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Uso di materiali da impronta radiopachi per ottenere file 3D

By Luigi Rubino
May 02, 2019

I materiali da impronta trovano applicazione in una varietà di procedure indirette in protesi e in odontoiatria restaurativa. Facilità d’uso, buona accettazione da parte del paziente ed eccellenti proprietà fisiche hanno portato alla loro popolarità nella pratica odierna.

_Proprietà ideali

  • Stabilità dimensionale;
  • Appropriati tempi di lavorazione ed indurimento;
  • Adeguata riproduzione del dettaglio;
  • Idrofilia;
  • Buona resistenza allo strappo;
  • Facilità di miscelazione e semplicità di uso;
  • Compatibilità con il materiale necessario a realizzare il modello;
  • Atossicità;
  • Gradevolezza come gusto e aroma;
  • Disinfettabilità;
  • Viscosità;
  • Radiopacità.

La radiopacità è una proprietà desiderabile per molti materiali adoperati in odontoiatria. Questa caratteristica è importante per l’identificazione radiografica di eventuali residui che possano essere accidentalmente ingeriti, inspirati o incorporati nei tessuti. I materiali inalati possono dare patologie respiratorie, solitamente polmoniti ricorrenti, la cui risoluzione può arrivare a richiedere la broncoscopia o addirittura interventi chirurgici più ampi5, 6.

Sono molti i casi riportati in letteratura:

  • Kanarek2 ha descritto una grave sinusite mascellare conseguente alla penetrazione nel seno di elastomeri attraverso una fistola oroantrale;
  • Clark, ‘Garey e Narang, Eliasaon e Holtc descrivono gli effetti della ritenzione del materiale da impronta nelle aree subgengivali con infiammazione, suppurazione, ascesso parodontali e granulomi piogenici3, 4, 8.
  • O’Leary e altri hanno descritto un’ampia perdita di tessuto osseo in pazienti sottoposti a elettrochirurgia prima della realizzazione di impronte7.

Attualmente, solo il polisolfuro mostra una radiopacità naturale significativa dovuta al contenuto di ossido di piombo8. L’industria provvede a rendere radiopachi diversi materiali8-11. Questo accade ad esempio per i restauri in composito, che come sappiamo sono resi tali al fine di distinguere eventuali infiltrazioni, lo stesso vale per i materiali endodontici o ancora per innesti ossei la cui integrazione cosi può essere monitorata radiograficamente12-14. La radiopacità dovrebbe però mostrare delle caratteristiche ideali. Sono tanti i materiali che si usano in odontoiatria e sarebbe auspicabile che ciascuno di essi garantisse un coefficiente di attenuazione ai raggi x specifico in modo da poter essere facilmente distinto durante la lettura di una radiografia facilitando l’eventuale diagnosi differenziale15. Oggi con l’avvento dell’era digitale si sono aperti nuovi scenari in cui tali materiali vengono impiegati.  Si pensi all’uso di specifici reperi durante la scansione CBCT in chirurgia guidata (Fig. 1) o alla possibilità di scansionare le impronte realizzate con materiale radiopaco.

Nel primo caso sono da privilegiarsi materiali totalmente radiotrasparenti in modo da non alterare il riconoscimento delle strutture anatomiche. Nel secondo caso invece è necessario utilizzare materiali radiopachi che oltre a sottostare a tutte quelle proprietà fisico-meccaniche di cui sopra, devono garantire l’assenza di quei disturbi, quali il c.d. scattering, di cui ad esempio soffrono in particolare le otturazioni in amalgama o le protesi metalliche (Fig. 2). Il fenomeno degli artefatti da metallo, visibile sotto forma di striature multiple radiopache (semplificando ciò che in realtà è un fenomeno fisico alquanto complesso) è da ricondurre al fatto che il fascio di radiazione incidente subisce in parte un’attenuazione, dando luogo ad un fascio emergente che è funzione dell’assorbimento subito durante l’attraversamento del tessuto e in parte viene deviato e andrà a colpire il rivelatore sovrapponendosi all’informazione utile e peggiorando la qualità dell’immagine che, come è noto, viene salvata in uno specifico formato: il DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)16-18. Si tratta di uno standard che definisce i criteri per la comunicazione, la visualizzazione, l’archiviazione e la stampa dell’imaging medicale.

Inizialmente ciascuna azienda produttrice di apparecchiature relative all’imaging medicale (intendendo non solo quelle attinenti alla radiologia, ma bensì in modo più esteso anche la RMN, Ecografia, Pet, etc.) solevano adoperare formati proprietari. Ciò impediva a coloro che non fossero in possesso di quello specifico software di accedere alle immagini. L’esigenza di disporre di un formato universale che potesse essere fruibile da chiunque e a qualunque latitudine e al contempo riportasse tutte una serie di informazioni, portò la National Electrical Manufacturer Association (NEMA) e l’American College of Radiology (ACR) a porsi un obiettivo: creare uno standard che definisse come dovesse essere codificata, archiviata, trasmessa e stampata un’immagine medicale digitale ed includere un insieme di protocolli (ognuno con precise specifiche, comandi e sintassi propria) ai quali le aziende produttrici dovevano uniformarsi. La sua diffusione si è rivelata estremamente vantaggiosa perché ha consentito una solida base di interscambio di informazioni tra apparecchiature di diversi produttori, server e PC, specifica per l’ambito biomedico.

Nel DICOM si riconoscono in particolare 2 strutture:

  • Header, cioè i metadati che descrivono l’immagine, il paziente, la procedura, il luogo, i tempi e le date di acquisizione etc.;
  • Le immagini.

Queste ultime possono essere:

  • 2D come nel caso di una radiografia toracica tradizionale, un’ortopantomografia o una cefalometria;
  • 3D come nel caso di una TC o di una CBCT.

Ciascuna di esse potrà essere convertita in altri formati:

  • Nel primo caso in altri formati 2D quali ad esempio il JPG o il Tiff;
  • Nel secondo caso in altri formati 3D quali STL, OBJ, PLY etc.

Quest’ultimo è uno dei presupposti su cui si basa la chirurgia guidata19 per la realizzazione della quale sono necessarie:

  • Le informazioni scheletriche: ottenute mediante TC o CBCT che forniranno informazioni relative alle ossa e ai denti (qualora il paziente ne sia provvisto). I dati immagine così ottenuti potranno essere selezionati selettivamente (segmentazione) e convertiti in un formato 3D diverso, generalmente STL.
  • Le informazioni relative alla morfologia delle superfici esterna delle mucose e della porzione extragengivale dei denti (qualora il paziente ne sia provvisto) ottenute generalmente mediante l’uso di uno scanner intra o extra orale. Lo spessore delle mucose sarà poi possibile desumerlo per sottrazione tra morfologia della superficie esterna delle mucose meno la morfologia scheletrica.

Il progetto protesico ottenuto mediante ceratura diagnostica analogica, cioè attraverso il tradizionale uso di un modello sottoposto a ceratura che poi viene scannerizzato o direttamente attraverso una ceratura virtuale. Le informazioni relative alla morfologia delle superfici esterna delle mucose e della porzione extra gengivale dei denti, oltre che con l’uso di uno scanner, sono però ottenibili anche sottoponendo ad esame CBCT l’impronta tradizionale purché si utilizzi del materiale idoneo, un materiale cioè che oltre a rispettare tutti criteri ottimali per tale tipo di rilevamento, garantisca una radiopacità adeguata alla riproduzione del dettaglio senza che tali informazioni siano inficiate dagli artefatti da metallo di cui generalmente soffrono i comuni materiali20-22. Chiaramente trattandosi di un’impronta e non di un modello, il volume ottenuto in DICOM, una volta convertito in STL, sarà facilmente invertito in positivo mediante software odontoiatrici commerciali o più semplicemente mediante software generalisti freeware come nel caso riportato.

_Obiettivi
L’obiettivo di questo studio è stato quello di valutare come la radiopacità di un materiale da impronta (in questo caso Implant Hydrorise) possa risultare utile per la corretta riproduzione delle superfici esterne delle mucose e della porzione extragengivale dei denti nell’ambito di una corretta riabilitazione protesica.   _Materiali e metodi Si è proceduto a rilevare una doppia impronta utilizzando il silicone per addizione Zhermack Hydrorise Implant putty prima e light dopo, adoperando un portaimpronta non metallico (Figg. 3, 4). Quanto ottenuto è stato sottoposto a Scansione CBCT con Acteon Xmind Trium, fov 8x8, Slice Thickness 0.15, Kv 90, X-Ray Tube Current 8, Raws 533, Colums 533 (Figg. 5, 6). Mediante software Open source Invesalius 3.1, Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI), Brazil, si è proceduto alla segmentazione con metodica Thresholding e successivo salvataggio in formato STL (Fig. 7). Il file ottenuto è stato aperto con software freeware Autodesk Meshmixer, U.S.A., con il quale dopo aver rifinito l’immagine e provveduto a ritagliare delle porzioni non desiderate, si è proceduto a invertire il volume da negativo a positivo (Figg. 8-10).

_Conclusioni
I modelli virtuali così ottenuti non garantiscono la stessa accuratezza di uno scanner ottico o di un’impronta analogica20, 22 ma in alcune condizioni particolari possono offrire un’alternativa clinicamente più che accettabile e una versatilità da non trascurare23-25. L’avvento delle metodiche digitali ha rivoluzionato radicalmente i tradizionali protocolli clinici proponendo ulteriori approcci che richiedono l’acquisizione di una diversa forma mentis e di nuove nozioni. La Digital Dentistry richiede infatti una nuova “alfabetizzazione del clinico” che deve essere in grado di gestire in modo ottimale tali workflow scegliendo di volta in volta la via migliore da seguire per soddisfare in modo più rapido, più predicibile e più economico le necessità dei propri pazienti. Le metodiche tradizionali non sono però da dimenticare, ma devono rappresentare la solida e irrinunciabile impalcatura culturale su cui ristrutturare la nuova mentalità operativa. Solo chi conosce le diverse metodiche ha la possibilità di scegliere evitando di essere preda delle mode e degli interessi commerciali del momento.

_bibliografia

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L'articolo è stato pubblicato Cad Cam Italian Edition n. 1 2019.

 

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