalmente rilevati, mentre l'oggetto da scansire (modelli, monconi singoli o impronte) si muove lungo tutti e tre gli assi geometrici. Eventuali aree non rilevate vengono riconosciute dal software e immediatamente sottoposte a nuova scansione, utilizzando angoli di scansione diversi. Il rilevamento dei dati impiega da 25 a 60 secondi per ogni cappetta.

Model Builder: software per la costruzione e la modellazione virtuale con parametri di regolazione che tengono conto del tipo di materiale da utilizzare, come ossido di zirconio o allumina. Il software accetta input sia da 3Shape TRIOS sia da altre soluzioni di presa digitale delle impronte quali iTero e Sirona. Il software permette di realizzare smile design, wake-up virtuali e integrazioni in vari tipi di articolatore.

3Shape Communicate: software gestionale per gestire le lavorazioni e la comunicazione tra laboratorio e odontoiatra.

Fresatrici: tre tipologie di fresatrici con lavorazione efficiente da cappette singole fino a ponti estesi e varietà di materiali, da metalli vili a titanio, materia sintetica, ossido di alluminio ed ossido di zirconio.

Zeno Fire: forno di sinterizzazione in cui le strutture si ritirano alla misura finale. Soltanto dopo sinterizzazione le strutture presentano elevata resistenza e un colore simile al dente naturale.

Figura 9. sistema 3shape

Sviluppo dei sistemi CAD-CAM in odontoiatria restaurativa: sistemi a totale terzializzazione del processo di produzione

LAVA (3M ESPE™, U.S.A.)

Ultima arrivata sul mercato italiano, anche se in America la multinazionale era già operativa da prima, 3M ESPE ha scelto un percorso davvero innovativo che estremizza la soluzione votata alla massima leggerezza.

Per servirsi del sistema Lava non occorre acquistare alcuna attrezzatura, basta inviare il modello di lavorazione a uno dei Milling Centre Service Lava che si sono forniti dell'intera tecnologia. Questi Milling Centre garantiscono uno standard di qualità elevato e costante per elaborare il modello e realizzarlo


interamente. L'idea è quella di fornire al laboratorio un outsourcing completo, liberandolo dall'investimento iniziale e anche dall'utilizzo di tecnologie computerizzate. A carico dell'odontotecnico resta dunque la copertura estetica della struttura che giunge già lavorata.

L'unità Lava Scan (vedi Figura 10) si compone del sistema di scansione ottica senza contatto Lava Scan (con triangolazione a luce bianca), di un PC con monitor e del software Lava CAD15.

Figura 10: unità LAVA Scan

Il software Lava Scan ST è semplice e intuitivo. Quando si posiziona il modello nello scanner, i monconi e la cresta edentula vengono registrati e visualizzati sul monitor come un'immagine tridimensionale.

Per una progettazione di assoluta precisione, la registrazione occlusale e i denti adiacenti vengono sottoposti a scansione e visualizzati in modo virtuale. La modellazione virtuale si ottiene mediante speciali funzioni di ceratura additiva e sottrattiva: è possibile utilizzare una spatola per la modellazione proprio come nella tradizionale tecnica di ceratura a mano.

I margini delle preparazioni sono rilevati automaticamente, anche se c'è sempre la possibilità di correggere il tutto manualmente, e visualizzati nel modo che si ritiene più opportuno.

Si passa poi alla fase di fresatura dell'ossido di zirconio che viene eseguita mediante il Lava Form.

Lava Form (vedi Figura 11) è una unità computerizzata di controllo del processo di fresatura con elevate capacità di fresaggio che non necessita di alcuna supervisione o controllo manuale.

Figura 11: LAVA Form, unità industriale di fresaggio, usata presso il centro di produzione LAVA.


Il ciclo di produzione si conclude con una la fase di sinterizzazione di corone e ponti che viene ottenuta con lo speciale forno Lava Therm. Grazie a questo forno i manufatti realizzati raggiungono le dimensioni, la densità e l'elevata resistenza finale.

Il sistema utilizza quindi la tecnologia CAD-CAM per la realizzazione di sottostrutture per corone e ponti in ceramica integrale indicata per applicazioni sia nei settori anteriori sia posteriori. La ceramica utilizzata è formata da ossido di zirconio (Lava Frame®) integrato da una ceramica di rivestimento appositamente progettata (Lava Ceram). Le strutture sono realizzate secondo le tecniche di produzione CAD-CAM, quindi scansione, progettazione della struttura e fresatura assistite dal computer, partendo da blocchetti grezzi in ossido di zirconio presinterizzati. Con questo sistema si realizzano frame work ad alta resistenza ed eccellente precisione, le cui dimensioni vengono incrementate per compensare la contrazione che si verifica durante la sinterizzazione in una speciale fornace ad alta temperatura (Lava Therm).

L'ossido di zirconio (ceramica policristallina) utilizzato per la realizzazione della sottostruttura, pur soddisfacendo parametri estetici e di biocompatibilità, è in grado di superare i limiti della ceramica vetrosa e di quella vetro-infiltrata con riferimento alla stabilità a lungo termine nelle applicazioni nei settori posteriori.

Nella scelta della ceramica integrale è opportuno avere conoscenza delle sue proprietà meccaniche, ottiche e di biocompatibilità.

L'ossido di zirconio per le sue ottime caratteristiche di resistenza e biocompatibilità è il materiale di elezione per le strutture dei ponti in ceramica integrale nei settori posteriori. La struttura deve essere, per un risultato estetico ottimale (traslucenza e possibilità di colorazione), in abbinamento a una ceramica di copertura perfettamente corrispondente. Alta resistenza e aspetto estetico naturale della struttura permettono di rimuovere minori quantità di struttura dentale garantendo una preparazione più conservativa e consentendo l'applicazione delle normali tecniche di cementazione.

La resistenza delle struttura Lava Frame è così elevata che la cementazione adesiva non apporta ulteriori vantaggi in termini di resistenza finale.

Essa è necessaria per l'uso clinico di tutte le ceramiche con una resistenza alla flessione di circa 100 MPa e una resistenza alla frattura minore di 2 MPa·m½.

I restauri in ceramica integrale sono considerati inerti circa la stabilità orale e la biocompatibilità, l'accumulo di placca è paragonabile a quello che si verifica su un elemento naturale.

Per i materiali ceramici contenenti vetro presenti sul mercato è un problema la mancanza di un'adeguata resistenza a lungo termine (in termine di propagazione delle crepe, fatica, stress, corrosione) se sottoposti alle forze di masticazione che si verificano in bocca. Gli effetti dell'umidità del cavo orale e della propagazione delle crepe determinano diminuzioni fino al 50% della resistenza iniziale. Per garantire dei restauri multi elemento con successo a lungo termine è richiesta una resistenza iniziale superiore a 400 N, per i restauri anteriori, e a 600 N per quelli posteriori, dove ovviamente l'entità delle forze masticatorie è maggiore.

Attualmente valori similari sono raggiunti solo da ponti in ossido di alluminio ed ossido di zirconio.

Ovviamente l'intento di 3M ESPE è quello di poter dare a tutti la possibilità di lavorare su strutture in zirconia, materiale in notevole espansione e su cui l'azienda crede fermamente, senza doversi fare carico di alcun rivestimento aggiuntivo.


Sviluppo dei sistemi CAD-CAM in odontoiatria restaurativa: gestione completa (chairside) e scanner intraorali

Di maggior interesse per l’odontoiatra è l’analisi dei vari apparati di acquisizione intraorale e dei sistemi chairside. L’acquisizione delle immagini intraorali differisce a seconda del sistema utilizzato (a triangolazione, a raggi paralleli confocali o ad acquisizione video continua).

Il sistema a triangolazione prevede tipicamente un cono di luce laser angolato in grado di catturare un immagine con un gap di 15 micron; richiede l’opacizzazione delle strutture orali con della polvere (biossido di titanio) e l’acquisizione da più angolature per ottenere la tridimensionalità del modello (vedi Figura 12).

Il sistema a raggi paralleli confocali utilizza la tecnologia laser e uno scanner ottico e permette di ovviare alla necessità di utilizzare la polvere di copertura permettendo inoltre di appoggiare lo scanner alla superficie dentale (vedi Figura 13).

Il sistema di acquisizione video utilizza una videocamera ad alta risoluzione che aggiunge all’apparato la possibilità di essere utilizzato anche per altri scopi, come per esempio durante la visita diagnostica.

Figura 12: Acquisizione immagini con sistema a triangolazione

Figura 13: Acquisizione immagini con sistema a raggi paralleli


Il sistema CEREC

Storia ed evoluzione del sistema CEREC

Il rapido sviluppo della tecnologia computerizzata digitale agli inizi degli anni ’80 ha portato alla ricerca delle applicazioni relative in ambito odontoiatrico.

Tra i sistemi CAD-CAM allora già sviluppati, quello che sembrava essere il più promettente era proprio il sistema Cerec17, sviluppato dal prof. Mörmann e dal dottor Brandestini, collaboratori dell'università di Zurigo, i quali lavorarono all'idea di realizzare in maniera computerizzata restauri indiretti in ceramica.

Nell'estate 1980 Mörmann e Brandestini condussero il primo studio in vivo e in vitro su intarsi in composito mesio-occluso-distali, cementati con la tecnica adesiva. Gli inlay mostrarono fin da subito un eccellente margine di chiusura, addirittura superiore all'amalgama; gli autori conclusero quindi che gli inlay estetici potevano essere validi materiali nella odontoiatria del futuro10.

Lo sviluppo di questa nuova idea portò alla creazione del CEREC, il primo sistema CAD-CAM utilizzabile dal clinico direttamente in poltrona.

Il primo intarsio Cerec fu prodotto e cementato presso l'università di Zurigo nel settembre 1985, mediante l'utilizzo di un apparecchio prototipo e come ceramica da fresare per realizzare il restauro adesivo si utilizzarono i blocchetti "Vitablocs Mark I".

Nel 1988 fu presentato il primo sistema CEREC 1; le indicazioni si limitavano alla realizzazione di inlay ad una o due superfici. Come materiale si passò dai blocchetti di ceramica utilizzati in precedenza agli innovativi "Vitablocs Mark II''6, ancora oggi utilizzati, per giungere negli anni successivi al "Cerec 2 Vitablocs Esthetic Une" che segue la nuova colorazione Vitapan 3D Master.

Verso la fine degli anni '80 il progetto fu introdotto sul mercato da una delle principali aziende attive nel settore, la Siemens (oggi Sirona Dental System) e tale sistema rimarrà il primo modulo CAD-CAM impiegato clinicamente in odontoiatria conservativa e considerato come il capostipite degli MCS (Machinable Ceramic Systems).

Nel 1994 è stata messa in commercio la versione Cerec 2: due differenze fondamentali rispetto alla prima generazione sono state l'introduzione di un nuovo software e l'utilizzo sia di un disco sia di un cilindro diamantato per il fresaggio.

Nel 2000 è stata introdotta sul mercato la versione Cerec 3: una differenza rispetto alla seconda generazione è stata la conversione del sistema operativo a Windows NT o Windows 2000; questo ha permesso di trattare più denti in un'unica seduta, con conseguente notevole risparmio di tempo.

L'unità di molaggio, ora dotata di una fresa conica e di una cilindrica, ha consentito di realizzare con precisione e accuratezza anche la superficie occlusale che, precedentemente, veniva eseguita manualmente dall'odontoiatra dopo la fase di fresatura18. Un sistema di controllo degli strumenti garantisce una maggiore durata delle frese diamantate.

Dalla fine del 2002 si è sperimentato il Software Cerec 3D, commercializzato poi nel 2003. Questo sistema informatico consente la rapida visualizzazione tridimensionale dell'impronta ottica di inlay, onlay e di differenti preparazioni, anche su un'intera emiarcata, con il rilevamento dei punti di contatto interdentali e dei rapporti tra le due arcate.


È possibile così valutare più attentamente e modificare, qualora fosse il caso, le superfici di contatto e la morfologia occlusale di ogni singolo restauro prima di iniziare il processo di molaggio. Si può anche vedere l'interfaccia dente-restauro e valutare tridimensionalmente gli spessori della ceramica che deve essere fresata, così come la morfologia interna del manufatto.

Se necessario, si può aggiungere o eliminare ceramica, agendo rapidamente su semplici tasti e visualizzando in tempo reale sul monitor gli effetti delle modifiche apportate.

Nel 2013 vi è stata un’ulteriore miglioramento del sistema di acquisizione ottica, si è passati da una telecamera a led blu a una videocamera intraorale che non necessita dell’opacizzazione delle strutture orali e permette una registrazione anche dei colori.

Unitamente al miglioramento della parte hardware vi è stato un upgrade del software con implementazione di alcune caratteristiche prima riservate al solo programma per laboratorio (Inlab) (vedi Figura 14).

a) b)

c) d)

Figura 14: evoluzione del software CEREC: a) 1; b) 2; c) 3; d) 4

I componenti del sistema CEREC

CEREC (CEramic REconstruction: ricostruzione in ceramica) è l'acronimo che identifica uno dei più famosi sistemi CAD-CAM, presente sul mercato da oltre 20 anni e commercializzato dall'azienda tedesca Sirona (vedi Figura 19). Il metodo Cerec unisce la tecnica adesiva alla creazione, ottenuta il più rapidamente possibile, di inlay, onlay, corone, ponti di tre elementi e veneer con il grande vantaggio che la procedura


viene effettuata in un'unica seduta, direttamente alla poltrona del riunito (metodo chairside)19. La metodica Cerec è in grado di visualizzare la cavità preparata sul monitor tramite un'impronta ottica, indispensabile per la successiva progettazione virtuale. Tale fase può avvenire direttamente in bocca (chairside) o partendo da un modello (labside). In quest'ultimo caso è necessario il condizionamento del modello, ossia il rivestimento della superficie con una particolare polvere opacizzante a base di diossido di titanio, per consentire il rilevamento ottico con uno strato riflettente uniforme.

Figura 15: generazioni a confronto; a sinistra CEREC 1 a destra CEREC 4

I principali componenti del sistema Cerec sono (vedi figura 16)10:

Unità CAD: costituita da un pc, uno schermo piatto integrato, il software Cerec e una videocamera endorale 3D ad alta definizione

Unità CAM: consiste in una macchina fresatrice a controllo numerico collegata al software Cerec.

Figura 16: sistema CEREC

http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=cerec&source=images&cd=&cad=rja&docid=M5jzVyAkgj5j1M&tbnid=19ezyWHq2NbcIM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.vivadens.eu/en/cerec-3d-cad-cam/&ei=oCwTUsiVJYaV0QWyzoHoBQ&psig=AFQjCNHVZ1msETq4iret6ja0K7fkW71ZXg&ust=1377074639073736


Effettuata la preparazione della cavità, è possibile ottenere in pochi secondi l'acquisizione grafica delle strutture su cui poi si andrà a lavorare grazie all'impiego della telecamera intraorale CEREC 3D Bluecam oppure Omnicam (vedi Figura 17).

Figura 17: telecamera endorale Bluecam a sinistra e Omnicam a destra.

La telecamera BlueCam, indipendentemente dalla distanza, riprende immagini moltonitide con un'eccezionale profondità di campo.

La presa dell'impronta ottica è guidata dalla procedura "modo di ricerca" che è attivata da un interruttore a pedale; la cattura dell'immagine avviene in circa 500 millisecondi e vi è la possibilità di valutarne la validità prima di memorizzarla20.

È necessario trattare la superficie della zona da riprendere con la videocamera, perché le diverse profondità di preparazione e la differenza nella qualità delle superfici produrrebbero intensità troppo ampie per essere accomodate dal sensore, al punto che la ripidità delle pareti apparirebbe come una regione nera, mentre le cuspidi che riflettono la luce incidente in modo speculare tendono a risplendere provocando un effetto simile a quello che capita alla retina umana quando si guarda direttamente dentro una sorgente di luce. Dall'altra parte lo smalto del dente è traslucente quindi assorbe almeno parzialmente l'impronta proiettata sulla sua superficie. Per eliminare questi problemi, è necessario cospargere sulla superficie del dente e sull'intera regione da riprendere un sottile strato di polvere opacizzante a base di diossido di titanio.

Nel 2013 la Sirona ha immesso sul mercato mondiale l’ultima evoluzione riguardante la modalità di ripresa, l’Omnicam; si tratta di una videocamera ad alta risoluzione che permette una ripresa diretta e continuata senza dover opacizzare le superfici; per contro la mancanza di alcuni riferimenti spaziali dati dalla Bluecam durante l’acquisizione, ha reso necessario implementare il software con dei passaggi preliminari di posizionamento del modello virtuale su dei piani di riferimento21.

Ad oggi il sistema Cerec può essere scelto con entrambe le soluzioni di acquisizione; nella seguente Tabella 3 si evidenziano le differenze tra le due telecamere.

http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=omnicam+vs+bluecam&source=images&cd=&cad=rja&docid=Mmt3Daf6bKiPNM&tbnid=44F9d37iOTrYLM:&ved=0CAUQjRw&url=http://oklahomacerecsymposium.splashthat.com/&ei=rCYTUrTMFZSZ0QWxj4C4Dg&bvm=bv.50952593,d.ZG4&psig=AFQjCNFiPTM-XjgJTyovPw0esEtGJUT33g&ust=1377073177549718


Tabella 3: comparazione tra Omnicam e Bluecam

Caratteristiche CEREC Omnicam Immagine a colori continua

CEREC Bluecam Acquisizione a immagine singola

Tecnica di acquisizione

Il flusso di dati crea un modello 3D Più immagini singole vengono combinate per creare il 3D

Area di applicazione Dente singolo, quadrante, arcata completa, il sistema powered free comporta vantaggi nelle scansioni di larghe aree

Dente singolo, quadrante, (arcata completa possibile)

Dimensioni Lunghezza tot: 228 mm, altezza e larghezza del puntale: 16 mm

Lunghezza tot: 206 mm, altezza e larghezza del puntale: 22 x 17 mm

Peso 313 gr 270 gr

Modalità d’uso La camera deve essere mossa sul dente tra i 0 e i 15 mm

La camera deve essere appoggiata

Utilizzo dimostrativo per il paziente

Sì no

Scansione 3D a colori Sì no

Senza polvere Sì no

vantaggi Maneggevolezza d’uso.

Senza polvere.

Scansioni a colori.

Estrema precisione dopo adeguato training.

Acquisizione automatica dei dati di riferimento spaziale del modello.

Non appena eseguita l'acquisizione, si ha l'elaborazione automatica delle immagini fino ad ottenere sullo schermo un modello tridimensionale delle arcate correlate tra loro, dopodiché mediante il software si individua la linea di finitura marginale della preparazione sul modello virtuale; questa potrà comunque essere modificata nei tre piani dello spazio, qualora si riscontrassero piccole imprecisioni.

Figura 18: unità CEREC per lo studio

http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=cerec&source=images&cd=&cad=rja&docid=hC8anEZOxLEdTM&tbnid=h7h9dzxhaJ2vMM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.dentista-implantologia-croazia.eu/servizi---nuove-tecnologie/cerec-3d/index.php&ei=0S0TUob0B4aV0AWe6IH4DA&psig=AFQjCNHVZ1msETq4iret6ja0K7fkW71ZXg&ust=1377074639073736


A questo punto l'operatore viene chiamato in prima persona a modificare o perfezionare il restauro virtuale proposto inizialmente dal sistema. La possibilità di progettare liberamente in un "ambiente tridimensionale" rende la fase di progettazione un'operazione semplice, divertente, ma allo stesso tempo precisa (vedi Figura 18).

Per modificare in modo individuale la proposta generata automaticamente, esistono differenti opzioni, di semplice comprensione e facile utilizzo.

Vengono utilizzati i cosiddetti tool di progettazione, ossia una serie di strumenti virtuali che permettono di modificare il restauro in fase di progettazione, consentendo all'operatore di visualizzare l'immagine generata in tempo reale.

I principali, tra i numerosi toll, sono22:

zoom: per ingrandire l'immagine del restauro o dei singoli particolari fino a 20 volte (20 x) ;

trim: per tagliare l'elemento in modo da separarlo dal resto dell'arcata e poterlo ruotare a 360°;

ricerca linea di finitura (vedi Figura 19a): avviene in modo semiautomatico e può essere modificata dall'operatore. Tale funzione permette di raggiungere un elevato livello di precisione marginale;

Punti di contatto (figura 23b): l'analisi automatica dei punti di contatto, a livello delle superfici prossimali ed occlusale, permette di evidenziare direttamente sullo schermo i punti di contatto a livello delle superfici prossimali ed occlusale, mediante l’utilizzo di uno schema a colori (Verde: 0-50 micron: contatto ottimale; Giallo: 50-100 micron: è necessaria una minima riduzione dei contatti; Rosso: contatto maggiore di 100 micron, è necessaria una notevole modifica dei contatti);

edit: permette di modificare tutte le linee di progettazione;

form: per aumentare o diminuire la superficie di contatto occlusale o prossimale;

drop: consente la modellazione tridimensionale della ceramica, visualizzando immediatamente il risultato dell'operazione sul monitor;

shape: permette modifiche alle strutture anatomiche come pareti, cuspidi o fosse;

position: permette di variare l'altezza e l'inclinazione del restauro;

rotate: consente di ruotare l'elemento sul proprio asse oppure in senso mesio-distale o vestibolo-linguale, permettendo all'operatore di osservare aree particolarmente interessanti;

preview: permette di verificare la presenza di aree che presentano uno spessore insufficiente del materiale;

quadrante: ultimata la modellazione del restauro si potrà vedere come si integra all'interno dell'arcata e visualizzare i rapporti con i denti adiacenti;

virtual grinding: permette di eseguire un vero e proprio molaggio selettivo, grazie a una serie di specifici strumenti.

a) b)

Figura 19: particolari del software che mostrano alcune fasi della lavorazione


Prima di procedere all'esecuzione del manufatto protesico è necessario indicare la modalità operativa con cui verrà realizzato il restauro, scegliendo tra tre possibilità:

modello biogenerico;

biocopia;

replicazione.

Con la prima modalità vi è la possibilità di scegliere oltre alla tipologia di elemento dentale (incisivo, canino, premolare, molare), anche la morfologia e la dimensione più appropriata in base all’età, al sesso e alla tipologia facciale del paziente.

Utilizzando la modalità “Biocopia” si può realizzare una copia della morfologia presente. Sarà necessario quindi acquisire delle immagini dell’elemento dentale prima di prepararlo, il software poi riprodurrà l’anatomia mancante, ovviamente avendo sempre la possibilità di modificarla a proprio volere.

La modalità operativa “replicazione” si basa sull`effetto “mirroring” (effetto a specchio): è possibile ricostruire la morfologia dell’elemento dentale utilizzando la copia speculare dell’omonimo contro-laterale.

Completato il processo si può iniziare il processo di molaggio utilizzando dei blocchetti di materiale forniti da produttori quali VITA, Ivoclar Vivadent, Merz Dental e Sirona (vedi Figura 20).

Figura 20: L’inlay emerge dal blocchetto

L’unità di molaggio consiste in una macchina fresatrice a controllo numerico contenente due frese diamantate montate sullo stesso asse: quella cilindrica serve per modellare la superficie esterna del restauro, mentre quella conica lavora sulla superficie interna e sui dettagli più fini del manufatto protesico (vedi Figura 21).

Figura 21: particolare che mostra come avviene la fresatura del blocchetto.

http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=cerec&source=images&cd=&cad=rja&docid=xkbsweZeH5TSTM&tbnid=KYrEUpu656yQzM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.fortmyerslaserdentist.com/CEREC.html&ei=ZCwTUqG5MOms0QWHvYH4CA&psig=AFQjCNHVZ1msETq4iret6ja0K7fkW71ZXg&ust=1377074639073736


Nel corso del molaggio, le due frese producono risultati più precisi rispetto ai sistemi costituiti da un'unica fresa e, allo stesso tempo, permettono di ridurre il tempo di molaggio. Il tempo di fresatura dipende dalle dimensioni del restauro da effettuare23.

Per evitare il surriscaldamento delle frese e del materiale, nell'unità di molaggio è presente un sistema di raffreddamento che funziona con acqua distillata e apposito olio, la cui funzione è anche quella di "proteggere" il materiale e allontanare le polveri e i detriti prodotti dalla fresatura.

Le indicazioni all'utilizzo del sistema CAD-CAM Cerec sono molteplici (vedi Figura 22 e 23); è quindi possibile coprire l'intero spettro dell'odontoiatria restaurativa adesiva indiretta24:

inlay,

onlay e overlay,

corone parziali e complete,

veneer,

cappette per corone in allumina, zirconia, ossido di zirconio,

ponti di tre elementi,

abutment e corone implantari.

Figura 22: Intarsi virtuali

Figura 23: Intarsi reali


PLANMECA® (Planmeca YO, Helsinki, Finland)

È sostanzialmente il sistema NEVO™ (E4D Technologies, Richardson, U.S.A.); utilizza più immagini ad acquisizione continua lette tramite un raggio laser blu; questo garantisce una lunghezza d’onda (450 nm) minore rispetto al laser rosso utilizzato precedentemente. Non necessita dell’opacizzazione delle strutture intraorali.

Su un comune laptop viene installato il software Planmeca PlanCAD® Easy il quale permette poi la completa gestione del modello virtuale.

La fresatura può essere eseguita direttamente “in office” grazie al PlanMill® 40 oppure grazie al formato aperto il file può essere elaborato e a sua volta finalizzato in strutture esterne allo studio (vedi Figura 24).

Il sistema Planmeca ha una completa controparte per odontotecnici.

Figura 24: Il sistema Planmeca

iTero® (Cadent, Or Yehuda, Israele)

Utilizza la tecnica dei raggi paralleli confocali ed è stato il primo sistema di acquisizione ottica a non necessitare della polvere di opacizzazione (vedi Figura 25).

La restante parte di elaborazione CAD-CAM deve essere poi necessariamente eseguita in laboratorio. Qui il sistema permette due possibilità: la prima è lo sviluppo del modello mediante tecnica stereolitografica in resina acrilica sul quale poi lavorare con tecnica tradizionale, la seconda è la lavorazione digitale del modello sul quale ottenere la lavorazione con la tecnica CAD-CAM.

La creazione del modello in resina acrilica comporta comunque dei vantaggi rispetto alla classica colatura in gesso; l’assenza di eventuali bolle, l’estrema precisione delle strutture più fini unite alla resistenza della resina acrilica sono un beneficio durante sia la lavorazione tradizionale dei restauri protesici, sia l’applicazione delle cere sia le varie prove di inserzione.

Il sistema è ottimizzato per le riprese di arcate complete, per avere piena integrazione con la realizzazione di soluzioni ortodontiche digitali quali Invisalign®.


Figura 25: Il sistema di acquisizione iTero

LAVA C.O.S. Chairside Oral Scanner (3M ESPE™, U.S.A.)

È stato il primo apparato ad utilizzare la ripresa video continua pur avendo la necessità di polverizzare le superfici da scannerizzare. Il sistema ha la particolarità di avere un monitor touch screen con il quale interagire per definire i parametri del paziente e delle preparazioni (vedi Figura 26).

Anche con questo sistema, come l’iTero, è necessario avvalersi di un centro di fresatura esterna per finalizzare il restauro. Ovviamente il Lava C.O.S. ha una perfetta integrazione con il sistema LAVA 3M Espe.

Figura 26: Il sistema di acquisizione LAVA C.O.S.

http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=itero&source=images&cd=&cad=rja&docid=U7pazTmKC5Q6aM&tbnid=SIjg_FM4cbeL-M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.nordhusdentistry.com/blog/2013/03/say-goodbye-to-the-goop-and-hello-to-itero&ei=VZEQUvy-FurU0QWf8IDIAw&bvm=bv.50768961,d.ZG4&psig=AFQjCNHl_iL-5neDqnOdGBrecXA0n7Gsvw&ust=1376903830893708

http://www.google.it/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=7Y2dlB7nlp_5YM&tbnid=rKktWTWwd47CzM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http://www.leadingdentalcenters.com/index.php/products/intra-oral-scanners/&ei=I8gQUtmLJK-P4gSis4DgBA&psig=AFQjCNEz5GjzEuhZ6iBTndEEInGxX4CtJg&ust=1376917923625622


3SHAPE TRIOS (Wieland Dental GmbH, Pforzheim, Germany)

É il sistema di acquisizione sviluppato recentemente dalla 3Shape per ottenere l’integrazione con la parte CAM da laboratorio.

La parte ottica è costituita da una videocamera a colori che può essere abbinata al suo carrello specifico o, nella sua verione Trios Pod, a più computer portatili o ipad da fissarsi alla rastrelliera portastrumenti del riunito (vedi Figura 27).

Figura 27: Il sistema di acquisizione 3Shape

Quadro sinottico

Come si evince dalla Tabella 2, l’evoluzione e l’offerta di questi sistemi prevede una sempre maggiore facilità di acquisizione dei modelli digitali e una, più o meno, completa integrazione con le possibilità proposte dalle immagini diagnostiche digitali. Ad esempio foto del paziente per ottenere “smile design” oppure Tac - Cone Bean per una pianificazione e integrazione completa nei piani di recupero implanto-protesici.

Tabella 2. Sistemi di impronta ottica e sistemi Chairside

CEREC Blue CAM

CEREC

Omni CAM

E4D PLANMECA iTero LAVA C.O.S.

Trios

3Shape

http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=trios pod&source=images&cd=&cad=rja&docid=L2TNpI9oE_1_VM&tbnid=y7ajTs8I1ypx2M:&ved=0CAUQjRw&url=http://dentallabnetwork.com/forums/f33/itero-trios-designing-3shape-model-less-13498/&ei=KOAQUvKoLI_otQbrmIDoBQ&psig=AFQjCNFfuLLGlJde3VBKxcFL1ko_ZDMJOA&ust=1376924065663769


Possibilità di impronta arcata completa

sì sì no no sì sì sì

Polvere opacizzante

sì no In parte

no no In parte no

Tecnologia di acquisizione

Led BLU Video colori reali

Laser luce rossa

Video Confocale Led Blu video

Video colori reali

Fresatura “in office”

sì sì sì sì no no no

Connettività al laboratorio

sì sì no sì sì sì sì

Software CAD sì sì sì sì no no no

Indicazione per ponti

sì sì no no sì sì sì

Integrazione con immagini digitali (2D,TAC)

parziale sì no sì sì sì no

Aspetti normativi

Dopo aver precisato che gli odontoiatri possono utilizzare i sistemi Cad-Cam per realizzare corone, faccette e intarsi fresando dispositivi medici di serie marcati CE, (i "blocchetti" in materiale estetico), il ministero della Salute, in data 27 aprile 2012, ha inviato una nuova circolare alla Fnomceo, all'Andi e ai Nas per chiarire meglio la procedura16.

Nella nota viene ricordato che l'odontoiatra, realizzando elementi dentari con queste tecniche, non è da considerarsi fabbricante che immette in commercio dispositivi medici su misura, ma è un operatore che fornisce una prestazione professionale, nell'ambito della quale applica e adatta un prodotto per la cura del proprio paziente.

"Si ribadisce che l'attività dell'odontoiatra nell'utilizzo delle tecniche Cad Cam si configura come prestazione sanitaria solo nei casi in cui il professionista realizza personalmente l'adattamento di un dispositivo di serie presso il proprio studio, impiegando le tecniche sopra indicate a uso esclusivo dello studio professionale medesimo. L'odontoiatra sarà comunque responsabile nell'ambito della prestazione professionale svolta sul paziente, anche della


realizzazione (composizione) del prodotto che viene adattato e applicato al paziente stesso".

Il Ministero indica una serie di adempimenti per l'odontoiatra, gli stessi che il fabbricante deve produrre per certificare la sicurezza.

"Si dovrà fornire al paziente, anche in forma scritta, informazioni quali avvertenze e controindicazioni, precauzioni in caso di cambiamento delle prestazioni dell'elemento applicato, tipo di materiali utilizzati per la realizzazione dell'elemento stesso, attenersi alle istruzioni d'uso dei materiali e delle attrezzature, assicurare la tracciabilità dei materiali utilizzati ed effettuare la manutenzione, comunicare al Ministero eventuali incidenti. Si dovrà poi conservare documentazione del tipo di materiali utilizzati, anche alla fine della rintracciabilità degli stessi, il tipo di macchinario impiegato, l'immagine delle impronta elettronica rilevata, il disegno delle protesi effettuata (progettazione)”.

Materiali per i sistemi CAD-CAM

L'ingresso sul mercato odontoiatrico dei sistemi CAD-CAM ha introdotto la possibilità di realizzare restauri indiretti con un'elevata valenza estetica, direttamente alla poltrona e in un unico appuntamento, cercando di ridurre l'utilizzo dei materiali metallici e soddisfacendo la richiesta da parte dei pazienti.

I materiali utilizzati sono diversi e comprendono il titanio, i diversi tipi di ceramica integrale (allumina, zirconia, spinell, ossido di zirconio stabilizzato con ittrio) e i moderni compositi microibridi di seconda generazione25.

Il sistema Cerec è stato ideato per realizzare restauri in ceramica prodotta sotto forma di blocchetti di varie dimensioni e differenti sfumature cromatiche: le ceramiche normalmente impiegate sono quelle feldspatiche e quelle a base leucitica26.

I comuni materiali utilizzati inizialmente per i restauri CAD-CAM sono state le ceramiche vetrose lavorabili, come Dicor (Dentsplay Caulk, Milford, DE) e Vita Mark II (Vident, Bera, California). Anche se monocromatiche, questi materiali offrono qualità estetiche eccellenti, biocompatibilità, stabilità del colore, bassa conducibilità termica e un'eccellente resistenza all'usura. Queste, ancora oggi, sono utilizzate per inlay, onlay, veneer e corone.

Le vetroceramiche sono materiali ceramici plurifase, composti da una matrice vetrosa e da cristalli. I cristalli non crescono casualmente, bensì attraverso una germinazione mirata e una crescita guidata dei cristalli del vetro. La distribuzione e le dimensioni dei cristalli vengono regolate miratamente attraverso la composizione e la rigenerazione del vetro di partenza e dei successivi trattamenti termici.

Generalmente non si tratta degli stessi cristalli, che eventualmente erano già presenti nella materia prima, bensì da cristalli prodotti “artificialmente” e in modo controllato. Questo procedimento permette di produrre materiali su misura, che si distinguono fra l’altro per l’elevata resistenza, struttura omogenea, buona stabilità a variazioni di temperatura nonché per le buone proprietà ottiche.

Nel caso di IPS Empress CAD (Ivoclar Vivadent, Amherst, NY) si tratta di una vetroceramica del sistema della leucite (SiO2-AL2O3-K2O). I cristalli di leucite formatisi (KAISi2O6) conferiscono al materiale una maggiore resistenza. La propagazione di fessure viene frenata o deviata dai cristalli, mentre attraverso la fase cristallina viene assorbita l’energia di fessurazione. Modificando la dimensione dei cristalli di leucite si può influire sull’estetica del restauro27.


Il diametro dei cristalli di leucite ammonta a circa 1 – 5 µm e la quota della fase cristallina a 35 – 45% in volume. La mordenzatura con acido fluoridrico aggredisce più rapidamente i cristalli di leucite rispetto al vetro e permette di osservare la tipica disposizione a “filo di perle” dei cristalli di leucite; questa rappresenta l’aspetto del granulo prima della cristallizzazione in quanto il processo avviene prima lungo i confini del microgranulo (vedi Figura 28).

Figura 28: struttura al SEM della ceramica alla leucite

Tuttavia, le ceramiche vetrose si sono rivelate poco resistenti a sostenere il carico occlusale se utilizzate per corone posteriori; per tal motivo i materiali in allumina, zirconia e, come ultimo arrivato, in disilicato di litio sono ora ampiamente utilizzati come materiali per restauri dentali10.

Questi materiali potrebbero non essere convenienti senza l'aiuto della tecnologia CAD-CAM: per esempio il sistema In-Ceram, inizialmente descritto da Degrange e Sadoun, ha dimostrato avere una buona resistenza alla flessione e ottime prestazioni cliniche. Tuttavia, la produzione di un restauro convenzionale In-Ceram richiede 14 ore, mentre la fresatura di blocchi di allumina o zirconia presinterizzata richiedono solo 20 minuti; questi riducono il tempo di infiltrazione del vetro dalle 4 ore ai 40 minuti e risulta essere chiaro che tramite i sistemi CAD-CAM si riduce il tempo di fabbricazione di circa il 90%1.

I sistemi CAD-CAM si basano sulla lavorazione di blocchi di zirconia e di allumina presinterizzata che soddisfano le richieste di corone per denti posteriori e protesi parziali fisse.

L'ossido di alluminio, o allumina, è l'ossido ceramico dell'alluminio con la formula chimica AL203. Questo materiale ha proprietà interessanti in campo industriale quali la resistenza agli acidi e la conducibilità termica; elettricamente è un isolante. A temperatura ambiente si presenta come un solido bianco ed inodore. La forma stabile dell'allumina è un materiale durissimo e refrattario.

Nella forma minerale è nota come corindone e può assumere diverse colorazioni in natura, dando origine a diverse pietre preziose, come zaffiro e rubino. L'allumina viene comunemente ricavata con il processo Bayer a partire dal minerale bauxite.

Le caratteristiche principali dell'allumina sono2:

buona stabilità termica;

ottima resistenza alla corrosione;


materiale non soggetto al fenomeno dell'ossidazione;

ottima resistenza all'usura;

eccellente biocompatibilità;

resistenza alla flessione: 487-699 MPa;

tenacità 4,48-6 MPa.

Nel 1994 nasce il sistema Procera (Nobel Biocare, Zurigo Svizzera), che utilizza come nocciolo l'allumina per la realizzazione di corone. È il primo sistema sul mercato per realizzare corone con tecnica CAD-CAM. Il materiale utilizzato è un reticolo compatto di alfa-allumina pura al 99,5 % con 400-600 ppm di MgO, completamente sinterizzata. L'allumina è estremamente apprezzata per la sua alta traslucenza, rendendola estremamente indicata nei restauri estetici nelle zone anteriori (vedi Figura 29).

Figura 29: immagine al SEM di Procera

Lo zirconio è un metallo di transizione bianco-grigio, duro, il cui aspetto ricorda quello del titanio. In odontoiatria non si usa lo zirconio, ma il biossido di zirconio o zirconia, la cui formula è ZrO2: non ci troviamo più di fronte a un metallo di transizione, ma a un ossido ceramico.

La zirconia occupa un posto preminente fra gli ossidi ceramici grazie alle eccellenti proprietà meccaniche.

A pressione ambiente, la zirconia pura può assumere tre strutture cristalline a seconda della temperatura:

da temperatura ambiente fino a 1170 °C la struttura è monoclina (m);

da 1170 °C a 2370 °C la struttura è tetragonale (t), utile in odontoiatria per strutture portanti;

oltre i 2370 °C la struttura è cubica, fino alla temperatura di fusione che è di 2720°C.

Le varie forme cristalline non sono stabili, ma possono cambiare al variare della temperatura: durante il raffreddamento la trasformazione inversa dalla forma tetragonale a quella monoclina inizia a ~950 °C ed è una trasformazione di tipo martensitico displasivo: gli atomi cioè si riorganizzano in modo cooperativo in una nuova struttura cristallina, senza cambiare la composizione chimica della fase di partenza.

Questa trasformazione si associa ad un aumento di volume del 4,5%, in grado di portare a completi fallimenti degli impianti. Aggiungendo alla zirconia ossidi stabilizzanti come l'ossido di ittrio (Y2O3) si ottiene il mantenimento della struttura tetragonale anche a temperatura ambiente: in questo modo il controllo


dello stress indotto dalla trasformazione t - m arresta la propagazione di fratture e aumenta la resistenza. Questo tipo di zirconia è comunemente conosciuto con la sigla Y-TZP, dall'anglosassone yttrium cation-doped tetragonal zirconia polycristal2.

Questo è il tipo di zirconia oggi in uso in odontoiatria come materiale di sostegno per corone o ponti: un altro tipo di zirconia, la zirconia parzialmente stabilizzata, cioè con le tre forme strutturali (monoclina, tetragonale e cubica) presenti contemporaneamente, non ha trovato applicazione a causa delle molte porosità e della grande dimensione dei granuli (30-60µm).

La comparsa sul mercato di ceramica a base di zirconia ha suscitato un enorme interesse e notevoli cambiamenti nel mondo odontoiatrico. Le proprietà meccaniche della zirconia sono le migliori mai ottenute con le ceramiche dentali; è infatti il materiale più resistente fra tutti i materiali ceramici (resistenza alla flessione 900-1200 MPa): questo permette la realizzazione di protesi fisse nei quadranti posteriori con una sostanziale riduzione delle dimensioni delle strutture rispetto ai precedenti sistemi non metallici. Queste caratteristiche sono molto interessanti in protesi dove l'estetica e la resistenza sono di estrema importanza.

Le proprietà meccaniche della zirconia sono largamente influenzate dalla dimensione dei suoi granuli. Al di sopra di una certa dimensione critica dei granuli, la zirconia è strutturalmente meno stabile e può avere più facilmente trasformazioni spontanee t-m, laddove una minor dimensione dei granuli (<1µm) si associa ad un più basso indice di trasformazione. Anche la temperatura e il tempo di sinterizzazione influiscono sulla dimensione dei granuli: una temperatura più alta e un tempo di sinterizzazione più lungo portano alla formazione di granuli più grandi e quindi a una minore resistenza.

La realizzazione di strutture in zirconia avviene solo con il sistema CAD-CAM.

La lavorazione può essere eseguita con un fresaggio delicato su un blocco pre-sinterizzato cui fa seguito la sinterizzazione completa ad alta temperatura oppure con un fresaggio forte su blocchi già completamente sinterizzati (vedi Figura 30).

La fresatura delicata e la sinterizzazione successiva sono da preferirsi in quanto sembrano produrre minori stress, e la superficie dei pezzi così lavorati sembrano esenti da zone con fase monoclina.

Figura 30: elementi fresati su piastra di zirconia

Per riassumere, i fattori che influiscono sulle proprietà meccaniche della zirconia e che riguardano il produttore sono28:

composizione;


purezza delle materie prime;

granulometria;

processi di produzione.

La cementazione dei manufatti realizzati in ceramica cristallina, zirconia e allumina, non può essere eseguita con tecnica adesiva. La cementazione è invece affidata a cementi vetroionomerici o cementi resinosi a monomero attivo29,30.

Un altro limite della zirconia è dato proprio dall’estrema compattezza a livello microcristallino; vi sono evidenti difficoltà a stratificarvi in modo stabile della ceramica feldspatica per poter ottenere cosi una migliore resa estetica31.

Un materiale apparso sul mercato proprio per compensare questi limiti è il disilicato di litio (LiSi2) (IPS e.max, Ivoclar Vivadent, Amherst, NY) che è formato, per il 70% in volume, da cristalli a forma di ago in una matrice vetrosa (vedi Figura 31). Dato che è disponibile in formato pressabile (IPS e.max Press) o per lavorazione al CAD (IPS e.max CAD), questa vetroceramica è indicata per restauri anteriori e posteriori, tra cui faccette sottili (0,3 mm), inlay e onlay minimamente invasivi, corone parziali e totali, sovrastrutture su impianti, ponti a tre elementi per anteriori/premolari (solo Press) e ponti a tre elementi (solo IPS e.max CAD supportato da ossido di zinco).

Con valori di resistenza tra 360 MPa (Press) a 450 MPa (CAD), la ceramica vetrosa al disilicato di litio mostra diversi miglioramenti rispetto al materiale ceramico delle generazioni precedenti32,33.

Figura 31: struttura al SEM del Disilicato di Litio

I restauri realizzati con questo materiale possono essere applicati con tecnica adesiva, o cementati in modo convenzionale, in modo da soddisfare le diverse esigenze del caso indipendentemente dalla posizione nel cavo orale o dalle limitazioni di posizionamento. I miglioramenti apportati ai sistemi adesivi e di cementazione permettono agli odontoiatri di fornire un’adesione salda tra il restauro e i substrati dentali sottostanti. IPS e.max mostra anche qualità ottiche naturali per la riproduzione di restauri altamente estetici e dall’aspetto vitale.


Nonostante i diversi modi di lavorazione del disilicato di litio (ovvero pressatura o fresatura), clinicamente o radiograficamente non vi sono differenze. Piuttosto, la principale differenza nella lavorazione consiste nel momento in cui avviene la cristallizzazione. La cristallizzazione del disilicato di litio lavorato al CAD-CAM (IPS e.max CAD) si arresta e si completa dopo la fresatura alla poltrona.

Ultima evoluzione delle ceramiche a base di silicati di Litio è il monosilicato di litio (Vita Suprinity, Vita zahnfabrik GmbH, Bad Säckingen, Germany) arricchito di biossido di zirconio (10%) (ZLS). Clinicamente appare, prima della sua completa cristallizzazione, come un blocchetto di aspetto vetroso traslucido; data la sua recente introduzione non vi sono ancora studi retrospettivi che possano confermare le migliori performance cliniche di resistenza rispetto al disilicato di litio.

Data l’immediatezza dei sistemi chairside sul mercato si sono palesate anche soluzioni per ottenere dei restauri per settori posteriori che non necessitassero di una cottura per aumentare le loro proprietà meccaniche.

Uno dei principali esponenti di questi materiali e il LAVA Ultimate (3M ESPE); grazie alla tecnologia nanoceramica infiltrata in una matrice resinosa ad alta resistenza, permette di ottenere un prodotto con una resistenza alla flessione pari a 200 MPa (vedi Figura 32). Inoltre la presenza della matrice resinosa rende il restauro maggiormente resistente alle scheggiature rispetto alle ceramiche stratificate34. Per contro un limite clinico, evidente nei settori anteriori, è la minore lucentezza superficiale sempre rispetto alle ceramiche e una minore resistenza meccanica all’abrasione superficiale35. Questo materiale vede pertanto il suo impiego elettivo nella concretizzazione di inlay, onlay e overlay.

Figura 32: struttura al SEM del Lava Ultimate

Ulteriore prodotto immesso recentemente sul mercato è il Vita ENAMIC, (Vident, Bera, California); in questo materiale il reticolo di ceramica a struttura microfine dominante è rafforzato da un reticolo polimerico e i due reticoli si compenetrano integralmente. Questo innovativo materiale garantisce per la prima volta, oltre a un'altissima caricabilità, anche una straordinaria elasticità, pertanto si pone come soluzione di eccellenza per riabilitazioni coronali nel settore posteriore consentendo spessori minimi delle pareti coronali per riabilitazioni a minima invasività.


Quadro sinottico

L’ampia possibilità di materiali estende le possibili soluzioni terapeutiche e pone l'operatore davanti alla continua scelta di quale sia il materiale più indicato in funzione della tipologia del restauro e dell'elemento dentale interessato.

La Tabella 5 raccoglie i dati di numerosi Autori che supportano il fatto che i materiali e le metodiche CAD-CAM offrono delle percentuali di sopravvivenza paragonabili alle tecniche consolidate.

Tabella 5. Percentuale di fallimento sistematica CEREC

Autori N° di restauri

Tipo di restauri Periodo di osservazione (anni)

Percentuale di fallimento

Martin 1999 review 15 clinical reports 4 2,5

Reiss B, 2006 1011 Ceramic Inlay and onlay, premolars & Molars

18 15,6

Posselt A, 2003 2328 Ceramic inlay 9 4,5

Sjögren, Van dijken, 2004

61 Ceramic inlay II classe 10 11

Wiedhahn et all, 2005

617 ceramic veeners 9 2

Fasbinder Dj, 2006

review study from 1985 at 2006

5 – 10 3 - 10

Zimmer et al, 2008

226 Ceramic inlay ; 1 classe 39, II classe 180

10 14,3

Roggendorf MJ et all 2011

59 Ceramic Inlay and onlay, premolars & Molars

7 3,1


Casi clinici: esempi schematici

Alcuni sintetici esempi di come la metodica CAD-CAM possa risolvere situazioni cliniche diversificate.

Si ringrazia il Dott. Franco Brenna, Socio Attivo Accademia Italiana di Conservativa, Frequentatore Attivo Reparto di Odontoiatria Restaurativa IRCSS Istituto Ortopedico Galeazzi, Università degli Studi Di Milano, per i casi pubblicati.

Caso clinico: frattura coronale complicata

Paziente di anni 10: si presenta con una frattura complicata a carico di 2.1, avvenuta nelle 24 ore precedenti; camera pulpare completamente aperta, moderata sintomatologia algica alla sola, diretta, stimolazione della polpa. La radiografia endorale mostra un canale pulpare fisiologicamente ampio così come un forame apicale beante. Si decide di mantenere la vitalità e quindi, previo isolamento del campo operatorio con diga di gomma, si esegue una pulpotomia con successiva applicazione di idrossido di calcio e sigillatura con materiali adesivi compositi. La seguente preparazione e finalizzazione si esegue con l’ausilio del CAD-CAM fresando un blocchetto di resina nanoceramica (LAVA Ultimate, 3M ESPE), permettendo così di eseguire un rapido ripristino funzionale e estetico di un elemento che andrà, data la giovane età, necessariamente controllato nel tempo ed eventualmente trattato endodonticamente per poi essere finalizzato, a sviluppo oro-facciale completo, con materiali più biomimetici e stabili36.

Il controllo a un anno dimostra il mantenimento della vitalità e la buona integrazione estetica.

presentazione del caso


terapia e controlli radiografici a tempo zero e 15 mesi


Caso clinico: ripristino in un settore posteriore

Paziente di anni 78: a carico di 1.4 e 1.6 oltre alla perdita di integrità strutturale dei restauri vigenti si evidenziano delle importanti abrasioni occlusali. Per garantire resistenza ed estetica si è scelto di ricavare le corone da dei blocchetti di ceramica (Vitablocs Mark II, Vita). La completa gestione della modellazione virtuale e il controllo visivo durante la fase della caratterizzazione permettono una particolareggiata individualizzazione funzionale ed estetica37.


Situazione iniziale, preparazione e impronta


Finalizzazione del caso

Conclusioni

Non ci sono dubbi che le tecnologie per il trattamento e i materiali in odontoiatria si siano sviluppati nel corso degli ultimi 50 anni, soprattutto in odontoiatria conservativa ed in protesi.

Restituire la qualità di vita dei pazienti attraverso servizi odontoiatrici sta diventando sempre più importante per promuovere la salute delle persone: oggi sono disponibili restauri dentali più confortevoli e di maggior qualità per mantenere le funzioni orali e migliorare la qualità di vita. Per questo motivo l'applicazione dei nuovi materiali e la nuova tecnologia è essenziale per i servizi odontoiatrici nel futuro.

L'introduzione dei sistemi CAD-CAM nella clinica è promettente: i pazienti desiderano trattamenti in tempi brevi e un precoce recupero funzionale per motivi di convenienza; i dentisti offrono restauri estetici in un solo appuntamento e a prezzi ragionevoli.

La tecnologia CAD-CAM chairside offre proprio questo servizio: estetica, ottima lavorabilità e caratteristiche meccaniche che sono necessarie per rendere popolare questa applicazione38.

Il disegno strutturale durante la fase CAD è promettente ed è un potente strumento per la realizzazione di restauri indiretti; i materiali utilizzati durante la fase CAM uniscono al biomimetismo una risposta valida alle istanze funzionali; infine la maturità delle tecniche adesive consolida la richiesta di durata e stabilità nel tempo.


Un altro uso potenziale del sistema potrebbe essere nei paesi del terzo mondo, dove laboratori ed abili ceramisti potrebbero non essere prontamente disponibili: la tecnologia CAD-CAM potrebbe consentire ai tecnici di fare gran parte del lavoro e i restauri potrebbero essere creati sul posto.

Infine va considerato che oggi è sempre più importante la domanda di protesi a supporto implantare; le scansioni digitali dell'impianto vengono registrate con un processo simile a quello utilizzato per la preparazione su moncone naturale, facilitando così la progettazione e la fornitura di implantoprotesi39.

L'integrazione dei dati di diagnostica e trattamento tra la fase chirurgica e l'odontoiatria restaurativa è un elemento chiave nel completare con successo un restauro implantoprotesico. L'integrazione della tecnologia cone-beam con la tecnologia CAD-CAM ha creato una collaborazione tra chirurghi e protesisti nelle fasi diagnostiche, di trattamento chirurgico, pianificazione e posizionamento del restauro con impianti dentali40.

Quello che era iniziato come una sfida per sviluppare una tecnica di ceramica chairside celebra una storia di 30 anni di hardware, software e materiale innovativi. I recenti sviluppi nel sistema CEREC qui presentato e gli altri sistemi CAD-CAM sviluppati mostrano oggi solamente alcune delle nuove opportunità cliniche per chairside CAD-CAM.

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Questionario ECM

1) La metodica chairside rende possibile la creazione di restauri indiretti in un unico appuntamento? a) sì b) no c) a volte d) dipenda dall’operatore

2) I restauri in zirconia devono essere cementati con tecniche convenzionali? a) sì, data la struttura cristallina non possono essere mordenzati b) no c) a volte d) dipende dall’isolamento ottenibile

3) In quali anni si osservarono le prime applicazioni cliniche dei sistemi CAD-CAM? a) anni 50’ b) anni 70’ c) anni 80’ d) anni 90’

4) Qual è il formato “aperto” dei file CAD-CAM? a) USB b) STL c) SCART d) nessuna delle risposte indicate

5) I sistemi CAD-CAM, che non richiedono modelli reali da scansionare, permettono il controllo delle infezioni crociate?

a) sì b) no c) a volte d) le impronte non sono mai “contaminate” se si lavora in ambiente sterile

6) Gli scanner intraorali richiedono la polvere opacizzante? a) Sì


b) No c) Alcuni, a causa delle differenti tipologie dei sistemi ottici d) Non più, grazie all’evoluzione del software

7) Tutti gli scanner orali permettono una fresatura “in office”? a) no b) sì c) a volte d) dipende dalle capacità cliniche dell’operatore

8) È possibile realizzare ponti estesi (più di 3 elementi) con tecnica monolitica chairside? a) no, a causa della mancanza di materiali sufficientemente resistenti b) no, a causa dei software c) sì d) a volte, dipende dal caso clinico

9) Per legge è obbligatorio mantenere il file dell’impronta e della progettazione virtuale? a) sì b) no c) a volte d) si, ma solo per 6 mesi

10) Le ceramiche vetrose a base leucitica possono essere utilizzate anche nei settori posteriori? a) Sì b) No, per le insufficienti caratteristiche estetiche c) No, per la insufficiente resistenza ai carichi occlusali d) No, a causa della procedura di realizzazione

11) Qual è il materiale più resistente al carico occlusale tra zirconia e ceramica feldspatica? a) zirconia b) ceramica felspatica c) hanno entrambi una bassa resistenza d) hanno entrambi un’alta resistenza

12) Il disilicato di litio CAD è fornito già completamente cristallizzato? a) no, necessita di cottura dopo la fresatura b) sì c) dipende dal tipo di restauro d) no, ma può essere utilizzato anche senza completa cristallizzazione


13) I blocchetti in materiale composito possono essere finalizzati senza cottura? a) sì b) no c) a volte d) la cottura è preferibile per aumentare le doti meccaniche di resistenza

14) Secondo la letteratura le percentuali di sopravvivenza dei restauri cad cam rispetto alle tecniche convenzionali sono:

a) paragonabili b) più basse c) più alte d) dipende dall’interpretazione dei dati

15) I tempi di fresatura per una corona singola di un blocchetto con un fresatore “ chairside” sono all’incirca?

a) 1 minuto b) 10 minuti c) 30 minuti d) 45 minuti

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