Comparison of the accuracy of virtual and direct bonding of orthodontic accessories

ABSTRACT Introduction: Conventional direct and indirect bonding techniques fail to obtain the ideal bracket position. Objective: To compare the accuracy of virtual and conventional direct bonding of orthodontic accessories. Methods: A single virtual configuration (dental mannequin with Class I malocclusion) served as basis for generating the reference model (treated virtually) and the intervention models (10 digital models and 10 solid models, obtained by means of prototyping). A total of 560 teeth were then equally distributed between a group of orthodontists (Group I, direct bonding; and Group II, virtual bonding), working in two different time intervals. The individual positions of the accessories were measured after three-dimensional superimposition with customized software. The Student's-t test for paired samples, and Chi-square tests were used for statistical analysis, both at the level of significance of 5%. Results: In comparison of the errors in raw values, there were significant differences only in the vertical (p< 0.001) and horizontal dimensions (p< 0.001). Considering the groups of ranges by clinical limits of the deviations, these differences were significant in the three dimensions, vertical (p< 0.001), horizontal (p= 0.044) and angular (p= 0.044). Conclusion: Virtual bonding made it possible to obtain more precise/accurate positioning of the orthodontic accessories. The potential accuracy of this method brings new perspectives to refining the indirect bonding protocols.

RESUMO Introdução: técnicas convencionais, diretas ou indiretas, de colagem de acessórios ortodônticos falham em obter a posição ideal desses. Objetivo: comparar a acurácia da colagem virtual e da colagem direta de acessórios ortodônticos por vestibular. Métodos: uma configuração virtual única (modelo de manequim com Classe I dentária) serviu como base para a geração do modelo de referência (tratado virtualmente) e dos modelos de intervenção (10 modelos digitais e 10 modelos sólidos, obtidos por prototipagem). Quinhentos e sessenta dentes foram, então, igualmente distribuídos, em dois tempos distintos, entre um grupo de ortodontistas (Grupo I: colagem direta; Grupo II: colagem virtual). As posições individuais dos acessórios foram aferidas após a sobreposição tridimensional de modelos, em software customizado. O testet de Student para amostras pareadas e o teste Qui-quadrado foram usados para a análise estatística, ambos com nível de significância de 5%. Resultados: na comparação dos erros, em valores brutos, houve diferenças significativas apenas nas dimensões vertical (p< 0,001) e horizontal (p < 0,001). Considerando-se o agrupamento de faixas por limites clínicos dos desvios, essas diferenças foram significativas nas três dimensões: vertical (p < 0,001), horizontal (p = 0,044) e angular (p = 0,044). Conclusão: a colagem virtual possibilitou um posicionamento mais preciso dos acessórios ortodônticos. Seu potencial de precisão traz novas perspectivas ao refinamento dos protocolos indiretos.

Acurácia e precisão do método de colagem indireta de bráquetes ortodônticos utilizando tecnologia CAD/CAM / Accuracy and precision of digital indirect bonding method with CAD/CAM technology

A colagem indireta pode ser definida como o posicionamento dos bráquetes ortodônticos em modelos, previamente à colagem clínica. A inclusão dos modelos digitais na ortodontia permite o planejamento virtual das posições dos acessórios ortodônticos. O objetivo deste estudo foi avaliar a acurácia e precisão entre diferentes ortodontistas em relação à colagem indireta com planejamento digital. A amostra foi composta por 33 ortodontistas que realizaram a colagem indireta em 33 modelos prototipados (superior ou inferior) da mesma má oclusão. Cada ortodontista preencheu um questionário com dados como tempo de formação profissional e se possuía experiência clínica com colagem indireta. Foram utilizados 2 tipos de bráquetes diferentes no estudo: MiniSprint® e BioQuick® (Forestadent). O planejamento digital do posicionamento dos bráquetes foi realizado previamente no software OrthoAnalyzer® nos modelos digitais utilizando a sobreposição com a tomografia. Os modelos com os bráquetes em posição foram utilizados para a confecção e impressão das guias. Após realizada a colagem indireta, os 33 modelos foram escaneados com scanner intraoral Trios® para obtenção de modelos digitais que foram superpostos aos modelos do planejamento virtual original. Para análise das diferenças nos posionamentos dos bráquetes foram confeccionados três planos: corte sagital para o plano vertical, corte axial para o plano horizontal e corte coronal para o posicionamento quanto à angulação. Foi verificada a reprodutibilidade intra e interexaminador solicitando-se que 3 ortodontistas repetissem o procedimento de colagem indireta. Para verificação da reprodutibilidade do método de obtenção das medidas, o mesmo operador repetiu o procedimento. Foi aplicada ANOVA de fatores repetidos para verificar as diferenças entre os bráquetes. A ANOVA Multivariada foi aplicada para analisar a influência dos fatores experiência com colagem indireta e formação profissional. O Coeficiente de Correlação Intraclasse (CCI) e os Gráficos Altman Bland foram utilizados para avaliação da reprodutibilidade intraexaminador. O teste de Kaplan-Meier verificou a reprodutibilidade interexaminador. Os resultados mostraram que as diferenças entre os posicionamentos dos bráquetes não foram estatisticamente significantes (p>0,05), com exceção dos bráquetes do grupo BioQuick Inferior quanto ao posicionamento mésiodistal (p=0,016). A análise descritiva das diferenças no posicionamento, mostram que em geral essas foram mínimas sem que houvesse significância clínica (média das diferenças: de 0,08mm a 0,42mm ocluso-gengival, de 0,04mm a 0,13mm mésio-distal e de 0,45º a 2,03º quanto à angulação). Não houve influência significativa (p=0,314 e p=0,158) dos fatores referentes à experiência clínica do ortodontista. A reprodutibilidade entre os ortodontistas foi confirmada e não houve diferença significativa verificada com Kaplan-Meier (p = 0,914). Houve também confirmação da reprodutibilidade do método de medição utilizado. Concluiuse que a técnica de planejamento digital da colagem indireta apresentou acurácia e precisão. Foi confirmada a reprodutibilidade intra e interexaminador da colagem indireta em questão.

The indirect bonding allows the positioning of the brackets on a plaster model before the clinical bonding. The current use of digital models in orthodontics routine made possible to develop virtual setups and positioning brackets with digital indirect bonding. The aim of this study was to evaluate the accuracy and precision of digital indirect bonding, analysing the differences in brackets positions after bonding with the use of a prototyped transfer tray. The sample of the study included 33 orthodontists that made the indirect bonding on 33 prototyped models (upper or lower) of the same malocclusion, using 33 prototyped transfer trays. Each orthodontist previously answered a survey which included their experience with indirect bonding and their professional experience since graduation. Two different sets of brackets were used: MiniSprint® and BioQuick® (Forestadent). The digital indirect bonding was made by positioning the brackets on the digital models (the superimposition with the tomography was also made) with OrthoAnalyzer® (3Shape) software and these images were used to create the digital transfer tray that was sent for 3D printing. After indirect bonding was performed, the prototyped models with the brackets were scanned using an intraoral scanner (Trios®, 3 Shape). Then, superimpositions were made between the digital models obtained after indirect bonding and the digital models from the original setup. To analyze and measure the differences in brackets positions 3 planes were made on each bracket: sagital or vertical plane, axial or horizontal plane and coronal plane to measure angulation. The interexaminer and intraexaminer reproducibility were evaluated by asking to 3 orthodontists to repeat the indirect bonding after 15 days interval. To evaluate the reliability of the method that was used to measure the brackets positions, the same evaluator repeated the measures in 4 different digital models. The repeated factor ANOVA was conducted to analyse the differences between positions of the brackets on the virtual setups and after the indirect bonding. The multivariated ANOVA was applied to verify the influence of the orthodontists' experience on the results. To evaluate the intraexaminer reliability the Intraclass Correlation Coeficiente was applied and for the interexaminer reliability the Kaplan-Meier test was calculated. The results demonstrated that diferences between brackets positions were not statistically significant, except for mesial-distal discrepancies in BioQuick lower models group (p = 0,016). Nevertheless, the descriptive analysis presented that the mean differences were too small to be considered clinically significant (mean differences: from 0,08mm to 0,42mm occlusogingivally, from 0,04mm to 0,13mm mesial-distal and from 0,45º to 2,03º for angulation). There was no significant influence of orthodontists' experience (p=0,314 and p=0,158) on the differences observed. The intraexaminer and interexaminer reproducibility for the orthodontists were confirmed and the differences were not statistically significant for KaplanMeier results (p = 0,914). The intraexaminer reliability for the method of measurements was also confirmed in all 4 models. In conclusion, the digital indirect bonding presented accuracy and precision in bracket positions and reproducibility within orthodontists.

A oportunidade de tratamentos híbridos na era da ortodontia digital / Hybrid treatment option in the digital orthodontics era

Tratamentos híbridos associados à Ortodontia Digital são uma eficiente opção para tratamentos de casos clínicos simples e complexos. O propósito desse trabalho é atualizar os ortodontistas sobre a realidade e oportunidade de realizar tratamentos combinados, assim como usufruir das últimas tecnologias da odontologia digital para modernizar sua prática ortodôntica e consultório.(AU)

Hybrid treatments associated to Digital Orthodontics are an efficient treatment option to moderate and complex clinical cases. The aim of this paper is to offer an update to orthodontists about the reality and opportunity to perform combined treatments and to present the latest dental digital technologies for their practice as well.(AU)

Colagem indireta: uma excelente alternativa para a técnica vestibular / Indirect bonding: an excellent alternative for vestibular technique

A etapa de colagem dos bráquetes é uma fase crítica no tratamento ortodôntico, cabendo exclusivamente ao profissional o correto posicionamento dessas peças. A técnica de colagem indireta vestibular pode auxiliar a colagem dos bráquetes, facilitando a visualização, fornecendo maior precisão e permitindo alcançar tratamentos com maior qualidade. O presente artigo tem como objetivo evidenciar a viabilidade da colagem indireta vestibular na clínica ortodôntica moderna, utilizando uma técnica simplificada (técnica 1) e uma convencional (técnica 2), determinando o tempo e o custo laboratorial de cada uma delas, e apresentando a aplicação clínica da mais viável à Ortodontia moderna. A técnica 1 teve custo e tempo laboratorial menores que a técnica 2. A técnica de colagem indireta representa um excelente recurso para a clínica ortodôntica moderna, cabendo ao cirurgião dentista despender de apenas alguns minutos para realizá-la.

Bracket bonding is a critical step of orthodontic treatment and the professional is the only responsible for the precise positioning of these parts. The indirect vestibular bonding technique can improve the bonding of the brackets, facilitating the visualization, providing high precision and enabling better treatments. The present article aimed to highlight the viability of indirect vestibular bonding in the modern orthodontic clinic, by using one simplified technique (technique 1) and a conventional (technique 2), determining the time and laboratorial cost of each of them, and presenting the most viable clinical application to the modern Orthodontic clinic. Technique 1 had lower laboratorial time and cost in cmparison to technique 2. The indirect bonding technique represents an excellent resource for the modern orthodontic clinic, requiring only a few minutes to be performed by the dental surgeon.

Colagem indireta de bráquetes ortodônticos: descrição de técnica alternativa / Indirect bonding of orthodontic brackets: description of an alternative technique

O posicionamento correto dos bráquetes ortodônticos é imprescindível e de extrema importância na clínica ortodôntica. O emprego da colagem indireta tem sido um avanço clínico que permite aperfeiçoar o posicionamento dos bráquetes. No entanto a mesma, como foi descrita inicialmente, e suas variações ao longo do tempo ainda se mostram trabalhosas e pouco econômicas. O presente artigo tem por objetivo descrever de forma prática e ilustrativa uma técnica simples, econômica e alternativa de colagem indireta de bráquetes ortodônticos.

Técnica da colagem indireta ortodôntica passo-a-passo / Indirect orthodontic thecnique bonding step-by-step

Atualmente, a precisão na colagem de braquetes é crucial para um tratamento ortodôntico bem sucedido. Braquetes autoligáveis da técnica do arco contínuo, fios leves, resinas fotopolimerizáveis e, mais recentemente, os miniparafusos têm encurtado o tempo de tratamento ortodôntico. A colagem indireta provou ser um excelente método para aumentar a acurácia durante o processo de colagem, com baixas taxas de queda durante o tratamento. O objetivo deste artigo é descrever passo-a-passo uma técnica de colagem ortodôntica indireta, mostrando vantagens e contra-indicações.