Рабочий процесс термопластичных элайнеров в офисе

Прозрачные элайнеры, безусловно, являются самым популярным вариантом в современной клинической ортодонтии. С увеличением знаний в этой области были предложены различные методы лечения. Цифровой рабочий процесс играет значительную роль в лечении неправильного прикуса, предоставляя точные данные о том, насколько и в какой момент будет двигаться каждый зуб; таким образом, его можно считать наиболее индивидуализированным рецептом. Многие бренды предлагают прозрачные элайнеры, и выбор того, какой из них использовать, полностью зависит от клинициста; тем не менее, возможность изготовления их в собственной клинике является экономически эффективным и предсказуемым процессом, о котором должны знать все клиницисты.

Введение

В 1949 году Оррин Ременснайдер запатентовал съемное ортодонтическое устройство для выравнивания зубов. В 1993 году доктор Джон Дж. Шеридан разработал ретейнер Essix, первую систему прозрачных элайнеров, а позже Align Technology (Сан-Хосе, Калифорния, США) создала Invisalign. С тех пор терапия прозрачными элайнерами (CAT) стала более популярной, показывая, что при хорошем ортодонтическом диагнозе, тщательном планировании лечения и знании биомеханики желаемые результаты могут быть достигнуты у пациентов.

Эволюция CAT, без сомнения, связана с цифровыми разработками, такими как интраоральное сканирование, сканирование зубных моделей, программное обеспечение, 3D-печать и термопластичные материалы. Хотя такое оборудование изначально было чрезвычайно дорогим, возросший спрос на технологии и прозрачные элайнеры позволил клиницистам создать более дешевый цифровой рабочий процесс в офисе.

Настоящая статья представляет полный рабочий процесс для офисных элайнеров, описывая, как получить хорошие записи пациентов и оцифровать их, генерировать и планировать предсказуемые движения в программном обеспечении, печатать оптимальные смоляные модели и использовать термопластичные листы для изготовления полностью функциональных элайнеров.

Подробное описание рабочего процесса

Записи пациентов

Сначала ортодонт должен получить точные записи пациентов. С быстрым развитием технологий и информации, связанной с ними, процесс принятия решений может стать более сложным для клинициста, например, в отношении выбора между сканированием пациента или использованием модели. Как показали несколько исследований, оба метода имеют свои преимущества и недостатки. Интраоральное сканирование сокращает время на кресле и время, затрачиваемое на обработку STL цифрового файла, чтобы он был готов к работе; однако этот метод остается дорогим, учитывая стоимость самого сканера и, в некоторых случаях, необходимые обновления программного обеспечения. Традиционный метод снятия слепков, будь то с использованием альгината или силикона, значительно дешевле, но время обработки и время на кресле увеличиваются. Больший комфорт для пациента достигается при использовании интраорального сканера. Что касается точности, оба метода не показывают значительных различий. Важно учитывать, что чем больше диапазон сканирования от одного зуба до полного зубного ряда, тем выше вероятность ошибки.

Для получения хороших записей пациентов можно использовать два простых протокола:

1. Материал для оттисков на основе силикона и настольный сканер: Материал для оттисков на основе силикона помещается на ложку для оттисков, а сверху наносится текучий силикон (Рис. 1). Ложка затем помещается в рот пациента. Когда получен слепок, его необходимо отсканировать, сначала обе челюсти отдельно, а затем обе в окклюзии, чтобы сгенерировать файл STL.
2. Интраоральное сканирование: Сканер Trios 3Shape (Копенгаген, Дания) — это высокоскоростной сканер с хорошей воспроизводимостью деталей. Клиницист должен убедиться, что зубы сухие и что свет не направлен в рот пациента; в противном случае сканер не сможет получить точное изображение.

Подготовка файла STL

Файл STL, полученный в результате сканирования рта пациента, загружается в программное обеспечение 3Shape Clear Aligner Studio для начала процесса сегментации и подготовки к работе (Рис. 2).

Первый шаг включает сегментацию модели. Слева на экране находится контрольная вкладка с графиком, показывающим зубной ряд, в котором необходимо выбрать зуб, с которого начнется процесс сегментации. Любые отсутствующие зубы должны быть исключены из графика перед выполнением любых других действий, а затем необходимо выбрать дистальный и мезиальный точки для каждого зуба (Рис. 3). После этого необходимо выбрать вторую вкладку, чтобы определить разрезы десневого края для каждого зуба; это нужно сделать как для щечной, так и для небной/язычной поверхностей. Затем необходимо использовать инструмент Sculpt для сглаживания поверхностей каждого зуба, особенно мезиальных и дистальных поверхностей. Это важно, так как это устраняет жесткие контактные точки, которые могут мешать вращательным движениям определенных зубов (Рис. 4).

После того как зубы были разделены, необходимо определить длинную ось каждого зуба. Программное обеспечение 3Shape предоставляет возможность добавить сканирование CBCT, чтобы сопоставить положение корня с моделью STL, что позволяет найти реальную длинную ось каждого зуба для достижения лучших результатов для каждого типа движения, которое запрограммировано.

Программирование: движение зубов, размещение креплений и поднастройки

После того как обе дуги установлены, программное обеспечение предлагает возможность начать перемещение каждого зуба в желаемое положение. Это можно сделать, перетаскивая каждый зуб и перемещая его вдоль оси, или щелкнув на графике движения справа, который показывает угол наклона, наклон, вращение и т.д. (Рис. 5). Также возможно выбрать работу над одной или обеими дугами одновременно.

Что касается размещения креплений, размер и положение креплений могут быть изменены в программном обеспечении. Ортодонт, конечно, полностью отвечает за выбор и позиционирование креплений и их влияние на движение зубов (Рис. 6). Одной из самых важных и определяющих частей процесса является программирование поднастроек. Поднастройки - это способ выбора порядка, в котором происходят запрограммированные движения зубов; например, для того чтобы нижний левый боковой резец начал двигаться в элайнере #1, а нижний левый клык начал двигаться в элайнере #3. Это позволяет клиницисту полностью понять, что происходит на каждом этапе лечения (Рис. 7).

После того как суб-настройки были запрограммированы, последний шаг заключается в том, чтобы решить, сколько элайнеров будет носить пациент. В норме хорошо работают 0,20 до 0,25 мм перемещения зуба и 2 градуса вращения зуба. Некоторые движения, такие как поперечное расширение, лучше работают с 0,18-мм буковым движением на каждый элайнер, что снижает наклон буковой коронки и относительное экструзии небных бугров, которые могут создать преждевременные контакты.

3D печать и модели из акриловой смолы

Перед печатью 3D моделей окончательный файл STL должен быть загружен в программное обеспечение для 3D печати PreForm (Formlabs, Сомервилл, Массачусетс, США), и необходимо определить направление печати (Рис. 8). Если модели расположены горизонтально, жевательные бугры не будут воспроизведены идеально, в то время как если они расположены вертикально, вестибулярная поверхность резцов будет без деталей. Таким образом, оптимальная позиция, которая была подтверждена в клинических условиях настоящим автором, составляет угол 80 градусов, чтобы принтер мог воспроизвести максимальное количество деталей.

На рынке сейчас доступно большое количество 3D-принтеров. В настоящем исследовании использовался принтер Form 2 (Formlabs); это принтер стереолитографии (SLA), который использует картриджи с смолой для печати и воспроизводит детали в очень высоком качестве. Время печати и протоколы варьируются от одного принтера к другому, но их необходимо соблюдать для получения оптимального результата. Когда процесс печати завершен, модели будут иметь неотвержденный слой акриловой смолы, который необходимо очистить 99% изопропиловым спиртом, прежде чем поместить их в ультрафиолетовую печь на 24 минуты для завершения процесса отверждения.

Процесс вакуумного формования термопластичных листов Изготовление элайнеров включает термоформование пластикового листа на модели из акриловой смолы, а затем обрезку и полировку элайнера. Вакуумный формовочный аппарат должен иметь избыточное давление 6 бар, чтобы минимизировать различия между изготовленными элайнерами.

Термопластичные листы варьируются по толщине от 0,50 до 0,75 мм; рекомендуется толщина 0,75 мм. Duran (Scheu-Dental, Исерлон, Германия), Biolon (Dreve Dentamid, Унна, Германия) и Zendura (Bay Materials, Фремонт, Калифорния, США) — три марки термопластичных листов, которые считаются безопасными для клинического использования с точки зрения цитотоксичности. Первые две состоят из полиэтилентерефталатного гликоля (PETG), в то время как третья является полиуретановой смолой. Еще одна марка, часто используемая в процессе изготовления термопластичных элайнеров и обладающая хорошими механическими свойствами, — это Essix (Dentsply Sirona, Шарлотт, Северная Каролина, США), при этом Essix C+ рекомендуется для пациентов с бруксизмом, а Essix ACE — для других.

Физические и механические свойства изготовленного элайнера будут варьироваться в зависимости от типа используемого пластика; некоторые могут демонстрировать значительное снижение изгибающих сил после термоформования и постоянную деформацию в процессе лечения.

Подрезка и полировка элайнеров

Практически любая фреза для подрезки в стоматологической лаборатории подходит для работы с термопластичными листами. Рекомендуется осторожное использование, так как повышение температуры может деформировать пластик. Для полировки хорошо подходит трехступенчатая силиконовая фреза для акрила (Kerr Dental, Orange, CA, USA). Финальный продукт демонстрирует адекватные эстетические свойства (Рис. 9).

Клиническое использование термопластичных элайнеров

Выбор пациента и диагностика являются ключевыми факторами для достижения оптимальных результатов с элайнерами, а также с любым типом ортодонтического устройства. С учетом этого, рекомендуется начинать терапию элайнерами в офисе для лечения аномалий прикуса с закрытием пространства до 2.00 или 3.00 мм и с скученностью не более −4.00 мм. Программирование 2 градусов вращения на каждый элайнер и 0.20 до 0.25 мм трансляции даст ортодонту больший контроль над лечением, минимизируя нежелательные углы и улучшая контроль корней. Хотя некоторые авторы рекомендуют менять элайнеры каждые 2 недели, если учитывать деформацию термопластичного листа, оптимальной частотой замены будет 10 дней.

Установка креплений

Установка креплений на разные зубы осуществляется путем подготовки поверхности зуба 37% ортофосфорной кислотой и адгезивом. Композитная смола должна быть помещена в полые части элайнеров, которые будут соответствовать креплениям. Шаблон, используемый для этого, такой же, как шаблон #0. В программном обеспечении 3Shape Clear Aligner Studio элайнер #0 уже имеет движение, поэтому для точной установки креплений все зеленые полосы в процессе поднастройки должны быть установлены для начала на элайнере #1.

Ошибки при изготовлении

Распространенные ошибки, совершаемые в процессе изготовления, включают плохую обрезку и полировку краев элайнеров, что может повредить мягкие ткани, и отсутствие адаптации элайнера к зубу, особенно на концах дуги, например, вторых молярах.

Плоскогубцы для элайнеров

Плоскогубцы полезны для завершения деталей и коррекции текущего лечения, когда зубы не движутся с элайнером так, как должны. Плоскогубцы для вращения (IX888, плоскогубцы для элайнеров Ixion, DB Orthodontics, Силсден, Великобритания) (Рис. 10a) и плоскогубцы для крутящего момента (IX887, плоскогубцы для элайнеров Ixion, DB Orthodontics) (Рис. 10b) помогают элайнеру увеличить давление на определенные поверхности зубов. Плоскогубцы в форме капли (IX890, плоскогубцы для элайнеров Ixion, DB Orthodontics) (Рис. 10c) создают крючок на десневом крае для использования эластомеров, а пробивные плоскогубцы (IX891, плоскогубцы для элайнеров Ixion, DB Orthodontics) (Рис. 10d) позволяют прикреплять кнопки илиAttachments, создавая круговой вырез на элайнере. Плоскогубцы для удержания (IX889, плоскогубцы для элайнеров Ixion, DB Orthodontics) (Рис. 10e) увеличивают удержание на зубах, создавая круговую вмятину диаметром 1 мм. Эта вмятина также может быть использована, если зуб не смог следовать движению экструзии до 1 мм.

Клинические случаи

Случай 1

Женщина обратилась в клинику с основной жалобой на скученность зубов. У нее был глубокий прикус и скученность передних зубов (Рис. 11), и она прошла лечение с помощью элайнеров в офисе с 14 элайнерами. Конечный результат показывает улучшение в выравнивании зубов, а также в окончательной окклюзии (Рис. 12 и 13).

Случай 2

Женщина с историей пародонтита и миграцией зубов обратилась с отклонением верхней средней линии, черными треугольниками и диастемами как последствиями пародонтита. Четырехмесячный период лечения с 11 элайнерами привел к хорошей окклюзии, коррекции средней линии и улучшению внешнего вида черных треугольников (Рисунки 14-16).

Заключение

Офисные элайнеры являются отличной модальностью лечения, которая позволяет ортодонтам лечить пациентов с индивидуализированным рецептом, включая полный цифровой рабочий процесс в клиническую практику.

Ссылки:

1. Kesling HD. Философия устройства для позиционирования зубов. Am J Orthod Oral Surg 1945;31:297–304.
2. Rinchuse DJ, Rinchuse DJ. Активное движение зубов с использованием аппаратов на основе Essix. J Clin Orthod 1997;31:109–112.
3. Tamer İ, Öztaş E, Marşan G. Ортодонтическое лечение с помощью прозрачных элайнеров и научная реальность, стоящая за их маркетингом: Обзор литературы. Turk J Orthod 2019;32:241–246.
4. Rossini G, Parrini S, Castroflorio T, Deregibus A, Debernardi CL. Эффективность прозрачных элайнеров в контроле ортодонтического движения зубов: Систематический обзор. Angle Orthod 2015;85:881–889.
5. Kihara H, Hatakeyama W, Komine F и др. Точность и практичность интраорального сканера в стоматологии: Обзор литературы. J Prosthodont Res 2020;64:109–113.
6. Rungrojwittayakul O, Kan JY, Shiozaki K и др. Точность 3D-печатных моделей, созданных двумя технологиями принтеров с различными конструкциями основы модели. J Prosthodont 2020;29:124–128.
7. Ryu JH, Kwon JS, Jiang HB, Cha JY, Kim KM. Влияние термоформирования на физические и механические свойства термопластичных материалов для прозрачных ортодонтических элайнеров. Korean J Orthod 2018;48:316–325.
8. Hou D, Capote R, Bayirli B, Chan DCN, Huang G. Влияние цифровых диагностических установок на планирование ортодонтического лечения. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2020;157:542–549.
9. Sfondrini MF, Gandini P, Malfatto M, Di Corato F, Trovati F, Scribante A. Компьютерные слепки для ортодонтических целей с использованием интраоральных сканеров без порошка: Точность, время выполнения и отзывы пациентов. Biomed Res Int 2018;2018:4103232.
10. Goracci C, Franchi L, Vichi A, Ferrari M. Точность, надежность и эффективность интраоральных сканеров для полных слепков: Систематический обзор клинических данных. Eur J Orthod 2016;38:422–428.
11. Giachetti L, Sarti C, Cinelli F, Russo DS. Точность цифровых слепков в фиксированной протезировании: Систематический обзор клинических исследований. Int J Prosthodont 2020;33:192–201.
12. Michelinakis G, Apostolakis D, Tsagarakis A, Kourakis G, Pavlakis E. Сравнение точности 3 интраоральных сканеров: Исследование с одним слепым методом in vitro. J Prosthet Dent 2020;124:581–588.
13. Leite WDO, Campos Rubio JC, Mata Cabrera F, Carrasco A, Hanafi I. Процесс вакуумного термоформирования: Подход к моделированию и оптимизации с использованием искусственных нейронных сетей. Polymers (Basel) 2018;10:143.
14. Martina S, Rongo R, Bucci R, Razionale AV, Valletta R, D’Antò V. Цитотоксичность различных термопластичных материалов для прозрачных элайнеров in vitro. Angle Orthod 2019;89:942–945.
15. Inoue S, Yamaguchi S, Uyama H, Yamashiro T, Imazato S. Влияние постоянного напряжения на эластичность термопластичных ортодонтических материалов. Dent Mater J 2020;39:415–421.
16. Clements KM, Bollen AM, Huang G, King G, Hujoel P, Ma T. Время активации и жесткость материала последовательных съемных ортодонтических аппаратов. Часть 2: Улучшения в стоматологии. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2003;124:502–508.
17. Bollen AM, Huang G, King G, Hujoel P, Ma T. Время активации и жесткость материала последовательных съемных ортодонтических аппаратов. Часть 1: Способность завершить лечение. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2003;124:496–501.
18. Jindal P, Juneja M, Siena FL, Bajaj D, Breedon P. Механические и геометрические свойства термоформованных и 3D-печатных прозрачных стоматологических элайнеров. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2019;156:694–701.