1 Introducere și privire istorică

Dezvoltată inițial în industria aeronautică și auto în anii '60 pentru a standardiza realizarea formelor repetitive, aplicarea CAD/CAM în stomatologie era un proiect ambițios, chiar himeric, deoarece fiecare piesă protetică realizată este unică și proprie fiecărui pacient.

François DURET, în 1973, a avut ideea de a transpune acest concept pentru realizarea protezelor dentare și a fost, astfel, inventatorul CAD/CAM-ului dentar, ale cărui baze le-a pus în teza sa „Amprenta optică”.

Datorită lucrărilor lui F. Duret, CAD/CAM-ul a văzut lumina zilei și a răsturnat lumea stomatologiei.

De atunci, această tehnologie nu a încetat să evolueze și să se perfecționeze în domeniul odontologiei, impunându-se ca un instrument de lucru indispensabil în era digitală.

Definiție

Lanțul CAD/CAM dentar (Conception et Fabrication Assistée par Ordinateur) sau CAD/CAM (Computer Assisted Design / Computer Assisted Manufacturing) este un ansamblu de mijloace tehnologice coordonate (CAD, CAM) care permit înregistrarea (Achiziția) sub formă digitală a datelor clinice analogice, modelarea virtuală (CAD) și apoi realizarea materială (CAM) a unui dispozitiv medical personalizat.

Aceasta privește, așadar, toate specialitățile odontologiei care implică dispozitive medicale personalizate.

2 Fluxul digital și componentele lanțului CAD/CAM

Un lanț CAD/CAM dentar complet este alcătuit din 4 verigi separate prin interfețe:

Prima verigă: achiziția datelor

Achiziția constă în digitalizarea datelor clinice, urmată de o etapă de prelucrare. Aceasta poate fi realizată direct în cavitatea bucală printr-o cameră intra-orală sau prin scanarea modelelor din ghips sau a amprentelor.

Figura 1 — Camera intra-orală optică

A doua verigă: CAD-ul

CAD-ul (proiectarea asistată de calculator) este un proces de creare a obiectelor virtuale printr-o reprezentare grafică. Include o etapă prealabilă conceperii protezelor, numită „post-procesare” a punctelor obținute în timpul etapei de achiziție prin amprentă optică. La finalul acestei etape se obține modelul virtual afișat pe ecran după digitalizare.

A treia verigă: CAM-ul

CAM-ul (fabricația asistată de calculator) este un proces de realizare a obiectelor, deci de materializare fizică a unui obiect virtual (creat prin CAD). Acesta permite generarea traiectoriilor de prelucrare printr-un software dedicat, care determină pozițiile uneltelor în timpul fabricației.

A patra verigă: mașina-unealtă cu comandă numerică

Este a 4-a și ultima componentă a lanțului CAD/CAM dentar, responsabilă de fabricație. Este o mașină-unealtă cu comandă numerică programabilă.

Procedeul de fabricație se face fie:

• Prin sustragere (prin îndepărtarea materialului): se numește fabricație substractivă, în principal prelucrarea prin frezare.
• Prin adăugare (prin adăugarea de material): se numește fabricație aditivă, mai cunoscută sub numele de imprimare 3D. Principalele procedee aditive de modelare sunt: stereolitografia (SLA), Fused Deposition Modeling (FDM), micro-topirea laser selectivă (SLM) și sinterizarea laser (SLS).

Figura 2 — Imprimantă 3D (tehnica SLA)

SLA	FDM	SLM	SLS
Stereolitografie prin fotopolimerizare	Fused Deposition Modeling	Micro-topire laser selectivă	Sinterizare laser
Procedeu chimic — Polimerizarea progresivă, prin rază laser, a unei rășini speciale sensibile. Odată stratul solidificat, laserul continuă să baleieze baia de rășină lichidă pentru a o polimeriza și a o întări, până la formarea obiectului complet prin straturi succesive.	Procedeu fizic — Depunerea unui filament de polimer termoplastic încălzit la temperatura sa de plasticitate, strat cu strat, printr-o duză, pentru a forma obiectul dorit.	Procedeu fizic — Depunerea de straturi succesive asociată cu un laser care baleiază un pat de pudră metalică pentru a o topi, până la formarea piesei metalice.	Procedeu fizic — Depunerea de straturi succesive asociată cu un laser care baleiază fiecare strat pentru a permite sinterizarea acestuia, până la obținerea modelului dorit.

3 CAD/CAM direct, semi-direct sau indirect

Evoluția CAD/CAM ne permite să distingem 3 metode diferite:

CAD/CAM-ul direct

Permite practicianului să realizeze o proteză într-o singură ședință. Toate etapele sunt realizate în cabinet. Amprenta optică intra-bucală este prelucrată pe loc până la confecționarea restaurării: inlay, onlay, fațetă ceramică, coroană unitară sau chiar punte provizorie.

CAD/CAM-ul semi-direct

Presupune cel puțin o etapă în cabinetul stomatologic; achiziția realizată de practician poate fi prelucrată în cabinet pentru CAD sau transmisă unui laborator sau unui centru de prelucrare online în timp real, ceea ce permite o interacțiune imediată cu producătorul pentru confecționarea infrastructurii, precum și a părții cosmetice.

CAD/CAM-ul indirect

Practicianul realizează o amprentă clasică chimico-manuală, pe care o transmite tehnicianului protetician sau centrului de prelucrare. Toate etapele lanțului sunt, așadar, externalizate.

Figura 3 — CAD/CAM direct, semi-direct și indirect

Tehnicile semi-directă și indirectă fac apel la laboratoare sau la centre de prelucrare pentru elaborarea restaurărilor mai complexe, cu materiale mai dificil de lucrat în cabinetul stomatologic.

Lanț deschis versus lanț închis

Această noțiune definește capacitatea de a interveni într-o verigă a lanțului CAD/CAM sau de a o schimba într-un flux digital.

Sistem închis: toate componentele lanțului sunt impuse de producător. Odată efectuată achiziția, nu este posibilă nicio ieșire din lanț și, deci, niciun export de date, în afară de fabricația finală.

Sistem deschis: practicianul are posibilitatea de a achiziționa diferite verigi de la producători diferiți, în funcție de nevoile sale și de caracteristicile specifice fiecărei componente. Ieșirea din lanț este posibilă după fiecare etapă, precum și exportul de fișiere. Acest tip de sistem permite modificarea unei verigi în întregime sau a anumitor parametri și accesarea datelor obținute.

Noțiunea de compatibilitate

„Compatibilitatea” între diferitele verigi alese ale lanțului desemnează capacitatea a două sisteme digitale (software sau hardware) de a schimba date fără alterarea informației. Aceasta reprezintă minimul necesar pentru ca integrarea a două sisteme digitale consecutive în același flux digital să fie posibilă. Reprezintă un criteriu important în alegerea lanțului CAD/CAM.

4 Materiale în tehnica CAD/CAM

Comparativ cu tehnicile clasice, CAD/CAM-ul oferă o paletă de materiale mai variată pentru a satisface toate tipurile de restaurări. Materialele utilizate depind de procedeul de fabricație adoptat, prin sustragere sau adăugare, și sunt în principal materiale estetice: rășini, ceramici de toate tipurile (feldspatice, vitroceramice, aluminoase, cristaline pe bază de alumină sau zirconiu) și materiale hibride.

Astăzi, practicianul dispune de blocuri de materiale cu nuanță plină, dar și de blocuri cu degradé într-o direcție (Empress CAD Multi...) sau în mai multe direcții (MkII Real Life), ori cu translucență variabilă (Empress CAD și eMax CAD). Producătorii propun, de asemenea, blocuri de ceramici cristaline colorate.

Astfel, CAD/CAM-ul a permis punerea în evidență a unor materiale diferite de aliajele metalice și produsele utilizate în tehnica tradițională, ceea ce a permis banalizarea restaurărilor integral ceramice.

5 Aplicațiile CAD/CAM

Utilizarea tehnologiei CAD/CAM a condus la îmbunătățirea soluțiilor terapeutice existente și a deschis calea către noi soluții.

Domeniile de aplicare ale CAD/CAM-ului merg de la stomatologia restauratoare, protetică, trecând prin implantologie, chirurgie orală, dar și ortodonție.

Proteză fixă și restaurări

Această tehnică permite realizarea de restaurări indirecte (inlay-uri, onlay-uri), proteze fixe unitare și plurale, inlay-core-uri, fațete, proteze fixe supra-implantare (cimentate sau înșurubate) și chiar proteze provizorii.

Proteză mobilizabilă

Își găsește, de asemenea, aplicația în protezele mobilizabile și în protezele mobilizabile pe implanturi. În proteza adjunctă, software-urile dedicate sunt capabile să conceapă bazele protezelor totale, scheletele metalice în proteza parțială și să simuleze ocluzia pacientului pe articulator virtual.

Este utilizată și pentru confecționarea protezelor maxilo-faciale. Pentru fiecare aplicație, procedeele de fabricație și materialele diferă, dar fluxul digital rămâne, în esență, același.

Implantologie

În implantologie, CAD/CAM-ul permite fabricarea pilierilor individualizați, a barelor implantare personalizate și a ghidurilor chirurgicale implantare pentru a ghida gestul chirurgical în timpul inserării implanturilor.

Ortodonție

În ortodonție, CAD/CAM-ul a permis dezvoltarea unui nou tratament pentru corectarea malocluziilor prin gutiere de aliniere numite invizibile, care reprezintă o alternativă la tratamentul ortodontic convențional. Aceste software-uri permit arhivarea modelelor digitale obținute prin amprentă optică, planificarea tratamentelor prin realizarea de set-up-uri și exploatarea datelor cefalometrice.

Figura 4 — Gutieră invizibilă de aliniere

Datorită CAD/CAM-ului, etapa de colaj este optimizată prin confecționarea gutierei de colaj indirect, care permite transferarea fidelă și rapidă a poziției bracketurilor ortodontice pe dinții pacientului. CAD/CAM-ul permite, de asemenea, confecționarea ghidurilor de osteotomie și de repoziționare, a ortezelor ortodontice dento-faciale, a aparatelor de interceptare și a modelelor.

Figura 5 — Gutieră de colaj ortodontic indirect

6 Avantajele CAD/CAM

Pentru practician

Rapiditate, economie de timp și confort: Utilizarea amprentelor optice elimină un anumit număr de etape ale lanțului protetic. Acest lucru permite o punere în practică rapidă și eficientă și, deci, o economie de timp considerabilă, un protocol standardizat cu o nevoie mai mică de a retușa restaurările, garantând totodată fiabilitatea.

Câștig de productivitate și rentabilitate: Pe lângă productivitatea la cabinet, care este optimizată grație scurtării termenelor de fabricație, numărul ședințelor este redus la o singură ședință în CAD/CAM direct. Acest lucru este o garanție de rentabilitate cotidiană pentru cabinet.

Câștig de precizie, regularitate și trasabilitate: Protocolul rațional oferit de CAD/CAM printr-o reducere a etapelor lanțului protetic și, deci, a riscurilor de erori, îmbunătățește precizia restaurărilor. Pe de altă parte, digitalizarea permite asigurarea regularității dispozitivelor medicale și optimizarea trasabilității lor.

Arsenal terapeutic îmbogățit: Practicianul are la dispoziție noi materiale și procedee, printre care imprimarea 3D, ceea ce îi permite diversificarea actelor realizate și a îngrijirilor acordate zilnic.

Imagine de marcă îmbunătățită: Gama largă de materiale și noile soluții terapeutice oferite de CAD/CAM îi permit practicianului să se diferențieze, valorificând munca sa și platforma tehnică a cabinetului și să propună pacienților o stomatologie mai modernă.

Pentru pacient

Tratamente de calitate superioară: Datorită tehnicii CAD/CAM, pacienții beneficiază astăzi de restaurări nu doar mai estetice, biomimetice și biocompatibile, ci și mai precise. Dematerializarea sarcinilor de-a lungul lanțului protetic evită cumularea impreciziilor inerente tehnicilor tradiționale.

Confortul pacientului: Eliminarea etapei de amprentare fizică (alginat sau silicon), considerată adesea prea agresivă de către pacienți, este foarte apreciată în tehnica CAD/CAM. Recurgerea la o singură anestezie în locul a două, eliminarea lucrării provizorii sunt avantaje incontestabile. Ședințele sunt mai scurte și mai confortabile, iar numărul lor se dovedește redus; anumite tratamente putând fi realizate într-o singură ședință, inclusiv pregătirea, datorită CAD/CAM-ului direct.

Cost redus: Scurtarea termenelor și diminuarea resurselor umane necesare pentru fabricarea restaurărilor prin CAD/CAM, asociate cu dezvoltarea pieței, se traduc printr-o scădere a costului acestora.

Pentru tehnicianul dentar

Avantajele cabinetului devin cele ale laboratorului. Tehnicianul primește instantaneu o amprentă digitală de o mare precizie, ceea ce reduce sursele de erori datorate uneori interpretărilor subiective, permițând creșterea rapidității de execuție și a productivității.

Comunicarea pacient-practician-tehnician

Practician-Tehnician: În CAD/CAM semi-direct și indirect, practicianul comunică cu laboratorul specializat în timp real prin internet, de unde rezultă un schimb interesant între cele două părți în domeniile lor de expertiză.

Pacient-Practician: Comunicarea cu pacientul este facilitată grație fluxului de date digitale. Alegerea terapeutică și planul de tratament propus sunt argumentate printr-un suport explicativ vizual precis, cu imagini afișate pe ecran. Pacienții au astfel posibilitatea de a discuta nuanța și forma dinților și tehnica utilizată cu practicianul. Renunțând la jargonul medical, pacienții reușesc să își proiecteze mai bine virtual rezultatul final al tratamentului lor și sunt liniștiți în privința calității acestuia.

Beneficiul ecologic

Scăderea volumului de materiale utilizate în tehnica convențională și a deșeurilor, în special datorită recurgerii la amprentele optice și la fabricația aditivă, are un impact pozitiv incontestabil asupra mediului.

7 Limitele tehnicii CAD/CAM

În ciuda numeroaselor avantaje menționate anterior, mulți practicieni rămân totuși reticenți la adoptarea CAD/CAM-ului în practica lor cotidiană. Acest lucru se poate explica prin următoarele motive:

• Costuri de investiție și mentenanță ridicate, mai ales pentru practicienii tineri sau pentru cabinetele mici. Cu toate acestea, dezvoltarea pieței va duce, pe termen lung, la o diminuare a acestor costuri.
• Tehnician partener neechipat.
• Lipsa interesului și a timpului necesar învățării tehnicii CAD/CAM.
• Aspectul estetic al ceramicii prelucrate și machiate, considerat adesea inferior ceramicii stratificate după tehnica tradițională.
• Indicații clinice limitate.

8 Concluzie

Apariția CAD/CAM-ului a revoluționat lumea stomatologiei. Această tehnologie a permis deschiderea drumului către noi posibilități terapeutice, precum și către dezvoltarea de noi materiale. În ciuda avântului considerabil pe care l-a cunoscut, numărul stomatologilor echipați, în România și în Europa, rămâne încă redus. Pentru unii, conversia reprezintă o tranziție importantă care va bulversa practicile lor.

Câștigurile incontestabile de precizie, de timp și de confort pentru practician, precum și pentru pacient, sunt motive care ar trebui să îi încurajeze pe tot mai mulți stomatologi să facă pasul către o stomatologie digitală. La achiziționarea unui lanț CAD/CAM dentar, trebuie să alegem cu grijă un echipament adaptat în termeni de performanțe, ergonomie și mai ales de compatibilitate.