Chirurgia Guidata o Computer Assistita per Impianti Dentali

L’edentualità parziale o totale comporta alterazione dell’aspetto e una funzione masticatoria ridotta ed alterata, pertanto può innescare fenomeni di scarsa autostima e depressione psicologica, nonché difficoltà oggettive a compiere le normali attività sociali del soggetto. 

La riabilitazione implanto-protesica restituisce la funzione e l’estetica del paziente e si sta diffondendo in maniera importante, a discapito dell’utilizzo di protesi amovibili. 

Nella chirurgia implantare odontoiatrica classica l’approccio è vasto sul lembo muco-periosteo, che viene eseguito mediante scollamento del tessuto molle della cresta alveolare, al fine di rendere visibile l’osso sottostante. Viene effettuato per poter posizionare gli elementi pilastro artificiali, che sosterranno la protesi con lo scopo di riabilitare gli elementi dentali naturali pre-esistenti; tale lembo verrà riposizionato tramite suture. 
In tempi recenti è stata introdotta anche la metodica cosiddetta “flapless”, la quale ha il vantaggio rispetto a quella tradizionale di essere minimamente invasiva, con un ridotto corso post-operatorio tempi più brevi di guarigione e minori modifiche a livello dell’osso. 

Un planning preoperatorio che tenga conto dell’anatomia del sito implantare, del numero di impianti endossei inseribili, della loro ottimale posizione all’interno della cresta ossea, della dimensione più congrua, della posizione ed inclinazione degli stessi, viene sicuramente di grande aiuto al buon fine dell’intervento implantare permettendo al chirurgo di concentrarsi maggiormente sul paziente, e sul risultato finale. 

È evidente, pertanto, l’estrema utilità della chirurgia implantare computer assistita e l’approccio sempre più diffuso all’utilizzo di dime chirurgiche, che riducano la invasività degli interventi di implantologia rendendoli più sicuri e predicibili, con numerosi vantaggi quali la conservazione massima possibile dei tessuti molli e dei tessuti duri nel sito chirurgico, nel rispetto delle strutture anatomiche a rischio. 

Con la chirurgia guidata implantare è indispensabile progettare tutto prima di intervenire sul paziente, simulando la posizione degli impianti e, se possibile, progettare la protesi che verrà inserita successivamente sul sostengo implantare.
Si deve cercare di ottenere un risultato protesico migliore nell’estetica e nella funzione, aumentando così la fiducia collaborativa fra il chirurgo e il protesista a tutto vantaggio di un risultato accurato e predicibile, con grande soddisfazione del team odontoiatrico e del paziente che ne è il fruitore finale. 

La pianificazione pre-operatoria inizia mediante la acquisizione delle immagini tridimensionali, ottenute dalle scansioni CT o CBCT di più recente introduzione, capaci di offrire eccellenti immagini con una minore dose di radiazioni rispetto alle prime ad un costo relativamente basso.
Aumenta la possibilità offerta al chirurgo di poter utilizzare maggiormente questa metodica di pianificazione tridimensionale, a discapito della metodica tradizionale: il chirurgo, in sinergia con il protesista, pianificherà la disposizione nello spazio degli impianti, considerando anche una mascherina virtuale riproducente la futura protesi a tutto vantaggio di una migliore estetica e funzione biomeccanica.

Ogni macchinario CT o CBCT dispone di un suo specifico software, che supporta la pianificazione tridimensionale. Sono disponibili attualmente anche software di pianificazione implantare, che utilizzano i dati DICOM grezzi e li possono elaborare, supportando varie tipologie di case produttrici di impianti le quali spesso posseggono un protocollo chirurgico, dedicati con set chirurgici differenti a seconda degli impianti inseriti. 

Permettono così una maggiore scelta di differenti impianti, misure, e morfologie che si potranno inserire virtualmente nei volumi ossei del paziente, nello stesso momento la posizione dell’impianto può esser controllata nei diversi piani coronale, sagittale, apicale e nel modello tridimensionale virtuale - a seconda del software le visualizzazioni saranno possibili, ognuna a tutto schermo oppure nella totalità a schermo suddiviso, e i tre piani nello spazio vengono analizzati contemporaneamente senza bisogno di ricalcolare.

L’utilizzo delle CBCT  ha aumentato la somministrazione di maggiori dosi radianti ai pazienti, che subiscono l’indagine diagnostica ciò nonostante i benefici che se ne ricavano devono essere considerati accettabili visti i notevoli miglioramenti nelle valutazioni cliniche offerte da questo tipo di immagini, il progresso e la evoluzione dei software di pari passo con l’hardware è notevole, essi sempre più sono performanti ed accurati nella velocità di calcolo e nella definizione delle immagini.

Tuttavia, il trasferimento al campo operatorio del progetto ha ancora bisogno di raggiungere un ulteriore grado di affidabilità e la necessaria assoluta accuratezza indispensabile per essere considerata una tecnica chirurgica totalmente predicibile. 

Questa metodica prevede la realizzazione prima di una guida radiologica e poi di una guida chirurgica: tali dispositivi statici serviranno come riferimento, per poter progettare e pianificare l’intervento di chirurgia implantare computer assistito, con un netto miglioramento della predicibilità dell’intervento stesso, creando le condizioni di maggiore confort sia all’operatore che all’utilizzatore finale. 

La guida radiografica può essere costruita ex-novo, oppure può essere utilizzata la protesi mobile del paziente se è preesistente, apportando ad essa piccole modifiche, utilizzate per la acquisizione delle immagini CBCT e per la pianificazione dell’intervento chirurgico implantare, in seguito al quale verrà prodotta una guida chirurgica. 

Indossata al paziente durante l’intervento, la guida garantirà il posizionamento implantare precedentemente progettato; le guide chirurgiche possono essere prodotte attraverso il processo di prototipizzazione stereolitografica oppure tramite l’utilizzo di strumenti di posizionamento meccanico, che convertono la guida radiologica in guida chirurgica con l’ausilio del calcolo di algoritmi di trasformazione al computer. 

I sistemi di chirurgia guidata computer assistita si differenziano in base al disegno per la fresa, attraverso la guida chirurgica; alcuni sistemi prevedono l’utilizzo di guide chirurgiche con boccole a diametri crescenti, altri utilizzano diverse frese che dispongono di stop, che controllano la profondità di taglio delle frese stesse.

Alcuni sistemi permettono l’inserimento guidato attraverso la guida in sito, mentre altri prevedono la rimozione della guida prima dell’inserimento degli impianti.
Nel primo caso la guida viene e rimane indossata dal paziente in tutte le fasi dell’intervento (chirurgia statica totalmente guidata), mentre nel secondo caso la guida chirurgica serve nella fase dell’osteotomia e preparazione del sito implantare, ma successivamente l’inserimento delle fixture avviene manualmente.

PROTOCOLLO OPERATIVO NELLA METODICA SOFTWARE ASSISTITA

La dima radiologica e il volume osseo disponibile, sono le prerogative indispensabili con i metodi attuali, per poter inserire degli impianti dentali nella posizione corretta, rispettando la anatomia del paziente, le aree critiche anatomiche - anche per ottimizzare la protesi, che verrà solidarizzata e sostenuta dagli impianti stessi.
Le protesi dentali in resina posseggono una densità simile a quella dei tessuti molli circostanti, e per questo motivo sono difficilmente differenziabili attraverso una indagine radiologica di tipo CBCT. Pertanto dev’essere preparata una protesi confezionata appositamente con l’inserimento di markers radiopachi, che possano essere scansionati e rilevati. La scansione può avvenire in due modalità: con una scansione oppure con una doppia scansione. 

Il metodo ad una scansione prevede la preparazione di un dispositivo protesico, che possiede dei markers radiopachi indossato dal paziente in fase di acquisizione delle immagini. 

Il metodo a doppia scansione è stato sviluppato a metà degli anni ’90 e prevede una prima scansione CBCT con la dima inserita, ed una seconda scansione del solo dispositivo precedentemente indossato dal paziente, seguite dall'integrazione della scansione del dispositivo protesico con il modello cranio facciale attraverso la visualizzazione dei markers radiopachi presenti sullo stent radiologico.
Tutto ciò senza che venga visualizzato il dispositivo stesso, in maniera che i punti di repere possono essere visualizzati in entrambe le scansioni e, quindi, le due scansioni possono essere visionate sia separatamente che integrate nel modello protesico.

Sia nella metodica ad una scansione che in quella a doppia scansione, il posizionamento della dima radiologica assume una importanza fondamentale, soprattutto nelle guide radiologiche ad appoggio mucoso. 
Le protesi di scansione sono dei presidi utilizzati per poter visualizzare lo spessore e I'andamento del tessuto molle nelle immagini CBCT, posseggono una base radiopaca costituita da resina e solfato di bario o paste barritate, il volume che nelle immagini CT è compreso tra I'osso e la protesi è costituito dai tessuti molli, nel caso in cui si preferisca una guida a supporto osseo è preferibile che la base della mascherina di scansione sia radiotrasparente. Per evitare che le flange della protesi si sovrappongano alle visioni tridimensionali, rendendo poco chiara la cresta ossea nelle immagini 3D, può risultare molto importante integrare alle immagini della CBCT una scansione dei tessuti molli, attraverso le acquisizioni con scanner intraorale oppure scansionando con scanner da laboratorio le impronte precedentemente rilevate al paziente. I reperti radiologici sono facilmente individuabili nelle immagini delle CBCT, perché costituiti da materiale radiopaco posizionato in diversi piani e lontani gli uni dagli altri; pertanto sono facilmente accoppiabili, recentemente alcune case produttrici di impianti hanno introdotto nelle metodiche dispositive con morfologie progettate per essere individuate ed accoppiate facilmente.

Con l’introduzione e la diffusione della tecnologia CBCT, che ha ridotto in maniera sensibile I'esposizione alle radiazioni, la disponibilità operativa di sistemi di diagnosi 3D si è notevolmente espansa; sono attualmente disponibili numerosi sistemi implantari di chirurgia guidata.

I dispositivi radiologici possono esser fabbricati ad personam dal laboratorio odontotecnico oppure si possono adattare tramite ribasatura, con materiali da impronta di dispositivi standard contenenti elementi radiopache e o dalla morfologia scansionabile e rilevabile.

Le immagini DICOM acquisite con la CBCT sono importate nel programma del software.
Si realizza la fusione dello stent radiologico con il modello cranio facciale mediante la sovrapposizione dei markers, successivamente viene individuato il sito chirurgico la dimensione degli impianti da utilizzare e la posizione; nonché la inclinazione assiale degli impianti nel sito ricevente.

Completato il processo della progettazione implantare si ottiene dai software un file STL che, spedito al laboratorio odontotecnico, o al service delle case implantari, verrà processato per dar luogo alla fabbricazione della dima chirurgica, con modalità sottrattiva (con i fresatori) o additive (stereo litografia), da utilizzare durante l’intervento computer assistito. 

Il protocollo di fabbricazione della guida chirurgica in laboratorio segue i seguenti passaggi.

• Il protesista esegue una prtesi di studio su un modello diagnostico in gesso che rappresenta la protesi finale.
• La protesi viene duplicata in resina acrilica che servirà da guida radiologica, i denti utilizzati per la confezione della protesi saranno radiopachi per essere visibili nella CBCT.
• Le posizioni degli impianti vengono visualizzate tridimensionalmente nel software di pianificazione sui tre piani, un piano assiale, uno coronale, uno sagittale.
• Una volta che la posizione degli impianti è definita, esse devono essere trasferite con precisione alla guida chirurgica che viene prodotta dalla macchina fresatrice.

Si tratta di uno degli strumenti maggiormente usati per stampare un oggetto tridimensionale, la prima macchina concepita per la stereolitografia fu presentata dalla 3D system nel 1987 e diede l’inizio allo sfruttamento industriale di questa tecnologia.

Da allora sempre più macchine sono state progettate e costruite, e la diffusione della tecnologia stereolitografica ha raggiunto con una qualità non molto alta, i bancali della grande distribuzione al consumo.
È senz’altro prossimo il tempo nel quale queste macchine saranno diffuse, quanto lo sono ormai le tradizionali stampanti ad inchiostro, e quindi è prevedibile che a livello professionale le performance qualitative assumano grande rilevanza e possano competere con la tecnologia sottrattiva, con il vantaggio di poter costruire oggetti con qualsiasi forma. 

Attualmente abbiamo a disposizione materiali con dei limiti meccanici e di stabilità dimensionale nel tempo, comunque sufficienti nel campo della medicina per poter essere messi a contatto con il corpo umano per diverse ore senza causare danni.

Non sono impiantabili ma possono essere utilizzati per il tempo necessario ad effettuare l’intervento chirurgico. 
Uno dei vantaggi di questa tecnologia è la possibilità di avere a disposizione una varietà di materiali, con caratteristiche tecniche elevate a seconda dellì’utilizzo che se ne debba fare. 

Il sistema di chirurgia computer assistita consiste fondamentalmente di una guida chirurgica stereolitografica con montatori di impianti dedicati al sistema per l’installazione delle fixture, boccole guida per la fissazione delle viti, chiavi di fissaggio di diverse altezze e frese calibrate alla profondità prefissata alle osteotomie necessarie all’inserimento degli impianti. 

Le guide chirurgiche offrono un supporto meccanico alle frese chirurgiche, mantenendole nella posizione prefissata per il tempo necessario. 

Il principio delle guide stereolitografiche è semplice e deriva dalle vecchie tecniche di laboratorio. Si può utilizzare un modello in gesso del paziente, si simula la direzione e la posizione delle frese mediante l’incollaggio al gesso di tubuli e cannulle, inglobandole nella resina creano una dima di fresatura (modello arcaico).
Il processo stereolitografico è completamente automatizzato ed assistito dal software, che tiene presente del volume tridimensionale a seconda del supporto anatomico che si desidera trattare, una guida può avere il supporto osseo nel caso si decida di aprire un lembo, oppure dai denti restanti, se presente o dalla mucosa se si decide di utilizzare la tecnica flapless; in qualsiasi caso il volume tridimensionale è diverso. 

L’utilizzo delle guide chirurgiche riduce le difficoltà dell’intervento solo se impiegate correttamente e confezionate con la necessaria accuratezza.
Il posizionamento deve essere il più stabile possibile e, per tale motivo, spesso vengono inserite nelle guide dei pin o micro-viti di stabilizzazione solitamente in numero di tre. Il fissaggio risulta essere di estrema utilità sempre, ma soprattutto nel caso in cui l’appoggio delle guide chirurgiche sia completamente mucoso, poiché nella tecnica flapless, sebbene sia di estrema comodità nelle situazioni nelle quali il paziente sia debilitato o anziano, essendo notevolmente meno invasiva dal momento che non è necessario elevare il lembo muco-periosteo, risulta essere minimamente invasiva, più rapida nell’esecuzione e nella guarigione post-operatoria.

Tuttavia non è possibile avere il controllo visivo nella chirurgia, pertanto è di assoluta importanza essere certi della posizione della guida chirurgica in sito mediante l’utilizzo di viti di osteosintesi o altri appositi sistemi. 

Le guide supportate dai denti hanno gli stessi vantaggi della chirurgia senza lembo, la presenza dentale rende più stabile la guida e garantisce un più facile posizionamento corretto. 

La maggiore accuratezza e riproducibilità delle posizioni implantari nonché la ottimizzazione delle componenti protesiche permettono una più alta predicibilità sul risultato finale della riabilitazione immediata. 

Le caratteristiche dell’osso possono avere un impatto molto significativo per la buona riuscita dell’intero progetto implantare; una cresta sottile a causa della vicinanza delle corticali può deviare la direzione della fresa chirurgica e quindi le deviazioni possono essere più ampie rispetto ad una cresta piatta, l’altezza della cresta rimanente in un paziente edentulo è importante poiché maggiore è l’altezza della cresta, migliore sarà la stabilità della guida chirurgica. 

Non si sono evidenziate differenze statisticamente significative relativamente a: mandibola vs. maxilla, paziente totalmente edentulo vs. parzialmente edentulo, la produzione della guida. 

La chirurgia software assistita ha lo scopo di permettere ai clinici di poter pianificare virtualmente la posizione, l’angolazione, la profondità, il diametro degli impianti da inserire gestendo i dati forniti dalle immagini acquisite mediante TC o CBCT.

Confrontando l’accuratezza del posizionamento di impianto mano libera con il posizionamento degli impianti con metodica guidata, in studi eseguiti in vitro hanno trovato valori di deviazioni medie nel punto di entrata di 0,87 mm.
In chirurgia guidata e di 1,34 mm in quella non guidata, deviazioni medie nel punto apicale di 1,15 mm nella guidata e di 1,69 mm nella non guidata, con deviazioni angolari rispettivamente di 3,06° e di 5,6°. Quindi, hanno dedotto la migliore accuratezza del sistema interamente guidata se confrontato con quello parzialmente guidato. 

SOFTWARE DI PROGETTAZIONE PRE-CHIRURGICA
Sono strumenti introdotti in tempi recenti in grado di rivoluzionare il mondo della medicina, consistono in programmi che danno la possibilità di simulare l’intervento chirurgico utilizzando tridimensionalmente le immagini CT o CBCT del paziente ed introducendo gli strumenti chirurgici, anch’essi rappresentati tridimensionalmente. Risulta possibile, quindi, visualizzare e posizionare un impianto, stabilire dove risuterà il moncone e di conseguenza valutare il risultato estetico della futura protesi.
Sarà possibile anche, attraverso il disegno della protesi adeguare la posizione implantare ad essa; tutto ciò aiuta notevolmente l’operatore che, attraverso il software e le immagini tridimensionali del paziente, avrà la possibilità di evitare le strutture anatomiche ad alto rischio e di conseguenza ad evitare possibili complicanze che potrebbero venire a crearsi durante l’intervento chirurgico. 

La pianificazione implantare software assistita, tiene conto degli aspetti fondamentali quali, l’anatomia del paziente, la qualità ossea, il progetto protesico realizzato attraverso la ceratura diagnostica analogica o digitale e la valutazione dello spessore della mucosa che determina la scelta degli abutment protesico - in questa fase sarà possibile altresì determinare se la riabilitazione protesica verrà eseguita con il carico immediato, utilizzando una protesi precedentemente progettata e costruita.



Le immagini DICOM  della CT o CBCT vengono importate nel software di progettazione 3D, si realizza la fusione dello stent radiografico e del modello cranio-facciale attraverso la sovrapposizione dei markers e successivamente viene selezionato il sito di interesse chirurgico e la posizione nonché le dimensioni ottimali degli impianti, una volta che il planning è completato ed approvato si spedisce al fabbricante per la produzione della guida chirurgica. 

La realizzazione della guida da parte dell’odontotecnico prevede il seguente protocollo: 

• Il protesista realizza una protesi in studio utilizzando un modello diagnostico in gesso che rappresenta la protesi finale
• La protesi viene duplicata in resina acrilica che servirà come guida radiologica
• Per rendere visibile la protesi nella CBCT è necessario introdurre nella resina del materiale radiopaco oppure introdurre dei markers in numero minimo di tre o cinque, oppure utilizzare un preformato di resina acrilica che viene solidarizzato alla guida radiologica in modo tale che indossata la guida al paziente prima di effettuare la scansione CBCT, il preformato rimanga all’esterno del cavo orale di fronte alle labbra; questo dispositivo è strutturato con peduncoli in tutti i lati dello stesso che serviranno per trasferire e sovrapporre le immagini DICOM con quelle STL (derivate dalla scansione del modello in gesso rilevato in precedenza al paziente, mediante impronta tradizionale oppure rilevate attraverso la scansione intra-orale mediante impronta ottica) in modo che la pianificazione nel software preveda la visione delle strutture ossee del paziente con la possibilità di sovrappore anche la visione dei volumi costituiti dai tessuti molli. 
• La CBCT viene acuisita con la guida radiologica situata in bocca al paziente e le immagini vengono salvate direttaente su un supporto informatico
• Le immagini ottenute vengono elaborate attraverso il software di progettazione 2D (fase CAD), vengono posizionati gli impianti necessari per la riabilitazione protesica del paziente e la loro posizione viene visualizzata tridimensionalmente sui tre piani: un taglio assiale e due visioni riformattate.
• Definita la pianificazione implantare le informazioni relative alle posizioni tridimensionali degli impianti da inserire in fase chirurgica, devono essere trasferite alla macchina fresatrice (fase CAM) attraverso le istruzioni matematiche impartite dal software di progettazione CAD (connessione matematica tra le immagini CT o CBCT e la macchina fresatrice) in modo che le posizioni pianificate degli impianti vengano fresate sulla guida con alta precisione, con il diametro desiderato e con un grado elevato di accuratezza. 
• La fase chirurgica prevede che l’utilizzo della guida sia preceduto da una verifica attenta della posizione della guida stessa nel cavo orale che deve risultare del tutto simile a quella pianificata e derivata dalle immagini CBCT - nel caso contrario si dovrà sospendere l’intervento chirurgico, poiché si andrebbero a vanificare i vantaggi offerti dalla metodologia computer guidata e nella peggiore delle ipotesi si potrebbero causare seri danni al paziente. 

I PIN NELLA GUIDA CHIRURGICA PER IL FISSAGGIO DELLA GUIDA CHIRURGICA

Si è visto che per ottimizzare l’accuratezza delle guide utilizzate dai sistemi implantari software assistiti, il modo migliore è la fissazione mediante pin delle guide STL nel campo chirurgico. L’utilizzo dei pin nei mascellari è stato dimostrato che prevenga micromovimenti indesiderati a carico delle guide stesse, e ciò può compromettere seriamente l’accuratezza di tutto il sistema implantare.