Impressão de braquetes cerâmicos 3D: o final das prescrições tradicionais

Celestino Nóbrega e Betina Grehs Porto apresentam relato de caso clínico com a utilização de braquetes cerâmicos 3D.

Introdução

Odontologia 4.0

O conceito de Odontologia 4.0 está relacionado ao uso de tecnologias que incorporam recursos digitais ou que sejam digitalmente controladas para a execução de procedimentos que se opõem ao uso de dispositivos meramente mecânicos ou elétricos¹. A proposta desses recursos da Odontologia Digital se baseia no aumento da eficiência em relação aos procedimentos meramente mecânicos, o que pode ser aplicado a qualquer especialidade, tanto no que diz respeito à execução em si como também às bases de diagnóstico.

A Odontologia Digital surgiu pela necessidade de suprir a pressão causada pelo aumento da demanda dos pacientes na busca por tratamentos mais rápidos e seguros, acompanhados de uma experiência confortável. Além das naturalmente explicáveis exigências dos pacientes, nos Estados Unidos a Odontologia Digital foi desenvolvida também para otimizar o uso dos recursos financeiros, pois o dinheiro gasto por operadoras de planos odontológicos em tratamentos mais prolongados baseados em diagnósticos equivocados se tornou um grande problema. Por exemplo, a previsão é de que os Estados Unidos necessitarão de mais 52 mil médicos clínicos gerais até 2025 para ser coerente ao crescimento populacional projetado².

É desnecessário dizer que a Odontologia acompanha as mesmas premissas, ou seja, a situação tende a ficar insustentável. A previsão é de que os cirurgiões-dentistas norte-americanos poderiam gastar desnecessariamente 17 horas a mais de trabalho por semana, caso um diagnóstico apropriado não seja considerado. Além do mais, este é um problema que logicamente não se aplica somente aos Estados Unidos, mas a todos os continentes³.

A comodidade de uma boa situação financeira nos anos 1970, 1980 e 1990 foi um fator que deixou a maior parte dos ortodontistas na chamada zona de conforto. No passado recente, a oferta de profissionais era escassa e a procura pelo tratamento ortodôntico era abundante, fazendo com que os profissionais descuidassem de detalhes importantes. O conforto do paciente era relegado ao último plano. A péssima experiência que a maior parte dos pacientes vivenciava durante as consultas odontológicas deu aos cirurgiões-dentistas o rótulo de “causadores de sofrimento”, e não de profissionais da área da Saúde que oferecem a cura para determinadas doenças, diretamente ou não relacionadas à cavidade oral.

Assim sendo, a Odontologia 4.0 é marcada por duas vertentes que devem ter aplicação concomitante: o cuidado para que a experiência dos pacientes ao longo do tratamento seja a melhor possível e também o uso de tecnologias que tragam um diagnóstico apurado e, consequentemente, um tratamento eficaz e duradouro.

Não há uma especialidade sequer da Odontologia que não esteja diretamente ligada aos constantes avanços tecnológicos, e a Ortodontia tem vivenciado importantes saltos que definitivamente alteraram seu rumo. Isso ocorreu quando Lawrence Andrews propôs a incorporação de detalhamentos de posicionamento dos dentes aos acessórios ortodônticos, no início dos anos 1970. E também quando Ronald Roth sugeriu alterações na prescrição, com o objetivo de estabelecer uma conexão com a oclusão funcional e com os fundamentos da bioestética propostos por Robert Lee. A possibilidade de manufatura de braquetes autoligantes com clipes interativos trouxe alguma luz à biomecânica com acessórios fixos que, por sua vez, foram aliados aos fios ortodônticos superelásticos. Esta união de tecnologias ofereceu algumas benesses biomecânicas, mas não representou absolutamente uma “tábua de salvação” aos ortodontistas, que previam o naufrágio da especialidade em um curto período. Entretanto, talvez o maior dos jumps de toda a história da nossa especialidade esteja ocorrendo neste exato momento. O fenômeno, que ocorre de forma global, tem introduzido o ortodontista de maneira inevitável e irreversível ao mundo digital.

A inteligência artificial, apoiada em algoritmos que podem ser revertidos em tomadas de decisões suportadas por banco de dados, já pode ser considerada uma grande aliada dos odontólogos. Sistemas de planejamento virtual podem sugerir caminhos mais retos e rápidos para chegar a resultados consistentes – mais ou menos como se tivéssemos um Waze odontológico. Entretanto, devemos ponderar sobre alguns fatos. O mais intrigante deles: de onde vêm os dados que compõem as bases big data para o sistema de autoaprendizado e sugestão de resultados propostos pelos sistemas disponíveis no mercado? De clínicos bem treinados ou de técnicos da área computacional? Fazendo um paralelo com o aplicativo de mobilidade Waze: caso os dados não sejam consistentes, o motorista pode ser induzido a conduzir seu automóvel por locais inseguros, abrindo oportunidade para toda a sorte de perigos, como assaltos, acidentes etc.

Impressão em 3D

Parece estar bem claro que, em Odontologia, necessitamos de sistemas de impressão muito precisos e acurados. As tecnologias mais comumente empregadas são a estereolitografia (SLA) e o processamento digital por luz (DLP). Além do mais, os procedimentos têm sido elevados a um novo nível de qualidade, pois a produção de modelos impressos pela manufatura aditiva digital (impressão em 3D) é consideravelmente mais precisa, durável e estável do que os modelos de gesso⁴.

Muito embora a impressão em 3D seja considerada relativamente recente na Odontologia, ainda há espaço para muito desenvolvimento, simplesmente pelo fato de ser um negócio que movimenta muitos recursos financeiros. Portanto, há bastante estímulo ao barateamento e à otimização das impressões em 3D nos mais variados materiais (resinas, cerâmicas, metais) – processo este pressionado pelo afã das empresas em obter lucros cada vez mais estratosféricos.

A tecnologia tridimensional permite que os fabricantes produzam braquetes baseados na forma de cada elemento dental, visto que existe variabilidade morfológica dental entre indivíduos. Braquetes customizados geram uma prescrição individualizada, permitindo maior controle na mecânica e na busca de alinhamento, estética e oclusões ideias⁵. Os inúmeros avanços em tecnologias digitais da Odontologia, em particular na Ortodontia, como escaneamento tridimensional, impressoras 3D e software de design com computadores (CAD/CAM), estão sendo aplicados no direcionamento promissor para a transição de braquetes cerâmicos usinados e injetados para a manufatura de braquetes cerâmicos impressos no sistema 3D, resultando em uma realidade de aparelhos ortodônticos customizados6-7.

A finalização ortodôntica – fase do tratamento que exige pequenas correções para se aproximar o máximo possível da oclusão normal, possibilitando saúde, estética, função e estabilidade – sempre foi um desafio para o ortodontista, já que depende de uma boa colagem inicial dos acessórios, da prescrição utilizada, da oclusão do paciente e, certamente, exigirá uma individualização do arco ortodôntico, não importa a prescrição usada, seja MBT, Roth, Capelozza, Damon etc8.

Relato de caso clínico: Ortodontia Digital

Diagnóstico e etiologia

Paciente do sexo feminino, com 18 anos e cinco meses de idade, apresentava má-oclusão esquelética de Classe III de Angle, caninos superiores retidos, discrepância transversal maxilar e desvio de linha média mandibular funcional. Ela buscou tratamento ortodôntico na clínica do curso de pós-graduação em Ortodontia da Universidade Case Western Reserve, em Cleveland, no estado de Ohio (EUA).

Clinicamente, apresentava perfil convexo, protrusão do lábio inferior, discreta retrusão do lábio superior, aplainamento do contorno zigomático e selamento labial passivo. O relacionamento dos incisivos centrais superiores com o lábio superior era normal e, ao sorrir, o lábio superior tangenciava a cervical dos incisivos superiores, porém a paciente mostrava corredores bucais negros (Figuras 1). Também havia uma deformidade esqueletal de Classe III, com mordida cruzada posterior bilateral, desvio de linha média inferior para a esquerda, atresia transversal esqueletal da maxila, mandíbula protruída e maxila discretamente retruída. O exame intraoral mostrou relação de Classe III subdivisão esquerda e caninos superiores presentes com os respectivos permanentes retidos. O overjet mediu 0,5 mm e o overbite mediu 1 mm (Figuras 2).

A cefalometria mostrou Classe III esqueletal hiperdivergente, ANB negativo de -0,5 mm, base craniana anterior de 67 mm e comprimento do corpo mandibular de 77 mm, além de excesso mandibular de 10 mm. O exame da radiografia panorâmica evidenciou a presença dos terceiros molares superiores e do inferior direito, e a paciente foi instruída a procurar um profissional para as extrações destes elementos. Não havia sinais ou sintomas de disfunção craniomandibular (Figuras 3).

Objetivos de tratamento

Foram estabelecidos os seguintes objetivos de tratamento: corrigir a atresia maxilar transversal, tracionar os caninos superiores retidos, corrigir a relação molar de Classe III, normalizar overjet e overbite, corrigir o desvio de linha média inferior e melhorar a estética dental do sorriso e do perfil.

Alternativas de tratamento

A primeira alternativa considerada foi a cirúrgica, com cirurgia ortognática bimaxilar após prévio preparo ortodôntico com aparelho fixo superior e inferior, mas a paciente refutou de forma veemente. Uma alternativa intermediária foi a intervenção cirúrgica na maxila, com o intuito de corrigir a discrepância maxilar transversal de forma cirurgicamente assistida, o que também foi rejeitado pela paciente.

A terceira alternativa oferecida foi o tratamento não cirúrgico através de procedimento de expansão rápida da maxila ancorada em miniparafusos, seguido da exposição dos caninos superiores retidos e compensação da Classe III com a utilização dos novos braquetes de prescrição customizada, impressos em cerâmica pela empresa LightForce (EUA). A paciente optou pela terceira alternativa.

Evolução do tratamento

O tratamento foi realizado em duas etapas:

1) inicial, para correção de discrepância transversal maxilar e aparelho disjuntor fixo suportado por quatro miniparafusos para expansão rápida da maxila (Marpe);
2) complementar, para tracionamento dos caninos superiores retidos e compensação da má-oclusão esquelética de Classe III de Angle através da compensação dos torques nas regiões anterior e posterior, de ambas as arcadas.

O objetivo de ganho transversal foi estabelecido em 6 mm, calculado através da Análise Transversal CWRU (Case Western Reserve University)9. Foi instalado um dispositivo disjuntor híbrido apoiado em primeiros molares e pré-molares Marpe, sendo que o protocolo foi uma ativação diária (¼ de volta), o que corresponde a 0,25 mm por dia. A abertura do diastema ocorreu após 14 ativações, e o mesmo protocolo foi mantido até que o objetivo final fosse alcançado. O dispositivo disjuntor foi removido quatro meses depois (Figuras 4 e 5).

O design dos braquetes com prescrição customizada foi gerado pelo sistema LightForce através da plataforma LightPlan. Para serem impressos, os seguintes registros iniciais da paciente foram inseridos na plataforma: arquivos STL do escaneamento intraoral das arcadas superior e inferior, fotografias intraorais (frontal, lado direito, lado esquerdo, oclusal superior e oclusal inferior), extraorais (frontal em repouso, frontal com sorriso e perfil lateral), radiografia cefalométrica e radiografia panorâmica. Após a aprovação do LightPlan, os braquetes foram impressos e entregues na clínica de Ortodontia da universidade, juntamente com os tubos molares e todas as guias de colagem, além de um conjunto extra de braquetes para eventuais reposições. Os braquetes foram manufaturados com slots 0.020”. Juntamente, conforme solicitação, o LightPlan gerou os bites turbos para os incisivos centrais superiores, cujas guias de colagem foram incluídas no pacote (Figuras 6). De acordo com o LightPlan, foi idealizada a oclusão final em Classe I de Angle para os molares e caninos, overjet de 3 mm e overbite de 2 mm. Como os caninos superiores não puderam ser escaneados (pois estavam retidos), os braquetes de ambos foram elaborados sobre pônticos artificiais (cor azul nas Figuras 7) para serem colados assim que estivessem expostos. Portanto, um segundo escaneamento já estava programado para uma segunda sequência de braquetes.

A consulta inicial incluiu a colagem de todos os braquetes com as guias de colagem indireta que compõem o kit, tubos dos primeiros molares e bites turbos nos incisivos centrais superiores, além da inserção de arcos superelásticos de NiTi de calibre 0.016” superior e inferior. Os mesmos arcos foram mantidos na segunda consulta (quatro semanas depois), Figuras 8. Em seguida, houve o fechamento da clínica da universidade, causada pela pandemia da Covid-19. Cinco meses depois, foi autorizada a volta às consultas presenciais. Assim, na terceira consulta, foi posicionada uma barra transpalatina nos segundos molares superiores, com extensões para manejo da desimpacção dos caninos retidos, com tubos molares para utilizar arcos segmentados em cantiléver com a mesma finalidade (Figuras 9). Na consulta seguinte, foi possível colar os braquetes em ambos os caninos superiores, sendo que no esquerdo foi realizada uma gengivectomia (com laser de alta intensidade) para possibilitar a colagem (Figuras 10).

Com os caninos razoavelmente nivelados e alinhados, todos os braquetes, tubos, bites turbos e barra transpalatina foram removidos para um segundo escaneamento. A partir daquele momento, os tubos para os primeiros molares passaram a ser oferecidos pelo sistema LightForce, assim os braquetes dos caninos (agora expostos) puderam ser manufaturados. Os novos acessórios foram entregues em 14 dias e, neste período, a paciente usou contenções superior e inferior removíveis estampadas a vácuo com Essix (Figuras 11).

Um novo LightPlan foi elaborado com base nas tomografias recém-adquiridas, bem como nos novos registros intra e extraorais, radiografia panorâmica e cefalométrica. Um novo conjunto de braquetes e tubos foi manufaturado após a aprovação do LightPlan, gerando uma prescrição totalmente customizada para a paciente (Figuras 12 e 13). Os braquetes, bites turbos nos primeiros molares superiores e tubos foram colados através das guias de colagem customizadas. Os braquetes foram manufaturados com slots 0.018” para incisivos; 0.020” para os caninos e pré-molares; e 0.022” para os molares. Os segundos molares de estoque foram posicionados manualmente, uma vez que naquela época não eram oferecidos na versão customizada, o que já ocorre atualmente (Figuras 14). Fios de NiTi superelásticos 0.016” foram posicionados, mostrando grande deflexão na região dos caninos superiores, que deste momento em diante receberam os braquetes customizados. Após quatro semanas, foram inseridos arcos de NiTi superelásticos de geometria quadrada 0.018” x 0.018”.

Os mesmos arcos foram deixados em posição nas oito semanas seguintes, para que houvesse total expressão da prescrição customizada LightForce, no que diz respeito aos torques, in-outs, inclinações das raízes e rotações. É importante observar que, para a regularização do overjet e overbite, houve a necessidade de total expressão dos torques, o que ocorreu através de fios que preencheram completamente os slots na região anterior. Os torques de pré-molares e molares superiores necessitaram de expressiva correção, uma vez que houve movimentos indesejáveis decorrentes do processo de disjunção rápida da maxila (vestibularização das coroas). Para que tais efeitos colaterais fossem eliminados, os braquetes e tubos receberam prescrição negativa específica (Figuras 15 e 16). Os braquetes foram removidos, e as contenções removíveis e instruções finais foram entregues. Também foram tomados novos registros, inclusive CBCT. Os resultados obtidos estavam em conformidade exata com o LightPlan elaborado, e os objetivos inicialmente traçados foram atingidos plenamente (Figuras 17 a 21).

Discussão

A abordagem digital compreendeu o uso de imagens geradas por tomografia computadorizada de feixe cônico antes e depois da expansão rápida da maxila. Estas imagens foram inseridas na plataforma Diagnocat, que permitiu a visualização em 3D, bem como a segmentação das distintas camadas de densidades tomográficas. Além da visualização, a plataforma oferece a ferramenta de conversão dos arquivos DICOM e STL, trazendo várias possibilidades de uso em plataformas abertas, como a Meshmixer (Figura 22).

Dentre os benefícios do braquete impresso 3D, destaca-se a previsibilidade do tratamento, uma vez que é todo planejado em computador e pode-se individualizar conforme as necessidades do paciente, personalizando desde a sua base para uma adaptação única em cada dente, seu slot e sua prescrição, dando ao ortodontista a possibilidade de alcançar finalizações de tratamentos muito mais precisas10. Os inovadores braquetes utilizados para tratar o caso apresentando são compostos de material cerâmico – alumina policristalina – totalmente produzido em fluxo digital, em um processo que envolve a obtenção do modelo da arcada dentária e da oclusão do paciente por meio de escaneamento digital. Em seguida, em um software especializado, o ortodontista realiza o planejamento de todo o tratamento junto com uma equipe de ortodontistas da empresa. Esse planejamento inclui todas as etapas, permitindo que o profissional e o paciente tenham uma pré-visualização do tratamento final, gerando mais previsibilidade. Após aprovado o planejamento, a empresa confecciona os braquetes em impressora 3D, com a prescrição individualizada de acordo com os objetivos finais estabelecidos na fase anterior, com a base de cada acessório personalizada conforme a curvatura dos dentes e a sequência de arco ideal. Além da impressão dos braquetes, é impresso também o guia para colagem indireta. O correto posicionamento dos acessórios é muito importante, pois qualquer erro pode refletir em desvio de posição dentária, prejudicando o acabamento ortodôntico¹¹.

Autores¹² revisaram a literatura sobre a técnica de colagem indireta em Ortodontia e concluíram que, quando auxiliada por tecnologias digitais, proporciona uma localização melhor, mais fácil e mais precisa do braquete. Portanto, as tecnologias modernas parecem ser uma solução favorável, facilitando o tratamento ortodôntico e oferecendo resultados promissores (Figura 23). Dentre os benefícios deste workflow digital, destaca-se a individualização do braquete de acordo com as necessidades biomecânicas e estéticas do paciente. Ou seja, não só permite ao ortodontista alcançar finalizações de tratamentos muito mais precisas, mas também, em um futuro próximo, personalizar também a cerâmica, com a tonalidade mais próxima do esmalte do paciente ou com uma translucidez adequada. Desta forma, o paciente ficará mais satisfeito com a estética não apenas no resultado, mas também durante todo o tratamento.

No lugar de braquetes analógicos cerâmicos industrializados e produzidos em grande escala utilizando prescrições generalizadas, abre-se espaço para os digitais estéticos com prescrição individualizada e base 100% adaptada à coroa dos dentes, contornando suas curvaturas e imperfeições – e que, depois de aprovados, serão impressos em impressora 3D (Figuras 24 e 25).

É importante observar que no tratamento do caso relatado não foram usados quaisquer elásticos intermaxilares para correção anteroposterior ou para intercuspidação. O caso foi finalizado com fios de NiTi, sem a necessidade de fios de aço, pois os objetivos finais já haviam sido alcançados com os fios NiTi 0.18” x 0.018”. Tais fatos se devem ao esmero do LightPlan, elaborado de maneira que a posição final dos dentes posteriores tenha como referência a orientação das cristas marginais, que são posicionadas por visualização tridimensional pertencentes ao mesmo plano. Nas imagens CBCT finais, observa-se o posicionamento das raízes dos segundos pré-molares superiores com acentuada curva para mesial. Esta condição foi levada em conta para a elaboração do LightPlan, devidamente orientado pelas imagens iniciais CBCT. Novamente, vale ressaltar que estas posições finais consideraram como objetivo o paralelismo final das cristas marginais.

Nenhuma dobra foi executada nos fios (até porque todos os arcos utilizados eram de NiTi) e nenhum braquete foi recolado em nova posição, o que rompe completamente paradigmas dos aparelhos Straight Wire com braquetes analógicos. Ao longo de todo o tratamento, não houve quebras de braquetes. Em parte, isso ocorre por diversos fatores, sendo o principal a adaptação perfeita das bases dos acessórios às superfícies das coroas dentais, pois todos são customizados de acordo com os objetivos finais traçados e com a particular anatomia de cada coroa dental. Isso faz com que o filme de compósito seja mínimo, aumentando consideravelmente a resistência à tração e cisalhamento (Shear Bond Strength), conforme outros trabalhos nossos têm demonstrado. Outro fator que contribui para a não quebra de braquetes é a presença dos bites turbos desde o início do tratamento, além do excelente nível de colaboração por parte da paciente.

Conclusão

A tecnologia por si só nunca resolve problemas, isso só ocorre com o desenvolvimento de ferramentas digitais de alta tecnologia criadas de maneira bem intencionada. Profissionais da Odontologia devem estar vigilantes ao imaginar como novos tipos de mídia, dados, processamento e comunicação podem ser usados para aprimorar a experiência dos pacientes que buscam tratamento odontológico, seja qual for a especialidade.

A Odontologia compreende décadas de experiência com tecnologia, tanto na área da formação e educação de profissionais quanto no que diz respeito ao tratamento de pacientes. Esta experiência é consistente o suficiente para mostrar que, a menos que seja adotada uma abordagem abrangente, a principal injustiça da desigualdade não mudará. Cabe a nós enxergarmos as tecnologias como ferramentas capazes de alavancar grandes mudanças, se forem utilizadas com sabedoria nos lugares certos e nos caminhos certos.

Agradecimentos

Ao Prof. Dr. J. Martin Palomo, diretor do programa de pós-graduação em Ortodontia da Universidade Case Western; aos Drs. Paulo César Silva e Larissa Marcondes, alunos do programa de mestrado do programa de pós-graduação em Ciência e Tecnologia Aplicadas à Odontologia do ICT-Unesp

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Autores

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Coordenador:

Celestino Nóbrega
Program leader do Programa Internacional de Ortodontia da Universidade de Nova York (EUA); Professor associado clínico na Case Western Reserve University (Cleveland/OH, EUA); Coordenador dos cursos de especialização em Ortodontia da Facsete, São José dos Campos/SP.
Orcid: 0000-0002-4961-1326.

Autora convidada:

Betina Grehs Porto
Especialista em Ortodontia pelo programa de pós-graduação em Ortodontia – Universidade Case Western (Cleveland, EUA).