Введение

Современные цифровые технологии и их программное обеспечение открывают новые возможности в стоматологии. Например, использование компьютерной томографии (КТ) становится все более доступным. Практически каждый стоматологический томограф имеет необходимое программное обеспечение для 3D-планирования стоматологических процедур. Дентальная имплантация получила в нашей стране значительное развитие. Возможности хирургического оснащения позволяют устанавливать дентальные имплантаты даже при недостаточном уровне костной ткани. Выполнение таких вмешательств значительно облегчается применением направляющих шаблонов. Технология их применения заключается в предварительном планировании параметров и расположения дентальных имплантатов, определении их количества и осевого положения. Затем в лаборатории тем или иным способом изготавливается хирургический шаблон, который должен быть надежно закреплен на протезном ложе и иметь направляющие для хирургических фрез, с помощью которых производится подготовка имплантационного ложа [1]. В этой статье представлен обзор различных методов планирования установки дентальных имплантатов и изготовления хирургических шаблонов. Предварительное планирование дентального имплантата выполняется на гипсовых моделях или по результатам рентгенологического исследования.

Метод биометрического планирования на гипсовых моделях

После снятия слепка топография протезного ложа переносится на гипсовую модель. Звуковым методом фиксируется толщина слизистой оболочки в области дентального имплантата. Для этого используется стерильный зонд с маркером. Как правило, для зондирования используют по 5 точек на каждом участке: вестибулярной и оральной частях основания альвеолярного отростка на уровне ²/₃ высоты альвеолярного отростка и по его вершине. Создается «карта ткани», с помощью которой данные переносятся на гипсовую модель. Модель вырезается, и отмечаются точки с каждой поверхности, с которой проводилась съемка. Затем их соединяют и получают топографию костной ткани в области имплантации.

Компьютерные системы для анализа рентгенологических данных

Компьютерный анализ упрощает определение количества имплантатов; формы и размера (длины и диаметра) имплантатов; возможных дефектов костной ткани вокруг имплантатов; необходимости костной пластики.

В настоящее время на рынке существует множество компьютерных систем, которые можно разделить на:

а) системы, использующие радиографические данные;

б) системы, использующие данные компьютерной томографии;

в) системы, использующие данные компьютерной томографии с возможностью онлайн-компьютерной навигации;

г) системы, использующие данные компьютерной томографии с возможностью изготовления хирургического шаблона.

Системы, использующие рентгеновские данные

На рынке существует несколько программных продуктов, своего рода специализированных графических редакторов 2D-изображений на основе ортопантомограмм.

Они позволяют с определенной точностью определить топографию, форму и размер (диаметр и длину) имплантата, необходимость синус-лифтинга и его методы, тип и форму будущей реставрации.

Из-за двухмерности анализируемой информации, а также из-за того, что при анализе ортопантомограмм возможны искажения до 10% по вертикали и до 20% по горизонтали, такие системы имеют серьезные ограничения для использования в сложных анатомических ситуациях.

Системы, использующие данные компьютерной томографии

Компьютерная томография в 40—50 раз более чувствительна, чем классическая рентгенография, так как лучше визуализирует разницу в плотности объекта, позволяет воссоздать его трехмерную форму с точными размерными данными [2]. Эти возможности позволяют спланировать инсталляцию дентального имплантата в трехмерном пространстве, что практически гарантирует точную топографическую интеграцию имплантата в кость. Поэтому в последние годы на рынке появился ряд программных продуктов, которые на основе данных КТ позволяют виртуально устанавливать трехмерные образцы имплантатов в модели костей челюсти с учетом высоты и ширины костной ткани, положения нижнечелюстного нерва [3].

Системы, использующие данные компьютерной томографии с возможностью онлайн-компьютерной навигации

I. С инфракрасными датчиками

Видеохирургия (хирургия под визуальным контролем) в настоящее время используется во многих областях медицины. Эта система разработана по принципу технологии GPS (Global Positioning System). Система позволяет не только проводить КТ-планирование инсталляции дентального имплантата, но и контролировать его в режиме реального времени на экране монитора, на котором отображается проекция наконечника и рабочей хирургической фрезы во время подготовки ложа имплантата по отношению к кости ткани челюсти, что позволяет контролировать весь процесс подготовки костного ложа во время операции [4, 5]. Принцип работы системы заключается в технических характеристиках используемого оборудования:

1. Система — наконечник эмиттера. Рядом с креслом пациента находится установка, состоящая из монитора и платформы LapDoc, на которой расположена инфракрасная стереокамера с оптическими диодными датчиками. Рукоятка насадки оснащена тремя инфракрасными излучателями. Положение наконечника рассчитывается относительно челюсти [6].

2. Система — излучатель альвеолярного отростка. Во время операции система определяет положение челюсти в пространстве с помощью акрилового шаблона, прикрепленного к зубам или альвеолярной кости. На безеле установлен П-образный регистр с 10—12 керамическими (титановыми) шариками диаметром 3 мм. Оптическая система обеспечивает точность около 1 мм. Ограничением в этой системе является условие свободного прохождения инфракрасного луча без преломления от излучателя к датчикам. Система оповещает о случае преломления луча в виде сигнала [7].

II. С ультразвуковыми датчиками

Одна из последних разработок в области онлайн-навигации. Пилотная установка была разработана Institut Europeen de Robotique Implantaire (Франция), она отличается от двух вышеупомянутых систем использованием не инфракрасных, а ультразвуковых датчиков. Позиционирование наконечника осуществляется с точностью до 0,3 мм в отличие от традиционных инфракрасных систем, которые дают хорошую статическую калибровку 0,1 мм, но худшую динамику 0,6—1 мм. В то время как эта система обеспечивает статическую (0,05 мм) и динамическую (0,3 мм) точность.

Способы изготовления хирургических шаблонов можно разделить на две основные группы: изготовленные по классической лабораторной методике; произведенные с использованием компьютерных систем.

Изготовленные по классической лабораторной методике

В дентальной имплантологии используются различные варианты изготовления хирургических шаблонов вручную.

1. Самый простой — изготовить аналог съемного протеза в зуботехнической лаборатории, частично перекрывая оставленные на челюсти зубы на его основании, для его эффективной фиксации во время операции. Искусственные зубы в таком протезе дают представление о локализации последующей инсталляции дентальных имплантатов.

2. Модификация описанного выше метода, позволяющая одновременно планировать положение дентальных имплантатов с использованием данных КТ, которая заключается в том, что либо рентгеноконтрастное вещество наносится на искусственные зубы шаблона перед компьютерной томографией, либо сами искусственные зубы изготавливаются с помощью добавления таких веществ. В этом случае проводится КТ с рентгеновской моделью такого типа в полости рта пациента, и врач получает не только трехмерное изображение анатомических структур челюсти, но и пространственное положение будущих искусственных зубов для планирования инсталляции дентального имплантата [8].

3. Ez Stent Technology («Applied Dental Inc.») с дефектами, встроенными в зубные ряды, упрощает изготовление хирургического шаблона с использованием заготовки из термопластичного пластика с титановым кожухом в центре. Шаблон, если поместить его в резиновую чашку с водой, нагретой до 60°C, на 1 мин, становится прозрачным и пластичным. В этом состоянии он помещается на модель в области имплантата, и два соседних зуба в области дефекта сжимаются. Исчезновение прозрачности шаблона характеризует восстановление его прочности и готовности к использованию.

4. Для изготовления шаблона методом термоформования сначала размечают участки для последующей имплантации на гипсовой модели, и в этих точках зубы моделируются воском или склеиваются из набора [9].

Затем с помощью вакуум-формовочной машины, например Plastvac, Erkoform и др., в специальном температурном режиме в условиях вакуума на поверхность гипсовой модели прижимается лист термопластического материала толщиной 3 мм. После остывания форма обрабатывается. Восковые зубы удаляются струей воды, в модели создаются перфорации на местах будущих имплантатов. Затем вся вестибулярная часть шаблона вырезается в районе следующего имплантата, почти достигая центра альвеолярного гребня.

Системы планирования имплантации зубов с использованием данных компьютерной томографии с возможностью изготовления хирургического шаблона (технология CAD/CAM)

Появление компьютерных систем управления создало предпосылки для внедрения комплексов CAD/CAM в стоматологическую практику, что в большинстве случаев позволяет обходиться без участия человека на этапах производства ортопедических устройств.

В стоматологии эта технология распространилась на производство несъемных ортопедических конструкций, но теперь ее начинают использовать в производстве хирургических шаблонов и дентальной имплантологии.

В настоящее время в дентальной имплантологии используются два типа CAM-систем:

1. Прототипирование;

2. Последовательная деформация термопластичного CAM.

I. Прототипирование

По сравнению с другими методами (изготовление моделей из пены, дерева, воска вручную или на станках с ЧПУ), существовавшими до середины 1980-х гг., появление систем быстрого прототипирования было технологической революцией.

Прототипирование — новая технология, которая активно развивается в сфере дизайна и производства. Она предлагает возможность получать физические детали и модели без инструментального производства путем преобразования данных из системы CAD, предварительно получив чертежи и проекты в трехмерном представлении.

Существует три типа хирургических шаблонов для дентальных имплантатов:

1. Шаблон с опорой на кость. Электронная форма хирургического шаблона моделируется с использованием трехмерной модели компьютерного томографа, созданной на стереолитографическом устройстве;

2. Шаблон с опорой на соседние зубы в зоне дефекта (обязательным условием является наличие двух соседних зубов с каждой стороны дефекта);

3. Шаблон с опорой на слизистую оболочку.

VIP (Implant Logic SYSTEMS), США

Оттиски необходимо получать с протезом (временная реставрация) и без протеза. Также определяется положение центральной окклюзии (соотношение верхней челюсти). Затем врач связывается с Implant Logic Systems или самостоятельно получает форму запроса с веб-сайта компании в Интернете. После его завершения он отправляет его вместе с шаблонами в компанию для изготовления радиографических шаблонов. После изготовления хирургических моделей проводится компьютерная томографическая диагностика, информация записывается в формате DICOM 3. С помощью программного обеспечения врач выполняет планирование дент. Информация о планировании затем отправляется в лабораторию компании, где изготавливается хирургический шаблон [10].

Компания поставляет три вида хирургических шаблонов для выбора врача:

1. Базовый шаблон Compu-Guide: обеспечивает направленное движение фрезы во время сверления. Содержит 2-миллиметровые рукава с точным положением, углом и вертикальным уровнем для обеспечения правильного хирургического протокола.

2. Зажим Compu-Guide ADVANCED — использует набор сменных втулок, которые можно заменять поэтапно в зависимости от уровня перфорации, что позволяет полностью контролировать остеотомию с помощью хирургического шаблона. Кроме того, возможно изготовление съемного протеза (Compu-Temp), в котором расположены хирургические гильзы для обеспечения фиксации временной конструкции после имплантации.

CAD Implant («CAD Implant inc.»), США

Компания использует данную технологию с 1994 г. Назначение модели: слизистая. Сначала выполняется компьютерная томография с радиографическими шаблонами. Для этого используется куб регистрации (CADImplant Registration Cube). С помощью специального компьютерного программного обеспечения врач моделирует хирургический шаблон, электронная версия которого отправляется в «CADImplant Inc», где он изготавливается методом стереолитографии и компьютерного фрезерования.

ImplantMaster («iDent»), США, Израиль

В информационных материалах компании говорится, что iDent Imaging — это технология динамической визуализации, которая упрощает и качественно повышает точность планирования и установки зубных имплантатов. Однако нет упоминания о том, как достигается этот эффект. Делается компьютерная томограмма с рентгеновским шаблоном. Врач анализирует анатомическую область и планирует установку следующего дентального имплантата. Данные планирования из ImplantMaster передаются в сервисный центр «iDent», где хирургический шаблон изготавливается в цифровом виде.

Для планирования используется Procera Software Planning — программа, основанная на трехмерном анализе зубного имплантата. Программное обеспечение используется для определения оптимальной топографии имплантатов с учетом анатомических условий, ортопедических и эстетических требований. При полной адентии три горизонтальных фиксирующих штифта (d=1,5 мм) обеспечивают надежную стабилизацию хирургического шаблона во время операции. В случае частичного отсутствия зубов используется меньшее количество штифтов. При однократном отсутствии зубов ретенция осуществляется за счет соседних зубов.

Требования к хирургическому шаблону: его толщина должна быть не менее 2,5—3,0 мм. Повышение его прочности возможно благодаря армированию.

II. Последовательная термопластическая CAM-деформация

В настоящее время используется только одной компанией «TactileTech» в ILS — Implant Location System. Эта система отличается от других рядом функций. Помимо данных компьютерной томографии, ее можно применять для определения степени механической эластичности костной ткани альвеолярного отростка в области имплантации. Для этого используется специальный каркас, который фиксируется на альвеолярном отростке. На него устанавливают матрицу с микроиглами, которые проникают в ткань десны до соприкосновения с костью. Модуль упругости определяется вестибулярной и оральной поверхностями. Затем информация передается в аналитический блок, где планируется установка зубного имплантата с использованием данных модуля упругости и компьютерной томографии. Потом информация поступает на CAM-устройство. Полая пластиковая трубка установлена в специальной станине цилиндра, другая часть закреплена на стержне, который проводит последующую деформацию под воздействием температурного режима.

После термической последовательной деформации трубы устанавливаются в блок, который монтируется в каркасной системе.

Заключение

Стоматология всегда была тесно связана с другими областями науки и промышленности, привлекая большое количество современных инноваций и разработок в своей области. В данной статье проведен анализ изменений в процессе лечения в результате интеграции технологий компьютерной диагностики (КТ) и производственных (CAD/CAM) технологий. Следовательно, есть более эффективные и менее травматичные системы планирования дентальной имплантации, основанные на точных данных и компьютерных расчетах, которые сводят к минимуму технологические и человеческие факторы.

Финансирование: нет.

Funding: no.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.