Utente:Elenitahh/Sandbox

In odontotecnica, il CAD/CAM è una tecnologia digitale utilizzata per progettare, pianificare e realizzare protesi in ambito dentale. La realizzazione avviene attraverso la stampa 3D utilizzando un software apposito collegato ad una fresatrice. La fresatrice stessa eseguirà l'incarico attraverso il processo di fresatura di blocchi in ceramica o resina preimpostati.

L’espressione CAD/CAM è composta dai seguenti acronimi: CAD (Computer Aided Design) e CAM (Computer Aided Manufacturing), che significano rispettivamente: disegno assistito dal computer e produzione assistita dal computer.

Componenti essenziali e utilizzo del CAD/CAM

La tecnologia CAD/CAM è composta da tre elementi principali tra cui:

• lo scanner o strumento di digitalizzazione che scansiona il cavo orale e cattura immagini della morfologia di esso

• il software CAD che elabora le immagini catturate dallo scanner e mostra in anteprima i risultati del trattamento previsto
• la macchina CAM che trasforma le scansioni nel restauro finale tramite la stampa 3D.

Con il CAD/CAM gli odontoiatri e gli odontotecnici possono creare in modo efficiente corone, ponti, faccette, onlay, inlay, protesi supportate da impianti dentali ma anche elementi in ambito ortodontico.

Questa tecnologia è entrata in uso nel 1957 presso le industrie manifatturiere ma adottata nell’ambito odontoiatrico e odontotecnico solamente nel 1980 attraverso i primi sistemi commercializzati di Cerec e Procera.

Vantaggi e svantaggi del CAD/CAM

L'uso della tecnologia CAD/CAM offre sia vantaggi che svantaggi non solo per i professionisti del settore dentale ma anche per i pazienti.

I vantaggi dell'uso del CAD/CAM includono:

• un trattamento molto più rapido poiché l'odontoiatra riesce a recuperare tutte le informazioni necessarie in un unico appuntamento
• una confortevolezza per il paziente nel momento in cui vengono prese le impronte poiché le impressioni digitali avvengono con l'utilizzo dello scanner e non con l'alginato nel portaimpronta
• un'efficacia dei costi poiché elimina diversi passaggi produttivi per l'odontoiatra e questi risparmi possono essere trasferiti sul paziente
• una precisione migliore rispetto all'utilizzo del metodo tradizionale
• una garanzia di un'estetica migliore.

Invece, gli svantaggi dell'uso del CAD/CAM includono:

• un elevato costo da sostenere per effettuare il trattamento
• un utilizzo di macchinari che richiedono una formazione aggiuntiva
• un elevato costo inziale del software e delle apparecchiature.

Acquisizione delle immagini

Inizialmente, l’odontoiatra esegue appositi controlli agli elementi dentali e rimuove eventuali carie presenti all’interno del cavo orale. In questa fase il dentista conferma o meno l’utilizzo della tecnica CAD/CAM dal momento che non tutti i casi clinici possono essere svolti mediante il software. Successivamente, il dentista procede all’acquisizione delle immagini attraverso lo scanner che scansiona impronte e modelli oppure la TAC (Tomografia Assiale Computerizzata) la quale invece, effettua immagini delle arcate del paziente. Le immagini catturate dallo scanner vengono inserite nel software CAD per realizzare la modellazione 3D dei dispositivi da fresare al contrario di quelle della TAC, che vengono utilizzate per mettere in relazione virtuale la mascella e la mandibola. Come ultimo passaggio, avviene la prototipazione che si esegue con il CAM attraverso un fresatore che applica una tecnica di sottrazione e si avrà come risultato il dispositivo realizzato in forma tridimensionale esattamente come progettato in anteprima dal CAD .

Acquisizione delle immagini tramite lo scanner

Per acquisire le immagini, il software si serve di riproduzioni digitali dell’anatomia del paziente attraverso la scansione del modello mediante fasci luminosi e microtelecamere che registrano l’angolazione, la direzione e la distanza di ogni singolo rilevamento dal punto di trasmissione. Gli scanner si differenziano in base alla loro morfologia oppure alla loro scansione. Per quanto riguarda la loro morfologia, attualmente sono disponibili due tipologie di scanner ovvero:

• laser 3D che riceve segnali riflessi i quali creano una “nuvola di punti” e successivamente vengono collegati tra di loro realizzando un poligono interpretato come una forma virtuale dal CAD
• a luce strutturata la quale proietta un pattern luminoso sull’elemento da scansionare e interpreta attraverso le telecamere la deformazione che l’oggetto determina sul pattern. Esso permette la digitalizzazione di tantissimi punti alla volta.

In entrambi i casi il risultato ottenuto è una figura tridimensionale che prende il nome di “shade” e viene visualizzata attraverso il file STL (standard triangulation language).

Per poter acquisire i dati, gli scanner si differenziano il base alla scansione che può essere:

• del cavo orale ovvero una scansione intraorale in grado di catturare dettagli della morfologia del cavo orale. Purtroppo questa tecnica non ha ancora raggiunto la massima precisione considerato che la qualità è danneggiata dalla presenza di sangue e saliva, che rendono faticosa la lettura della morfologia sottogengivale, delle preparazioni e del superamento delle alterazioni morfologiche.

• dell’impronta la quale legge l'impronta ed effettua un modello tridimensionale riproducendo in positivo quello che l’impronta ha letto in negativo nel cavo orale. Questo procedimento crea vantaggio siccome essa viene scansionata dal clinico e spedita come file in un centro di fresatura per essere realizzata accorciando così i tempi di consegna e saltando alcuni passaggi produttivi.

• del modello cioè si inserisce il modello in gesso o in un altro materiale ottenuto dall’impronta tradizionale.

In ogni caso, la scansione è coordinata dal software che gestisce i movimenti della componente meccanica e della telecamera in modo da analizzare correttamente l’oggetto in considerazione registrando per ogni punto i dati di angolazione e distanza del raggio riflesso dal punto di trasmissione della luce.

Acquisizione delle immagini tramite la tomografia assiale computerizzata

Il software mette in relazione i dati DICOM acquisiti dalla Tomografia Assiale Computerizzata con il modello virtuale del paziente generando così una riproduzione virtuale anche delle ossa del paziente stesso. La registrazione avviene attraverso delle dime radiologiche le quali vengono indossate sia dal paziente sia dal modello in modo che il software possa metterle in relazione reciproca.

Modellazione

Il software CAD permette di pianificare, disegnare e progettare digitalmente un restauro mediante l’utilizzo di parametri personalizzati che agiscono sullo spessore da lasciare per il rivestimento estetico, sul contorno cervicale, sulle dimensioni delle connessioni con gli elementi intermedi e molto altro ancora. Il software contiene anche di due librerie tra cui una morfologica dotata di una collezione di forme predefinite che possono essere utilizzate e modificate e quella degli abutment implantari attraverso la quale è possibile realizzare pilastri personalizzati e perfettamente paralleli tra loro. Inoltre, ogni restauro realizzato sul paziente è facilmente reperibile all’interno di un database chiamato “archivio” il quale permette di salvare una copia delle lavorazioni svolte su un determinato paziente.

Prototipazione

Quando il restauro viene approvato, Il passaggio successivo è quello della prototipazione attraverso vari processi tra cui: CAM, stereolitografia, stampa 3D, laser sinterizzazione.

Fresatura

Per quanto riguarda il primo procedimento, il file STL viene spedito ad un software di fresatura il quale esegue il restauro mediante movimenti impartiti ad un fresatore. La tecnica utilizzata prende il nome di “prototipazione per sottrazione” poiché avviene attraverso l’esportazione di materiale dal blocco prescelto.

La fresatura avviene su un blocco di materiale in ceramica oppure in composito in una speciale camera di fresatura. I dispositivi di elaborazione si differenziano in base al tipo di fresatura che può essere a secco oppure a umido. La fresatura a secco viene applicata a grezzi in ossido di zirconio con un basso grado di pre-sinterizzazione mentre, la fresatura a umido avviene attraverso uno spruzzo di liquido freddo che protegge la fresa diamantata o in metallo per evitare danni dovuti al calore. Generalmente questo tipo di lavorazione avviene per i metalli e per la vetroceramica.

Inoltre, i dispositivi di elaborazione si differenziano anche in base al numero di assi di fresatura presenti che possono essere:

• tre quando produce un movimento nelle tre direzioni spaziali

• quattro quando include le rotazioni del ponte di tensione oltre ai 3 assi già presenti

• cinque ovvero 3 assi lineari e 2 rotanti.

I materiali che possono essere utilizzati sul CAM sono i seguenti:

• Metallo: titanio, leghe di titanio e leghe di cromo-cobalto
• Materiali in resina: utilizzati per la fresatura di elementi a cera persa oppure per provvisori a lungo termine
• Ceramica a base di silicio per la realizzazione di faccette, onlay, inlay, corone parziali e complete
• Ossido di ceramica ad alte prestazioni ovvero blocchi di ossido di alluminio e ossido di zirconio per produrre corone, protesi fisse parziali e abutment implantari.

La lavorazione si effettua su entrambi i lati del blocchetto e poi viene ulteriormente rifinita. In base alla lavorazione da eseguire può essere prevista la sinterizzazione in un apposito sinterizzatore nel quale il materiale assume tutte le caratteristiche fisiche definitive. Nella sinterizzazione avviene una contrazione fino al 25% del materiale però durante la fresatura il software realizza una struttura sovradimensionata modificando automaticamente i dati STL in modo da compensare le due variazioni dimensionali.

Stereolitografia

Il processo di stereolitografia è una tecnica per addizione nella quale il materiale viene polimerizzato a strati. Si inizia da un disegno scomposto in moltissimi strati e ogni strato rappresenta il percorso effettuato dal laser sulla superficie del materiale allo stato liquido. La luce colpita indurisce e il resto del materiale rimane liquido passando così al passaggio successivo poiché la zona indurita scende di livello e il laser colpisce un altro punto in cui il materiale è liquido. Infine, l’oggetto viene estratto dal bagno del materiale liquido e rifinito.

Stampa 3D

La tecnica della Stampa 3D prevede anch’essa un procedimento in addizione nella quale il software di stampa trasforma l’oggetto 3D in tantissimi strati singoli che poi stampa depositando su un piano sottilissimi strati del materiale che costituirà l’oggetto.

Laser-sinterizzazione

L’ultima tecnica ovvero il laser sinterizzazione è anch’essa una tecnica di addizione che può essere eseguita con i metalli. Il laser, infatti, colpisce uno strato di polvere metallica sinterizzandola solo nella zona colpita dalla luce. Successivamente si passa al secondo strato fino ad ottenere un blocco di polvere metallica all’interno della quale sarà presente l’oggetto di metallo sinterizzato. Infine, si eseguono le ultime rifiniture sull’elemento in considerazione.