Precisión y Exactitud de la Impresión Digital con Prototipos de Cuerpo de Escaneo Inverso y Protocolo All-on-4: Una Investigación In Vitro

Resumen

Antecedentes/Objetivos: Los flujos de trabajo digitales para restauraciones de arco completo soportadas por implantes siguen siendo un desafío. Este estudio evaluó la precisión y exactitud de las impresiones digitales utilizando prototipos de cuerpo de escaneo inverso (RSB) y escáneres intraorales (IOS) para rehabilitar pacientes completamente edéntulos siguiendo el protocolo All-on-4. Los objetivos secundarios incluyeron comparar la precisión entre clínicos expertos y principiantes, así como entre escáneres de escritorio y varios diseños de RSB.

Métodos: Se realizó un estudio in vitro utilizando un modelo de mandíbula completamente edéntula con cuatro implantes Osstem TSIII. Un estudiante de odontología de último año y un clínico experto capturaron impresiones digitales utilizando IOS y escáneres de escritorio. Se analizaron cuatro grupos: (A) cuerpos de escaneo originales con el IOS, (B) RSB cortos con el IOS, (C) RSB con escáneres de escritorio (cortos arenados, largos arenados, largos recubiertos), y (D) un grupo de control utilizando cuerpos de escaneo originales con un escáner de escritorio. Los valores de raíz cuadrada media (RMS) midieron diferencias dimensionales, con análisis estadístico realizado utilizando la prueba de rangos con signo de Wilcoxon y ANOVA de una vía (α = 0.05). Resultados: Se analizaron un total de 42 escaneos. No se encontró diferencia significativa entre el experto y el estudiante para los cuerpos de escaneo originales utilizando el IOS (p = 0.220), mientras que los prototipos de RSB mostraron diferencias significativas (p = 0.008). No se observaron diferencias significativas en la precisión entre los cuerpos de escaneo originales y los RSB con el IOS, pero los IOS superaron a los escáneres de escritorio. Entre los RSB escaneados con escáneres de escritorio, no se observaron diferencias significativas entre los diseños.

Conclusiones: Los prototipos RSB son una alternativa viable a los cuerpos de escaneo originales para flujos de trabajo completamente digitales en rehabilitaciones All-on-4, con IOS que ofrecen una precisión superior. Sin embargo, la capacitación adecuada es crucial para optimizar la precisión de RSB. Las variaciones en altura y recubrimiento no impactaron la precisión general.

Introducción

La adopción de flujos de trabajo completamente digitales en la odontología implantológica está creciendo debido a su potencial para aumentar la precisión y la eficiencia. Si bien los enfoques digitales para casos parcialmente edéntulos están bien documentados, gestionar casos completamente edéntulos sigue siendo un desafío. Asegurar un ajuste preciso y pasivo es esencial, ya que las imprecisiones pueden llevar a complicaciones mecánicas y biológicas como aflojamiento de tornillos, fracturas y lesiones periimplantarias. Heckmann et al. informaron que el 50% de los errores relacionados con la precisión provienen de la técnica de impresión del clínico, mientras que el 50% restante resulta de imprecisiones en el laboratorio. Para mejorar la precisión en los protocolos digitales, se han introducido diversas técnicas y materiales.

Aunque numerosos estudios comparan técnicas de impresión de implantes para pacientes completamente edéntulos, la investigación sobre métodos híbridos que integran impresiones convencionales con escaneo digital sigue siendo limitada. Los cuerpos de escaneo intraoral (ISBs) se utilizan comúnmente para capturar impresiones ópticas, permitiendo que los escáneres intraorales (IOSs) generen datos 3D en bruto para la reconstrucción virtual de ISB. La precisión de estos escaneos se ve influenciada por factores como la tecnología de escaneo, la estrategia y la distancia entre implantes. Sin embargo, los arcos completamente edéntulos presentan desafíos adicionales debido a la ausencia de puntos de referencia distintos, complicando la unión y superposición requeridas para una alineación precisa de ISB. Actualmente, los escáneres de escritorio y la fotogrametría se consideran el estándar de oro, aunque aún se recomienda una prueba de metal para verificación. Para mejorar los flujos de trabajo en el sillón, las innovaciones recientes se han centrado en refinar los diseños de los cuerpos de escaneo y las técnicas de escaneo, con cuerpos de escaneo extendidos horizontalmente y cuerpos de escaneo inversos mostrando potencial para mejorar la precisión 3D. Sin embargo, la evidencia de apoyo sólida para estos diseños sigue siendo escasa.

La escaneo inverso ha surgido como un enfoque prometedor para restauraciones de arco completo. Este método implica crear un molde 3D de una prótesis provisional soportada por implantes utilizando análogos de implantes escaneables. Si bien no se recomienda el IOS para esta aplicación, los escáneres de laboratorio ofrecen una precisión superior. La técnica de escaneo inverso en silla (RSB) replica digitalmente el método tradicional de impresión por vertido posterior al adjuntar el RSB a la prótesis provisional después de la oseointegración y escanear el ensamblaje extraoralmente. Este escaneo se superpone luego al escaneo de la prótesis para facilitar el posicionamiento digital preciso de los cuerpos de escaneo. Papaspyridakos et al. demostraron un ajuste del 100% con este enfoque, subrayando su fiabilidad para la fabricación de prótesis de arco completo. Sin embargo, existe evidencia limitada sobre el impacto del tipo de material y la textura de la superficie en la precisión del escaneo inverso. Para abordar estas lagunas, los investigadores están explorando modificaciones en el diseño del cuerpo de escaneo y el tratamiento de la superficie, aunque las configuraciones óptimas siguen siendo inciertas. Además, lograr una alta precisión requiere técnicas de escaneo adecuadas y una curva de aprendizaje pronunciada, lo que resalta la necesidad de métodos novedosos que aprovechen tecnologías avanzadas. Un consenso global reciente de la compañía Osstem definió "ajuste pasivo" como la ausencia de tensión, carga estática o separación entre una prótesis soportada por implantes retenida por tornillos, interfaces implante-abutment y hueso circundante cuando se instala intraoralmente, con todos los tornillos apretados individual y colectivamente. Aunque un desajuste de hasta 150 µm se considera clínicamente aceptable, los avances en odontología digital continúan presionando por una precisión aún mayor.

Este estudio tiene como objetivo evaluar la precisión y exactitud de las impresiones digitales utilizando prototipos de cuerpos de escaneo reverso y sistemas de escaneo intraoral (IOS) para la rehabilitación de pacientes edéntulos siguiendo el protocolo All-on-4. Además, busca comparar las diferencias de precisión entre clínicos experimentados y novatos, así como varios diseños y recubrimientos de cuerpos de escaneo reverso utilizados junto con escáneres de escritorio. La hipótesis nula es que no hay diferencias entre los grupos. Al abordar las limitaciones actuales y explorar soluciones innovadoras, esta investigación tiene como objetivo optimizar los flujos de trabajo totalmente digitales en la odontología implantológica.

Materiales y Métodos

Este estudio fue diseñado como una investigación comparativa, in vitro. Un estudiante de odontología en su último año (FDR) y un clínico experto, con más de 20 años de experiencia en odontología digital, realizaron todos los procedimientos. Para todos los experimentos, se utilizaron modelos de una mandíbula completamente edéntula con encía, específicamente diseñados para ejercicios de implantología. Estos modelos presentaban un hueso cortical denso, grueso y poroso con una estructura trabecular interna, imitando la consistencia del hueso D2 (Dentalstore & Edizioni Lucisano SRL, Milán, Italia). Se realizó una tomografía computarizada de haz cónico (CBCT) (Cranex 3Dx, Soredex, Tuusula, Finlandia) a 90 KV, 5.0 mA, con un campo de visión de 6 × 8 y una resolución de 0.2 mm. Los archivos DICOM resultantes se alinearon con archivos STL obtenidos de un escaneo óptico del mismo modelo (i700, Medit Corp., Yeongdeungpo-gu, Seúl, República de Corea). Se creó un modelo virtual de cera para facilitar la planificación protésica de implantes virtuales utilizando software especializado (Exoplan 3.1 prototipo Rijeka, Exocad GmbH, Darmstadt, Alemania). A continuación, se planificaron virtualmente cuatro implantes Osstem TSIII (Osstem Implants, Seúl, República de Corea) con un diámetro de 4 mm y una longitud de 10 mm utilizando software de grado médico (Exoplan 3.1 prototipo Rijeka, Exocad GmbH, Darmstadt, Alemania), adhiriéndose al protocolo original propuesto por Malò et al. en 2003. Además, se posicionaron tres pines de anclaje en la región bucal para asegurar una adecuada fijación y estabilización de la guía quirúrgica. Una vez finalizada la planificación virtual del implante, se fabricó una guía quirúrgica modular. Dado el kit quirúrgico utilizado (OneGuide Kit, Osstem Implants, Seúl, República de Corea), se omitieron las mangas metálicas y las plantillas se imprimieron completamente en 3D. La guía quirúrgica se produjo en un centro de fresado especializado (New Ancorvis SRL, Bolonia, Italia) utilizando una impresora DMP Dental 100 y un material de resina certificado (VisiJet M2R-CL, 3D Systems Inc., Rock Hill, SC, EE. UU.).

Un total de cuatro implantes de prueba fueron guiados e insertados completamente siguiendo las directrices del fabricante. Posteriormente, se adjuntaron cuatro multi-abutments y los cilindros temporales correspondientes, asegurándolos con los valores de torque recomendados. Finalmente, se fijó una restauración temporal (Cemento de Resina (cemento de resina Panavia SA, Kuraray Europe GmbH-Philipp-Reis-Str. 4-65795 Hattersheim, Alemania) utilizando el módulo correspondiente, atornillado en la plantilla quirúrgica. Antes de realizar las impresiones, se llevó a cabo una capacitación con el estudiante (EDR) para enseñarles la técnica de escaneo a realizar. La capacitación consistió en una introducción teórica a la tecnología de escaneo y las principales funciones del escáner, una demostración en vivo de la técnica de escaneo y práctica práctica con la técnica de escaneo aprendida. La capacitación fue realizada por el mismo dentista digital experto (MT) que realizó los otros escaneos para asegurar la calibración entre los operadores. Después de eso, se tomaron impresiones digitales por parte del estudiante y del experto de acuerdo con los siguientes grupos:

Escaneos IOS (n = 24, Figura 1).

• En el grupo A, se atornillaron 4 cuerpos de escaneo originales (OSSTEM IMPLANT Co., Seúl, República de Corea) en los multi pilares a 15 Ncm, y luego se realizaron 6 impresiones digitales (Medit i700, Medit Corp., Seúl, República de Corea) por el estudiante de odontología (subgrupo A1), y seis impresiones digitales fueron tomadas por el clínico experto (subgrupo A2).
• En el grupo B, después de que se desatornilló la restauración temporal, se atornillaron cuatro prototipos cortos RSB (OSSTEM IMPLANT Co., Seúl, República de Corea) a 15 Ncm sobre la restauración temporal, y luego se tomaron 6 impresiones digitales por el estudiante de odontología (subgrupo B1), y 6 impresiones fueron tomadas por el clínico experto (subgrupo B2).

Grupo de escaneos de escritorio (n = 18)

• En el subgrupo C1, después de que se desatornilló la restauración temporal, se atornillaron cuatro prototipos RSB cortos, arenados (OSSTEM IMPLANT Co., Seúl, República de Corea) a 15 Ncm en la restauración temporal, y luego se tomaron seis escaneos con un escáner de escritorio (Nobil Metal SPA, 14018 VILLAFRANCA D’ASTI-AT-ITALIA).
• En el subgrupo C2, después de que se desatornilló la restauración temporal, se atornillaron cuatro prototipos RSB largos, arenados (OSSTEM IMPLANT Co., Seúl, República de Corea) a 15 Ncm en la restauración temporal, y luego se tomaron seis escaneos con el mismo escáner de escritorio (Nobil Metal SPA, 14018 VILLAFRANCA D’ASTI-AT-ITALIA).
• En el subgrupo C3, después de que se desatornilló la restauración temporal, se atornillaron cuatro prototipos RSB largos, recubiertos (OSSTEM IMPLANT Co., Seúl, República de Corea) a 15 Ncm en la restauración temporal, y luego se tomaron seis escaneos con el mismo escáner de escritorio (Nobil Metal SPA, 14018 VILLAFRANCA D’ASTI-AT-ITALIA).

Control, grupo D (n = 1)

• Finalmente, en el grupo de control D, se atornillaron cuatro cuerpos de escaneo originales (OSSTEM IMPLANT Co., Seúl, República de Corea) en los multi pilares a 15 Ncm, y luego se realizó un escaneo de escritorio para comparar con los grupos anteriores. La ubicación de los grupos y subgrupos se muestra en la Figura 1.

2.1. Medidas de Resultado

La precisión se refiere a cuán cerca están los datos capturados de las dimensiones reales. La exactitud describe la consistencia de la medición. Los archivos STL del escáner intraoral (IOS) y del escáner de escritorio se importaron en un software de diseño dental (Exocad 3.1 prototipo Rijeka, Exocad GmbH, Darmstadt, Alemania). Todos los cuerpos de escaneo se alinearon con sus análogos de biblioteca correspondientes para evaluar los factores que influyen en la precisión. Posteriormente, se exportaron los archivos STL de las bases de los pilares, ya que no se consideraron componentes confidenciales de los accesorios de implante (Figura 2A–C). Para evaluar la precisión de todos los escaneos, se midieron las diferencias dimensionales utilizando el valor de la Raíz Cuadrada Media (RMS) resultante de comparaciones en 3D. Los archivos de escaneo se importaron luego en un software de inspección digital, Geomagic Control X, versión 2022.1.0 de 3D Systems (Rock Hill, SC, EE. UU.), donde cada escaneo se comparó con el control (escaneo de escritorio, grupo D) para evaluar las discrepancias dimensionales (Figura 3).

Una medida de resultado experta realizó todas las mediciones (MQ). El software Geomagic no requiere calibración directa. La calibración se llevó a cabo con comparación de escaneo a escaneo utilizando el maestro como prueba y control. La precisión de los escaneos y salidas depende de calibrar correctamente el dispositivo de escaneo y optimizar la configuración del software. Las configuraciones del software se ajustaron en consecuencia. Tanto los IOS como los escáneres de escritorio fueron calibrados al inicio de cada subgrupo.

2.2. Análisis Estadístico

El valor medio de RMS y la SD se calcularon para cada grupo de seis escaneos. Se compararon las diferencias en las medias entre el estudiante y el experto, así como entre grupos, mediante una prueba de rango con signo de Wilcoxon no paramétrica. Se realizó un análisis de varianza de una vía para la comparación estadística en tres escaneos de prototipos de RSB (α = 0.05).

Resultados

Se tomaron un total de 42 + 1 (prueba + control) escaneos. De estos, 12 fueron realizados por el estudiante y el mismo número por el experto, ambos utilizando IOS. Los otros escaneos se realizaron utilizando un escáner de escritorio. Dentro de estos, se crearon cuatro grupos (de A a D) y siete subgrupos. Cada subgrupo estaba compuesto por seis escaneos, mientras que solo se tomó un escaneo en el grupo de control (D).

Cuando fue escaneado por el experto en odontología digital con un IOS, los SB originales mostraron un valor medio de RMS de 0.0678 ± 0.0088 (un ejemplo en la Figura 3). Cuando fue escaneado por el estudiante con un IOS, los SB originales mostraron un valor medio de RMS de 0.0773 ± 0.0152. No se encontraron diferencias entre los operadores (p = 0.220). Cuando fue escaneado por el experto en odontología digital con un IOS, los prototipos de RSB mostraron un valor medio de RMS de 0.0722 ± 0.0096. Cuando fue escaneado por el estudiante con IOS, los SB originales mostraron un valor medio de RMS de 0.0880 ± 0.0055. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los operadores (p = 0.008). Al comparar los diferentes diseños de SB, no hubo una diferencia estadísticamente significativa en los valores de RMS entre los SB originales y los prototipos de RSB tanto del experto en odontología digital (p = 0.426) como del estudiante (p = 0.154), cuando se utilizó el IOS.

Por el contrario, hubo una diferencia estadísticamente significativa en los valores de RMS entre los prototipos de RSB escaneados con el IOS y el escáner de escritorio, tanto para el experto en odontología digital (p = 0.000) como para el estudiante (p = 0.001), con mejor precisión para los IOS.

Probando los tres prototipos diferentes de RSB con un escáner de escritorio, los resultados no fueron

estadísticamente diferentes. Los valores medios de RMS fueron 0.104 ± 0.006 para los prototipos de RSB cortos y duraderos; 0.106 ± 0.005 para los prototipos de RSB largos y arenados; y 0.103 ± 0.008 para los prototipos de RSB largos y recubiertos. Todos los datos se resumen en las Tablas 1 y 2.

Discusión

Este estudio evaluó la precisión de las impresiones digitales utilizando prototipos de cuerpo de escaneo inverso (RSB) y escáneres intraorales (IOS) para la rehabilitación de pacientes edéntulos siguiendo el protocolo All-on-4. La hipótesis nula de que no hay diferencias entre grupos fue parcialmente rechazada frente a la hipótesis de diferencias. Los resultados demostraron que las impresiones digitales generadas por IOS eran más precisas que las obtenidas con un escáner de escritorio, independientemente de la experiencia del operador. Además, no se observaron diferencias significativas entre los cuerpos de escaneo originales (SB) y los prototipos RSB cuando se escanearon con el IOS, apoyando el potencial de los RSB para flujos de trabajo completamente digitales.

El análisis estadístico reveló una diferencia significativa en precisión entre las impresiones digitales capturadas con el IOS y las obtenidas utilizando un escáner de escritorio, con el IOS exhibiendo una precisión superior (p = 0.000 para expertos, p = 0.001 para estudiantes). Esto se alinea con estudios previos que sugieren que los avances en algoritmos de escaneo y técnicas de unión de imágenes contribuyen a la alta precisión de los IOS en impresiones de implantes. Sin embargo, los arcos completamente edéntulos presentan desafíos únicos debido a la falta de puntos de referencia distintos, lo que requiere protocolos de escaneo precisos y el continuo perfeccionamiento de los diseños de cuerpos de escaneo. Dado que las pérdidas de precisión ocurren de manera equitativa en los procedimientos clínicos y de laboratorio, evaluar su impacto combinado sigue siendo esencial.

Un hallazgo interesante fue la falta de diferencias significativas en la precisión entre usuarios expertos y novatos al utilizar SBs originales con el IOS (p = 0.220). Sin embargo, surgieron discrepancias significativas con los prototipos de RSB (p = 0.008), lo que sugiere que, aunque los SBs convencionales son fáciles de usar, los RSBs requieren un conjunto de habilidades más avanzado. Esto subraya la necesidad de capacitación y experiencia al integrar flujos de trabajo digitales novedosos. Estudios previos también han

enfatizado el papel de la experiencia del operador en la precisión de las impresiones digitales. Según un ensayo clínico multicéntrico, la precisión de la impresión digital en rehabilitaciones de implantes de arco completo parece estar influenciada por las habilidades del clínico. Sin embargo, en esta investigación, se realizó una comparación de escaneos intraorales de arco completo inmediatamente después de la inserción del implante en lugar de después de que el tejido sanara, lo que podría aumentar el riesgo de inexactitud. Además, las comparaciones entre SBs originales y prototipos de RSB no revelaron diferencias estadísticamente significativas en precisión cuando se escanearon con el IOS, independientemente del nivel de experiencia del operador. Esto sugiere que los prototipos de RSB podrían servir como una alternativa viable en flujos de trabajo digitales de implantes. Sin embargo, cuando se escanearon con un escáner de escritorio, las variaciones en los prototipos de RSB—incluyendo diferencias en longitud y tratamiento de superficie (largo y recubierto, largo y arenado, corto y arenado)—no impactaron significativamente la precisión. Estos hallazgos indican que ambos tratamientos de superficie tienen un efecto similar en la difusión de la luz y el control de la reflectividad, permitiéndoles alcanzar la misma precisión. Por otro lado, incluso si se sugieren RSBs acortados para el flujo de trabajo al lado del sillón, la longitud de los RSB tiene una influencia mínima cuando se utilizan tecnologías de escaneo de escritorio.

Los escáneres intraorales proyectan una luz en patrones sobre la superficie y reconstruyen la geometría 3D en función de cómo se distorsiona ese patrón, y los materiales metálicos, como el titanio, tienen una alta reflectividad y una fuerte reflexión especular, lo que provoca que la luz rebote en una sola dirección, dificultando que el escáner detecte el patrón con precisión. Para superar este inconveniente, se ha propuesto la modificación de las superficies de titanio. En el presente estudio, el arenado crea irregularidades finas en la superficie del cuerpo de escaneo inverso, lo que promueve la reflexión difusa al dispersar la luz en múltiples direcciones. Esto no solo reduce la reflexión especular, sino que también mejora la capacidad del escáner para detectar información espacial y de profundidad con mayor precisión. Además, la micro-textura formada a través del arenado sirve como referencia durante la alineación del escaneo, mejorando la precisión general del escaneo. De manera similar, se aplica un recubrimiento mate a la superficie del cuerpo de escaneo inverso. Esto crea micro-texturas que inducen reflexión difusa, permitiendo que el escáner capture la forma de manera más uniforme y precisa.

Implicaciones para los Flujos de Trabajo Digitales en Odontología de Implantes

Los hallazgos de este estudio sugieren que los prototipos de RSB son prometedores para mejorar los flujos de trabajo en el sillón en odontología de implantes, particularmente para casos completamente edéntulos tratados con el protocolo All-on-4. La ausencia de diferencias significativas entre los prototipos de RSB y los SB originales al utilizar el IOS indica que los RSB pueden integrarse sin problemas en flujos de trabajo completamente digitales sin comprometer la precisión. Además, la mayor precisión observada con el IOS resalta su potencial como una alternativa confiable a los sistemas de escaneo de escritorio tradicionales, lo que podría reducir el tiempo clínico en el sillón y los costos de laboratorio. Este estudio es pionero en investigar la precisión de los novedosos prototipos de RSB y en definir qué diseño (altura) y tratamiento de superficie pueden producir mejores resultados en términos de precisión, tanto utilizando IOS como escáneres de escritorio. La principal limitación de la presente investigación es que este estudio se llevó a cabo en condiciones in vitro, que pueden no replicar completamente las complejidades encontradas en la práctica clínica, como el movimiento del paciente, la saliva y la dinámica variable de los tejidos blandos. Además, el tamaño de la muestra fue relativamente pequeño, particularmente para las comparaciones de subgrupos. Se recomiendan futuros estudios con tamaños de muestra más grandes y en entornos in vivo para validar estos hallazgos. Además, investigar el rendimiento clínico a largo plazo de las prótesis fabricadas utilizando prototipos de RSB proporcionaría información valiosa sobre la aplicabilidad clínica de este flujo de trabajo digital.

Conclusiones

En conclusión, este estudio demostró que el IOS proporciona una precisión superior en comparación con los escáneres de escritorio para impresiones digitales de arcos edéntulos utilizando prototipos de RSB. Los hallazgos sugieren que los prototipos de RSB son una alternativa viable a los SB originales para flujos de trabajo completamente digitales en rehabilitaciones All-on-4. Sin embargo, es esencial una capacitación adecuada para maximizar la precisión y fiabilidad de los RSB. La altura y el recubrimiento de los prototipos de RSB no influyeron en la precisión general. Mirando hacia el futuro, estos resultados contribuyen a optimizar los flujos de trabajo digitales en la odontología implantológica, allanando el camino para soluciones restaurativas más eficientes y precisas para pacientes edéntulos; sin embargo, se necesitan más ensayos controlados aleatorios con cálculos de tamaño de muestra para confirmar estos resultados preliminares.

Marco Tallarico, Mohammad Qaddomi, Elena De Rosa, Carlotta Cacciò, Yeo Jin Jung, Silvio Mario Meloni, Francesco Mattia Ceruso, Aurea Immacolata Lumbau y Milena Pisano

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