Viabilidade do Uso de um Template de Impressão Baseado em Prótese para Melhorar a Veracidade e Precisão de uma Impressão Digital de Arco Completo em Quatro e Seis Implantes: Um Estudo In Vitro

Resumo

Introdução: Scanners intraorais (IOSs) na implantologia representam uma abordagem viável para dentes únicos ou arcos parciais. No entanto, quando utilizados para arcos edêntulos completos ou áreas edêntulas de longo alcance, foi demonstrado que há necessidade de melhoria nas técnicas relacionadas ao IOS. Portanto, o objetivo deste estudo in vitro foi avaliar a veracidade e a precisão de uma impressão digital de arco completo em quatro e seis implantes, realizada com ou sem um template de impressão personalizado baseado em prótese.

Materiais e Métodos: Dois modelos experimentais foram preparados, representando uma mandíbula edêntula completa restaurada com quatro e seis implantes com pilares de escaneamento embutidos. Os modelos foram escaneados com (grupo de teste, TG) ou sem (grupo controle, CG) o template de impressão baseado em prótese. Oito escaneamentos foram realizados para cada modelo. O tempo necessário para realizar as impressões, erro, veracidade e precisão foram avaliados. Uma análise estatística foi realizada.

Resultados: No caso de quatro implantes, o tempo necessário para a impressão foi de 128,7 ± 55,3 s no TG e 81,0 ± 23,5 s no CG (p = 0,0416). Com seis pilares de escaneamento, o tempo foi de 197,5 ± 26,8 e 110,6 ± 25,2 s no TG e CG, respectivamente (p = 0,0000). No TG, nenhum erro foi encontrado, enquanto no CG, 13 impressões foram refeitas devido a processos de costura incorretos. Na impressão de quatro implantes, a média de desvio angular foi de 0,252 ± 0,068° (IC 95% 0,021–0,115°) no CG e 0,134 ± 0,053° (IC 95% 0,016–0,090°) no TG. A diferença foi estatisticamente significativa (p = 0,002). Na impressão de seis implantes, a média de desvio angular foi de 0,373 ± 0,117° (IC 95% 0,036–0,198°) no CG e 0,100 ± 0,029° (IC 95% 0,009–0,049°) no TG (p = 0,000). No TG, não houve diferenças estatisticamente significativas na média de desvio angular dentro do grupo (p > 0,05), mas houve no CG. Uma análise colorimétrica mostrou desvios maiores em relação ao modelo original para a impressão de seis implantes sem um template protético.

Conclusões: Embora todas as impressões tenham exibido desvio em relação ao modelo original dentro da faixa de aceitabilidade clínica, o template de impressão baseado em prótese melhorou significativamente a veracidade e a precisão de arcos edêntulos completos reabilitados com quatro ou seis implantes, tornando a impressão digital do arco completo mais previsível.

Introdução

Nos últimos anos, os scanners intraorais (IOSs) têm representado uma abordagem viável para o diagnóstico, planejamento e execução de tratamentos. Uma das principais contribuições para a rápida disseminação das impressões digitais é o fato de que os IOSs demonstraram operar dentro da mesma faixa de precisão que as impressões convencionais quando usados para áreas de curto alcance (dentes únicos ou arcos parciais). Isso permite que os modelos digitais alcancem a alta precisão necessária para garantir o ajuste adequado das restaurações dentárias. Além disso, quando comparadas com impressões analógicas, as tecnologias digitais oferecem vários benefícios, como aceitação pelo paciente, eficiência de tempo, visualização direta da impressão e repetibilidade rápida e fácil. Por último, mas não menos importante, os IOSs podem ser usados em combinação com outras tecnologias digitais, como tecnologias de design assistido por computador/fabricação assistida por computador (CAD/CAM), para produção ao lado do paciente, ou em combinação com tomografia computadorizada de feixe cônico (CBCT), para facilitar a cirurgia guiada por computador. No entanto, quando usados para arcos edêntulos completos ou áreas edêntulas de longo alcance, foi demonstrado que há necessidade de melhorias nas técnicas relacionadas aos IOS, a fim de alcançar os mesmos níveis de precisão obtidos com impressões convencionais. Embora os scanners intraorais a pó tenham mostrado resultados promissores, eles foram retirados do mercado. Além disso, no momento da redação deste artigo, não havia ensaios clínicos controlados randomizados (RCTs) propondo novas técnicas ou materiais para melhorar a precisão das impressões digitais baseadas em implantes para arcos edêntulos completos.

Para o último, a precisão é definida pela veracidade e precisão. A veracidade pode ser avaliada comparando o modelo mestre (geometria original) com a impressão digitalizada. Além disso, a precisão pode ser obtida por uma comparação intragrupo dos modelos digitalizados.

Em 2017 e 2018, Tallarico et al. publicaram um fluxo de trabalho totalmente digital para reabilitar pacientes edêntulos. Para melhorar a precisão das impressões digitais, foi apresentado um novo template de impressão baseado em prótese, feito por planejamento virtual. Este template protético foi personalizado mantendo o design original do dente, mas incluindo quatro janelas, para permitir a fixação de pilares de escaneamento, de modo que a impressão pudesse ser compatível com o planejamento inicial.

O objetivo do presente estudo comparativo in vitro foi avaliar a veracidade e a precisão das impressões digitais de arco completo em quatro e seis implantes, realizadas com ou sem o template de impressão baseado em prótese. A hipótese nula desta pesquisa era que não existem diferenças estatisticamente significativas entre as diferentes técnicas de impressão.

Materiais e Métodos

Dois planos de implante virtuais diferentes do mesmo arco mandibular edêntulo completo real foram realizados com quatro e seis implantes, respectivamente (RealGUIDE5, versão 5.0, 3DIEMME srl, Cantù, Itália). No plano de quatro implantes, os implantes foram colocados de acordo com o protocolo All-on-4, inclinando os implantes distais em 30° (Figura 1). No plano de seis implantes, todos os implantes foram colocados de acordo com uma configuração protética pré-estabelecida, retos e paralelos entre si (Figura 2). Em seguida, as posições dos implantes virtuais foram exportadas e dois modelos experimentais foram projetados (Rhino 6, Rhinoceros, McNeel Europe, Barcelona, Espanha) e fresados em titânio grau 5 (New Ancorvis SRL, Calderara di Reno (BO), Itália). A decisão de fresar os modelos em titânio foi tomada para criar modelos estáveis e duráveis com uma superfície opaca e micro abrasiva (sem spray de escaneamento necessário), evitando um risco de viés. Ambos os modelos foram derivados da mesma configuração protética, simulando uma dentadura completa. O primeiro modelo foi projetado colocando os quatro implantes de acordo com o protocolo All-on-4 e com pilares de escaneamento embutidos (Figura 3), enquanto o segundo modelo foi criado colocando seis implantes retos, com os mesmos pilares de escaneamento embutidos (Figura 4). Cada pilar de escaneamento foi projetado para ter 10 mm de comprimento e 4 mm de diâmetro. Dois templates de impressão baseados em prótese (template protético) a serem usados durante a digitalização do arco completo foram projetados (RealGUIDE5) e depois preparados para impressão (Materialise Magics 24, Materialise, Leuven Bélgica). Neste ponto, quatro (Figura 5) ou seis (Figura 6) janelas foram criadas nos templates protéticos (Materialise Magics 24) para acomodar os pilares de escaneamento, garantindo um ajuste preciso do template (Figuras 7 e 8). As janelas foram criadas subtraindo formas sólidas dos arquivos STL originais, sem comprometer a estabilidade do template protético e mantendo pelo menos cinco dentes que atuaram como marcos entre os pilares de escaneamento. Para fixar o template ao modelo de titânio, três parafusos pré-planejados foram utilizados. Finalmente, os templates foram impressos usando o ProJet MJP 2500 Plus com VisiJet M2R-CL (3D System Inc., Rock Hill, SC, EUA).

Os modelos com um respectivo template protético foram imobilizados usando uma base de metal personalizada e, em seguida, digitalizados manualmente usando o scanner intraoral Medit i500 (Medit Corp., Seul, Coreia) com filtragem de nível 2 e uma profundidade de 17,0 mm, seguindo as diretrizes do fabricante. O lado direito de cada modelo foi digitalizado primeiro (software Medit Link versão 2.2.2.753, Medit Corp.). Um operador especialista (MT) começou posicionando a câmera no pilar de escaneamento distal mais à direita e, em seguida, começou a digitalizar a superfície oclusal pressionando o botão no scanner. Após isso, o processo prosseguiu do lado direito para o lado esquerdo do arco, girando a câmera para as áreas bucal e lingual dos modelos, até que toda a superfície oclusal tivesse sido digitalizada. De acordo com o protocolo, ao alcançar a área anterior, movimentos em ziguezague entre as áreas lingual e bucal, centrados ao redor da borda central, foram realizados para estender a zona digitalizada anterior, facilitando a correspondência das áreas restantes. Uma vez que o lado oposto foi escaneado, os lados lingual e, finalmente, bucal foram digitalizados. Para passar da zona oclusal para a zona lingual, a ponta do scanner foi inclinada em torno de 45° em direção ao lado lingual e, em seguida, movida para o lado oposto. Uma vez que o lado lingual foi concluído, a ponta do scanner foi inclinada para o lado bucal e movida a partir daí para a área oposta. Antes de processar a impressão, os dados do escaneamento foram verificados. No caso de superfícies incompletas, a ponta do scanner foi posicionada na área para completar os dados. Cada modelo (grupo de teste, quatro e seis pilares de escaneamento) foi digitalizado oito vezes. Depois disso, os templates protéticos foram removidos desparafusando os parafusos de fixação, e os modelos foram digitalizados individualmente oito vezes cada, seguindo o mesmo protocolo mencionado anteriormente. O scanner foi calibrado antes de qualquer impressão, de acordo com as instruções do fabricante. Todas as impressões foram processadas pelo software e, em seguida, exportadas no formato Standard Triangle Language (STL), em uma pasta compartilhada, usando um serviço de hospedagem de arquivos (Dropbox, Inc., San Francisco, CA, EUA).

As medidas de resultado foram as seguintes:

• O tempo (segundos) necessário para fazer as impressões foi calculado automaticamente usando o cronômetro digital do software.
• Qualquer erro que exigisse a repetição da impressão, como distorção, um processo de costura incorreto ou falha devido à sobreposição foi anotado.
• A veracidade e a precisão foram estabelecidas medindo a diferença de ângulo entre a posição do suporte original (a verdade) e a digitalizada. O arquivo STL pós-operatório, derivado da digitalização intraoral, foi alinhado geometricamente com o arquivo STL original, por meio de registro de imagem automatizado, utilizando a maximização da informação mútua (Optical RevEng4.0, Open Technologies, Rezzato (BS), Itália). A veracidade foi avaliada usando GOM Inspect Professional (GOM, Braunschweig, Alemanha) após alinhar os modelos experimentais e as impressões digitalizadas usando algoritmos de melhor ajuste. Após a sobreposição, as desvios entre as superfícies selecionadas foram avaliados e as análises qualitativas foram apresentadas usando medições de escala colorimétrica. Desvios em níveis de tolerância de 0,01 a 0,05 mm foram analisados (Figura 9). A precisão foi avaliada como a desvio angular entre a posição do suporte digitalizado e original, calculada ao longo do eixo longo de cada suporte de digitalização (Rhino 6) após o alinhamento da biblioteca (Exocad Plovdiv, Exocad GmbH, empresa, Darmstadt, Alemanha). Um engenheiro biomédico especialista realizou todas as medições (RA) (Figuras 10 e 11).

Análises estatísticas foram realizadas usando o NUMBERS, versão 10.0 (6748) (Apple Inc., Cupertino, CA, EUA) e calculadoras online. Valores médios, desvios padrão (DP) e o intervalo de confiança de 95% (IC) foram calculados. Comparações entre grupos para resultados contínuos (tempo e precisão) foram feitas por testes pareados, a fim de detectar quaisquer mudanças na precisão da impressão. Uma análise de variância unidirecional (ANOVA) foi conduzida para determinar o efeito da posição e angulação do abutment de escaneamento na precisão geral. Diferenças na proporção de erros durante a impressão (resultados dicotômicos) foram comparadas entre grupos usando o teste exato de Fisher 2 × 2. A impressão foi a unidade estatística. A significância estatística foi estabelecida em 0,05. Com base no conhecimento dos autores, não existem estudos semelhantes na literatura científica. Portanto, um cálculo de tamanho de amostra a priori não foi realizado. Decidimos escanear cada modelo oito vezes, de acordo ou melhor do que estudos in vitro anteriores comparando IOSs. Uma análise post hoc das variabilidades contínuas (desvio angular médio entre grupos) foi realizada calculando o tamanho do efeito (d de Cohen) e fornecendo as médias de cada grupo, número de amostras (n = 16) e valor alfa (0,05).

Resultados

O tempo necessário para fazer as impressões com quatro pilares de escaneamento foi de 128,7 ± 55,3 e 81,0 ± 23,5 s no grupo de teste e no grupo controle, respectivamente. As diferenças foram estatisticamente significativas (p = 0,0416). O tempo necessário para fazer as impressões com seis pilares de escaneamento foi de 197,5 ± 26,8 e 110,6 ± 25,2 s no grupo de teste e no grupo controle, respectivamente. As diferenças foram estatisticamente significativas (p = 0,0000). No grupo de teste, não foram experienciados erros durante a tomada de impressões, enquanto nos grupos controle, 13 impressões foram refeitas (11 impressões com seis pilares de escaneamento e duas impressões com quatro pilares de escaneamento) devido a processos de costura incorretos (Figura 12). As diferenças foram estatisticamente significativas quando seis pilares de escaneamento foram digitalizados (p = 0,008), mas não quando quatro pilares de escaneamento foram digitalizados (p = 0,447).

Quando quatro pilares de escaneamento foram digitalizados, a média de desvio angular foi de 0.252 ± 0.068° (IC 95% 0.021–0.115°) no grupo controle e 0.134 ± 0.053° (IC 95% 0.016–0.090°) no grupo teste. A diferença foi estatisticamente significativa (0.118 ± 0.077°; IC 95% 0.024–0.131°; p = 0.002). Quando seis pilares de escaneamento foram digitalizados, a média de desvio angular foi de 0.373 ± 0.117° (IC 95% 0.036–0.198°) no grupo controle e 0.100 ± 0.029° (IC 95% 0.009–0.049°) no grupo teste. A diferença foi estatisticamente significativa (0.273 ± 0.111°; IC 95% 0.034–0.188°; p = 0.000).

No grupo teste, não houve diferenças estatisticamente significativas na média de desvio angular dentro dos grupos (quatro pilares de escaneamento, p = 0.391 e seis pilares de escaneamento, p = 0.372). No grupo controle, houve diferenças estatisticamente significativas na média de desvio angular dentro dos grupos. No caso de quatro pilares digitalizados, um maior desvio angular foi encontrado no último pilar de escaneamento à esquerda (posição 34, 0.510 ± 0.191°, p = 0.00005). No caso de seis pilares digitalizados, um maior desvio angular foi encontrado no primeiro pilar de escaneamento (posição 46, 0.616 ± 0.306°; p = 0.00766).

A análise de poder pós-hoc demonstrou um poder na faixa de 94,9 a 100% no caso de quatro e seis implantes, respectivamente. Os valores médios de desvio angular entre os grupos estão resumidos na Tabela 1.

Representação colorida mostrando a menor desvio usando o template cirúrgico no modelo de quatro implantes. No entanto, desvios semelhantes foram observados sem templates cirúrgicos para o mesmo modelo de quatro implantes. Os desvios dos modelos de seis implantes foram maiores. No entanto, os piores resultados foram observados sem os templates cirúrgicos.

Discussão

Este estudo in vitro foi projetado para fornecer dados preliminares sobre se seria mais aconselhável usar o template protético proposto quando uma impressão digital fosse feita para fabricar uma restauração de arco completo suportada por implantes. Os resultados do presente estudo demonstraram que o template de impressão baseado em protético melhorou significativamente a veracidade e a precisão de arcos edêntulos completos reabilitados com quatro ou seis implantes. Portanto, a hipótese nula desta pesquisa foi rejeitada em favor da hipótese alternativa de diferenças.

Uma impressão precisa ainda permanece como um dos passos mais importantes para a fabricação de restaurações dentárias e suportadas por implantes com um ajuste adequado, evitando riscos de complicações mecânicas e biológicas. Impressões digitais têm sido sugeridas como uma alternativa válida às impressões convencionais para reabilitação de arcos parciais, enquanto impressões de arcos completos ainda permanecem um desafio quando dispositivos IOS são utilizados. Sistemas de escaneamento intraoral não estão isentos de erros relacionados à tecnologia. A maioria das desvantagens nas impressões de arcos completos pode ser devido à falta de referências fixas. Foi sugerido que quanto maior o campo de escaneamento, mais processos de costura com possíveis erros são apresentados.

Para reduzir essa possível desvantagem, no presente estudo, o template protético proposto, derivado do arranjo original dos dentes ao duplicar a dentadura completa usando um scanner IOS ou de mesa, foi utilizado. O principal benefício do template protético é sua capacidade de fornecer referências fixas entre os pilares de escaneamento, a fim de melhorar a legibilidade do IOS, mesmo em cenários complexos, tornando as impressões digitais para arcos completos mais previsíveis. Um segundo benefício é que ele permite a correspondência entre as posições dos implantes e o arranjo protético original. Isso permite transferir a correspondência entre o volume protético (estético e funcional) do arranjo e a posição final do implante. A dimensão vertical de oclusão e a relação céntrica também são transferidas.

Até onde os autores sabem, nenhum estudo anterior comparou a precisão de uma impressão digital de arco completo em quatro e seis implantes com e sem um template protético.

Os dados do presente estudo demonstram que a precisão geral das impressões digitais é estatisticamente significativamente maior quando um template protético é utilizado. A média de desvio angular experimentada ao usar o template protético foi de 0,100 e 0,134° com seis e quatro implantes, respectivamente. Esses valores correspondem a um desvio linear de cerca de 88 e 119 µm. Estudos clínicos anteriores mostraram que o limite para um encaixe clinicamente aceitável de prótese fixa suportada por implante está dentro de uma faixa de 59–200 µm. Por outro lado, quando os templates cirúrgicos não foram utilizados, a pesquisa atual encontrou um desvio angular médio de 0,252 e 0,373° com quatro e seis implantes,

respectivamente. Esses valores correspondem a uma variação linear de cerca de 224 e 331 µm que parecem estar em desacordo com o que foi relatado anteriormente. As descobertas mencionadas sugerem que a impressão digital do arco completo ainda é um desafio e esforços devem ser realizados para aumentar a precisão. Até o momento, é opinião dos autores que uma prova com uma estrutura de alumínio é obrigatória antes da fabricação da prótese definitiva. No entanto, os dados do presente estudo demonstraram que, ao usar o template protético, a precisão média foi estatisticamente significativamente maior. Isso torna as impressões digitais feitas com o template protético mais previsíveis. De fato, mesmo que o tempo total necessário para fazer as impressões tenha sido menor no grupo controle, 13 impressões foram refeitas devido a processos de costura incorretos, tornando as impressões sem o template protético mais demoradas. No presente estudo, o tempo necessário para fixar corretamente o template protético não foi calculado porque ele foi fixado ao modelo para todas as impressões. Em uma prática real, o template protético pode ser fixado usando os mesmos pinos de ancoragem planejados para a colocação do implante cirúrgico ou pode ser fixado em oclusão com um compósito de resina fluida, estendendo o tempo necessário para fazer a impressão.

O presente estudo não conseguiu encontrar diferenças estatisticamente significativas na média de desvio angular dentro dos grupos quando o template protético foi utilizado. Os mesmos resultados não foram observados quando o template protético não foi utilizado, com um maior desvio angular nos últimos (distais) pilares, tanto nas impressões de quatro quanto de seis implantes. Isso significa que, ao usar o template protético, a precisão de cada pilar escaneado é previsível em relação à posição e angulação do implante. Isso pode ser útil para reduzir a curva de aprendizado, tornando a impressão não dependente do operador.

Em 2017 e 2018, Tallarico et al. publicaram um template protético personalizado com o objetivo de melhorar a precisão das impressões digitais para restaurações de arco completo suportadas por implantes. Depois disso, alguns relatos de casos descrevendo conceitos semelhantes foram propostos. Em 2019, Venezia et al. apresentaram a evolução da técnica BARI previamente publicada, que permitiu a transferência digital da relação maxilo-mandibular, da prótese total para a prótese híbrida impressa em 3D suportada por implantes. Para as impressões definitivas, foram utilizados estentes protéticos derivados do plano original. No início de 2020, Ahmed et al. publicaram um fluxo de trabalho de escaneamento digital e relação maxilomandibular para restauração de arco completo suportada por implantes maxilares. Mesmo neste caso, um dispositivo de escaneamento personalizado foi utilizado durante o escaneamento intraoral de arco completo. No entanto, a presente pesquisa é o único estudo que avalia a veracidade e precisão do template protético.

O template protético pode ser fabricado a partir do arranjo protético original usado para planejar virtualmente os implantes ou duplicando a dentadura completa existente do paciente. O template protético inclui um certo número de janelas para permitir a fixação dos pilares de escaneamento, bem como superfícies dentárias que atuam como pontos de referência para melhorar a precisão do IOS e, posteriormente, combinar a impressão digitalizada com o plano inicial. Existem algumas limitações potenciais para o uso do template protético, como o método de fixação do template, bem como seus custos. Quando usado em combinação com uma cirurgia guiada, o template protético pode ser projetado com os mesmos pinos de ancoragem usados para estabilizar o guia cirúrgico. Isso permite que o template protético seja estabilizado durante a coleta da impressão. Por outro lado, quando usado após a cirurgia, o template protético pode ser estabilizado em oclusão, fixando os pilares de escaneamento ao template protético, evitando possíveis efeitos negativos devido a movimentos do template durante o escaneamento, e levando à gravação de uma impressão precisa que pode ser feita ao lado da cadeira ou extraoralmente. Todos esses métodos foram publicados em relatórios de casos clínicos anteriores, mostrando resultados promissores. Em relação aos custos gerais, olhando para todo o cenário, o template protético permite que o tempo total de tratamento seja reduzido, evitando a gravação da dimensão vertical e da oclusão. Considerando isso, o custo total poderia até ser reduzido.

A principal limitação desta pesquisa foi a natureza in vitro do desenho do estudo. A avaliação in vitro pode não ter simulado completamente o ambiente ou condição da prática clínica, como a gengiva natural. No entanto, é altamente provável que os benefícios do template protético possam até superar os resultados positivos do presente estudo. A precisão do IOS exigiu o maior número possível de pontos de referência. Além disso, pode ser afetada pela presença de saliva, como o movimento da área de tecido mole. O desafio de fazer impressões digitais de arcos mandibulares edêntulos permanece na elasticidade da gengiva. Para contornar parcialmente essa desvantagem, gengiva artificial poderia ser utilizada. No entanto, no presente estudo, a gengiva artificial não foi utilizada para evitar possíveis viés devido ao seu possível deslocamento ou descolamento. O template protético também pode ser utilizado extraoralmente após a fixação do pilar de escaneamento em suas superfícies. Claro, os resultados do presente estudo requerem confirmação através de novos estudos clínicos, mesmo que o relatório clínico sugira resultados encorajadores.

Conclusões

Embora todas as impressões tenham mostrado uma média de desvio em relação ao modelo original dentro da faixa de aceitabilidade clínica, o template de impressão baseado em prótese melhorou significativamente a veracidade e a precisão de arcos edêntulos completos reabilitados com quatro ou seis implantes. Devido às limitações dos estudos in vitro, mais estudos in vitro são necessários para confirmar esses resultados preliminares.

Marco Tallarico, Aurea Immacolata Lumbau, Roberto Scrascia, Gianluca Demelas, Franco Sanseverino, Rocco Amarena e Silvio Mario Meloni

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