3D Printing in Dental Science / Impresión 3D en la Ciencia Odontológica

3D printing is a technology that describes a manufacturing process previously planned and designed in a computer to create an object 1,2. This technology was introduced in dentistry by Chuck Hull since 1986 and allowed the automation and thus improved dental workflow 2. Technologies used in 3D printing involves: Stereolithography (SLA), bioprinting, fused deposition modeling (FDM), selective laser sintering (SLS), and PolyJet printing. We can choose one of them depending on the clinical use and material, need of accuracy among others. To 3D printing you need to use a scanner with an integrated software in order to capture the 3D images of the object being scanned. Those 3D images are stored in Standard Tessellation Language (STL) file 3. But what "Tessellation" means? Tessellation is the covering process of a surface, using one or more geometric shapes, with no overlaps and no gaps. It meansthat the object scanned is copied in detail with high reliability and then can be printed.

La impresión 3D es una tecnología que describe un proceso de fabricación previamente planificado y diseñado en un computador para crear un objeto. Esta tecnología fue introducida en odontología por Chuck Hull desde 1986 y permitió la automatización y, por lo tanto, mejoró el flujo de trabajo del consultorio. Las tecnologías utilizadas en la impresión 3D incluyen: estereolitografía (SLA), bioimpresión, modelado por deposición fundida (FDM), sinterización selectiva por láser (SLS) e impresión PolyJet. Podemoselegir uno de ellos dependiendo del uso clínico y material, necesidad de precisión entre otros.Para la impresión 3D, debe usar un escáner con un software integrado para capturar las imágenes 3D del objeto que se escanea. Esas imágenes 3D se almacenan en el archivo de Lenguaje estándar de teselado (STL). Pero, ¿qué significa "Teselado"? El teselado es el proceso de recubrimiento de una superficie, utilizando una o más formas geométricas, sin superposiciones ni espacios. Significa que el objeto escaneado secopia en detalle con alta confiabilidad y luego se puede imprimir.

Accuracy of Intraoral Scanners and Conventional pressions in Full-Arches: A Systematic Review

ABSTRACT: The aim of this study was to evaluate intraoral scanners accuracy in full-arches, comparing them with conventional impressions. A scientific research performed in MEDLINE, EBSCOhost, and SciELO databases was conducted to analyze articles published between 2015 and 2020. Clinical and in vitro studies that evaluated accuracy (precision and trueness) from intraoral scanners and conventional impressions in full-arches were included. Two tests were applied to evaluate the methodological bias from the studies. Out of the 191 articles found, seven of them were selected for a qualitative analysis. In clinical studies,intraoral scanners CEREC Omnicam and 3Shape TRIOS Colorhad the highest precision compared to conventional irreversible hydrocolloid impressions. In in vitro studies, conventional polyvinyl siloxane impressions showed the highest accuracy, followed by intraoral scanners Cadent iTero and CEREC Omnicam, while irreversible hydrocolloid impressions showed the lowest accuracy. Digital intraoral impression systems do not show superior accuracycompared to highly accurate conventional impression techniques. However, they provide excellent clinical results and both methods are clinically accepted.

RESUMEN: El objetivo de este estudio fue evaluar la exactitud de escáneres intraorales en impresiones digitales de arco completo en comparación con las impresiones convencionales. Se realizó una revisión sistemática en las bases de datos MEDLINE, EBSCOhost y SciELO para analizar artículos publicados entre los años 2015 y 2020. Se incluyeron estudios clínicos e in vitro que evaluaran exactitud (precisión y/o veracidad) de escáneres intraorales impresiones convencionales en arcos completos. Dos pautas se aplicaron para evaluar el riesgo de sesgo de los estudios. De 191 artículos encontrados, 7 fueron seleccionados para un análisis cualitativo. En los estudios clínicos, los escáneres intraorales CEREC Omnicam y 3Shape TRIOS Color presentaron la mayor precisiónen comparación con las impresiones convencionales de hidrocoloide irreversible. En los estudios in vitro, las impresiones de polivinil siloxano presentaron la mayor exactitud seguido por los escáneres intraorales CadentiTero y CEREC Omnicam, mientras quelas impresiones de hidrocoloide irreversible presentaron la menor exactitud. Los sistemas de impresión digital intraoral no mostraron tener una exactitud superior comparados con las técnicas de impresión convencional de gran exactitud. Sin embargo, proveen excelentes resultados clínicos y ambos métodos son clínicamente aceptables.

Precisión de los sistemas de impresión digital intraoral en odontología restauradora: Una revisión de la literatura / Accuracy of Intraoral Digital Impression Systems in Restorative Dentistry: A Review of the Literature

Abstract: La impresión intraoral permite al odontólogo obtener directamente los datos de las piezas dentales que se requiera rehabilitar, otorgándole mayor precisión y eliminando así de la fase clínica la toma de impresión y la fabricación del modelo, aspectos sensibles a errores. El objetivo de la presente revisión es identificar el sistema de impresión digital intraoral más preciso y además identificar los factores que afectan a la precisión de esta en odontología restauradora. Mediante una revisión bibliográfica con búsqueda en las bases de datos de PubMed y Embase se obtuvieron 153 artículos, luego de la evaluación cualitativa se incluyeron en la revisión 14 que cumplieron con los criterios de inclusión y exclusión. Se determinó que la experiencia del dentista, la convergencia en la preparación dental y la terminación cervical son determinantes al momento de la toma de impresión digital, sin embargo, el uso o no de polvo no es relevante. El sistema de impresión digital Lava C.O.S., iTero y True definition son los más precisos dependiendo siempre del tipo de rehabilitación a realizar.

Abstract: Digital impresión allows the dentist to directly obtain the data of the dental pieces that neet to be rehabilitated, giving it greater precisión and thus eliminating the impression and manufacturing of the dental model, error-sensitive aspects of the clinical phase. The aim of this review is to identify the most accurate intraoral digital impression system and identifiy the factors that affect the accuracy in the restorative dentistry. Through a bibliographic review with search in PubMed and Embase databases, 153 articles were obtained, after qualitative evaluation they were included in the revisión 14 that met the inclusion and exclusion criteria. It was determined that the experience of the dentist, the convergence in the dental preparation and the cervical termination are decisive at the accuracy of the digital impression, however, the use or not of dust is not relevant. The Lava C.O.S., iTero and True definition are the most accurate always depending on the type of rehabilitation to be performed.

Research on a segmentation and evaluation method combining tooth morphology features / Investigación sobre un método de segmentación y evaluación que combina características morfológicas dentales

SUMMARY: To explore a new semi-automatic method to segment the teeth from the three-dimensional volume data which acquired from cone beam computed tomography (CBCT) scanner. Scanned dental cast models are used to evaluate the segmentation accuracy. The CBCT data are loaded to ORS software. Based on gray value, a semi-automatic method was used to segment teeth and then the segmented teeth were saved in STL format data. Smooth the mesh data in the Geomagic Studio software. The upper and lower dental cast models were scanned by a white light scanner and the data was saved in STL format too. After registering the model data to teeth data, the deviation between them was analyzed in the Geomagic Qualify. All teeth could be obtained, the method is simple to use and applied in orthodontic biomechanics. The entire process took less than 30 minutes. The actual measured Root Mean Square (RMS) value is 0.39 mm, less than 0.4 mm. This method can segment teeth from the jaw quickly and reliably with a little user intervention. The method has important significance for dental orthodontics, virtual jaw surgery simulation and other stomatology applications.

RESUMEN: El objetivo de este estudio fue explorar un nuevo método semiautomático para segmentar los dientes a partir de datos de volumen tridimensional adquiridos mediante escáner de tomografía computarizada de haz cónico (CBCT). Los modelos escaneados de moldes dentales se utilizan para evaluar la precisión de la segmentación. Para los datos CBCT se utilizó el software ORS, y basado en el valor gris, se usó un método semiautomático para segmentar los dientes los que posteriormente se guardaron en datos de formato STL. Los datos se ingresaron en el software Geomagic Studio. Los modelo dentales superior e inferior se escanearon con un escáner de luz blanca y la información también se guardó en formato STL. Después del registro y comparación de los datos del modelo y los datos de los dientes, la desviación entre estos se analizó en el programa Geomagic Qualify. Usando este método fue posible obtener de forma fácil todos los dientes y además aplicar en la biomecánica de ortodoncia. El proceso completo demoró menos de 30 minutos. El valor real medido de la raíz cuadrada media fue de 0,39 mm, menos de 0,4 mm. Este método puede segmentar los dientes mandibulares de forma rápida y confiable, con una mínima intervención del usuario. El método tiene una importancia crítica para la ortodoncia, simulaciones virtuales de las cirugías de la mandíbula y otras aplicaciones en estomatología.

Anatomic relationships of mandibular canal: a cone beam CT study / Relaciones anatómicas del canal mandibular: un estudio en tomografías computarizadas de haz de cono

SUMMARY: It is critical to know the precise location and configuration of the mandibular canal (MC) to avoid damages in the alveolar inferior nerve during an invasive dental treatment. The aim of this study was to provide anatomic relationships of the mandibular canal in its entire pathway related to cortical walls and dental roots to serve as basic knowledge for dental clinical procedures performed in this area. We analyzed 50 CBCT images assessing the specific location of MC at the retromolar space as related to inferior teeth roots. Data were analyzed by side using descriptive statistics (median: mean [M], standard deviation [SD], 95 % confidence interval: lower endpoint [IC] and upper endpoint [IC']). The MC length and pathway were measured from the mandibular foramen up to the mental foramen. MC was closer from lingual cortical than buccal at the retromolar space as well the distal root of the second molar and the root of the second premolar are closest to MC. A mean length for the MC of 70.8 (±5.3 mm) for the right side and 71 (±5.8 mm) for the left side were observed. In conclusion, it is critical for clinicians to know three-dimensionally the topographic relationships between the inferior teeth roots and the mandibular canal before proceeding to any invasive dental or surgical procedure at this region.

RESUMEN: Es crítico conocer la ubicación exacta y la configuración del canal mandibular (MC) para evitar daños en el nervio inferior alveolar durante un tratamiento dental invasivo. El objetivo de este estudio fue proporcionar relaciones anatómicas del MC en toda su trayectoria relacionada con paredes corticales y raíces dentales para servir como un conocimiento básico para los procedimientos clínicos dentales realizados en esta región. Se analizaron 50 imágenes CBCT evaluando la localización específica del MC en el espacio retromolar, así como las raíces de los dientes inferiores. Los datos se analizaron por lado, utilizando estadística descriptiva (mediana: media [M], desviación estándar [SD], 95 % intervalo de confianza: punto final inferior [IC] y extremo superior [IC]). La longitud y vía del conducto mandibular se midieron desde el foramen mandibular hasta el foramen mentoniano. El MC estaba más cerca de la cortical lingual que bucal en el espacio retromolar, así como la raíz distal del segundo molar y la raíz del segundo premolar están más cerca del MC. Se observó una longitud media para el MC de 70,8 (± 5,3 mm) para el lado derecho y de 71 (± 5,8 mm) para el lado izquierdo. En conclusión, es fundamental que el clínico conozca tridimensionalmente las relaciones topográficas entre las raíces de los dientes inferiores y el conducto mandibular antes de proceder a cualquier procedimiento invasivo dental o quirúrgico en esta región.

The possible effects of altitude and climate on the development of the frontal sinus in adults / Los posibles efectos de la altitud y el clima sobre el desarrollo del seno frontal en adultos

Climatic and altitude features of living region may affect human body. Many changes in several tissues and organs and several health problems due to climatic and altitude effects were defined in the literature. However, there were limited number of studies which evaluated correlation between development of frontal sinus and climatic/altitude effect. In this study, widths, heights, AP lengths and volumes of frontal sinus were compared by Paranasal CT scans in populations living in Van which has colder climate and higher altitude and Manisa which has milder climate and lower altitude. It was found that widths, antero-posterior lengths and volumes of frontal sinus were higher in populations living in colder climate and higher altitude according to populations living in milder climate and lower altitude. Heights of frontal sinuses were on the contrary of this. These results were found appropriate to increasing of cephalic index in cold climate according to Allen's Rule. We suggest that larger population study should be made with peoples having the same or similar race and genetic structure in different climate and altitude regions and the proportional comparison of frontal sinus measurements with cephalic index should be considered in future studies.

Las características climáticas y de altitud de una región pueden afectar al cuerpo humano. En la literatura se han identificado muchos cambios en varios tejidos y órganos, como así también numerosos problemas de salud debido a los efectos climáticos y de altitud. Sin embargo, existe un número limitado de estudios que han evaluado la correlación entre el desarrollo del seno frontal y el efecto climático / altitud. En este estudio, los anchos, alturas, longitudes antero-posteriores y volúmenes de seno frontal se compararon mediante tomografía computarizada paranasal en poblaciones que viven en Van, que tiene un clima más frío y mayor altitud, y Manisa, que tiene un clima más suave y menor altitud. Se encontró que los anchos, las longitudes antero-posteriores y los volúmenes de los senos frontales eran mayores en poblaciones que vivían en un clima más frío y de mayor altitud respecto a poblaciones que vivían en clima más suave y con menor altitud. En relación a la altura de los senos frontales, se dio la situación contraria a lo anterior. Estos resultados se encontraron adecuados con el aumento del índice cefálico en la región de clima frío, de acuerdo con la Regla de Allen. Sugerimos que se realice un estudio poblacional más amplio con poblaciones de raza y estructura genética iguales o similares en diferentes regiones climáticas y de altitud. La comparación proporcional de las mediciones de los senos frontales con índice cefálico debería considerarse en futuros estudios.

Superposición de modelos en 3D / 3D models overlay

Se superpusieron archivos digitales 3D de modelos dentales en un ordenador, con fines comparativos. Para lograr dicho objetivo se usaron 18 modelos dentales digitalizados por método de escaneo directo, en el Círculo Argentino de Odontología. El archivo exportable se dirigió por software de código abierto Meshlab, donde se observó exactitud, reproducibilidad e inalterabilidad de las muestras; dicho resultado determinó la importancia de difundir, a nivel institucional y particular, dicha práctica, considerando, en el diagnóstico, que las visualizaciones o mediciones directas sobre modelos estándar son, no solamente más imprecisas, sino que implican un mayor tiempo de rabajo.