CAD/CAM (odontotecnica): differenze tra le versioni

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In odontotecnica, il '''CAD/CAM''' è una tecnologia digitale utilizzata per progettare, pianificare e realizzare protesi in ambito dentaledentarie. La realizzazione avviene attraverso la stampa 3D utilizzando un software apposito collegato adun unadispositivo fresatrice.per Lala produzione fresatricedella stessaprotesi eseguirà(per l'incaricoesempio attraverso il processo dila fresatura dio blocchi[[La inStampa|la ceramicastampa]] o resina preimpostati3D).

Con il [[CAD/CAM]] gli odontoiatri e gli odontotecnici possono creare in modo efficiente [[Corona (odontoiatria)|corone]], ponti, [[Faccette estetiche|faccette]], onlay, inlay, protesi supportate da impianti dentali ma anche elementi in ambito ortodontico.

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.

QuestaLa tecnologia CAD/CAM è entrata in uso nel 1957 presso le industrie manifatturiere ma è stata adottata nell’ambito odontoiatrico e odontotecnico solamente nel 1980 attraverso i primi sistemi commercializzati dida Cerec e Procera.

== Componenti essenziali e utilizzo del CAD/CAM ==

<ref>{{Cita web|url=https://www.dentaly.org/us/restorative-dentistry/cad-cam-dentistry/|titolo=CAD/CAM Dentistry For Restorative Dentistry and Orthodontics|sito=Dentaly.org|lingua=en-US|accesso=2023-01-03}}</ref>La tecnologia CAD/CAM è composta da tre elementi principali tra cui:

== Componenti ==

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

La tecnologia CAD/CAM è composta da tre elementi principali:<ref>{{Cita web|url=https://www.dentaly.org/us/restorative-dentistry/cad-cam-dentistry/|titolo=CAD/CAM Dentistry For Restorative Dentistry and Orthodontics|sito=Dentaly.org|lingua=en-US|accesso=2023-01-03}}</ref>La tecnologia CAD/CAM è composta da tre elementi principali tra cui:

* lo '''scanner''' o strumento di digitalizzazione che scansiona il cavomodello oraleo ein catturaalcuni immaginicasi dellail morfologiacavo diorale, essocatturando immagini

* il '''software CAD''' che elabora le immagini catturate dallo scanner e mostra in anteprima i risultati del trattamento previsto

* la '''macchina CAM''' che trasforma leun scansionimodello 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 anchee per i pazienti.

I vantaggi dell'uso del CAD/CAM includono:<ref>{{Cita web|url=https://www.colgate.com/en-us/oral-health/dental-visits/cad-cam-dentistry-what-is-it|titolo=CAD/CAM Dentistry: What Is It? {{!}} Colgate®|sito=www.colgate.com|lingua=en-US|accesso=2023-01-03}}</ref>I vantaggi dell'uso del CAD/CAM includono:

* una confortevolezza per il paziente nel momento in cui vengono prese le impronte poiché, almeno in alcuni casi, le impressioni digitali avvengono con l'utilizzo dello scanner e non con l'alginato nel portaimpronta

* 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:

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* un elevato costo da sostenere per effettuare il trattamento

* un utilizzo di macchinari che richiedono una formazione aggiuntiva

* un elevato costo inzialeiniziale del software e delle apparecchiature.

== Acquisizione delle immagini<ref>{{Cita web|url=https://online.scuola.zanichelli.it/smd/files/2013/02/Cad-Cam.pdf|titolo=}}</ref>e tecniche di scansione ==

Inizialmente, l’odontoiatra esegue appositi controlli aglial elementicavo dentaliorale eed rimuoveelimina eventuali carie presentiattraverso all’internoil delprocesso cavodi oraleotturazione. In questa fase il dentista conferma o meno l’utilizzo della tecnica CAD/CAM dal momento che non tutti i casi clinici possono essere svoltigestiti mediantein ilquesto softwaremodo. 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 fresarerealizzare, al contrario dimentre quelle della TAC, che vengono utilizzate per mettereavere ininformazioni relazionepiù virtualeprecise lasulle mascellaossa, esui la[[tessuti mandibola.molli]] Comee ultimosui passaggio,vasi avvienesanguigni. laIl prototipazioneprodotto cheè si esegue con il CAM attraversospesso un fresatorefile che[[STL applica una tecnica(formato di sottrazione e si avrà come risultato il dispositivo realizzato in forma tridimensionale esattamente come progettato in anteprima dal CADfile)|STL]].

Come ultimo passaggio, avviene la realizzazione del modello che si esegue con il CAM; si avrà come risultato il dispositivo realizzato in forma tridimensionale esattamente come progettato in anteprima dal CAD.<ref>{{Cita libro|autore= Silvia Recchia|autore2= Andrea De Benedetto|capitolo=Tecnologia CAD/CAM|titolo= Scienze dei materiali dentali e Laboratorio - Capitoli aggiuntivi su web|editore=Franco Lucisano Editore|anno=2013|url=https://online.scuola.zanichelli.it/smd/files/2013/02/Cad-Cam.pdf|pp=4-5}}</ref>

=== Acquisizione delle immagini tramite lo scanner ===

Per acquisire le immagini, ilIl software si serve di riproduzioni digitali dell’anatomia del paziente attraverso la scansione deldi un modello o del cavo orale mediante fasci luminosi e microtelecamere. cheIl registranorisultato l’angolazione,ottenuto laè direzioneuna efigura latridimensionale distanzache diprende ogni singolo rilevamento dalil puntonome di trasmissione.“shade” Glie scannerviene siregistrata differenzianonel infile base alla loro morfologia oppure alla loro scansioneSTL. Per quanto riguarda la loro morfologia, attualmente sono disponibili due tipologie di scanner ovvero:

Gli scanner si differenziano in base alla loro morfologia oppure alla loro scansione.

* '''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.

Per quanto riguarda la loro morfologia, sono disponibili due tipologie di scanner:

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).

* '''laser 3D,''' che riceve segnali riflessi i quali creano una “nuvola di punti” eche successivamente vengono collegati tra di loro realizzando un poligono interpretato come una forma virtuale dal CAD

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

* '''a''' '''luce strutturata,''' la qualeche 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.

Per poter acquisire i dati, gliGli scanner si differenziano ilanche in base alla scansione, che può essere:

* del '''cavo orale''' ovvero una scansione intraoralediretta indella gradobocca. diQuesta catturaretecnica dettaglinon dellaè morfologiamolto delutilizzata cavo orale. Purtroppo questa tecnicapoiché 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''' (calco che riproduce fedelmente i denti e le gengive del paziente) la quale legge l'impronta e produce un modello tridimensionale riproducendo in positivo quello che l’impronta ha letto in negativo nel cavo orale.

* 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.

* del '''modello''' cioè sieffettuata inseriscesu ilun modello in gesso o in un altro materiale ottenuto dall’impronta tradizionale.

* 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.

Questi procedimenti permettono di spedire le scansioni come file in un centro di lavorazione per essere realizzate, accorciando così i tempi di consegna e saltando alcuni passaggi produttivi.

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.<ref>{{Cita libro|autore= Silvia Recchia|autore2= Andrea De Benedetto|capitolo=Tecnologia CAD/CAM|titolo= Scienze dei materiali dentali e Laboratorio - Capitoli aggiuntivi su web|editore=Franco Lucisano Editore|anno=2013|url=https://online.scuola.zanichelli.it/smd/files/2013/02/Cad-Cam.pdf|pp=5-6}}</ref>

* 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]] (standard internazionale utilizzato per salvare le immagini mediche) acquisiti dalla Tomografia Assiale Computerizzata con il modello virtuale dell'arcata del paziente (rilevato mediante la scansione) generando così una riproduzione virtuale anche delle ossa del paziente stesso. La registrazione avviene attraverso delle [[Dima (sagoma)|dime]] radiologiche le quali vengono indossateposizionate sia dalsul paziente sia dalsul modello in modo che il software possa metterle in relazione reciproca.<ref>{{Cita libro|autore= Silvia Recchia|autore2= Andrea De Benedetto|capitolo=Tecnologia CAD/CAM|titolo= Scienze dei materiali dentali e Laboratorio - Capitoli aggiuntivi su web|editore=Franco Lucisano Editore|anno=2013|url=https://online.scuola.zanichelli.it/smd/files/2013/02/Cad-Cam.pdf|p=8}}</ref>

== 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 quellauna degli abutment implantari (sostegni della sovrastruttura che replica il dente naturale) attraverso la quale è possibile realizzare pilastri (strutture degli abutment implantari) 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, Ilil passaggio successivo è quello della prototipazione attraverso vari processi tra cui: CAM, [[stereolitografia]], [[stampa 3D]], laser [[sinterizzazione]] laser.

=== 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 ada un fresatore. La tecnica utilizzata prende il nome di “prototipazione per sottrazione” poiché avviene attraverso l’esportazione di materiale dal blocco prescelto (struttura circolare in ceramica o in resina sulla quale viene effettuata l'operazione di fresatura).

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.<ref>{{Cita web|url=https://all3dp.com/2/dental-cad-cam-all-you-need-to-know/|titolo=Dental CAD/CAM – All You Need to Know|sito=All3DP|data=2019-09-03|lingua=en|accesso=2023-01-03}}</ref> 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, iil dispositividispositivo di elaborazione si differenzianodifferenzia anche in base al numero di assi di fresatura presenti che possono essere:

* tre quando produce un movimento nelle tre direzioni spaziali

* cinque, quando alle tre direzioni si aggiungono due assi di rotazione. Infatti, si abbassa la pressione sulla fresa stessa e viene fornita una finitura superficiale più liscia.

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

I materiali che possono essere utilizzati sulper la CAM sono i seguenti:

* cinque ovvero 3 assi lineari e 2 rotanti.

* Metallo: [[titanio]], [[leghe di titanio]] e leghe di [[cromo]]-[[cobalto]]

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

* Materiali in [[Resina epossidica|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 blocchettoblocco prescelto e poi viene ulteriormente rifinita. In base alla lavorazione da eseguire per alcuni materiali 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 lela duecontrazione variazioniavvenuta dimensionaliprima.<ref>{{Cita libro|autore= Silvia Recchia|autore2= Andrea De Benedetto|capitolo=Tecnologia CAD/CAM|titolo= Scienze dei materiali dentali e Laboratorio - Capitoli aggiuntivi su web|editore=Franco Lucisano Editore|anno=2013|url=https://online.scuola.zanichelli.it/smd/files/2013/02/Cad-Cam.pdf|pp=12-13}}</ref>

* 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 colpitacolpendo il materiale in un determinato punto lo indurisce ementre 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.<ref name="scuola.zanichelli.it">{{Cita libro|autore= Silvia Recchia|autore2= Andrea De Benedetto|capitolo=Tecnologia CAD/CAM|titolo= Scienze dei materiali dentali e Laboratorio - Capitoli aggiuntivi su web|editore=Franco Lucisano Editore|anno=2013|url=https://online.scuola.zanichelli.it/smd/files/2013/02/Cad-Cam.pdf|p=14}}</ref>

=== Stampa 3D ===

La tecnica della Stampastampa 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.<ref name="scuola.zanichelli.it" />

=== Laser-sinterizzazione ===

L’ultima tecnica ovvero illa 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 ada 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.<ref name="scuola.zanichelli.it" />

== Note ==

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*[[Odontoiatria]]

*[[Odontotecnica]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto}}

[[Categoria:Odontoiatria]]