DT News - Italy - I ricercatori utilizzano l’intelligenza artificiale generativa per progettare corone dentali realistiche

Iveta Ramonaite, Dental Tribune International

ven. 12 maggio 2023

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HONG KONG: La tecnologia CAD/CAM ha notevolmente migliorato la produttività delle protesi dentarie, ma ha ancora i suoi svantaggi quando si tratta di progettare le corone. Utilizzando un metodo di apprendimento dell’intelligenza artificiale (IA), i ricercatori della Facoltà di Odontoiatria dell’Università di Hong Kong hanno creato un algoritmo per la progettazione personalizzata di corone dentali ad alta precisione per produrre corone che assomigliano alla morfologia e alla biomeccanica dei denti naturali.

Secondo i ricercatori, il flusso di lavoro CAD/CAM ha migliorato significativamente l’odontoiatria, ma è ancora laborioso e dispendioso in termini di tempo, soprattutto a causa della necessità di personalizzazione per ogni paziente, nonostante il software CAD utilizzi una libreria dentale per facilitare la creazione di progetti protesici, producendo inoltre alcuni rischi per la salute e l’ambiente durante le fasi di stampa e fresatura 3D. Le rielaborazioni CAD/CAM sono spesso necessarie a causa di difetti marginali, e il design può influire sulle prestazioni biomeccaniche e quindi sulla durata a fatica della corona. Per questo motivo, è necessario uno strumento di progettazione della corona che affronti questi problemi.

Nello studio, i ricercatori hanno istruito l’algoritmo su 600 set di calchi digitali di secondi premolari mandibolari e dei loro denti adiacenti e antagonisti testandolo su ulteriori 12 set di dati per generare 12 corone. Hanno poi confrontato i secondi premolari naturali con i progetti creati dal loro algoritmo, utilizzando il software CEREC e il lavoro di un odontotecnico con un programma CAD. Hanno esaminato i parametri morfologici di somiglianza 3D, l’angolo di cuspide, il numero e l’area dei punti di contatto occlusali. Hanno anche sottoposto i progetti realizzati al computer in disilicato di litio a simulazioni biomeccaniche di fatica basate sulla forza occlusale fisiologica.

Il Dr. Hao Ding, autore principale dello studio (Image: University of Hong Kong).

«Durante il processo di formazione, l’algoritmo ha appreso le caratteristiche morfologiche dei denti naturali, in modo da poter progettare corone dentali paragonabili a quelle di un dente naturale, sia morfologicamente che funzionalmente», ha detto in un comunicato stampa l’autore principale il Dr. Hao Ding.

Le corone progettate dall’IA avevano la discrepanza 3D più bassa, l’angolo di cuspide più vicino e i contatti occlusali simili rispetto ai denti naturali. Nel silicato di litio, le corone progettate dall’IA hanno un’aspettativa di vita simile a quella dei denti naturali. Secondo i ricercatori, gli altri due metodi di progettazione delle corone dentali hanno prodotto corone troppo grandi o troppo sottili e non hanno raggiunto la stessa durata di vita dei denti naturali.

«Ciò dimostra che l’algoritmo potrebbe essere utilizzato per progettare corone dentali personalizzate con elevata precisione, in grado non solo di imitare la morfologia e la biomeccanica dei denti naturali, ma anche di operare senza alcuna messa a punto umana supplementare, risparmiando così costi aggiuntivi nel processo produttivo», ha aggiunto il ricercatore senior Dr. James Tsoi, professore associato di scienza dei materiali dentali dell’università.

«Molti approcci di progettazione con l’IA servono a creare un prodotto “sosia”, ma credo che questo sia il primo progetto che funzionalizza l’IA in una vera e propria applicazione dentale. Speriamo che questa tecnologia di produzione intelligente sia il trampolino di lancio per l’Industria 4.0 in odontoiatria, che è fondamentale per affrontare le sfide dell’invecchiamento della società e della carenza di personale dentale a Hong Kong», ha dichiarato Tsoi.

Sono in corso sperimentazioni cliniche per l’utilizzo dell’IA generativa per le corone dentali. Inoltre, i ricercatori stanno lavorando per estendere l’applicabilità dello strumento ad altre protesi dentarie, come protesi parziali e totali.

Lo studio, intitolato “Morphology and mechanical performance of dental crown designed by 3D-DCGAN”, è stato pubblicato online nel numero di marzo 2023 di Dental Materials.

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