La impresión óptica en odontología
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CAD/CAM: imprescindible en la odontología moderna
Introducción: Resumen histórico
Inicialmente utilizada en la industria aeronáutica y de automoción en la década de los 60 para estandarizar la fabricación de formas repetitivas, la aplicación de CAD/CAM en odontología fue un proyecto ambicioso, incluso utópico, porque cada parte protética fabricada es única y específica para cada paciente.
En 1973, François DURET tuvo la idea de trasladar este concepto a la realización de prótesis dentales y fue así el inventor del CAD/CAM dental, cuyas bases estableció en su tesis “L’empreinte optique” (La impresión óptica).
F. Duret creó el Diseño y Fabricación Asistido por Ordenador (CAD/CAM por sus siglas en inglés). Esta tecnología cambió por completo el mundo de la odontología.
Desde entonces, esta tecnología ha seguido evolucionando y perfeccionándose en el ámbito de la odontología para establecerse como una herramienta de trabajo imprescindible en la era digital.
La primera parte de este artículo dedicado al CAD/CAM dental estará dedicada a la definición de la cadena de fabricación CAD/CAM, sus diferentes componentes y sus características. A continuación, expondremos las diferentes clasificaciones de la cadena CAD/CAM dental, detallando sus aplicaciones, ventajas y limitaciones.
Definición
La cadena CFAO dental (Diseño y Fabricación Asistido por Ordenador) o CAD/CAM (Diseño Asistido por Ordenador/Fabricación Asistida por Ordenador) es un conjunto de medios tecnológicos coordinados (CAO, FAO) que permiten el registro (Adquisición) digital de los datos clínicos analógicos, la modelización virtual (CAO) y la fabricación material (FAO) de un dispositivo médico a medida.
Por lo tanto, incluye todas las especialidades de la odontología que implican dispositivos médicos a medida.
Flujo digital y componentes de la cadena CAD/CAM dental
Una cadena CAD/CAM dental completa está constituida de 4 etapas separadas por interfaces:
1ª etapa: La adquisición de datos
La adquisición consiste en la digitalización de datos clínicos y su tratamiento. Puede realizarse directamente en la boca mediante una cámara intraoral o mediante el escaneo de moldes de yeso o incluso impresiones.
Figura 1 Cámara intraoral
2ª etapa: CAO
El CAO (diseño asistido por ordenador) es un proceso de creación de objetos virtuales mediante una representación gráfica. Incluye una etapa previa al diseño de las prótesis, llamada “postratamiento”, de los puntos obtenidos durante la etapa de adquisición mediante impresión óptica. Al final de esta etapa, se obtiene el modelo virtual que aparece en la pantalla después de la digitalización.
3a etapa: FAO
La FAO (fabricación asistida por ordenador) es un proceso de realización de objetos, es decir, de materialización física de un objeto virtual (creado por CAO). Permite la creación de procesos de mecanizado mediante un software específico que determina las posiciones de las herramientas durante la fabricación.
4a etapa: Máquina Herramienta de Control Numérico (MOCN por sus siglas en francés)
Es el 4º y último componente de la cadena CAD/CAM dental, responsable de la fabricación. Es una máquina herramienta programable equipada con control numérico.
El procedimiento de fabricación se realiza:
–Por sustracción (retirando materia): procedimiento conocido como fabricación sustractiva, principalmente el mecanizado por fresado.
–Por adición (añadiendo materia): procedimiento de fabricación aditiva, o más conocida por el nombre de impresión 3D. Los principales procedimientos de fabricación aditiva son: la estereolitografía (SLA), el modelado por deposición fundida (FDM), la fusión selectiva por láser (SLM) y el sinterizado selectivo por láser (SLS).
Figura 2 Impresora 3D (Técnica SLA)
| SLA | FDM | SLM | SLS |
| Estereolitografía por fotopolimerización (StéréoLithography Apparatus) | Modelado por deposición fundida (Fused Deposition Modeling) | Fusión selectiva por láser (Selective Laser Melting) | Sintetizado selectivo por láser (Selective Laser Sintering) |
| Procedimiento químico Polimerización continua por rayo láser de una resina sensible especial. Una vez que la capa se solidifica, el láser continúa recorriendo el baño de resina líquida calentándolo para polimerizarlo y endurecerlo, hasta que, mediante capas sucesivas, se forma el objeto completo. | Procedimiento físico La impresora deposita filamentos de polímero termoplástico calentado a su temperatura de plastificación capa por capa mediante una boquilla para formar el objeto esperado. | Procedimiento físico Deposita capas sucesivas mediante un láser que recorre un lecho de polvo metálico para fundirlo hasta la formación de la pieza metálica. | Procedimiento físico Deposita capas sucesivas mediante un láser que recorre cada capa para permitir su sinterizado hasta obtener el modelo deseado. |
¿CAD/CAM directo, semidirecto o indirecto?
La evolución del CAD/CAM permite distinguir 3 métodos diferentes:
CAD/CAM directo
Permite al especialista realizar una prótesis en una única sesión. Todas las etapas se realizan en el consultorio. La impresión óptica intraoral se trata in situ hasta la confección de la restauración; inlay, onlay, carillas de cerámica, corona unitaria o incluso puente provisional.
CAD/CAM semidirecto
Al menos una etapa se realiza en el consultorio dental; la adquisición realizada por el especialista puede tratarse en el consultorio para realizar el CAO o puede enviarse a un laboratorio o un centro de mecanizado en línea en tiempo real, lo que permite una interacción inmediata con el fabricante para la realización del dispositivo, así como del cosmético.
CAD/CAM indirecto
El especialista realiza una impresión clásica químico-manual, que enviará al protésico o al centro de mecanizado de estructuras dentales. Se externalizan todas las etapas de la cadena.
En las técnicas semidirecta e indirecta se recurre a laboratorios o centros de mecanizado de estructuras dentales para la elaboración de restauraciones más complejas con materiales más difíciles de utilizar en un consultorio dental.
Cadena abierta versus cadena cerrada
Esta noción define la facultad de intervenir en una etapa de la cadena CAD/CAM o de cambiarla a un flujo digital.
Sistema cerrado o cadena de CAD/CAM “cerrada”
En este primer caso, el fabricante impone todos los componentes de la cadena. Una vez que se ha realizado la adquisición, no es posible salirse de la cadena (dejando a un lado la fabricación final) y por lo tanto, no es posible exportar datos.
Sistema abierto o cadena de CAD/CAM “abierta”
El especialista tiene la opción de recurrir a fabricantes diferentes para cada etapa en función de sus necesidades y características específicas de cada componente. La salida de la cadena es posible al final de cada etapa y de la exportación de los ficheros. Este tipo de sistema permite modificar una etapa completamente o únicamente ciertos parámetros y acceder a los datos obtenidos.
Noción de compatibilidad
Es la “compatibilidad” entre las diferentes etapas elegidas de la cadena lo que establece la facultad de dos sistemas digitales (software o material) para intercambiar datos sin alterar la información. Este es el mínimo necesario para que la integración de dos sistemas digitales consecutivos en un mismo flujo digital sea posible. La integración representa un criterio importante en la elección de la cadena CAD/CAM.
¿Qué materiales se utilizan en la técnica CAD/CAM?
Comparada a las técnicas clásicas, la técnica CAD/CAM ofrece una gama de materiales más variada para poder realizar cualquier tipo de restauración. Los materiales utilizados dependen del procedimiento de fabricación adaptado (por sustracción o por adición) y son principalmente materiales estéticos; resinas, cerámica de todo tipo (feldespato, vitrocerámicas, aluminosas, cristal de alúmina o de óxido de zirconio) y materiales híbridos.
Hoy en día, el especialista dispone de bloques de materiales de un color, pero también bloques degradados en una dirección (Empress CAD Multi…) o en varias direcciones (MkII Real Life) o incluso con translucidez variable (Empress CAD y eMax CAD). Los fabricantes también proponen bloques de cerámica de diferentes colores.
De esta forma, el CAD/CAM ha permitido destacar materiales diferentes a las aleaciones metálicas y los productos utilizados en la técnica tradicional, lo que ha permitido generalizar las restauraciones realizadas en su totalidad en cerámica.
¿Qué aplicaciones tiene el CAD/CAM?
El uso de la tecnología CAD/CAM ha llevado a la mejora de las soluciones terapéuticas existentes y ha abierto la vía a nuevas soluciones.
Los ámbitos de aplicación de la CAD/CAM incluyen la odontología reparadora, las prótesis, la implantología, la cirugía oral y también la ortodoncia.
Esta técnica permite la realización de restauraciones indirectas (inlays, onlays), prótesis fijas unitarias y plurales, inlay-cores, carillas, prótesis fijas periimplantares (pegadas o atornilladas) e incluso prótesis provisionales.
También se aplica a las prótesis removibles y prótesis removibles sobre implantes.
En prótesis adjuntas, los programas específicos pueden diseñar las bases de prótesis completas, marcos metálicos en prótesis parciales y simular la oclusión del paciente en un articulador virtual.
También se utiliza en la elaboración de prótesis maxilofaciales. Los procedimientos de fabricación y los materiales difieren en cada aplicación pero el flujo digital es casi el mismo.
En implantología, el CAD/CAM permite fabricar pilares individualizados, barras para implantes a medida y guías quirúrgicas de implantes para guiar el gesto quirúrgico en el momento de la colocación de los implantes.
En ortodoncia, el CAD/CAM permite desarrollar un nuevo tratamiento para la corrección de maloclusiones mediante férulas para la alineación dental invisibles que representan una alternativa al tratamiento de ortodoncia convencional. Entre los programas informáticos desarrollados para la ortodoncia con CAD/CAM podemos citar Invisalign®. Estos programas permiten archivar modelos digitales obtenidos mediante impresión óptica, planificar los tratamientos realizando configuraciones y explotar los datos cefalométricos.
Figura 3 Férula invisible para la alineación dental
Gracias al CAD/CAM, la etapa de cementado se optimiza con la realización de férulas de cementado indirecto que permiten transferir fiel y rápidamente la posición de los brackets de ortodoncia en los dientes del paciente. El CAD/CAM permite también realizar guías de osteotomía y reposicionamiento (en el caso de osteotomía Lefort, de reconstrucción mandibular), fabricar ortesis dentofaciales, aparatos de ortodoncia interceptiva y modelos…
Figura 4 Férula de cementado indirecto
¿Qué ventajas tiene con respecto a la técnica CAD/CAM?
Esta tecnología ofrece innumerables ventajas, no solo para el dentista sino también para el paciente y el protésico.
Para el especialista:
Rapidez, ahorro de tiempo y comodidad:
El uso de impresiones ópticas elimina algunas etapas de la cadena protética. Esto permite una implementación rápida y eficaz, y por lo tanto, un ahorro de tiempo considerable y un protocolo estandarizado con menos necesidad de retocar las restauraciones, al mismo tiempo que se garantiza la fiabilidad.
Aumento de productividad y rentabilidad:
Además de la productividad en el consultorio que se optimiza gracias a la reducción de los plazos de fabricación, el número de sesiones se reduce a una única sesión en CAD/CAM directo, lo que supone una garantía de rentabilidad diaria para el consultorio.
Mejora en la precisión, regularidad y trazabilidad:
El protocolo racional que ofrece el CAD/CAM mediante una reducción de etapas de la cadena protética y por lo tanto, de los riesgos de error, mejora la precisión de las restauraciones.
Asimismo, la tecnología digital garantiza la regularidad de los dispositivos médicos y optimiza su trazabilidad.
Incremento del material terapéutico:
El especialista tiene nuevo material y métodos a su disposición, entre otros la impresión 3D, que le permite diversificar las acciones realizadas y la atención ofrecida diariamente. El conocimiento de la técnica digital pasa por una fase de aprendizaje con la manipulación de nuevos materiales, el conocimiento de sus propiedades específicas, las indicaciones y limitaciones, así como las nuevas herramientas de trabajo que van desde la cámara intraoral o el escáner de impresiones (silicona o alginato), hasta la máquina herramienta de control numérico (CN), pasando por softwares de CAD/CAM. Dicho conocimiento de la técnica permite el completo desarrollo diario del especialista.
Mejora de la imagen de marca:
La amplia gama de materiales y nuevas soluciones terapéuticas que ofrece el CAD/CAM permite al especialista diferenciarse valorizando su trabajo y los medios técnicos de su consultorio y proponer a sus pacientes una odontología más moderna.
Para el paciente
Tratamientos de mejor calidad:
Gracias a la técnica CAD/CAM los pacientes se benefician hoy en día de restauraciones no solo más estéticas, biométricas y biocompatibles, sino también más precisas.
La digitalización de las tareas a lo largo de la cadena protética evita la acumulación de imprecisiones inherentes a las técnicas tradicionales. Debido a la aparición de nuevos materiales innovadores, es necesario crear rápidamente normas de seguridad y calidad para el producto final, lo que garantiza la calidad irreprochable de las restauraciones realizadas mediante CAD/CAM.
Comodidad del paciente:
La eliminación de la etapa de impresión física (alginato o silicona), que los pacientes consideran a menudo demasiado agresiva, se aprecia mucho en la técnica CAD/CAM. El uso de una única anestesia en vez de dos y la eliminación de aparatos provisionales son ventajas indiscutibles. Las sesiones son más cortas y cómodas y su número se reduce; algunos tratamientos se pueden realizar en una única sesión, incluyendo la preparación, gracias a la técnica CAD/CAM directa.
Costo reducido
La reducción de los plazos y la disminución de los recursos humanos necesarios para fabricar las restauraciones mediante CAD/CAM, asociadas al desarrollo del mercado, se reflejan en una disminución de su costo.
Ventajas para el protésico
Las ventajas del consultorio se convierten en las ventajas del laboratorio. El protésico recibe al instante una impresión digital muy precisa, reduciendo los errores que se pueden dar por interpretaciones subjetivas, lo que permite incrementar el ritmo de ejecución y la productividad.
Optimización de la comunicación en el trinomio: Paciente-especialista-protésico:
Especialista-protésico
En CAD/CAM semidirecto e indirecto, el especialista se comunica con el laboratorio especializado en tiempo real vía Internet, facilitando un intercambio interesante entre las dos partes en sus ámbitos de especialización.
Paciente-especialista
La comunicación con el paciente se hace más sencilla gracias al flujo de datos digitales. Estas tecnologías permiten multiplicar las interfaces de intercambio e información. En efecto, la opción terapéutica y el plan de tratamiento propuesto se analizan mediante un soporte explicativo visual preciso de forma sencilla con imágenes que se muestran en la pantalla. Los pacientes tienen así la posibilidad de hablar con el especialista sobre el color y la forma de los dientes y de la técnica utilizada. Dejando de lado la jerga médica, los pacientes pueden concebir virtualmente el resultado final de su tratamiento y se tranquilizan con respecto a la calidad de este. Así, el consultorio gana credibilidad y se establece una relación de confianza entre las dos partes.
Beneficio ecológico
La disminución del volumen de material utilizado y de los residuos con respecto a la técnica convencional, en particular gracias al uso de impresiones ópticas y a la fabricación aditiva, tiene un impacto positivo incontestable en el medio ambiente.
Las limitaciones de la técnica CAD/CAM
A pesar de todas las ventajas mencionadas anteriormente, muchos profesionales siguen siendo reacios a utilizar CAD/CAM en su práctica diaria. Los siguientes motivos pueden explicar este hecho:
– Un costo de inversión y mantenimiento alto, sobre todo para los jóvenes especialistas o los pequeños consultorios. Sin embargo, con el tiempo, el desarrollo del mercado conllevará una disminución de estos costos.
– Un protésico colaborador no equipado.
– La falta de interés y de tiempo necesarios para formarse en la técnica CAD/CAM.
– El resultado estético del mecanizado de la estructura cerámica se considera a menudo inferior a los laminados cerámicos utilizados en la técnica tradicional.
– Las limitadas indicaciones clínicas.
Conclusión
La aparición del CAD/CAM ha revolucionado el mundo de la odontología. Esta tecnología ha permitido abrir la vía a nuevas posibilidades terapéuticas, así como al desarrollo de nuevos materiales.
A pesar del considerable auge que ha experimentado, el número de dentistas equipados en Francia sigue siendo bajo. Para algunos, el cambio representa una importante transición que transformaría sus prácticas de forma radical.
El incontestable aumento de la precisión, el ahorro de tiempo y la comodidad para el especialista y el paciente son los motivos que deberían animar a cada vez más dentistas a dar el paso hacia una odontología digital.
En el momento de adquirir la tecnología CAD/CAM, hay que asegurarse de elegir el equipo adecuado con respecto al rendimiento, la ergonomía y, sobre todo, la compatibilidad.