La impresión 3D en odontología
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22 janvier 2025
La impresión óptica en odontología
Introducción a la impresión óptica
Las primeras impresiones ópticas se remontan a los años 80. Hoy en día, reemplazan a las impresiones convencionales, que presentan algunos límites conocidos y reconocidos, entre otros, la extensión de los materiales de impresión, las roturas, las burbujas de aire que ponen en peligro la calidad de las impresiones… A estos límites se les tienen que añadir los plazos y todas las etapas de tratamiento que soportan desde la etapa del moldeo, que aumentan de forma considerable los retoques en la boca, e incluso pueden impedir la obtención de la prótesis final.
Desde su invención, los escáneres y cámaras intraorales han evolucionado considerablemente y encuentran hoy en día su lugar en los consultorios dentales con instrucciones en omnipráctica, así como en los diferentes ámbitos de la odontología.
Definición
La impresión óptica se define como la proyección de una señal luminosa sobre las superficies dentales. La cámara capta la señal reflejada, lo que permite crear el modelo tridimensional 3D.
La impresión óptica, primer eslabón de la cadena dental digital
La adquisición mediante impresión óptica consta de una primera etapa de recopilación de datos, seguida de una etapa de tratamiento de dichos datos.
Esta etapa se puede realizar mediante:
- El escaneo del modelo en el laboratorio con un escáner extraoral o escáner de mesa (con o sin contacto) que digitaliza un modelo de yeso procedente de una impresión o directamente una impresión física clásica, o
- Una cámara intraoral colocada directamente en la boca.
Diferentes tipos de impresiones ópticas y técnicas de adquisición
1-Adquisición extraoral
Se trata de una técnica indirecta automatizada que permite controlar el posicionamiento, la distancia y la velocidad, así como la accesibilidad a las zonas de las cavidades retentivas.
2-Adquisición intraoral
Es una técnica de impresión directa. Se trata de una operación manual que depende de un operador y no permite controlar de manera exacta la distancia, la velocidad y la accesibilidad a las zonas de las cavidades retentivas.
La adquisición de las imágenes 3D con el escáner intraoral puede realizarse guardando imágenes sucesivas, cuyo principal inconveniente es la velocidad de la toma de imagen, o en modo dinámico (tipo película). La adquisición en este último caso será más rápida (alrededor de 5 minutos para digitalizar las dos arcadas y la oclusión).
Tratamiento digital de la impresión óptica:
El archivo originado a partir de la adquisición de las superficies dentales constituye el punto de entrada de la cadena CAD/CAM dental. Consiste en una representación del molde o de la arcada del paciente en forma de una nube de puntos. En realidad, esta nube de puntos no se puede utilizar y es necesaria realizar una etapa de tratamiento con un programa informático específico para optimizarla, procediendo a un reajuste, reposicionamiento, fusión de los puntos superpuestos, limpieza y filtrado de los puntos anormales y homogeneización de las densidades para disminuir el tamaño del archivo y agilizar el tratamiento de los datos virtuales.
Archivos obtenidos al término del eslabón de adquisición
Estos archivos pueden ser de formato cerrado (solo pueden ser leídos utilizando programas informáticos de la misma marca) o universales. Pero la tendencia actual es la de la apertura de los sistemas. En efecto, todos los programas informáticos de diseño pueden leer los archivos universales.
Los formatos universales son el STL (Standard Tesselation Language o Standard Triangle Language) y elPLY (Polygonal File Format).
El formato universal STL define una malla de triángulos que crea un objeto en 3D en blanco y negro, sin información sobre el color o la textura.
El formato de archivo PLY se compone de una compilación de polígonos que puede enviar información sobre la transparencia o el color. Pero no todos los programas informáticos son capaces de generar este formato de archivo.
Características de las cámaras intraorales
A la hora de elegir una cámara intraoral, se deben tener en cuenta varios parámetros. La tecnología elegida condiciona el acceso a ciertas modalidades (ej.: ausencia de espolvoreado, color, registro continuo). A continuación hemos detallado las principales características de las cámaras intraorales.
Ergonomía de la parte manual
La ergonomía incluye el tamaño, la forma de la cámara, su peso, su manejo, la altura necesaria en el extremo, el tamaño del cabezal.
A ello se le añade el equilibrio de la cámara, una característica fundamental que garantiza una estabilidad y manejabilidad óptimas durante la adquisición de las imágenes.
Un cabezal ancho permite un área de adquisición más importante, pero puede dificultar el acceso a ciertas zonas, sobre todo posteriores.
La distancia focal está definida por la distancia entre el extremo de la cámara y las superficies que se deben examinar. Algunas marcas requieren el contacto con los dientes, mientras que otras aconsejan una distancia que puede sobrepasar los 10 mm, dificultando la impresión óptica a nivel posterior, especialmente en disto-vestibular.
El uso más común y habitual es en forma de “bolígrafo”, pero existen cámaras que se utilizan en forma de “pistola”.
Recientemente se han desarrollado cámaras inalámbricas que permiten olvidarse de la incomodidad del cable y proporcionan una mayor libertad de movimiento.
Espolvoreado
Sirve para homogeneizar la reflexión de la luz de las superficies que se deben analizar (esmalte, materiales de empaste, coronas).
Algunos sistemas necesitan un espolvoreado antes de la toma de la impresión para facilitar el registro de las superficies dentales. Otros lo recomiendan.
Las cámaras intraorales powder-free pueden necesitar de forma ocasional un espolvoreado ligero en las zonas especialmente brillantes (restauraciones metálicas).
Pero se tiende a una adquisición sin espolvoreado.
Modo de captura (toma de imagen)
Puede realizarse en modo imagen o vídeo. La única diferencia es la velocidad de adquisición, más rápida en modo continuo en forma de película.
Este modo de adquisición permite una gran libertad de movimiento, pero se debe respetar un trazado de escaneo impuesto por el fabricante.
Color
La mayoría de los sistemas permiten hoy en día obtener un modelo maestro en color más o menos realista, dando una textura al archivo 3D que se asemeja al tejido dental y facilita la lectura de algunos elementos, especialmente los complejos márgenes de preparación yuxtagingival.
Sin embargo, en cualquier momento es posible volver a una visualización monocromática, ya que al final el modelo monocromo es el verdadero modelo de trabajo equivalente al modelo de yeso, y aquel que permitirá juzgar la calidad de nuestra impresión. Los dos modos de visualización son complementarios.
Toma del tono de color
Algunos escáneres intraorales pueden también proporcionar simultáneamente el color de los dientes, ayudando al especialista en la elección del tono.
Formato de los archivos
Anteriormente hemos hablado de archivos con formato cerrado, con apertura controlada o formato abierto. Hoy en día los sistemas están cada vez más orientados hacia la exportación al formato abierto STL, permitiendo trabajar con las impresiones utilizando cualquier programa informático de CAO.
Funciones del programa informático
Todos los programas informáticos vinculados a las cámaras de impresiones ópticas permiten visualizar el espacio de la prótesis disponible y los contactos oclusales.
Costo
Es difícil evaluar la amortización de una cámara óptica. Se debe tener en cuenta: el costo de adquisición de la cámara y la unidad informática, las licencias de explotación, las actualizaciones y por último, los gastos de mantenimiento.
Chairside:
Algunos sistemas proponen una cadena CAD/CAM completa (adquisición, CAP, FAO), permitiendo al especialista cambiar a la técnica CAD/CAM directa cuando lo necesite.
Capacidad de evolución
La compra de una cámara de impresión óptica puede también considerarse como una primera etapa hacia una conversión a la técnica CAD/CAM directa. Hoy en día, todos los sistemas permiten exportar los archivos al formato STL. El especialista podría optar por equiparse con material de la misma marca o de otro fabricante.
Precisión de la impresión óptica y noción de exactitud
La primera pregunta que nos viene a la mente cuando se menciona la impresión óptica es ¿cuál es la aportación de la impresión óptica en términos de calidad y precisión con respecto a las técnicas convencionales?, y ¿cuál es la técnica más fiable en las diferentes situaciones clínicas?
La exactitud es el término apropiado para calificar la calidad o precisión de una impresión.
Tiene en cuenta dos criterios:
- La precisión: la medida del índice de desviación entre las dimensiones reales del objeto y la medida de la impresión.
- La fidelidad: la medida de las diferencias entre los resultados obtenidos de las mediciones repetidas de un mismo objeto con el mismo sistema de impresión.
Caso de las arcadas parciales
Hay muchos factores que pueden influir en la calidad de una impresión en la consulta. La evaluación de la calidad de una impresión digital se basa en el análisis de la adaptación marginal de las prótesis provenientes de dos tipos de impresiones (digital y convencional) realizados utilizando las mismas cadenas de fabricación CAD/CAM.
De forma general, la adaptación marginal en prótesis es aceptable por debajo de 120μm. Los estudios in vitro muestran que los valores de adaptación marginal de las coronas de cerámica obtenidas a partir de impresiones ópticas son equivalentes, incluso mejores, a aquellas obtenidas a partir de impresiones clásicas.
Esto se ha confirmado in vivo en el caso de restauraciones unitarias o de pequeña envergadura con una media de valores de adaptación marginal igual a 90μm.
Es también el caso de restauraciones parciales de tipo inlay/onlay, cuyos valores de adaptación marginal obtenidos con una impresión digital son satisfactorios.
Caso de las arcadas completas
De acuerdo con los datos publicados, la referencia actual es la impresión convencional con elastómeros, ya que, en el caso de las arcadas completas, es significativamente superior a las impresiones digitales. Se ha publicado también que la exactitud es mayor en el sector anterior que en el posterior, con desviaciones en el plan horizontal y errores de precisión que pueden llegar hasta 170μm.
Varios autores señalan a la fase de reconstrucción digital que permite reunir las imágenes obtenidas para recrear la arcada completa.
Por lo tanto, parece que la acumulación de errores que tiene lugar durante la fase de registro y tratamiento digital de las imágenes es el origen de estas importantes distorsiones.
De esta forma, de acuerdo con algunos autores, se podría contemplar obtener impresiones de arcadas completas más fiables en el futuro gracias a mejoras en los programas informáticos y no en las cámaras.
Además, según otros autores, parece que la cantidad de preparaciones es la responsable de la alteración de la calidad de la impresión digital. Cuantas más haya, mayor serán las diferencias entre los sistemas de impresión óptica.
En general, se considera que las impresiones digitales presentan un nivel de precisión suficiente, incluso superior, a las técnicas clásicas en el caso de restauraciones unitarias o de pequeña envergadura (hasta 3 elementos). Sin embargo, las impresiones clásicas con elastómeros siguen siendo el criterio de referencia para el registro de arcadas completas, en particular cuando hay una cantidad importante de preparaciones.
Caso de prótesis sobre implantes
Es difícil manifestarse sobre la calidad de las impresiones digitales en el ámbito de las prótesis fijas sobre implantes al no haber publicaciones al respecto. Pero algunos autores subrayan que se deben respetar varios criterios para obtener una impresión de calidad equivalente o superior a aquella obtenida con una técnica convencional, y que se debe aplicar un protocolo muy estricto. De esta forma, la calidad de la impresión dependería del operador y de su experiencia.
Protocolo operacional de adquisición
La adquisición de la imagen puede comenzar una vez se haya eliminado la humedad de los dientes (saliva, sangre) y se efectúe, si fuera necesario, el espolvoreado (fino y sin acumulaciones).
Hay que respetar la técnica, la duración, la velocidad y la trayectoria del escaneo recomendadas por el fabricante. El gesto tiene que ser fluido y rápido, y sobre todo hay que olvidarse progresivamente de la boca y coordinar los gestos con lo que se ve en la pantalla.
La toma de la imagen de las preparaciones o del modelo de trabajo debe efectuarse en el eje más amplio de la preparación para poder utilizarla y poder mostrar algunas zonas de forma legible. Para una preparación periférica convencional, las zonas son las siguientes:
- la totalidad del margen cervical y la línea de transición
- la preparación cervical
- la línea que delimita la superficie dental preparada
- las papilas y los puntos de contacto de los dientes contiguos
Si la preparación es “opto-legible” y se distinguen bien las zonas, el CAO y FAO serán óptimas. De lo contrario, existe un gran riesgo de encontrar dificultados en la inserción a causa de puntos de contacto mal realizados o una mala adaptación cervical, o incluso problemas de oclusión, tanto en la parte superior como inferior.
La adquisición se realiza en tres etapas sucesivas:
- Impresión de las preparaciones (modelo de trabajo)
- Impresión de la arcada antagonista (modelo antagonista)
- Impresión de las relaciones oclusales mediante escaneo de la cara vestibular del sector concernido en oclusión. El programa informático coloca las dos arcadas en OIM (oclusión máxima de intercuspidación) automáticamente o de forma manual.
Ventajas
La impresión óptica permite reducir los tiempos de trabajo en comparación con una impresión convencional, sobre todo por el escaneo del sector, y permite disminuir la incomodidad de los pacientes que a menudo piensan que la impresión clásica es demasiado agresiva.
En algunos casos difíciles en los que se necesitan múltiples impresiones o en pacientes con alto riesgo de náuseas, la adquisición podrá realizarse progresivamente conservando la calidad de la impresión.
Por otra parte, la impresión óptica es más sencilla que la impresión convencional gracias a su carácter objetivo. No hay espacio para la interpretación o el azar.
Permite en efecto una retroverificación inmediata de las preparaciones de los dientes para poder validarlas antes de enviarlas. También mejora claramente la calidad y legibilidad de las impresiones transmitidas al laboratorio.
Además, la impresión clásica químico-manual es una larga manipulación que requiere de cierta técnica y experiencia.
A diferencia de la impresión de yeso (pesada, voluminosa, difícil de guardar, frágil y que no se puede ni reproducir ni conservar), la impresión digital es inalterable e invariable, ya que no sufre ningún deterioro ni deformación con el tiempo y se puede además duplicar. Por otra parte, se puede guardar y es transferible (soporte digital, servidores protegidos).
Por eso es interesante pasar a la impresión digital por adquisición intraoral. Además, su precisión es equivalente o incluso superior a los materiales convencionales, en particular en lo referente a las restauraciones de prótesis unitarias o pequeñas.
Por último, la impresión óptica es una excelente herramienta de comunicación, tanto con los pacientes, ya que facilita la explicación de los trabajos de prótesis que se deben efectuar, como con los protésicos, al tener lugar la comunicación en tiempo real.
Inconvenientes
Aunque la toma de impresión digital presenta numerosas ventajas, existen límites a su uso relacionadas principalmente con el paciente, el sistema óptico y el programa informático de tratamiento de los datos digitales.
El flujo salival puede influir negativamente en los sistemas de los escáneres intraorales y el sangrado sulcular puede ocultar una parte de los márgenes de las preparaciones.
El registro de las preparaciones puede resultar complicado por una mala accesibilidad de la cámara, sobre todo en el nivel posterior, debido principalmente a una limitación de la apertura de la boca, un margen de preparación demasiado profundo y los movimientos del paciente.
Se dice a menudo que la cámara solo graba lo que ve. La impresión óptica es más sencilla que la impresión clásica pero también es más minuciosa.
Las técnicas de preparación deben estar adaptadas a la impresión digital y se recomiendan enormemente las técnicas de evicción gingival.
Durante la adquisición digital, existen principalmente dos niveles de dispersión:
- La fidelidad de las nubes de puntos brutos (en particular si el escaneo del modelo procede de una impresión física) con respecto al objeto escaneado.
- El tratamiento de las nubes de puntos con respecto a la nube bruta.
Para algunos sistemas y en algunos casos, es necesario realizar un espolvoreado, pero puede entorpecer la precisión de la adquisición si es muy grueso. El grosor óptimo se sitúa entre 40 µm y 60 µm. Algunas cámaras que no necesitan espolvoreado recomiendan el uso de un aerosol de espolvoreado para agilizar la adquisición.
Estudios in vitro que comparan la impresión digital con la impresión convencional muestran que las dos técnicas son equivalentes en lo que respecta a la exactitud. Por el contrario, las impresiones convencionales tienen la ventaja de generar menos dispersiones y las arcadas completas son hoy en día difíciles de establecer con una cámara intraoral.
¿Qué criterios se deben tener en cuenta al elegir una cámara intraoral?
Antes de elegir un escáner intraoral, el cirujano-dentista debe hablar con su protésico para optar por un modelo que corresponda a sus expectativas pero que al mismo tiempo sea compatible con la cadena del laboratorio. A continuación, será necesario pasar por una fase de prueba y aprendizaje para comprender el uso de este nuevo equipo.
El especialista puede perderse con tantos datos técnicos, a veces difíciles de comprender, de las descripciones de producto de numerosos fabricantes y con las últimas evoluciones: sistemas inalámbricos, registro del tono del color, modelos compactos…
Antes de lanzarse, los elementos principales que se deben tener en cuenta son los siguientes:
- El costo
- El rendimiento en términos de exactitud
- Las características técnicas: velocidad de adquisición y tiempos de tratamientos de datos (algoritmo), tamaño del sensor (cantidad de píxeles y superficie de adquisición), distancia focal (profundidad de campo…), digitalización del molde/impresión/arcada dental
- La ergonomía del dispositivo: duración de la adquisición, con o sin espolvoreado
En general, las cámaras que cumplen los estándares actuales están dotadas de una adquisición en flujo vídeo, en color y powder-free.
Conclusión
La impresión óptica está en pleno auge y representa una alternativa seria a las técnicas de impresión convencional.
Es un medio fiable, rápido y cómodo de adquisición que facilita la comunicación con los laboratorios de prótesis y los pacientes, aunque la calidad de digitalización de una arcada completa siga teniendo hoy en día sus límites.
Tras haber conquistado el mundo de la prótesis fija, se dirige a la prótesis removible, la implantología y la ortodoncia, ofreciendo así soluciones complejas a los cirujanos-dentistas que trabajan con tecnología digital.