CAD/CAM e l odontotecnico Cristian Petri La tecnologia progredisce ogni momento mettendoci a disposizione, negli ultimi anni, una vasta gamma di possibilità; nella maggior parte dei casi, tuttavia, troviamo difficoltà a tenere il passo con le tecnologie, soprattutto per motivi economici. La stessa cosa accade con le tecnologie dentali. Negli ultimi dieci anni le case produttrici ci hanno assalito con una moltitudine di sistemi computerizzati, aventi lo scopo di aiutarci ad ottenere lavori di qualità superiore ad alta velocità. Un sistema CAD/CAM è costituito da un fresatore dentale CNC, un componente CAD (Computer Aided Design) che include un software di modellazione e uno scanner, e un componente CAM (Computer Aided Manufacture) (Figg. da 1 a 5) che include un software per settare i parametri del fresatore (Figg. da 6 a 8). La combinazione ideale di questi tre parametri garantirà un risultato positivo e, grazie anche all abilità dell odontotecnico, il lavoro ottenuto riuscirà a imitare da vicino il modello naturale. Questi sistemi CAD/CAM presentano vantaggi tecnici ed economici, ma anche alcuni svantaggi. Inizialmente i sistemi CAD/CAM permettevano di fresare solo alcuni tipi di materiali e, dal punto di vista dei risultati protesici, erano limitati alla produzione di corone, ponti e telescopiche primarie. Negli ultimi tre anni invece, a causa della crescente richiesta di produttività sul mercato, ma anche della volontà delle aziende produttrici di modificare il processo di produzione tradizionale del prodotto finito, i sistemi CAD/CAM e i fresatori dentali sono stati migliorati al punto da poter effettuare ogni tipo di lavorazione senza alcun limite. Attualmente possiamo dunque fresare qualsiasi materiale sul mercato, dalla cera al CoCr, titanio e blocchi di ceramica. La tipologia di lavorazioni che possiamo ottenere è estremamente diversificata. Si possono fresare ponti, telescopiche primarie e secondarie, sistemi di ancoraggio, abutment individuali per impianti, barre di Dolder, connettori, ganci, placche, protesi provvisorie, faccette, inlay, corone estetiche complete, protesi mobili complete e persino modelli di lavoro. I costi di produzione al momento sono alti, poiché la quantità di materiale residuo risultante dal fresaggio di una cappetta, di una corona o altra struttura è superiore alla grandezza del pezzo o del lavoro finito ottenuto con il fresaggio, a fronte dei prezzi elevati dei grezzi e materiali di consumo; tuttavia, con l avvento di nuovi produttori di materiali e sistemi CAD/ CAM, i prezzi dei materiali di consumo hanno cominciato a scendere. Per esempio, sei anni fa un grezzo di zirconio con altezza 25 mm e diametro 98 mm costava 990, mentre attualmente lo stesso grezzo può essere acquistato a 250. 64 dental dialogue anno XX 5/2013
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Figg. da 1 a 8 Sistemi completi: sistemi CNC per il fresaggio a 5 assi; forni di sinterizzazione, sistemi di aspirazione, scanner, software CAD e CAM Ciò corrisponde a un calo dei prezzi del 75%. Possiamo inoltre citare l avvento sul mercato di case produttrici che offrono grezzi a prezzi molto inferiori, ma di qualità altrettanto scadente. In aggiunta a ciò dobbiamo considerare le possibilità economiche di ciascun segmento di mercato. Il prezzo di acquisto di un sistema CAD/CAM rappresenta un fattore importante per il prezzo finale di un lavoro protesico. Un prezzo di acquisto basso non garantisce un prodotto di qualità. Altri aspetti importanti di cui tenere conto sono il tipo di lavori protesici che la macchina è in grado di eseguire, i tempi di fresaggio, il numero di assi, le capacità dei sistemi CAD e CAM, la forma dei grezzi e, non ultimo, la possibilità di un sistema aperto. Se la macchina è piccola e pesa meno di 150 kg, le sue capacità saranno limitate e i tempi di fresaggio per materiali molto duri saranno assai lunghi, il che comporta una forte usura e perdita di tempo. È importante che il sistema CAD ci offra la possibilità di effettuare qualunque tipo di lavorazione e che il fresatore esegua l ordine ricevuto. La prestazione dello scanner è di fondamentale importanza, essendo questo l elemento che collega il formato 3D del CAD alla realtà: maggiore è la precisione dello scanner, maggiore sarà la precisione dell elaborazione delle informazioni ricevute dal CAD da parte del CAM, maggiore sarà la precisione delle informazioni che otteniamo. Se optiamo per un sistema chiuso, saremo costretti ad acquistare i consumabili solo dall azienda produttrice, il che comporterà costi di produzione superiori. Il software CAM (Computer Aided Manufacture) è molto importante, in quanto calcola le fasi di fresaggio e i relativi parametri. Possiamo utilizzarlo per selezionare il materiale del restauro protesico da produrre. Questo software deve essere compatibile con il fresatore dentale. La forma dei grezzi è altrettanto importante. I grezzi più efficaci per i sistemi computerizzati hanno forma rotonda, con un diametro di 98 mm, in quanto permettono di ricavare il maggior numero di elementi con una perdita media di materiale. Grezzi rettangolari o semicircolari invece consentono di ricavare un numero inferiore di elementi, con un costo di acquisto superiore e con lo stesso spreco di materiale, il che determina una crescita esponenziale del costo di produzione dell elemento finito. Il numero di assi è variabile, la maggior parte dei fresatori sono sistemi a 4 o a 5 assi. Alcuni tipi di lavorazioni possono essere eseguite solo con sistemi a 5 assi; se la potenza di fresaggio del mandrino e il peso del fresatore sono considerevoli, i tempi di fresaggio risultano inferiori. I sistemi a 4 assi non sono in grado di fresare alcuni tipi di sottosquadri: ne consegue a volte una produzione di protesi inaccurate o il fresaggio solo parziale quando si richiede il fresaggio di sottosquadri. Il principale vantaggio dei sistemi CAD/CAM sta nel fatto che, utilizzando materiali di qualità superiore, abbiamo la garanzia di produrre strutture di qualità eccellente, in quanto la qualità dei materiali non viene influenzata da altri fattori come nella fusione o nel processo di iniezione. La precisione della protesi finale rimane costante, grazie all uso di parametri esatti e all eliminazione degli errori umani. Strutture di qualità superiore in combinazione con l abilità manuale di un buon odontotecnico/ceramista consentiranno di realizzare una ricostruzione naturale ed estetica. La tendenza attuale è quella di avere in ogni studio un sistema base CAD/CAM interno, che serva strettamente per le sole necessità dello studio, e nei laboratori ad alta produttività invece un sistema CAD/CAM completo e fresatori per eseguire i lavori per conto di vari studi dentistici e labora- 66 dental dialogue anno XX 5/2013
Fig. 9 Le persone hanno bisogno dei denti, i denti hanno bisogno delle persone Figg. 10 e 11 Travata in zirconio per gli elementi 16-24 Figg. 12 e 13 Travata costruita correttamente con forze in direzione assiale tori. Alcune persone credono che il futuro dei sistemi CAD/ CAM sia incerto, dato che non è possibile attualmente la fabbricazione in tutti i settori della produzione industriale, ma esistono aziende produttrici che hanno mostrato interesse a sviluppare il più possibile questo segmento. Tornando indietro al periodo della presentazione del primo fresatore, alcuni odontotecnici si chiedevano: Ci sará ancora lavoro per noi? E considerando il livello dei più recenti sistemi CAD/ CAM, ci viene da porci la stessa domanda. Desidero allo stesso tempo dimostrare che questi sistemi, che ci aiutano a realizzare faccette, inlay, onlay e corone estetiche complete in ceramica senza necessità di modellare la ceramica, ma soltanto di glasarla alla fine, rimangono macchine che necessitano di un buon odontotecnico e che noi possiamo fonderci con esse, allo scopo di ottenere lavori di qualità, risparmiare tempo e aumentare la produttività. I sistemi CAD/CAM sono come una macchina sportiva: meravigliosa, velocissima, potente, costosa, ma senza un pilota rimane semplicemente una macchina costosa. Per citare le parole dei miei amici Massimiliano Trombin, Achim Ludwig e Haristos Girinis (Fig. 9): Menschen brauchen Zähne, Zähne brauchen Menschen [1] ( Le persone hanno bisogno dei denti, i denti hanno bisogno delle persone ). Chiamiamo questo aspetto FUSIONE, poiché sono profondamente convinto che abbiamo bisogno di questi sistemi CAD/ CAM, ma anche che il lavoro finale appartenga all odontotecnico. La mia esperienza degli ultimi otto anni ha dimostrato questo aspetto, che condividerò con voi nel seguente articolo. Nel primo caso presentato ho eseguito, con l aiuto del sistema CAD/CAM, una travata in zirconio per gli elementi 16-24 (Figg. 10 e 11). Senza un innesto di osso non sarebbe stato possibile inserire alcun impianto nell emiarcata superiore, ma il paziente rifiutava ogni tipo d innesto; di conseguenza ho fabbricato un rompiforze in oro, da ancorare alla struttura in zirconio. Se la travata viene costruita correttamente e le forze sono in direzione assiale, la resistenza dello zirconio non verrà compromessa (Figg. 12 e 13). dental dialogue anno XX 5/2013 67
Figg. 14 e 15 Una paziente soddisfatta Figg. da 16 a 20 Le travate in CoCr possono essere fresate allo stesso modo dello zirconio ma occorre selezionare parametri differenti Dopo avere completato queste strutture, ho rivestito la travata in zirconio in ceramica utilizzando dentine, smalti, masse effetto e diversi opalescenti. Il risultato finale è soddisfacente grazie alla combinazione del CAD/CAM con l abilità manuale dell odontotecnico. Alla fine abbiamo una paziente soddisfatta (Figg. 14 e 15). Le travate in CoCr possono essere fresate allo stesso modo dello zirconio, partendo da grezzi sinterizzati. Il disegno di queste strutture è lo stesso delle travate in zirconio, ma occorre selezionare parametri differenti (Figg. da 16 a 20). 68 dental dialogue anno XX 5/2013
Fig. 21 I sistemi di ancoraggio Micro REC sono fatti di acciaio e sono attivabili Figg. 22 e 23 I sistemi di ancoraggio sono stati cementati - le travate fuse È vero che il tempo di fresaggio è tre volte più lungo, l usura delle frese è più rapida e i costi di produzione aumentano in misura esponenziale. In tali situazioni il software CAM assume il ruolo principale. Lo spreco di materiale risultante dal fresaggio è di entità maggiore rispetto alla ricostruzione ottenuta. Esistono tuttavia situazioni in cui non è possibile usare armature in zirconio, per cui dobbiamo ricorrere a strutture di supporto in metallo. I vantaggi sia delle leghe vili, che di quelle preziose sono di essere meno soggette alla rottura rispetto allo zirconio e di poter essere combinate più facilmente per ottenere un sistema di ancoraggio idoneo. Possiamo anche abbinare le strutture in metallo con i sistemi CAD/CAM e, combinando tali costruzioni con sistemi di ancoraggio più sofisticati come il Micro REC, possiamo ottenere un armatura fissa destinata a una struttura di supporto di qualità superiore; in combinazione con una stratificazione accurata della ceramica possiamo ottenere una protesi eccellente, funzionale ed estetica. Le strutture fisse sono state fresate da grezzi in CoCr, i sistemi di ancoraggio Micro REC sono fatti di acciaio e sono attivabili, il che li rende funzionali per un lungo periodo (Fig. 21). Un vantaggio ulteriore consiste nel fatto che la frizione può essere adattata senza modificare il sistema. Essendo questo un vecchio caso, la parte mobile dell armatura di supporto è stata fabbricata con il metodo di duplicazione classico, cioè con la duplicazione del modello, la modellazione di una struttura in cera e la fusione. I sistemi di ancoraggio sono stati cementati all interno del connettore, ottenendo così una protesi senza tensioni e un prodotto finale completamente funzionale (Figg. 22 e 23). Le strutture fisse sono state opacizzate e la ceramica è stata stratificata con la metodica classica per le travate fuse (Figg. da 24 a 26). dental dialogue anno XX 5/2013 69
Fig. 27 Vecchie ricostruzioni sugli incisivi centrali e laterali Fig. 28 Mock-up utilizzando direttamente lo Scutan Fig. 29 Modello di Geller Siamo riusciti a ottenere risultati accurati sia con lo zirconio che con la lega vile, ma in alcuni casi la ceramica integrale è fortemente consigliabile. È questo il motivo per cui dentisti e odontotecnici devono avere a disposizione materiali che offrano un estetica impeccabile, un elevata resistenza, ma anche un alto potenziale di produttività, considerando il disilicato di litio un alternativa alle strutture di supporto in metallo o in zirconio. Il disilicato di litio soddisfa tali requisiti, essendo un materiale dalle caratteristiche eccellenti. Il metodo più comune per ottenere la ceramica integrale consiste nel pressare un lingotto su una struttura in ceramica o su corone estetiche complete. Il disilicato di litio viene usato con sempre maggior frequenza per ottenere travate in ceramica pressofusa nei settori anteriori e corone estetiche complete nei settori posteriori. Il nuovo software CAM e le frese dentali con sistemi di raffreddamento interno sono in grado di fresare l armatura o la corona prevista da grezzi in disilicato di litio. Sia per l estetica completa che per il nucleo centrale con rivestimento estetico in ceramica, il disilicato di litio può essere usato in qualunque area del cavo orale, rispettando tutte le indicazioni della casa produttrice. Nei settori anteriori i risultati più estetici si ottengono rivestendo in ceramica i nuclei centrali fresati. Il paziente presentava vecchie ricostruzioni sugli incisivi centrali e laterali. Il colore era simile a quello dei denti naturali, ma forma e tessitura di superficie apparivano inadeguate (Fig. 27). Come primo step sono state inviate al laboratorio le impronte per i modelli di studio e fotografie intraorali. All analisi dei modelli di studio e alle istruzioni del clinico ha fatto seguito una ceratura diagnostica. Abbiamo utilizzato cera bianca per il wax-up, al fine di ottenere un risultato il più vicino possibile al modello naturale. Dopo avere rimosso le vecchie protesi, l odontoiatra ha utilizzato questa ceratura per realizzare un provvisorio con il metodo Scutan. Sarebbe stato possibile anche trasferire la ceratura diagnostica in un mock-up ma, poiché il paziente desiderava un rifacimento delle vecchie ricostruzioni, si è deciso di utilizzare direttamente lo Scutan (Fig. 28). Questo provvisorio ci ha permesso di ottenere la comunicazione ideale con il paziente; poiché il risultato ottenuto era quello desiderato sia dal clinico che dal paziente, abbiamo continuato a registrare un impronta del caso mediante siliconi per addizione. Partendo da questa impronta sono stati colati i modelli di lavoro tipo Geller. Il vantaggio di questi modelli sta nel fatto che gli analoghi vengono inseriti prima della colata finale del modello, e colando la base otteniamo anche la gengiva in gesso, in modo da riprodurre l esatta situazione del cavo orale (Fig. 29). Abbiamo iniziato il processo di scansione dei modelli con il modello di ceratura, seguito dal modello di Geller. Nella fase di sovrapposizione possiamo utilizzare la ceratura diagnostica come guida chiave per ottenere la forma desiderata delle strutture di supporto. Il software di modellazione ci offre tutti i dettagli necessari, dallo spazio per il cemento allo spessore delle cappe. Una volta ottenuta la cappa in formato 3D, possiamo usare gli strumenti di modellazione CAD per adattarla alle nostre esigenze (Figg. 30 e 31). Dopo avere salvato le informazioni nel CAM, possiamo scegliere i grezzi da cui partire per fresare queste strutture. In questo caso abbiamo usato LT A2 sia per la faccetta, che per le corone (Figg. da 32 a 34). 70 dental dialogue anno XX 5/2013
Figg. 30 e 31 Spazio per il cemento, modellazione della faccetta, modellazione di una cappetta Figg. da 32 a 34 Strutture in LT A2 sia per la faccetta che per le corone Al fine di facilitare il processo di fresaggio, questi grezzi sono precristallizzati e, dopo il fresaggio, la cristallizzazione finale avviene nel forno per ceramica. Si può notare il colore violetto dei grezzi e delle strutture che ne risultano, ma dopo la cristallizzazione si ottiene la tinta esatta impressa sul grezzo (Figg. da 35 a 38). Ancora una volta, riusciamo a fabbricare velocemente strutture in ceramica ad alta precisione. Dopo avere controllato e rifinito le cappe, iniziamo a stratificare la ceramica, una fase che non sarebbe possibile senza gli sforzi dell odontotecnico. La ceramica viene stratificata nella tinta desiderata, in funzione del colore individuale dei denti, utilizzando le masse ceramiche appropriate. In questo caso ho utilizzato la ceratura diagnostica come modello di studio e ho fatto riferimento agli incisivi inferiori per determinare la tessitura. Per il canino di destra abbiamo optato per un materiale per moncone refrattario per una faccetta senza preparazione (Fig. 39). Dopo la lucidatura manuale delle ricostruzioni, le abbiamo inviate in studio per la prova finale; avendo comunque già un provvisorio approvato dal paziente, la prova finale si limita al controllo della funzione, del colore e del contorno (Figg. 40 e 41). dental dialogue anno XX 5/2013 71
Figg. da 35 a 38 Fasi di lavorazione: ceratura diagnostica (wax-up); modello master; strutture fresate in ceramica; strutture post-cristallizzate Il paziente era soddisfatto, di conseguenza abbiamo proceduto con la glasura e un ulteriore lucidatura manuale della ricostruzione. Infine il lavoro ottenuto è stato cementato dal clinico. Siamo riusciti a risparmiare tempo, a costruire le strutture con una precisione in termini di micron, a un costo superiore rispetto ai metodi classici; tuttavia non avremmo mai potuto ottenere il risultato desiderato senza l abilità manuale dell odontotecnico. I nuovi aggiornamenti dei software CAD e CAM ci offrono la possibilità di eliminare alcune delle fasi classiche dell odontotecnica. Mediante il fresaggio possiamo quindi ottenere modelli di lavoro, abutment individuali, strutture secondarie con un connettore per armature di supporto, telescopiche primarie e secondarie con diversi materiali, ma l aspetto estetico della protesi appartiene pur sempre all odontotecnico. Servendoci dei sistemi CAD/CAM possiamo soddisfare qualunque requisito e qualunque preferenza da parte del clinico o del paziente, garantendo la qualità costante dei restauri. La precisione di lavorazione e la qualità delle strutture sono importanti, ma i risultati estetici e funzionali sono fondamentali e rimangono legati all abilità manuale dell odontotecnico. Se continueremo a realizzare denti naturali ed estetici, la gente ci cercherà. Quindi, come dicevano i miei amici: Menschen brauchen Zähne, Zähne brauchen Menschen (Le persone hanno bisogno dei denti, i denti hanno bisogno delle persone). Desidero ringraziare coloro che mi hanno aiutato: Ana Petri, Gabi Semerean, Dr. Anca Nicoara, Dr. Ionut Branzan e Conf. Dr. Diana Dudea. 72 dental dialogue anno XX 5/2013
L autore Cristian Petri ha completato i suoi studi in odontotecnica nel 2000. Ha lavorato come odontotecnico in Germania e negli Stati Uniti. Dal 2003 gestisce il proprio laboratorio a Cluj- Napoca, Romania. Ha perfezionato costantemente la propria formazione professionale partecipando regolarmente a corsi tenuti dal Prof. Rudolf Slavicek, dal MTD Massimiliano Trombin e dal MTD Achim Ludwig. A partire dal 2012 ha tenuto conferenze in varie città del suo Paese. Figg. 40 e 41 Tre mesi dopo la cementazione dental dialogue anno XX 5/2013 73