Computer-aided interactive indirect bonding

1 Computer-aided interactive indirect bonding Computer-aided interactive indirect bonding Francesco Garino*, G. Battista Garino* *Medico chirurgo, Specialista in Ortognatodonzia Correspondence to: Francesco Garino Corso Matteotti 0(zero) - 10121 Torino (TO) Telephone: +39(0)11.562.772.8 Fax: +39(0)11.543.634 E-mail: info@drgarino.it Introduction Conventional indirect bonding is an orthodontic procedure with limited application in daily practice due to the increased time for preparation and cost when compared to different direct bonding methods 1. Thus far, the indirect bonding has been performed in the laboratory by a trained technician directly on the working stone model, by the orthodontist or by the staff with the supervision of the clinician. All procedures are limited to the placement of brackets on the working stone model at start of treatment according to the prescription form. There is no final occlusion evaluation resulting from an occlusal set-up in wax 2. The material used for transfer trays has been described 3,4 and chemical and light curing procedures in the indirect bonding methods have al- Introduction. The introduction of the virtual occlusal set-up, limited to the permanent dentition with dento-dental and dento-alveolar discrepancies, based on the straight wire technique with final arches.020 x.025 ss in straight wire brackets.022 x.028 is an evolution of the 3D digital model with clinical impact. Aim. To present a computer-aided solution to orthodontic indirect bonding, allowing accurate positioning of straight wire brackets based on a virtual occlusal set-up resulting from the treatment plan. Material and methods. Computer aided indirect bonding was applied in two cases: a Class II patient in the permanent dentition, crowding, rotation of upper and lower bicuspids and a Class I patient in the permanent dentition with already extracted 1.4, 2.4, 3.4, 4.4, severe crowding, rotation, arch form reduction. Speed brackets were utilized in both cases. Results. In the first case the brackets starting position on the patient corresponds to the final position on the virtual occlusal set-up. In the second case the resulting occlusion at the end of treatment corresponds to the final occlusion on the virtual occlusal set-up. Discussion. The computerized tools employed in the process enabled precise bracket placement on the stone model. An algorithm from the virtual setup is the determinant for the precision. Conclusion. Computer aided indirect bonding is a method of placing brackets precisely. Garino F, Garino GB. Computer-aided interactive in direct bonding. Prog Orthod 2005;6(2):214-223. 214 PROGRESS in ORTHODONTICS 2005; 6(2):214-223

Computer-aided interactive indirect bonding 2 so been analyzed 5,6. With the lingual technique, due to the different shapes and thicknesses of the lingual surfaces of the teeth, the occlusal set-up in wax became determinant for bracket placement and different laboratory procedures were described to transfer the bracket position from the final occlusal set-up in wax to the starting stone model 7,8. From the beginning of the third millennium, conventional stone or plaster study models are being replaced with the digital 3D models 9-11. A virtual on-screen caliper makes widely used analyses such as Bolton analysis, midline deviation, overbite-overjet and arch length discrepancy easy to perform. These determinations are more accurate when compared to the measurement on stone models with conventional calipers 12,13. An evolution of digital models is a virtual occlusal set up in 3D to simulate the resulting occlusion from the treatment plan. For best simulation, the case should be in the permanent dentition 14,15. Introduzione. L introduzione del set-up occlusale virtuale, limitato ai casi in dentizione permanente con discrepanze dento-dentali e dento-alveolari, basato sulla tecnica straight wire con archi finali 0,020 x 0,025 ss su attacchi straight wire.022 x.028, costituisce un evoluzione dei modelli digitali 3D ed ha un impatto clinico. Scopo del lavoro. Presentare un sistema di bondaggio indiretto supportato da un sistema informatico, che consente un accurato posizionamento degli attacchi straight wire in base ad un set up virtuale risultante dal piano di trattamento. Materiali e metodi. Il bondaggio indiretto virtuale è stato utilizzato in due casi: un paziente di II Classe in dentizione permanente, affollamento, rotazione dei premolari superiori ed inferiori; un paziente di I Classe in dentizione permanente con 1.4, 2.4, 3.4, 4.4 precedentemente estratti, affollamento, rotazione, perdita della forma delle arcate. In entrambi i casi sono stati utilizzati attacchi autoleganti Speed. Risultati. Nel primo caso la posizione iniziale degli attacchi sul paziente corrisponde alla posizione finale sul set-up occlusale. Nel secondo caso i rapporti occlusali che risultano alla fine del trattamento corrispondono al risultato del set-up occlusale finale. Discussione. Il sistema informatico utilizzato nel processo ha permesso un preciso posizionamento dell attacco sul modello in gesso. Un algoritmo presente sul set-up virtuale risulta determinante per la precisione. Conclusioni. Il bondaggio indiretto virtuale interattivo è un metodo per posizionare precisamente i brackets. Key words: Computer-Aided Indirect bonding, Virtual occlusal set-up, Digital 3D models. Aim The intent of this paper is to present a practical procedure for computeraided indirect bonding based on a virtual occlusal set up in 3D, to be used in the treatment of malocclusions in the permanent dentition. In the laboratory, brackets and tubes, selected by the clinician, are placed in precise position on the virtual occlusal set-up and, with a direct virtual method, this information is used to place the brackets on the initial stone model in the same position as the brackets on the virtual occlusal set-up. Once completed, dual transfer trays are prepared for bracket placement at chair side. An important aspect of the virtual occlusal set-up is the straight-wire system, in which the final position of every tooth results from the engagement of a rectangular arch wire. Materials and methods The procedure for the virtual indirect bonding starts with digital models developed through silicon impressions of both dental arches, the wax bite, brackets and tubes, the prescription form with the objectives of the treatment plan, the arch form, required expansion or contraction, molar and canine relationships, management of extraction sites, the suggested tooth movements in the antero-posterior, vertical, transverse directions, and the type of anchorage to reach the final well coordinated dental arches. The orthodontist receives the virtu- PROGRESS in ORTHODONTICS 2005; 6(2):214-223 215

3 Computer-aided interactive indirect bonding al set-up with the final occlusal relationships resulting from the prescription form: standard screens of the models, including frontal, occlusal and lateral views at the end of treatment. The critical evaluation of the virtual occlusal set-up by the orthodontist and the possibility to make changes in the first set-up and visualize the result immediately remains an important aspect of the procedure. When the final set-up is accepted by the clinician, brackets, shipped with the impressions and treatment plan, have to be bonded on the initial stone model, For the virtual occlusal set-up, OrthoCad takes the initial 3D models and, with a dedicated modelling software, is able to recognize the dentition and gingivo. This process allows the program to maintain the original shape and size of teeth and the contact points and move teeth to obtain an idealized dental arch according the arch form selected by the orthodontist 16,17. The orthodontist submits a prescription for bracket placement and the virtual set up illustrates the final position of the teeth in all planes of space with the brackets positioned according to the prescription. The orthodontist can make any changes in bracket position deemed necessary to obtain ideal occlusal relationships. When the orthodontist reviews the initial set-up, the intraoral images and the panoramic x-ray must be evaluated to ensure that the virtual bracket placement is in agree- Fig. 1 Case n. 1 Digital models before treatment. Introduction. L introduction du set-up occlusal virtual, limitée à la denture permanente avec une discrepance dento-dentale et dento-alveolaire avec reference de la technique arch droit avec les finals archs.020 x.025 ss sur.022 x.028 est une évolution des models digitals 3D avec un impact clinique. But. Le but est celui de présénter une solution au bandage indirecte pour une position correcte des brackets d arch droit avec pour reference a set-up occlusal virtual resultant du plan de traitement. Matériels et Methodes. On a appliqué le bandage indirecte en deux cases: une Class II en denture permanente, encombrement, rotation des prémolaires supérieurs et inférieurs et; une Class I en denture permanente avec déjà extraits 1.4, 2.4, 3.4, 4.4, encombrement, rotation sévère, réduction de la forme d archade. On a utilizé les Speed brackets en tous les cas. Resultats. Dans le prémier cas la position de partence des brackets corresponds à la position finale sur le set-up occlusal virtual. Dans le second cas l occlusion resultant à la fin de traitement corresponds à l occlusion finale sur le set-up occlusal virtual. Discussion. Les reference computerizés utilizés dans la procedure permet le positionnement précis des brackets sur les moulages basés sur un algorithm obtenu par un set-up occlusal virtual et est deteminant pour la précision en rapport aux methodes conventionals. Conclusion. La philosophie de l arch droit est toujours le principe de base pour le set-up virtuel avec une grande reduction du temps de travail et des costs comparés avec la methode conventionelle. (traduit par Maria Giacinta Paolone) 216 PROGRESS in ORTHODONTICS 2005; 6(2):214-223

Computer-aided interactive indirect bonding 4 Fig. 2 Case n. 2 Digital models before treatment. Introduccion. La introducción de l SET-UP oclusal virtual, limitado en dentición permanente con la discrepancia dento-dental y dento-alveolar, aplicado en la técnica de alambre recto con arcos finales.020 x.025 en brackets para alambre recto.022 x.028 en una evolución del modelo digital 3D con un impacto clínico. Objetivos. Presentar una solución computarizada para el bonding indirecto ortodontico, permitiendo la colocación exacta en la técnica de alambre recto donde los brackets de alambre, se colocaran en un set up oclusal virtual resultado de un plan de tratamiento. Materials y metodos. La técnica de bonding indirecto fue aplicada en dos casos: una Clase II en dentición permanente, con apiñamiento, rotación de premolares superiores e inferiores; una Clase I paciente en la dentición permanente con extracción del, 1.4, 2.4, 3.4, 4.4, apiñamiento marcado, rotaciones y reducción de la forma del arco. Fueron utilizados Brackets de la técnica Speed en ambos casos. Resultados. En ambos casos, la posición de los brackets corresponden a la posición final respecto a la disposición oclusal virtual. Discusión. El sistema computarizado utilizado en este proceso, permitieron la colocación exacta de lo brackets en el modelo de yeso, basándose en algoritmo de la disposición virtual. Por lo tanto se determino que el sistema es mas preciso, comparado con los métodos convencionales. Conclusión. La filosofía del alambre recto sigue siendo el principio de base para la utilizo del set-up oclusal virtual. La reducción del tiempo de trabajo y los costos son notables con respecto a las técnicas tradicionales. (Traducido por Santiago Isaza Penco) ment with the true root inclination. The computer program also allows the orthodontist to compare the result of a different treatment plan for the same malocclusion and the consequences of using finishing wires of different sizes or a different bracket prescription, saving unwanted wire-bending or bracket repositioning appointments. Our preference for final wires is to insert an.020 x.025 wire in an.022 x.028 straight wire bracket system. The bracket placement tool used to place brackets on the stone working model is based on a military style pattern recognition algorithm to ensure the precise bracket positioning on each tooth according the virtual set-up and the bracket s virtual position on the screen. Three coordinate systems are displayed and evaluated, one for the tooth, one for the bracket, one for the center of the bracket; the overlapping of all three systems indicates the exact bracket position. To repeat, the clinician can change the position of the bracket if the virtual result obtained with this bracket position is not satisfactory. In the laboratory, the direct bonding procedure to place brackets on the stone working model involves the use of a pen-sized wand which has three main components: 1. a curved tip for steering the bracket on the tooth surface of the working stone model, 2. a miniature video camera projecting real-time images from the steering area, including a view on the bracket, and 3. a white light source-emitting light PROGRESS in ORTHODONTICS 2005; 6(2):214-223 217

5 Computer-aided interactive indirect bonding Fig. 3 Case n. 1 Virtual occlusal set-up with Speed brackets to tack the bracket once the correct spot has been located. Looking at the computer screen, the IB technician pushes the tip into the bracket slot and steers the appliance so that real-time images of the bracket are exactly overlaid 20. Once the target is acquired, the bracket is tacked to the Fig. 4 Case n. 2 Virtual occlusal set-up with Speed brackets. study model using a low frequency white light from the wand. The process is repeated until all brackets are pasted to the stone model. Each bracket has a custom pad made of light cured adhesive. All custom pads have a shape and thickness formed to fit each specific patient s contour and is determined by software and corresponds to the space between the tooth and the bracket base. Each custom base pad undergoes micro etching to ensure a receptive surface for bonding. Once all brackets are placed on the model, the final procedure is the preparation of dual transfer trays with an inner flexible material covering both brackets and teeth and an outer rigid shell acting as a carrying, seating and stabilizing agent. The trays are cleaned to remove any residual debris using ultrasound, water flushing and air-drying. Trays are packed individually in a dedicated shipping case and, in order to preserve sterility, trays should not be placed on the stone model or pre-fitted prior to bonding. Transfer trays can be unsectioned, or sectioned at the midlines or in three units as when used for progressive bonding during the treatment of severe crowding. At chair side, the placement of brackets can be performed by chemical or light- curing procedures. The first case is a Class II malocclusion in permanent dentition with crowding, rotation of the upper and lower bicuspids, slight increase of overjet and lack of coordination of dental arches mostly in the incisor region (Fig.1). The second case is a Class I malocclusion in permanent dentition with upper and lower dento-alveolar discrepancies, rotations, and upper and lower first bicuspids already extracted (Fig. 2). 218 PROGRESS in ORTHODONTICS 2005; 6(2):214-223

Computer-aided interactive in directbonding 6 Results Fig. 5 Double trays with selected brackets. The virtual occlusal set-up of Case N.1 was performed with Speed brackets and the treatment plan was a non extraction procedure in which the dental arches appear coordinated with correct arch form and satisfactory axial position in the anterior region (Fig. 3). The virtual occlusal set-up of Case n. 2 with Speed Brackets and with satisfactory dental relationships and arch coordination is illustrated in Figure 4. Figure 5 depicts dual trays with brackets of Case n. 1 (Fig. 5). Brackets with custom pads are prepared for bonding (Fig. 6). As noted previously, each bracket has its custom pad made of light cured adhesive that has a shape and thickness formed to fit each tooth contour. The dental arches of Case n. 1 are shown immediately after removal of trays and placement of initial archwires. (Fig. 7). The position of brackets on the patient s teeth of Case n.1 before treatment corresponds to the position of the same brackets on the virtual occlusal set-up (Fig. 8). The occlusal relationship on the virtual set-up of Case n. 2 corresponds to the final intraoral relationship on the patient (Fig. 9). Discussion A crucial aspect in the virtual indirect bonding procedure is the evaluation of the virtual occlusal set up obtained Fig. 7 Case n. 1 Dental arches immediately after removal of trays. Fig. 6 Brackets with custom pads: chemical curing for bonding. from the digital 3D model according the prescription of the orthodontist. Once the virtual occlusal set-up is finalized and accepted, the computer-aided indirect bonding system transfers the virtual occlusal set up information to the cast for bracket placement and the preparation of dual trays for bracket transfer to the patient. This will accomplish one of the key benefits of the indirect bonding: consistent, and accurate bracket placement. With indirect bonding, patient involvement is reduced and limited to the bonding procedure, not in bracket placement and control of bracket position. At the chair-side, the chemical and light curing procedures are similar and we prefer the self curing adhesives. The time utilized for the indirect bonding procedure is twenty minutes. If a bracket becomes loose shortly after the bonding session, the same tray used for bonding is adopted, but limited to the bond failure area. Otherwise, a direct bonding pro- PROGRESS in ORTHODONTICS 2005; 6(2):214-223 219

7 Computer-aided interactive indirect bonding Fig. 8 Case n. 1 Comparison of virtual occlusal set up and bonded dental arches before active treatment. Fig. 9 Case n. 2 Comparison of final virtual occlusal set-up and final intra-oral occlusion. cedure is recommended, using the virtual set up at a guide. Although the authors endorse the indirect bonding procedure described since they believe it to be a precise method of bracket placement, they are aware that studies are necessary to document accuracy of bracket placement using this method of indirect bonding. Conclusions Accurate bracket placement is the most important advantage when using the computer aided indirect bonding method. Precise bracket position can express the full potential of the appliance and therefore may yield better treatment outcomes with shorter treatment times. References 1. Sondhi A. Efficient and effective indirect bonding. Am J Orthod Orthop Dentofacial 1999 Apr;115(4):352-9. 2. Echarri P, Kim TW. Double transfer trays for indirect bonding. J Clin Orthod 2004 Jan;38(1): 8-13. 3. Capurso U, Garino GB, Veneziani A, Garino F. L allestimento del set up occlusale ed il suo impiego nelle programmazione ortodontico-chirurgica. Mondo Ortodontico 1995 Jan;20(1):19-26. 4. Klocke A, Tadic D, Vaziri F, Kahl- Nieke B. Custom base preaging in indirect bonding. Angle Orthod 2004 Feb;74(1):106-11. 5. Klocke A, Shi J, Kahl-Nieke B, Bismayer U. In vitro evaluation of a moisture-active adhesive for indirect bonding. Angle Orthod 2003 Dec;73(6):697-701. 6. Cacciafesta V, Sfondrini MF, Scribante A, De Angelis M, Klersy C. Effect of blood contamination on shear bond strength of brackets bonded with a self-etching primer combined with a resin-modified glass ionomer. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2004 Dec;126(6):703-8. 7. Armas Galindo HR, Sadowsky PL, Vlachos C, Jacobson A, Wallace D. An in vivo comparison between a visible light-cured bonding system and a chemically cured bonding system. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1998 Mar;113(3):271-5. 8. Fillion D. [Lingual orthodontics: a system for positioning the appliances in the laboratory]. Orthod Fr 1989;60 Pt 2:695-704. French. 9. Takemoto K, Scuzzo G. The straightwire concept in lingual orthodontics. J Clin Orthod 2001 Jan;35(1):46-52. 10. Redmond WR, Redmond WJ, Redmond MJ. Clinical implications of digital orthodontics. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2000 Feb;117(2):240-1. 11. Garino F, Garino GB. I modelli di studio digitali:metodica ed applicazioni cliniche. Mondo ortodontico 2002 Jan;1:57-64. 220 PROGRESS in ORTHODONTICS 2005; 6(2):214-223

Computer-aided interactive indirect bonding 8 12. Redmond WR. Digital models: a new diagnostic tool. J Clin Orthod 2001 Jun;35(6):386-7. 13. Garino F, Garino GB. Comparison of dental arch measurements between stone and digital cast. World Journal of Orthodontics 2002 Fall;3(3):250-252. 14. Mah J. 3D imaging in private practice. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2002 Jun;121(6):14A. 15. Sachdeva RCL, White LW. JCO Interviews. J Clin Orthod 2000 Apr;34(4):223-232. 16. Mah J, Ritto AK. Imaging in othodontics: present and future. J Clin Orthod 2002 Nov;36(11):619-25. 17. Marcel TJ. Three-dimensional onscreen virtual models. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2001 Jun;119(6):666-8. 18. Garino F, Garino GB. From digital cast to digital occlusal set-up:en enhanced diagnostic tool. World Journal of Orthodontics 2003 Summer;4(2):162-6. 19. Garino F, Garino GB. Digital treatment objectives: procedure and clinical application. Prog Orthod 2004;5(2):248-58. English, Italian. 20. Redmond WR. The cutting edge. JCO 2004 Feb;38(6):93-5. Introduzione Il bondaggio indiretto virtuale interattivo Francesco Garino*, G. Battista Garino* Il bondaggio indiretto convenzionale costituisce una metodica ortodontica con un applicazione limitata nella pratica quotidiana dovuta al tempo necessario per la sua realizzazione ed ai costi, confrontata con i progressi che man mano si sono ottenuti con i diversi metodi di bondaggio diretto 1. A tutt oggi, il bondaggio indiretto è stato realizzato in laboratorio da un tecnico specializzato direttamente sul modello di lavoro, dall ortodontista oppure da un membro dello staff sotto la supervisione del clinico. Tutte le procedure sono limitate al posizionamento degli attacchi sul modello di lavoro all inizio del trattamento in base al modulo di prescrizione. Il materiale utilizzato per la realizzazione dei sistemi di trasferimento sono stati descritti 3,4 e sono state analizzate le procedure di autopolimerizzazione e fotopolimerizzazione nei sistemi di bondaggio indiretto 5,6. Con la tecnica linguale, ciò dovuto alle differenti forme e spessori delle superfici linguali dei denti, il set up occlusale in cera era diventato un fattore determinante per il posizionamento degli attacchi e differenti procedure di laboratorio sono state descritte per trasferire la posizione dell attacco dal set up occlusale finale in cera al modello iniziale in gesso 7,8. Dall inizio del terzo millennio, i modelli di studio convenzionali in gesso stanno per essere sostituiti progressivamente dai modelli digitali in 3D 9-11. Un calibro digitale virtuale sullo schermo rende facili da eseguire analisi utilizzate estesamente come l analisi di Bolton, deviazioni delle linee mediane overbite, overjet e discrepanze delle arcate. Queste valutazioni risultano più accurate se messe a confronto con le misurazioni eseguite con calibri convenzionali sui modelli in gesso 12,13. Una evoluzione dei modelli digitali è rappresentata dal set- up occlusale virtuale in 3D che simula una occlusione ideale finale da un piano di trattamento. Per una migliore simulazione il caso dovrebbe risultare in dentizione permanente 14,15. Scopo del lavoro Lo scopo di questo lavoro è di presentare una metodica di bondaggio indiretto virtuale basato sulla realizzazione di un set up virtuale in 3D da usare nella pratica quotidiana nel trattamento di malocclusioni con discrepanza dento-dentale o dento-alveolare, in dentatura permanente. In laboratorio, attacchi e cannule, selezionati dall ortodontista, vengono applicati nella posizione ideale sul set up occlusale virtuale, e poi con un sistema virtuale diretto questa informazione viene utilizzata per posizionare gli attacchi sul modello iniziale in gesso nella stessa posizione simulata sul set up virtuale. Una volta eseguita questa procedura, vengono preparate doppie mascherine per il posizionamento degli attacchi alla poltrona. Un aspetto importante del set-up occlusale virtuale è rappresentato dal sistema straight-wire, nel quale la posizione finale di ogni dente risulta dall impiego di archi rettangolari. PROGRESS in ORTHODONTICS 2005; 6(2):214-223 221

9 Computer-aided interactive indirect bonding Materiali e metodi La procedura per il bondaggio indiretto virtuale prevede i modelli digitali ottenuti attraverso le impronte in silicone delle due arcate dentali, la cera di masticazione in abituale, gli attacchi straight wire, scelti dall ortodontista, da caricare nella mascherina in materiale termostampato, il modulo di prescrizione compilato dall ortodontista, in cui vengono segnati gli obiettivi previsti dal trattamento ortodontico, la forma delle arcate con eventuali espansioni o contrazioni, i rapporti di classe molare e canina, eventuali estrazioni, la gestione di eventuali spazi presenti, i movimenti dentali antero-posteriori, verticali, trasversali previsti per il raggiungimento delle arcate dentali virtuali coordinate. L ortodontista riceve il primo set up occlusale virtuale con i movimenti dentali relativi risultanti dalla prescrizione: è possibile visualizzare a monitor delle videate dei modelli, comprese le proiezioni frontali occlusali e laterali alla fine del trattamento. La valutazione critica del set-up occlusale virtuale realizzato dall ortodontista, e la possibilità di effettuare delle modifiche sul primo set-up nonché visualizzare immediatamente il risultato costituiscono un importante aspetto dell intera procedura. Quando il set-up virtuale finale è stato accettato dal clinico, gli attacchi, spediti insieme alle impronte ed al piano di trattamento devono essere bondati sul modello iniziale. Per il set-up occlusale virtuale, OrthoCad utilizza gli stessi modelli digitali e con un software appropriato è in grado di individuare la dentatura e le gengive. Questo processo permette al programma di mantenere forma e dimensione iniziale del dente e dei punti di contatto muovendo il dente per ottenere un arcata dentale ideale secondo la forma di arcata ideale selezionata dall ortodontista 16,17. L ortodontista compila il modulo di prescrizione per il posizionamento degli attacchi, ed il set up virtuale illustra la posizione finale del dente in tutti i piani dello spazio con gli attacchi posizionati secondo la prescrizione. L ortodontista può effettuare qualunque cambiamento nella posizione degli attacchi necessario per ottenere i rapporti occlusali ideali. Quando l ortodontista rivaluta il set up iniziale, le immagini intraorali e la radiografia panoramica devono essere prese in considerazione per essere sicuri che il posizionamento virtuale degli attacchi sia in accordo con la reale inclinazione delle radici. Il sistema informatico permette anche all ortodontista di mettere a confronto il risultato di differenti piani di trattamento per la stessa malocclusione e le conseguenze dell utilizzo di archi finali di sezioni differenti o di differenti prescrizioni degli attacchi, risparmiando così delle pieghe sul filo non necessarie oppure appuntamenti necessari per il riposizionamento di attacchi. La nostra preferenza come archi finali è di utilizzare un arco 0,020 x 0,025 inserito in un attacco straight wire 0,022 x 0,028. Il dispositivo di posizionamento degli attacchi utilizzato per applicare gli attacchi sul modello di lavoro in gesso si basa su un algoritmo di riconoscimento e di centratura (target) utilizzato nell industria aeronautica che consente un preciso posizionamento degli attacchi su ogni dente in base al set-up virtuale ed alla posizione virtuale degli attacchi visualizzabile a monitor. Vengono evidenziati e valutati 3 sistemi di coordinate, 1 per il dente, 1 per l attacco e 1 per il centro dell attacco; la sovrapposizione di questi 3 sistemi indica la posizione esatta dell attacco. Per riaffermare il concetto, il clinico può cambiare la posizione dell attacco se il risultato virtuale ottenuto con questa posizione dell attacco non è soddisfacente. In laboratorio la procedura di bondaggio indiretto per posizionare gli attacchi sul modello di lavoro in gesso prevede l utilizzo di un dispositivo a forma di penna digitale che ha 3 componenti fondamentali: 1) una estremità curva per posizionare l attacco sul dente del modello di lavoro 2) una microvideocamera incorporata che proietta in tempo reale le immagini dell area di lavoro sul modello che include l attacco ortodontico stesso e 3) una luce fotopolimerizzante che blocca l attacco nella posizione finale una volta che è stata raggiunta la posizione prevista dal set-up. Guardando sul monitor del computer, l operatore che realizza il posizionamento degli attacchi in laboratorio inserisce la punta della penna digitale nello slot dell attacco e gestisce la posizione dell attacco fino a quando la sua posizione non risulta fedelmente sovrapposta a quella presente nel set-up virtuale 20. Una volta raggiunto l obiettivo, l attacco viene bloccato sul modello di lavoro utilizzando la lampada fotopolimerizzante che è incorporata nella penna digitale. Questo processo viene ripetuto fino a quando tutti gli attacchi non risultano posizionati sul modello di lavoro. Ogni attacco ha una sua flangia personalizzata realizzata con composito fotopolimerizzante. Tutte le basi degli attacchi hanno una forma ed uno spessore realizzati di modo tale che si adattino ognuna ai denti del paziente. Inoltre sono determinate dal software e corrispondono allo spazio presente tra il dente e la base dell attacco. Ogni flangia viene poi microsabbiata per assicurare una superficie ruvida e recettiva. Una volta che tutti gli attacchi vengono applicati sul modello, la procedura finale prevede la preparazione di doppie mascherine con una mascherina interna più flessibile che copre sia gli attacchi che i denti, ed una esterna più rigida che serve come guida nel caricamento della mascherina interna. Le mascherine vengono pulite per rimuovere ogni residuo in gesso, utilizzando ultrasuoni, lavaggio con acqua ed essiccazione con aria. Le mascherine vengono confezionate individualmente in un box dedicato e, per preservare la loro sterilità le mascherine non dovrebbero essere piazzate sul modello in gesso prima della seduta di bondaggio. Le mascherine possono essere intere, oppure divise a metà oppure in unità se utilizzate per un bondaggio progressivo durante il trattamento di severi affollamenti. 222 PROGRESS in ORTHODONTICS 2005; 6(2):214-223

Computer-aided interactive indirect bonding 10 Alla poltrona, il posizionamento degli attacchi può essere realizzato con procedure di fotopolimerizzazione o autopolimerizzazione. Il primo caso è una malocclusione di II Classe in dentizione permanente con affollamento, rotazione dei premolari superiori ed inferiori, un leggero aumento dell overjet ed una mancanza di coordinazione delle arcate dentali soprattutto nella regione incisiva (Fig. 1). Il secondo caso è invece una malocclusione di I Classe in dentizione permanente con discrepanze dento-alveolari superiori ed inferiori, rotazioni, e con i primi premolari superiori ed inferiori precedentemente estratti (Fig. 2) Risultati Il set up occlusale virtuale del Caso n. 1 è stato realizzato con attacchi Speed ed il piano di trattamento ha previsto una procedura non estrattiva nella quale le arcate dentali risultano coordinate con una corretta forma di arcata ed una soddisfacente posizione assiale nella regione anteriore (Fig. 3). Il set-up occlusale virtuale del Caso n. 2 realizzato con attacchi Speed e con rapporti dentali soddisfacenti e con arcate coordinate viene illustrato nella Fig.4. La figura 5 illustra le doppie mascherine con gli attacchi del Caso n. 1 (Fig. 5). Gli attacchi con le basi personalizzate sono preparate per la seduta di bondaggio (Fig. 6). Come è stato osservato precedentemente ogni attacco ha la sua flangia personalizzata realizzata in materiale fotopolimerizzabile e che ha una forma ed uno spessore che si adatta alla anatomia di ogni dente. Le arcate dentali del Caso n. 1 sono visualizzate immediatamente dopo la rimozione delle mascherine ed il posizionamento degli archi iniziali (Fig. 7). La posizione degli attacchi sui denti del paziente del Caso n.1 all inizio del trattamento corrispondono alla posizione degli stessi attacchi sul set-up occlusale virtuale (Fig. 8). Il rapporto occlusale sul set.up virtuale del Caso n. 2 corrisponde al rapporto intraorale finale del paziente visualizzabile clinicamente (Fig. 9). Discussione Un aspetto cruciale della procedura di bondaggio indiretto virtuale consiste nella valutazione del set-up occlusale virtuale ottenuto dal modello digitale in 3D in base alla prescrizione dell ortodontista. Una volta che il set up occlusale virtuale è stato finalizzato ed accettato, il sistema di bondaggio indiretto assistito da un sistema informatico trasferisce l informazione del set up occlusale virtuale al modello per il posizionamento virtuale dei modelli e la preparazione delle doppie mascherine per trasferire gli attacchi sul paziente. Ciò rappresenta uno dei benefici essenziali del bondaggio indiretto: un posizionamento degli attacchi preciso ed accurato. Con il bondaggio indiretto il coinvolgimento del paziente è ridotto e limitato alla procedura di bondaggio, e non nel posizionamento degli attacchi e sul controllo della posizione degli stessi. Alla poltrona le procedure di foto e autopolimerizzazione sono simili ma preferiamo la sistematica autopolimerizzante. Il tempo utilizzato per una procedura di bondaggio indiretto è di 20 minuti. Se un attacco si staccasse subito dopo la sessione di bondaggio viene utilizzata la stessa mascherina utilizzata durante il bondaggio, ma limitatamente alla zona di insuccesso, negli altri casi viene raccomandata una procedura di bondaggio diretto utilizzando il set up virtuale come guida. Nonostante gli autori incoraggino l utilizzo della procedura di bondaggio indiretto descritta dal momento che sono convinti che rappresenti una metodica precisa per il posizionamento degli attacchi, sono altresì coscienti che sono necessari degli ulteriori studi che documentino l accuratezza della posizione degli attacchi utilizzando questo metodo di bondaggio indiretto virtuale. Conclusioni Il posizionamento accurato degli attacchi costituisce il vantaggio più significativo quando viene utilizzata una sistematica di bondaggio indiretto assistita da un sistema informatico. Il preciso posizionamento degli attacchi può esprimere l intero potenziale dell apparecchiatura e perciò può portare a migliori risultati di trattamento con tempi ridotti. PROGRESS in ORTHODONTICS 2005; 6(2):214-223 223