Процес роботи з термопластичними вирівнювачами в офісі

Прозорі елайнери, без сумніву, є найпопулярнішим варіантом у сучасній клінічній ортодонтичній практиці. Оскільки знання про останнє зросли, було запропоновано різні методи лікування. Цифровий робочий процес відіграє значну роль у лікуванні аномалій прикусу, надаючи точні вказівки щодо того, на скільки і в який момент кожен зуб буде рухатися; отже, його можна вважати найбільш індивідуалізованим рецептом, який можливий. Багато брендів пропонують прозорі елайнери, і рішення про те, який з них використовувати, повністю залежить від лікаря; тим не менш, можливість виготовлення їх у власній клініці є економічно вигідним і передбачуваним процесом, про який усі лікарі повинні знати.

Вступ

У 1949 році Оррін Ременснайдер запатентував знімний ортодонтичний апарат для вирівнювання зубів. У 1993 році доктор Джон Дж. Шерідан розробив утримувач Essix, першу систему прозорих елайнерів, а пізніше Align Technology (Сан-Хосе, Каліфорнія, США) створила Invisalign. Терапія прозорими елайнерами (CAT) з тих пір зросла в популярності, показуючи, що за допомогою хорошого ортодонтичного діагнозу, ретельного планування лікування та знання біомеханіки бажаних результатів можна досягти у пацієнтів.

Еволюція CAT безсумнівно зумовлена цифровими розробками, такими як інтраоральне сканування, сканування стоматологічних моделей, програмне забезпечення, 3D-друк та термопластичні матеріали. Хоча таке обладнання спочатку було надзвичайно дорогим, зростаючий попит на технології та прозорі елайнери дозволив клініцистам створити дешевший цифровий робочий процес в офісі.

У даній статті представлено повний робочий процес для офісних елайнерів, в якому описується, як отримати хороші записи пацієнтів та оцифрувати їх, генерувати та стадіювати передбачувані рухи в програмному забезпеченні, друкувати оптимальні смоли моделі та використовувати термопластичні листи для виготовлення повнофункціональних елайнерів.

Детальний опис робочого процесу

Записи пацієнтів

По-перше, ортодонт повинен отримати точні записи пацієнтів. З швидким розвитком технологій та інформації, що їх оточує, процес прийняття рішень може стати більш складним для клініциста, наприклад, щодо вибору між скануванням пацієнта або використанням моделі. Як показали кілька досліджень, обидва методи мають свої переваги та недоліки. Інтраоральне сканування зменшує час перебування на кріслі та час, витрачений на обробку STL цифрового файлу, щоб він був готовий до роботи; однак цей метод залишається дорогим, враховуючи вартість самого сканера та, в деяких випадках, необхідні оновлення програмного забезпечення. Традиційний метод зняття відбитків, незалежно від того, чи використовуються альгінат або силікон, є значно дешевшим, але час обробки та час на кріслі збільшуються. Більший комфорт пацієнта досягається при використанні інтраорального сканера. Що стосується точності, обидва методи не показують значних відмінностей. Важливо враховувати, що чим довший діапазон сканування від одного зуба до повної зубної дуги, тим вища ймовірність помилки.

Два простих протоколи можуть бути використані для отримання хороших записів пацієнтів:

1. Матеріал для відбитків на основі силікону з додаванням та настільний сканер: Силікон для відбитків на основі додавання поміщається на піддон для відбитків, а зверху на нього наноситься текучий силікон з додаванням (Рис. 1). Піддон потім поміщається в рот пацієнта. Коли отримується відбиток, його потрібно відсканувати, спочатку обидві дуги окремо, а потім обидві в оклюзії, щоб згенерувати файл STL.
2. Інтраоральне сканування: Сканер Trios 3Shape (Копенгаген, Данія) - це високошвидкісний сканер з хорошою відтворюваністю деталей. Лікар повинен переконатися, що зуби сухі і що жодне світло не спрямоване в рот пацієнта; в іншому випадку сканер не отримає точне зображення.

Підготовка файлу STL

Файл STL, отриманий в результаті сканування рота пацієнта, завантажується в програмне забезпечення 3Shape Clear Aligner Studio для початку процесу сегментації та підготовки до роботи (Рис. 2).

Перший крок полягає в сегментації моделі. Зліва на екрані знаходиться контрольна вкладка з графіком, що показує зубний ряд, в якому потрібно вибрати зуб, з якого почнеться процес сегментації. Будь-які зуби, яких немає, повинні бути видалені з графіка перед виконанням будь-яких інших дій, а потім потрібно вибрати дистальний та мезіальний точки для кожного зуба (Рис. 3). Після цього потрібно вибрати другу вкладку, щоб визначити зрізи ясеневого краю для кожного зуба; це потрібно зробити для щічної та піднебінної/язикової поверхонь. Потім потрібно використовувати інструмент Sculpt, щоб згладити поверхні кожного зуба, особливо мезіальні та дистальні поверхні. Це важливо, оскільки усуває жорсткі контактні точки, які можуть заважати обертальним рухам певних зубів (Рис. 4).

Після того, як зуби були розділені, необхідно визначити довгу вісь кожного зуба. Програмне забезпечення 3Shape надає можливість додати сканування CBCT, щоб узгодити положення кореня з моделлю STL, що дозволяє знайти реальну довгу вісь кожного зуба для досягнення кращих результатів для кожного типу руху, що програмується.

Програмування: рух зубів, розміщення кріплень та піднастройки

Після того, як обидві дуги були налаштовані, програмне забезпечення пропонує можливість почати переміщення кожного зуба в бажане положення. Це можна зробити, перетягуючи кожен зуб і переміщуючи його вздовж осі, або натискаючи на графік руху справа, який показує кут нахилу, інклінацію, обертання тощо (Рис. 5). Також можливо вибрати роботу над однією або обома дугами одночасно.

Що стосується розміщення аттачментів, розмір і позиція аттачментів можуть бути відредаговані в програмному забезпеченні. Ортодонт, звичайно, повністю відповідає за вибір та позиціювання аттачментів і їхній вплив на рух зубів (Рис. 6). Однією з найважливіших і визначальних частин процесу є програмування піднастрою. Піднастройки - це спосіб вибору порядку, в якому відбуваються заплановані рухи зубів; наприклад, для того, щоб нижній лівий латеральний різець почав рухатися в елайнері #1, а нижній лівий canine почав рухатися в елайнері #3. Це дозволяє клініцисту повністю зрозуміти, що відбувається на кожному етапі лікування (Рис. 7).

Після програмування суб-настроїв останнім кроком є вирішення питання, скільки елайнерів носитиме пацієнт. Як правило, 0,20 до 0,25 мм переміщення зуба та 2 градуси обертання зуба працюють добре. Деякі рухи, такі як поперечне розширення, краще виконуються з 0,18 мм буковим рухом на елайнер, що зменшує нахил букової коронки та відносну екструзію піднебінних горбків, які можуть створити передчасні контакти.

3D друк та моделі з акрилової смоли

Перед друком 3D моделей остаточний STL файл повинен бути завантажений у програмне забезпечення для 3D друку PreForm (Formlabs, Сомервілл, Массачусетс, США), і потрібно визначити напрямок друку (Рис. 8). Якщо моделі розташовані горизонтально, молярні горбики не будуть відтворені ідеально, тоді як якщо вони розташовані вертикально, вестибулярна поверхня різців буде без деталей. Таким чином, оптимальне положення, яке було підтверджено в клінічних умовах даним автором, становить 80 градусів, щоб принтер міг відтворити максимальну кількість деталей.

На ринку зараз доступна велика кількість 3D-принтерів. У даному дослідженні використовувався принтер Form 2 (Formlabs); це принтер стереолітографії (SLA), який використовує картриджі з смолою для друку та відтворює деталі дуже високої якості. Час друку та протоколи варіюються від одного принтера до іншого, але їх потрібно дотримуватись, щоб отримати оптимальний результат. Коли процес друку завершено, моделі матимуть незатверділий шар акрилової смоли, який потрібно очистити 99% ізопропіловим спиртом, перед тим як помістити їх в ультрафіолетову піч на 24 хвилини для завершення процесу затвердіння.

Процес вакуумного формування термопластичних листів Виготовлення елайнерів передбачає термоформування пластикового листа на моделі з акрилової смоли, а потім обрізання та полірування елайнера. Вакуумний формувальний апарат повинен мати 6 бар надлишкового тиску, щоб мінімізувати відмінності між виготовленими елайнерами.

Термопластичні листи варіюються за товщиною від 0,50 до 0,75 мм; рекомендується товщина 0,75 мм. Duran (Scheu-Dental, Iserlohn, Німеччина), Biolon (Dreve Dentamid, Unna, Німеччина) та Zendura (Bay Materials, Fremont, CA, США) - це три марки термопластичних листів, які вважаються безпечними для клінічного використання з точки зору цитотоксичності. Перші два складаються з поліетилену терефталату гліколю (PETG), тоді як третій є поліуретановою смолою. Інша марка, яка часто використовується в процесі виготовлення термопластичних елайнерів і демонструє хороші механічні властивості, - це Essix (Dentsply Sirona, Шарлотт, NC, США), з Essix C+ рекомендованим для пацієнтів з бруксизмом та Essix ACE для інших.

Фізичні та механічні властивості виготовленого вирівнювача будуть варіюватися в залежності від типу використаного пластику; деякі можуть демонструвати значне зменшення вигинальних сил після термоформування та постійної деформації під час лікування.

Обрізка та полірування вирівнювача

Практично будь-яка борова насадка для обрізки в стоматологічній лабораторії підходить для роботи з термопластичними листами. Рекомендується обережне використання, оскільки підвищення температури може деформувати пластик. Для полірування добре підходить трьохступенева силіконова полірувальна насадка для акрилу (Kerr Dental, Orange, CA, USA). Остаточний продукт має адекватні естетичні властивості (Рис 9).

Клінічне використання термопластичних елайнерів

Вибір пацієнта та діагностика є ключовими факторами для досягнення оптимальних результатів з елайнерами, а також з будь-яким типом ортодонтичного пристрою. З огляду на це, рекомендується починати терапію елайнерами в клініці для лікування аномалій прикусу з закриттям простору до 2.00 або 3.00 мм і з скупченістю не більше −4.00 мм. Програмування 2 градусів обертання на елайнер і 0.20 до 0.25 мм трансляції надасть ортодонту більший контроль над лікуванням, мінімізуючи небажані кути і покращуючи контроль кореня. Хоча деякі автори рекомендують змінювати елайнери кожні 2 тижні, якщо врахувати деформацію термопластичної плівки, оптимальною буде частота зміни в 10 днів.

РозміщенняAttachments

Розміщення attachments на різних зубах здійснюється шляхом підготовки поверхні зуба 37% ортофосфорної кислотою та адгезивом. Композитна смола повинна бути розміщена в порожнистих частинах елайнерів, які відповідатимуть attachments. Шаблон, що використовується для цього, є таким же, як шаблон #0. У програмному забезпеченні 3Shape Clear Aligner Studio елайнер #0 вже має рух, тому для точного розміщення attachments всі зелені смуги в процесі підготовки повинні бути розміщені так, щоб починатися з елайнера #1.

Помилки виготовлення

Звичайні помилки, які виникають під час процесу виготовлення, включають погане підрізання та полірування країв вирівнювача, що може пошкодити м’які тканини, а також відсутність адаптації вирівнювача до зуба, особливо на кінцях дуги, наприклад, на других молярах.

Плоскогубці для вирівнювачів

Плоскогубці корисні для завершення деталей і корекції поточного лікування, коли зуби не слідують за вирівнювачем так, як повинні. Плоскогубці для обертання (IX888, плоскогубці для вирівнювачів Ixion, DB Orthodontics, Сілсден, Великобританія) (Рис. 10а) та плоскогубці для крутіння (IX887, плоскогубці для вирівнювачів Ixion, DB Orthodontics) (Рис. 10б) допомагають вирівнювачу збільшити тиск на визначені поверхні зубів. Плоскогубці у формі сльози (IX890, плоскогубці для вирівнювачів Ixion, DB Orthodontics) (Рис. 10в) створюють гачок на ясенному краї для використання еластомерів, а плоскогубці для пробивання отворів (IX891, плоскогубці для вирівнювачів Ixion, DB Orthodontics) (Рис. 10г) дозволяють прикріплювати кнопки або елементи, створюючи круглий виріз на вирівнювачі. Плоскогубці для утримання (IX889, плоскогубці для вирівнювачів Ixion, DB Orthodontics) (Рис. 10д) збільшують утримання на зубах, створюючи кругле вдавлення діаметром 1 мм. Це вдавлення також можна використовувати, якщо зуб не зміг слідувати за екстразійним рухом до 1 мм.

Клінічні випадки

Випадок 1

Жінка звернулася до клініки зі скаргою на скупченість зубів. Вона мала глибокий прикус і скупченість спереду (Рис. 11) та отримала лікування за допомогою елайнерів в клініці з 14 елайнерами. Остаточний результат показує покращення в вирівнюванні зубів, а також у фінальному прикусі (Рис. 12 та 13).

Випадок 2

Жінка з історією пародонтиту та міграцією зубів звернулася зі зміщенням верхньої серединної лінії, чорними трикутниками та діастемами як наслідками пародонтиту. Чотиримісячний період лікування з 11 елайнерами призвів до хорошого оклюзії, корекції серединної лінії та покращення вигляду чорних трикутників (Рисунки 14-16).

Висновок

Ортодонтичні вирівнювачі, які використовуються в клініці, є відмінною лікувальною модальністю, що дозволяє ортодонтам лікувати пацієнтів з індивідуальною рецептурою, інтегруючи повний цифровий робочий процес у клінічну практику.

Посилання:

1. Kesling HD. Філософія апарату для позиціонування зубів. Am J Orthod Oral Surg 1945;31:297–304.
2. Rinchuse DJ, Rinchuse DJ. Активний рух зубів з апаратами на основі Essix. J Clin Orthod 1997;31:109–112.
3. Tamer İ, Öztaş E, Marşan G. Ортодонтичне лікування з використанням прозорих вирівнювачів та наукова реальність, що стоїть за їх маркетингом: Огляд літератури. Turk J Orthod 2019;32:241–246.
4. Rossini G, Parrini S, Castroflorio T, Deregibus A, Debernardi CL. Ефективність прозорих вирівнювачів у контролі ортодонтичного руху зубів: Систематичний огляд. Angle Orthod 2015;85:881–889.
5. Kihara H, Hatakeyama W, Komine F та ін. Точність і практичність внутрішньоротового сканера в стоматології: Огляд літератури. J Prosthodont Res 2020;64:109–113.
6. Rungrojwittayakul O, Kan JY, Shiozaki K та ін. Точність 3D-друкованих моделей, створених двома технологіями принтерів з різними конструкціями основи моделі. J Prosthodont 2020;29:124–128.
7. Ryu JH, Kwon JS, Jiang HB, Cha JY, Kim KM. Вплив термоформування на фізичні та механічні властивості термопластичних матеріалів для прозорих ортодонтичних вирівнювачів. Korean J Orthod 2018;48:316–325.
8. Hou D, Capote R, Bayirli B, Chan DCN, Huang G. Вплив цифрових діагностичних налаштувань на планування ортодонтичного лікування. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2020;157:542–549.
9. Sfondrini MF, Gandini P, Malfatto M, Di Corato F, Trovati F, Scribante A. Комп'ютеризовані відбитки для ортодонтичних цілей з використанням безпорошкових внутрішньоротових сканерів: Точність, час виконання та відгуки пацієнтів. Biomed Res Int 2018;2018:4103232.
10. Goracci C, Franchi L, Vichi A, Ferrari M. Точність, надійність та ефективність внутрішньоротових сканерів для повних відбитків: Систематичний огляд клінічних доказів. Eur J Orthod 2016;38:422–428.
11. Giachetti L, Sarti C, Cinelli F, Russo DS. Точність цифрових відбитків у фіксованій протезній стоматології: Систематичний огляд клінічних досліджень. Int J Prosthodont 2020;33:192–201.
12. Michelinakis G, Apostolakis D, Tsagarakis A, Kourakis G, Pavlakis E. Порівняння точності 3 внутрішньоротових сканерів: Одноосліплене in vitro дослідження. J Prosthet Dent 2020;124:581–588.
13. Leite WDO, Campos Rubio JC, Mata Cabrera F, Carrasco A, Hanafi I. Процес вакуумного термоформування: Підхід до моделювання та оптимізації з використанням штучних нейронних мереж. Polymers (Basel) 2018;10:143.
14. Martina S, Rongo R, Bucci R, Razionale AV, Valletta R, D’Antò V. Цитотоксичність різних термопластичних матеріалів для прозорих вирівнювачів in vitro. Angle Orthod 2019;89:942–945.
15. Inoue S, Yamaguchi S, Uyama H, Yamashiro T, Imazato S. Вплив постійного напруження на еластичність термопластичних ортодонтичних матеріалів. Dent Mater J 2020;39:415–421.
16. Clements KM, Bollen AM, Huang G, King G, Hujoel P, Ma T. Час активації та жорсткість матеріалу послідовних знімних ортодонтичних апаратів. Частина 2: Стоматологічні покращення. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2003;124:502–508.
17. Bollen AM, Huang G, King G, Hujoel P, Ma T. Час активації та жорсткість матеріалу послідовних знімних ортодонтичних апаратів. Частина 1: Здатність завершити лікування. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2003;124:496–501.
18. Jindal P, Juneja M, Siena FL, Bajaj D, Breedon P. Механічні та геометричні властивості термоформованих та 3D-друкованих прозорих стоматологічних вирівнювачів. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2019;156:694–701.