1 Wprowadzenie i rys historyczny

W ostatnich latach rozwój nowoczesnej implantologii, technik obrazowania oraz rewolucja cyfrowa umożliwiły opracowanie nowego protokołu, jakim jest implantologia wspomagana komputerowo (CAI) lub implantologia nawigowana.

Ta innowacyjna technika pozwala na wprowadzanie implantów zębowych przy użyciu szablonu zaprojektowanego cyfrowo i nie odchodzi od podstawowej zasady nowoczesnej implantologii, zgodnie z którą to projekt protetyczny determinuje pozycję implantu, a tym samym przebieg zabiegu chirurgicznego.

Rys historyczny

Pierwsze szablony chirurgiczne pojawiły się w 1999 roku i opierały się na kości. Konieczny był wówczas inwazyjny zabieg z odwarstwieniem płata, aby skontrolować prawidłowe ustawienie szablonu na kości. Po odwarstwieniu płata powierzchnia wewnętrzna szablonu była dopasowywana i stabilizowana bezpośrednio na kości.

Szablony te były wykonywane na podstawie rekonstrukcji 3D kości poprzez konwersję plików radiologicznych DICOM na pliki .STL. Dlatego to właśnie pacjenci z całkowitym bezzębiem jako pierwsi skorzystali z chirurgii nawigowanej, ze względu na problemy napotykane przy ówczesnych szablonach radiologicznych.

Kilka lat później, w 2002 roku, pojawił się szablon oparty na śluzówce, dzięki zastosowaniu podniebienia radio-nieprzepuszczalnego, które wyznaczało objętość tkanek miękkich. Technika podwójnego skanu umożliwiła wykonanie szablonów opartych na śluzówce dla zabiegów typu Flapless. Technika ta pozwala uniknąć odwarstwiania płata, a więc pracować przezdziąsłowo.

Dzięki obrazowaniu tomograficznemu (tomografia komputerowa i Cone Beam) można odróżnić obszary kostne od tkanek miękkich. Powierzchnia wewnętrzna szablonu diagnostycznego umożliwiała precyzyjne zamodelowanie szablonu chirurgicznego.

Rycina 1 — Stereolitograficzny szablon chirurgiczny oparty na śluzówce

Wreszcie szablony najnowszej generacji powstają na podstawie cyfrowych modeli laboratoryjnych, a najnowsza ewolucja polega na wykorzystaniu wycisku optycznego wewnątrzustnego do zaprojektowania szablonu chirurgicznego.

Dziś implantologia nawigowana znajduje zastosowanie u pacjentów z bezzębiem częściowym.

2 Zasada i etapy planowania

Zasada

Nawigowana chirurgia implantologiczna wykorzystuje oprogramowanie do planowania, które umożliwia „Matching”, czyli nakładanie danych radiologicznych (plik DICOM) i klinicznych (plik STL) pacjenta. Pliki DICOM pochodzą z badania Cone Beam lub tomografii komputerowej. Pliki STL pochodzą z cyfrowych wycisków jamy ustnej pacjenta.

Nakładanie wszystkich tych plików cyfrowych może odbywać się automatycznie lub manualnie. Celem Matchingu jest dopasowanie danych radiologicznych do powierzchni zębów i dziąseł, na których będzie opierać się powierzchnia wewnętrzna szablonu.

Rycina 2 — Matching plików DICOM i STL za pomocą oprogramowania QuickVision 3D

Etapy planowania implantologicznego

Projekt protetyczny może być w pełni cyfrowy dzięki wykonaniu wirtualnego wax-upu w obszarach bezzębia. Pozwala to uzyskać na jednym obrazie sytuację anatomiczną i projekt protetyczny.

Wykonanie szablonu chirurgicznego wymaga zatem połączenia trzech elementów:

• Dane DICOM z badania Cone Beam
• Wirtualny wax-up projektu protetycznego
• Wyciski cyfrowe pacjenta

Oprogramowanie do planowania umożliwia uwidocznienie nerwu zębodołowego dolnego.

Po ustaleniu pozycji przyszłej protezy przystępuje się do wyboru pozycji, długości i osi implantów. Umożliwia to określenie wskazania do ewentualnego przeszczepu kostnego lub podniesienia dna zatoki (sinus-lift) oraz zaplanowanie sposobu mocowania uzupełnienia protetycznego: przezśrubowego, jeśli implant znajduje się w idealnej osi protetycznej, lub cementowanego z łącznikiem kątowym, jeżeli wyjście kanału śrubowego implantu znajduje się po stronie przedsionkowej przyszłej protezy.

W przypadku wielu implantów możliwe jest również kontrolowanie ich równoległości.

Rycina 3 — Pozycjonowanie implantów w oprogramowaniu do planowania QuickVision 3D

Następnie w rzucie implantów modelowane są wirtualne cylindry powyżej grzbietu dziąsła, tak aby nie utrudniać wprowadzenia szablonu do jamy ustnej. Szablon chirurgiczny jest na końcu gotowy do zamodelowania na pliku STL bezzębnego łuku, z precyzyjnym doborem powierzchni podparcia. Szablon jest tworzony wirtualnie, a jego plik STL może zostać wyeksportowany w celu wydrukowania.

Rycina 4 — Projektowanie szablonu chirurgicznego w oprogramowaniu do planowania QuickVision 3D

3 Wykonanie szablonu metodą druku 3D

Istnieje wiele technik addytywnych, takich jak FDM (Fused Deposition Modeling), SLS (Selective Laser Sintering — selektywne spiekanie laserowe). Jednak druk 3D przeżył w ostatnich latach prawdziwy rozkwit dzięki technice SLA (stereolitografia).

SLA polega na warstwowej polimeryzacji ciekłej żywicy światłoutwardzalnej za pomocą wiązki laserowej. Technologia ta łączy wysoki poziom precyzji (grubość warstwy druku do 10 µm) z idealnie gładką powierzchnią.

Coraz bardziej ergonomiczne i łatwe w obsłudze drukarki, dostosowane do praktyki stomatologicznej i dostępne cenowo, są oferowane przez producentów, tworząc nowy rynek dla gabinetów stomatologicznych.

Po wydrukowaniu szablon musi zostać odtłuszczony poprzez zanurzenie w kąpieli z alkoholu izopropylowego na 20 minut, następnie wypłukany, wysuszony i poddany post-polimeryzacji w specjalnym piecu UV.

Po wypolerowaniu szablonu, tytanowe tuleje cylindryczne są zakładane na ciasny wcisk. Urządzenie można wówczas wysterylizować w autoklawie, promieniowaniem gamma lub dezynfekować na zimno przez zanurzenie w roztworze chlorheksydyny.

Rycina 5 — Szablon chirurgiczny z założonymi metalowymi tulejami

4 Różne rodzaje szablonów chirurgicznych

Różne rodzaje szablonów chirurgicznych są możliwe w zależności od techniki zabiegowej: szablony pilotowe umożliwiające jedynie prowadzenie wiertła pilotażowego lub szablony pełnej nawigacji chirurgicznej.

W zależności od typu szablonu średnica cylindrów może się różnić, ponieważ wprowadzane są w nie tytanowe tuleje. Szablony implantologiczne różnią się również w zależności od rodzaju podparcia: na zębach, śluzówce lub kości.

Szablon chirurgiczny z podparciem kostnym

Ten typ szablonów wymaga znacznego odwarstwienia pełnego płata śluzówkowo-okostnowego w celu założenia i stabilizacji, przez co jest coraz rzadziej stosowany przez klinicystów, a nawet porzucany, ponieważ stoi w sprzeczności z filozofią chirurgii nawigowanej, która promuje techniki małoinwazyjne.

Szablon z podparciem śluzówkowym

Ten szablon jest wskazany w przypadkach całkowitego bezzębia. Jego główną zaletą jest małoinwazyjna technika chirurgiczna Flapless, która pozwala uniknąć stosowania płata okostnowego. Jednak jego obsługa wymaga pewnego doświadczenia. Szablon ten wymaga użycia klucza zwarciowego, a następnie założenia śrub mocujących lub stabilizujących, zwanych również klinami przezkostnymi, w celu uzyskania pewnego zamocowania i optymalnej stabilności.

Powierzchnią podparcia szablonu jest śluzówka, która jest powierzchnią podatną o grubości dochodzącej do 3 lub 4 mm. Niejednorodny nacisk mógłby spowodować przechylenie szablonu, a tym samym odchylenie od pierwotnego punktu trepanacji, a więc również od zaplanowanego kąta nachylenia implantów.

Szablon z podparciem zębowym

Jest wskazany w przypadkach bezzębia częściowego przedniego lub bocznego ograniczonego obustronnie zębami, a także w bezzębiu końcowym nieprzekraczającym 30 mm szerokości obszaru bezzębnego. Umożliwia wykonanie zabiegu z płatem lub bez płata. Jest to najbardziej precyzyjny ze wszystkich szablonów chirurgicznych, zwłaszcza w przypadku bezzębia ograniczonego obustronnie.

5 Oprogramowanie i systemy chirurgii nawigowanej

Obecnie istnieją różne systemy i oprogramowanie do planowania, m.in. Simplant firmy Dentsply Sirona, systemy Nobel Guide i Nobel Clinician firmy Nobel Biocare, system Easy Guide, system CoDiagnostics firmy Dental Wings oraz słynny BlueSky Plan.

Ten ostatni został opracowany przez amerykańską firmę Blue Sky Bio i wyróżnia się tym, że jest dostępny do pobrania bezpłatnie w Internecie. Dzięki temu ogólnodostępnemu narzędziu możliwe jest wirtualne zamodelowanie szablonu chirurgicznego, a następnie eksport pliku STL w celu wydruku w zewnętrznym oprogramowaniu.

6 Zalety chirurgii nawigowanej

Chirurgia nawigowana umożliwiła udoskonalenie konwencjonalnych technik stosowanych w implantologii, które charakteryzują się ograniczeniami w zakresie precyzji wyboru osi implantu oraz jego bliskości do korzeni sąsiednich zębów i różnych elementów anatomicznych. Pozwala ona bowiem na wyprzedzające uwzględnienie przeszkód anatomicznych, a także zachowanie resztkowej objętości kostnej oraz dopasowanie do osi przyszłej protezy.

Ponadto czas zabiegu zostaje skrócony, operacja jest powtarzalna, mniej inwazyjna, a także łatwiejsza do dokumentowania. Jest to korzystne zarówno dla pacjenta, jak i dla klinicysty.

Chirurgia Flapless zmniejsza stres chirurga i konieczność improwizacji w trakcie zabiegu oraz zwiększa bezpieczeństwo aktu chirurgicznego z poszanowaniem warunków kostnych.

Precyzyjne umiejscowienie implantu w dostępnej kości pozwala ograniczyć konieczność przeszczepów lub nawet umożliwić wprowadzenie implantu w złożonych przypadkach, w których ograniczenia anatomiczne wcześniej uniemożliwiały leczenie.

Ponadto technika ta poprawia wyniki protetyczne i ułatwia prefabrykację uzupełnienia. Zastosowanie chirurgii nawigowanej zapewnia lepszą kontrolę przebiegu pooperacyjnego. Pozwala zmniejszyć ryzyko krwawienia śródoperacyjnego i ryzyko infekcji oraz ograniczyć ból i stan zapalny po zabiegu, a tym samym zoptymalizować szybkość gojenia.

Szablon chirurgiczny może być także postrzegany jako narzędzie komunikacji z pacjentem, służące do wyjaśniania i budowania zaufania dzięki wizualizacji różnych ujęć przypadków klinicznych.

7 Trudności, ograniczenia i precyzja

Trudności i ograniczenia

Pomimo bezpieczeństwa, jakie ta technologia zapewnia klinicyście, pod warunkiem zachowania skrajnej rzetelności na wszystkich etapach, nie zwalnia go ona z konieczności opanowania przede wszystkim podstaw anatomii i implantologii.

Pierwszą trudnością w chirurgii wspomaganej komputerowo jest brak odpowiedniego rozwarcia ust, co często uniemożliwia wprowadzanie implantów w odcinku bocznym, zwłaszcza przy obecności szablonu, ponieważ trudno jest wprowadzić wiertło do tulei.

Autorzy zauważyli również, że techniczność związana z chirurgią nawigowaną wymaga stosunkowo stromej krzywej uczenia się, ponieważ jest to technika bardzo wrażliwa i zależna od operatora, i musi być stosowana z odpowiednimi środkami ostrożności. Zgłaszano drobne powikłania, w szczególności odchylenia między symulacją a rzeczywistością.

Uwagi dotyczące precyzji

Poszukiwanie precyzji jest niezbędne na wszystkich etapach i wymaga rygorystycznego stosowania protokołów: planowania cyfrowego, projektowania i zakładania szablonu chirurgicznego, wprowadzania implantów dzięki cylindrom prowadzącym (tulejom) oraz w końcu osadzania uzupełnienia protetycznego.

Różnicę między rzeczywistą pooperacyjną pozycją implantu a jego pozycją teoretyczną w oprogramowaniu do planowania implantologicznego określa się, mierząc trzy parametry:

• Odchylenie w punkcie trepanacji (w mm) lub na poziomie szyjki implantu
• Odchylenie na wierzchołku (w mm)
• Kąt nachylenia implantu (w stopniach): odchylenie w kierunku mezjalno-dystalnym lub przedsionkowo-podniebiennym/językowym

W chirurgii nawigowanej etapy następują po sobie: badanie radiologiczne, komputerowa symulacja przyszłych implantów, wykonanie szablonu stereolitograficznego, jego przymiarka oraz sam zabieg nawigowany. Powoduje to kumulację ewentualnych błędów, które mogą zmniejszać precyzję zabiegu, przy czym nie można obwiniać procesu stereolitografii, ponieważ współczynnik błędu techniki SLA nie przekracza 0,1%.

Koszt

Pomimo niezliczonych zalet, stosowanie chirurgii nawigowanej nie jest jeszcze rutynowe, a główną przeszkodą jest oczywiście koszt. Często uznawany za wysoki, znacząco wpływa on na cenę leczenia implantologicznego. Druk 3D bezpośrednio w gabinecie stomatologicznym pozwala obniżyć ten koszt i robi to coraz więcej lekarzy dentystów implantologów. Wymaga to wprawdzie wcześniejszego zapoznania się z tą techniką, jaką jest stereolitografia, ale jest to protokół prosty, szybki, praktycznie bez wpływu na koszt leczenia implantologicznego.

8 Podsumowanie

Pełny przepływ cyfrowy umożliwia przeniesienie wirtualnego projektu cyfrowego bezpośrednio do oprogramowania planującego w celu wygenerowania szablonu chirurgicznego w postaci pliku STL i uzyskania dedykowanego wyrobu medycznego.

Protokół chirurgii nawigowanej, długo zarezerwowany dla przypadków złożonych ze względu na koszt, jest obecnie coraz częściej włączany do planów leczenia w chirurgii implantologicznej.

Jednak znaczna rozbieżność między wynikami piśmiennictwa dotyczącymi zysku precyzji obiecywanego przez tę technikę powinna nas zastanowić, ponieważ nie można mieć ślepego zaufania do szablonu chirurgicznego. Użycie tego narzędzia stanowi cenną pomoc, ale nie pozwala zwolnić się z wagi wiedzy i doświadczenia lekarza dentysty.

Metoda ta musi bowiem dopiero udowodnić swoją skuteczność, zwłaszcza w zakresie precyzji, ale bezsporne jest, że jej koncepcja jest rewolucyjna i pozwala dalej poszerzać możliwości technik cyfrowych i addytywnych w ramach stomatologii 4.0.