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Aplicaciones de la impresión 3d en odontología

Aplicaciones de la impresión 3d en odontología

Autora principal: Edith Hernández Ovies

Vol. XVII; nº 14; 582

3D printing applications in dentistry

Fecha de recepción: 19/06/2022

Fecha de aceptación: 20/07/2022

Incluido en Revista Electrónica de PortalesMedicos.com Volumen XVII. Número 14 –Segunda quincena de Julio de 2022 – Página inicial: Vol. XVII; nº 14; 582

Autores:

Edith Hernández Ovies, Cirujano dentista, Candidato a Maestro en Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México.

Julio César Flores Preciado, Cirujano Dentista, Doctor en Ciencias área biomateriales y biotecnología. Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México.

Claudia Lisette Saavedra Martínez, Cirujano Dentista, Doctor en Ciencias área biomateriales y biotecnología. Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México.

José Carlos Pérez Saldamando, Cirujano dentista, Candidato a Maestro en Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México.

Mara Paulina García López, Cirujano dentista, Candidato a Maestro en Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México.

RESUMEN

La tecnología de impresión 3D o también llamada fabricación aditiva, tiene sus inicios desde 1983 y ha evolucionado hasta los diferentes sistemas de fabricación que existen en la actualidad, los cuales han tenido un auge importante en la odontología en la última década. Este trabajo presenta, a través de una revisión de la literatura, una visión general sobre la aplicación de la impresión 3D en las diferentes áreas de la odontología, los distintos métodos y sistemas que existen para ello e identifica las áreas de oportunidad para ampliar su aplicación. Se realizó una revisión de la literatura con información recolectada de PubMed, MedLine, Google académico, tomando 37 artículos que cumplieron con los criterios de selección. Se encontró que existen distintos métodos de fabricación asistida que pueden ser utilizados dentro de la odontología, siendo los materiales poliméricos los que ofrecen mayor versatilidad, seguidos de los metales y cerámicas. La bioimpresión por su parte permite la posibilidad de adicionar células y factores de crecimiento a las impresiones ofreciendo una importante alternativa para la regeneración tisular. La impresión 3D tiene un inmenso potencial para el mejoramiento de la educación, investigación y tratamientos odontológicos, pero es importante que se continúe trabajando en el desarrollo de nuevos biomateriales para impresión con mejores propiedades que permitan una mayor aplicación de la técnica.

PALABRAS CLAVE

impresión 3D, fabricación aditiva, bioimpresión, tomografía de haz cónico, odontología, ingeniería de tejidos, diseño asistido por computadora (CAD), fabricación asistida por computadora (CAM)

ABSTRACT

3D printing technology, also known as additive manufacturing, has its beginnings since 1983 and has evolved towards the different systems that exist today, which have had an important boom in dentistry over the last decade. The present work show through a literature review, an overview of 3D printing applications in different areas of dentistry, the different printing methods available and identification of areas of opportunity to expand its application. Literature review was made with information collected from PubMed, MedLine, Google scholar, taking 37 articles that met the selection criteria. The findings were that there are different additive manufacturing methods that can be used in dentistry, and polymeric materials are the most versatile, followed by metals and ceramics. Bioprinting allows the possibility to add cells and growth factors to the printings offering an important alternative for tissue regeneration. 3D printing has immense potential for the improvement of education, investigation and dental treatments, but it is important to continue working in the development of new biomaterial for 3D printing, with better properties that allow a greater application of the technique.

KEYWORDS

3D printing, additive manufacturing, cone beam tomography, dentistry, tissue engineering, computer aided design (CAD), computer aided manufacturing (CAM).

Los autores de este manuscrito declaran que:

Todos ellos han participado en su elaboración y no tienen conflicto de intereses.

La investigación se ha realizado siguiendo las Pautas éticas internacionales para la investigación relacionada con la salud con seres humanos elaboradas por el Consejo de Organizaciones Internacionales de las Ciencias Médicas (CIOMS) en colaboración con la Organización Mundial de la Salud (OMS).

El manuscrito es original y no contiene plagio.

El manuscrito no ha sido publicado en ningún medio y no está en proceso de revisión en otra revista.

Han obtenido los permisos necesarios para las imágenes y gráficos utilizados.

Han preservado las identidades de los pacientes.

INTRODUCCIÓN

La aplicación de la tecnología de impresión 3D ha sido adoptada en numerosas industrias desde hace décadas. La primera máquina para impresión 3D comercial, fue desarrollada por Charles Hull en 1983, basada en la técnica llamada estereolitografía. La impresión 3D consiste en un proceso de fabricación aditiva (AM – additive manufacture), donde el producto sólido es construido mediante la adición o “impresión” de capas de material, hasta completar la forma del objeto previamente diseñado en una computadora. Esta tecnología permite la producción individualizada y en pequeña escala mediante el mismo principio empleado desde hace años con los sistemas de construcción por sustracción, donde se usan bloques del material a partir del cual se esculpe el objeto mediante fresado. El método de impresión 3D sugiere la fabricación en menor tiempo que los métodos convencionales de fabricación y con una mayor eficiencia en el uso de los materiales al haber menos desperdicios, además de que existen varios métodos de impresión que hacen posible la reproducción de formas complejas, pero se requiere tener conocimiento de los sistemas de software necesarios para poder llevarse a cabo.1,2

Al observar que era posible la producción de objetos con precisión milimétrica es que se da el inicio de la presencia de la tecnología de impresión 3D en las ciencias médicas, teniendo su mayor aplicación en el área de la cirugía, debido principalmente a que los médicos cirujanos están familiarizados desde hace décadas con el manejo de los sistemas de diseño asistido por computadora y fabricación asistida por computadora (CAD/CAM – Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing) y la obtención de imágenes a partir de tomografía computarizada (CT (Computed Tomography) y de haz cónico (CBCT – Cone Beam Computed Tomography), que son herramientas indispensables para la impresión 3D.3

En la odontología, la tecnología CBCT, programas de escaneo y el sistema CAD/CAM son utilizados desde hace décadas, combinado generalmente con el método de fabricación por sustracción. La tecnología 3D por su parte, ha tenido un auge sorprendente en la última década. Aunque en el área clínica su mayor presencia es en las áreas de cirugía oral y maxilofacial, implantología y prostodoncia, también se aplica en un segundo término en el área de ortodoncia, endodoncia y periodoncia. La impresión 3D es un método con mucho potencial de aplicación en la odontología para el desarrollo de nuevos protocolos de tratamiento, técnicas novedosas, seguras y funcionales para la atención clínica.4

MATERIALES Y MÉTODOS.

La presente revisión bibliográfica se realizó a partir de la información y evidencias aportadas de artículos en el idioma español e inglés. Para la recolección de datos se emplearon las palabras claves de búsqueda en español: impresión 3D, fabricación aditiva, bioimpresión, tomografía de haz cónico, odontología, ingeniería de tejidos, diseño asistido por computadora (CAD), fabricación asistida por computadora (CAM) y sus respectivas traducciones al inglés: 3D printing, additive manufacturing, bioprinting, cone beam tomography, dentistry, tissue engineering, computer aided design (CAD), computer aided manufacturing (CAM). Los criterios de inclusión fueron los siguientes: métodos de impresión 3D, artículos dirigidos a la aplicación de la impresión 3D en diferentes áreas de la odontología, estudios comparativos de la técnica de impresión 3D contra otras técnicas de fabricación, artículos publicados en español o en inglés. Se utilizaron principalmente los motores de búsqueda MedLine, PubMed y Google académico. Se obtuvieron 60 resultados. Estos fueron analizados y, tras evaluar si cumplían con los criterios necesarios para este trabajo, fueron 37 artículos los utilizados finalmente.

RESULTADOS.

Proceso de impresión 3D mediante el sistema CAD/CAM

El proceso de diseño y fabricación asistida por computadora consta de tres pasos, primero la obtención digital de la información, la cual puede ser mediante escaneo digital, ya sea intraoral directamente de las estructuras deseadas, de una impresión o modelo de trabajo, y/o por tomografía computarizada. Como segundo paso, la conversión, transferencia y procesamiento de dicha información para el diseño asistido por computadora del objeto (CAD) y por último la construcción de este a partir del método de fabricación asistida por computadora (CAM), el cual puede ser mediante fabricación por sustracción o fabricación aditiva, conocida como impresión 3D.5

A diferencia del método de obtención de imágenes por escaneo, la CBCT es la fuente de información más precisa para la impresión 3D, ya que presenta una excelente resolución y precisión en mediciones desde varios planos, aporta imágenes tridimensionales y evita distorsiones geométricas y superposiciones, además que requiere menor exposición a la radiación que con la tomografía computarizada convencional, ya que es posible seleccionar una zona de exposición más específica, determinando diferentes medidas del campo de visión (FOV – field of visión), que va desde pequeñas zonas de 5 X 5cm y algunos equipos permiten capturar la totalidad del esqueleto maxilofacial. Hasta el momento, en odontología es una técnica utilizada en la evaluación no invasiva del sistema de conductos radiculares, permite valorar anatomía y dimensiones del hueso y estructuras vitales de morfología complicada. Es una herramienta útil para el diagnóstico, planificación y seguimiento de procedimientos quirúrgicos, endodónticos y ortodónticos, entre otros.6-10

Las imágenes tridimensionales que otorga la CBCT, permiten aislar estructuras específicas como un diente, por ejemplo, del resto de los tejidos y la información obtenida es digitalizada y trasformada a un formato de estereolitografía (STL) que permite transferir la información para su procesamiento en el sistema CAD a partir de una imagen sólida. Una vez desarrollado el diseño, este es seccionado digitalmente en capas, cuyo espesor depende de la nitidez de la impresión que se desea lograr. Mientras más finas sean, ayuda a evitar posibles errores volumétricos y obtener resultados más precisos además de superficies más tersas eliminando el efecto escalonado de la aposición por capas. Con algunos sistemas es posible la impresión de capas de menos de 20µm de espesor.11-13

La impresión capa por capa se produce iniciando en una plataforma hasta completar la edificación del producto y llevar a cabo su post-procesamiento, que consiste en la eliminación de material excedente, terminado y limpieza. Este proceso es básicamente el mismo para las diferentes técnicas de fabricación aditiva que existen, la principal desventaja es la limitación en la cantidad de materiales disponibles para ello. Los materiales que pueden utilizarse para la impresión 3D en el área biomédica, son principalmente polímeros, metales y cerámicas, aunque actualmente existen los nanomateriales, que proporcionan mayor homogeneidad a los productos impresos, además de que ayudan a mejorar las propiedades mecánicas y de resistencia.2,3

Sistemas de fabricación aditiva

El sistema de estereolitografía (SLA-stereolithography apparatus), fue el primero disponible comercialmente. Usa polímeros líquidos o material de resina cuyas capas son polimerizadas una a una mediante luz ultravioleta (UV), logrando una excelente unión y estructuras fuertes. En una plataforma se añade la primera capa del material como estructura base, se fotopolimeriza la parte de interés y la plataforma va bajando mientras se continúa edificando el objeto capa por capa, con un espesor que va de las 50-200µm, que regularmente resulta en una superficie ligeramente rugosa por lo que se requiere de un proceso de terminado y pulido, aunque con la micro-estereolitografía actualmente pueden alcanzarse espesores de 5×10µm. Su uso es amplio en cirugía y prótesis maxilofacial, para la fabricación de estructuras de alta resistencia para guías quirúrgicas, y obturadores. El sistema de procesamiento por luz digital (DLP-digital light processing), en conjunto con SLA, utiliza altas fuentes de energía LED permitiendo la exposición simultánea de varias zonas, lo que acelera el proceso de polimerización. 2,3,13,15

En la impresión a chorro multijet o polyjet (MJP multijet printing), también se emplea polimerización por luz UV. Se emplean fotopolímeros con diferente densidad, dureza, flexibilidad y porosidad, en capas de menos de 20µm de resolución además que permite reproducir geometrías complicadas y superficies lisas que no requieren mucho acabado. El proceso es rápido ya que pueden usarse varias cabezas de impresión y depositar diferentes materiales simultáneamente, o distintos colores de un mismo material, además es posible que, en cada capa se aplique el material fotopolimerizable en las zonas de interés y un material de soporte como cera o algún gel, en las zonas donde no se necesite, lo que hace el proceso de terminado y limpieza más sencillo y rápido. En odontología es aplicable a la manufactura de implantes cráneo-maxilofaciales, guías de corte y fresado, prótesis facial, modelos anatómicos y andamios para ingeniería de tejidos. Con este sistema también es posible confeccionar patrones para restauraciones con cera inyectada, mismos que posteriormente, son sometidos al proceso de revestido para el método convencional de la cera perdida utilizada en el laboratorio de prótesis o, por otro lado, puede ser escaneados digitalmente para su confección por el método de fresado.2,13,15

La sinterización selectiva por láser (SLS- selective laser sintering) trabaja con materiales prepoliméricos termoplásticos en polvo, como la poliamida (PA12), policarbonato (PC), polietileno de alta densidad, poliéter éter cetona (PEEK) y polimetilmetacrilato (PMMA).  El polvo es precalentado y derretido para la impresión y las capas de material se van depositando, mientras un láser controlado por computadora lleva a cabo el sinterizado de la parte deseada y una vez terminado el proceso de impresión, se somete a enfriamiento para la cristalización del material. El material sobrante no sinterizado funciona como soporte durante el proceso de impresión, éste puede ser removido y reciclado junto con material “virgen” y utilizarlo para una nueva impresión. Cuando se trabaja con metales, se emplea el método de fundido selectivo por láser (SLM-selective laser melting) o también llamado sinterización directa de metales por láser (DMLS-direct metal laser sintering). Estos sistemas pueden utilizarse en la fabricación de cofias para coronas y puentes, coronas metálicas y esqueletos de metal o resina para prótesis parciales.14-16

Por otro lado, el sistema de impresión por inyección aglutinante de color (CJP-colorjet printing) combina las técnicas MJP y SLS, pero en este caso se va incorporando el polvo con un líquido aglutinante que une las partículas mediante una reacción química, por lo que no se requiere de un proceso térmico y el material remanente es fácilmente descartable y reutilizable.15

Por último, el método de modelado por deposición fundida (FDM-fused deposition modelling) al igual que el SLS, es a base de materiales termoplásticos, pero en este caso el material derretido, pasa a través de una boquilla caliente para la impresión en capas. Son compatibles con polímeros termoplásticos como el PLA (ácido poliláctico), ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), PC (policarbonato), poliestireno de alto impacto, PEEK (poliéter éter cetona), polietileno de alto peso molecular entre otros. Son ideales para impresión de prototipos de bajo costo con características anatómicas accesibles, ya que poseen moderada resolución además de que requiere mayor tiempo de impresión y es complicado remover todo el material de soporte.2,3,15,16

Bioimpresión (bioprinting)

En la medicina regenerativa, el combinar células y otros componentes bioactivos con polímeros para impresión 3D permite crear cultivos para ingeniería de tejidos. La bioimpresión de este tipo de materiales genera tejidos artificiales, como el caso de la terapéutica con células madre, que pueden ser transplantadas para promoción de la regeneración tisular al ser impresas dentro de un complejo 3D. De tal manera que se pueden imprimir, principalmente mediante el método de impresión a chorro, polímeros cargados de células con propiedades de liberación controlada de algún agente bioactivo o bioactivador para tejidos duros y blandos, y andamios que proporcionen una conexión para la infiltración y proliferación celular. El PLA parece ser el polímero de elección para este tipo de impresiones, así como la PCL (policaprolactona), que es un material biodegradable ideal en aplicaciones biológicas, y son empleados mayormente por SLS o FDM.2,15,16

Aplicaciones en cirugía oral y maxilofacial

Es posible la impresión 3D de modelos anatómicos, a partir de la información imagenológica obtenida por CBCT, que son utilizados como auxiliares en el diagnóstico y planeación de protocolos de atención, simulación de procedimientos quirúrgicos y para entrenamiento de estudiantes y profesionales sobre nuevos procedimientos y técnicas. Además, pueden realizarse por fabricación aditiva, guías quirúrgicas personalizadas para cirugía de implantes y ortognática.17

En un estudio comparativo, se fabricaron por sinterizado de polvo de titanio, guías de corte y mini-placas de fijación para diferentes casos de cirugía ortognática, lo cual permitió reducción en el tiempo quirúrgico. El análisis estadístico demostró una excelente precisión en la adaptación de las estructuras impresas con la superficie ósea. También se ha introducido la impresión de guías quirúrgicas para autoimplantes, donde a partir de imágenes por CBCT, se reproduce la forma anatómica de la raíz del diente que va a ser autotransplantado, de modo que, el alveolo del sitio receptor, puede prepararse para obtener las dimensiones precisas para la inserción del autoimplante antes de realizar la extracción de éste, reduciendo el tiempo de exposición del diente extraído y posible daño a las fibras del ligamento periodontal, favoreciendo así el pronóstico de la integración, proporcionando resultados favorables a un año de seguimiento postoperatorio, donde se observa un periodonto sano, sin presencia de bolsas, movilidad, anquilosis o reabsorción radicular. 18,19

Por otra parte, han sido evaluados clínicamente con éxito, con un periodo de seguimiento de 3 años posterior a su colocación, implantes dentales realizados bajo impresión 3D a base de aleación de titanio, aluminio y vanadio, arrojando resultados favorables de integración. Además, aunque no existen muchos estudios a largo plazo que lo avalen, la impresión de implantes y andamios con materiales bioactivos para regeneración tisular, mismos que pueden ser con diferentes diseños, porosidades y texturas, incluso el implantar factores de crecimiento o células madre, podrían mejorar la vascularización, adhesión y proliferación celular. 20

Con el método de impresión 3D se lleva a cabo la producción de andamios, así como de injertos para reconstrucción de pequeños y grandes defectos óseos. La variedad de métodos para fabricación aditiva favorece el desarrollo de andamios con diseños variados y combinación de materiales cerámicos biocompatibles, como la HA (hidroxiapatita) y el TCP (fosfato tricálcico). La caracterización de la arquitectura del andamio resulta fundamental, ya que la cantidad y el tamaño de las porosidades están directamente relacionadas con su capacidad osteogénica, si bien, mientras más densidad presenta, tendrá mejores propiedades mecánicas, pero una mayor porosidad resulta en un ambiente favorecedor para el crecimiento celular.2,21,22

Aplicaciones en prostodoncia

Para la fabricación de restauraciones indirectas es posible hacer un escaneo intraoral de la cavidad bucal y obtener una reproducción digital de las estructuras deseadas, eliminando la toma de impresiones con materiales elastómeros y el complejo proceso de laboratorio que conlleva, pasando directamente al diseño digital e impresión 3D de la restauración. Así mismo, es posible combinar las técnicas convencionales con las digitales, como escanear la impresión realizada de manera convencional con un elastómero o el modelo de trabajo obtenido de dicha impresión y así obtener una imagen digital transferible al programa de diseño. Al momento, los modelos obtenidos por impresión 3D han mostrado una exactitud mejorada en comparación con los obtenidos a partir de impresiones convencionales.5,23

Hay investigaciones que demuestran que las técnicas de impresión 3D actuales permiten obtener restauraciones compactas y con un adecuado ajuste y sellado marginal a partir de polímeros para el caso de restauraciones temporales, así como metales, comparadas con la fabricación por sustracción o fresado. En un estudio comparativo de la resistencia al desgaste de restauraciones a base de impresión 3D de resina, comparada con la técnica de fresado o convencional estratificada demostró estar dentro de un rango comparable, por lo que la impresión parece ser una opción viable para la fabricación de restauraciones temporales. Aunque también se observó una diferencia en la exactitud de la adaptación según la extensión de la restauración, siendo mejor en aquellas de pocas unidades como coronas unitarias y prótesis fija de tres dientes. Así mismo, en otro estudio se comparó la adaptación de dentaduras fabricadas por sustracción y por impresión 3D, encontrando mejores resultados en las primeras, por lo que es necesario continuar con las investigaciones para el mejoramiento de la técnica, particularmente en la obtención de las imágenes digitales de las estructuras anatómicas.23-26

En otro estudio, en la búsqueda de nuevos métodos de fabricación y simplificación de procedimientos basados en técnicas digitales, como el escaneo digital y sistema CAD, se diseñó un prototipo de aditamento especial para provisionalización y cicatrización postimplante, los cuales fueron impresos utilizando un material polimérico y uno metálico. Durante la fabricación aditiva de los prototipos poliméricos se presentaron dificultades al no resistir el torque y se fracturaban, al igual que al momento de insertarlos en el implante, aunque los prototipos metálicos no presentaron estas dificultades, su adaptación al implante no fue lo suficientemente estable. Por otra parte, en un estudio donde se evaluó la resistencia a la fractura en muestras de cerámica fabricada por impresión 3D, se encontró que se generan estructuras porosas, por lo que hacen faltan más estudios de experimentación para lograr restauraciones permanentes que cumplan con la resistencia requerida.27,28,29

Aplicaciones en ortodoncia

En la actualidad mediante el diseño asistido por computadora, se pueden recrear los cambios que se lograrán durante y al final del tratamiento, al recrear modelos de la boca del paciente en la situación inicial y también construir un modelo con la situación final esperada, de tal forma que, el paciente puede visualizar de una manera más clara lo que se puede lograr con el tratamiento ortodóntico. Además, con el uso de la tecnología de impresión 3D, son reproducidos los modelos anatómicos para sobre ellos fabricar los retenedores ortodónticos. También es posible que, a partir de los modelos virtuales del paciente, se desarrolle el diseño digital de alineadores ortodónticos, los cuales, a su vez, pueden ser fabricados mediante impresión 3D. Utilizados para corregir casos con ligeras malposiciones dentales, estos aparatos tienen la ventaja de ser removibles y pueden ser utilizados mayormente durante la noche. En un estudio comparativo, se demostró que los alineadores fabricados por impresión 3D, presentan una mejor adaptación y mayor resistencia a las cargas oclusales que los termoplásticos convencionales. También es posible la fabricación aditiva de modelos de reproducción anatómica para planeación de cirugía ortognática e impresión de guías quirúrgicas para la colocación de miniimplantes.2,30,31

Aplicaciones en endodoncia  

Reportes de algunos casos publicados muestran la técnica de endodoncia guiada, que consiste en el diseño y fabricación de una guía que facilita el acceso directo al conducto radicular, particularmente para casos que presentan una anatomía interna compleja o conductos calcificados. Puede realizarse combinando el escaneado de la superficie externa de la corona del diente, con la imagen tridimensional del diente obtenida con CBCT, que proporciona imágenes de gran exactitud y que, además, ayuda a identificar conductos accesorios que con la radiografía convencional no son detectables. Como resultado, los accesos son menos invasivos y se conserva mayor tejido remanente sano, de tal forma que la restauración es más conservadora.11,32,33

Además, se pueden realizar guías quirúrgicas para procedimientos de apicectomía, controlando así el sitio preciso y la dimensión de la osteotomía, logrando un mejor posoperatorio y rápida cicatrización. En el campo de la endodoncia experimental regenerativa, se está haciendo investigación para el desarrollo de andamios, donde se introducen células madre, factores de crecimiento y algunos cementos, principalmente a base de calcio, en la búsqueda de lograr la regeneración del complejo dentino-pulpar, así como osteogénesis.2,12,34

Aplicaciones en periodoncia  

La fabricación aditiva es empleada para el desarrollo de guías quirúrgicas para procedimientos de gingivectomías. Sin embargo, la aplicación de la impresión 3D en el área periodontal está teniendo un crecimiento importante principalmente en el área de la investigación, en la búsqueda de procedimientos que permitan la regeneración tisular. Se están diseñando membranas con dimensiones precisas y mayor resistencia, así como andamios bifásicos donde, proporcionando los factores de crecimiento indicados, se busca inducir y guiar la regeneración de diferentes tejidos, controlando la invasión de unos tejidos sobre otros. Se desarrolló un andamio reabsorbible adicionado con factores de crecimiento y se demostró la posibilidad de regeneración ósea en grandes defectos, proporcionando una alternativa a la colocación de injertos. Si bien los polímeros son los materiales de mayor uso para la impresión aditiva, existen un sinnúmero de materiales que se están estudiando como hidrogeles, colágeno, hidroxiapatita entre otros materiales reabsorbibles para la fabricación de andamios que, en combinación con células troncales, puedan ayudar a la regeneración de varios tejidos al mismo tiempo.2,11,35-37

Enfoques en educación

Desde hace algunos años, se han confeccionado mediante impresión 3D, modelos de tipodontos plásticos con características anatómicas más reales aplicables a todas las áreas de la odontología. Actualmente, es posible fabricar dientes con diferentes niveles de dureza, simulando las características del esmalte y dentina sanos, así como la presencia de caries, además de modelos a partir de dientes naturales extraídos, con anatomías radiculares más reales y complejas, proporcionando al estudiante la oportunidad de desarrollar mejores habilidades. Así mismo es posible fabricar modelos anatómicos de maxilar y mandíbula donde se puedan reproducir tejidos duros y blandos, para ayudar en el entrenamiento de los estudiantes en procedimientos quirúrgicos o de anestesia.4

CONCLUSIONES.

En la actualidad, la tecnología de impresión 3D está presente en todos los ámbitos y en la odontología tiene un potencial enorme como se observa con el gran número de estudios experimentales en los que se incluye su aplicación. Existen numerosas ventajas y desventajas con respecto a los diferentes sistemas existentes para la impresión 3D, relacionadas con la precisión, propiedades mecánicas, rugosidad superficial, rapidez de producción, variedad de materiales y costos. La poca variedad de materiales disponibles parece ser una limitante, sin embargo, la posibilidad de combinar materiales poliméricos o cerámicos con células o factores de crecimiento y la impresión en microescala, representan una gran área de oportunidad para continuar realizando investigación y experimentación sobre el desarrollo de nuevos biocerámicos para impresión 3D, con capacidad regenerativa de los tejidos dentarios.

Es necesario continuar con la investigación para el desarrollo de materiales para fabricación aditiva, que permitan obtener restauraciones permanentes que cumplan con los requerimientos de ajuste, retención, estética y resistencia a las cargas masticatorias. Por otro lado, ya que el empleo de la CBCT proporciona la información más exacta para su uso en el diseño de las estructuras para impresión 3D, sería interesante que, en un futuro, al igual que en la actualidad se logra con la accesibilidad a los sistemas de escaneo intraoral y de fresado chair-side, sea posible realizar restauraciones permanentes, unitarias o múltiples, fijas o removibles, por el método de impresión 3D.

BIBLIOGRAFÍA

  1. Zharia C, Gabor A, Gavrilovici A, Stan AT, Idorasi L, Sinescu C, et al. Digital dentistry – 3D printing applications. Journal of Interdisciplinary Medicine [Internet]. 2017 [citado 8 de noviembre 2021];2(1):50-53. Disponible en: https://content.sciendo.com/view/journals/jim/2/1/article-p50.xml
  2. Oberoi G, Nitsch S, Edelmayer M, Janjic K, Müller AS, Agis H. 3D Printing- Encompassing the facets of dentistry. Bioeng. Biotechnol [Internet]. November 2018 [citado 8 de noviembre 2021];6(172):1-13. Disponible en: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2018.00172/full
  3. Ngo TD, Kashani A, Imbalzano G, Nguyen KTQ, Hui D. Additive manufacturing (3D printing): A review of material, methods, applications and challenges. Compos B Eng [Internet]. 2018 [citado 9 de noviembre 2021];143:172-196. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359836817342944?dgcid=raven_sd_recommender_email
  4. Vasamsetty P, Pss T, Kukkala D, Singamshetty M, Gajula S. 3D printing in dentistry – Exploring the new horizons. Mater Today Proc [Internet]. 2020 [citado 13 de noviembre 2021];838-41. Disponible en: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S2214785320301103?token=7C0E430BE84F5B800788AA547C05341BA0201BA4D3612AD7918F176344799D7A980B2C76C7A6B525A0F5B1D4F37E1CB7
  5. Vilcapoma H, Ganoza R, Bolaños A, Tapia A, Balarezo A. Uso de un poste y núcleo de fibra de vidrio compuesto fabricados con CAD/CAM para restaurar un diente tratado endodónticamente: reporte de caso. Estomatol Herediana [Internet]. 2019 [citado 10 de noviembre 2021];29(3):231-240. Disponible en: http://www.scielo.org.pe/pdf/reh/v29n3/a09v29n3.pdf
  6. Gómez M. Estudio anatómico de conductos radiculares de incisivos y caninos mandibulares por medio de tomografía computarizada de haz de cónico. UPV EHU [Internet]. 2018 [citado 10 de noviembre 2021]:1-43. Disponible en: https://addi.ehu.es/bitstream/handle/10810/30988/TFG_Gomez_Outomuro_Rev.pdf?sequence=4&isAllowed=y
  7. Khalil W, ExEldeen M, Van De Casteele E, Shaheen E, Sun Y, Shahbazian M, et al. Validation of cone beam computed tomography-based tooth printing using different three-dimensional printing technologies. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol [Internet]. Marzo 2016 [citado 13 de noviembre 2021];121(3):307-15. Disponible en: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S2212440315012912?token=51A60ABA97F78B38F30C1B32F254A9777BD65A6BD996213C242A395B345238713B97965CD080DFFA652F430376025FC1
  8. Barrón-Plata AL, Sánchez-Huerta EA. Identificación de variables en la morfología de conductos en primeros y segundos premolares mandibulares, mediante tomografía computarizada Cone Beam en población nayarita. Oral [Internet]. 2019 [citado 13 de noviembre 2021];20(63):1790-1713. Disponible en: https://www.medigraphic.com/pdfs/oral/ora-2019/ora1963a.pdf
  9. Lenguas AL, Ortega R, Samara G, López MA. Tomografía computarizada de haz cónico. Aplicaciones clínicas en odontología; comparación con otras técnicas. Cien Dent [Internet]. 2010 [citado 29 de noviembre 2021];7(2):147-159. Disponible en: http://ortoface.com/wp-content/uploads/2016/12/Tomografi%CC%81a-computerizada-de-haz-co%CC%81nico.-Aplicaciones-cli%CC%81nicas-en-odontologi%CC%81a-comparacio%CC%81n-con-otras-te%CC%81cnicas.pdf
  10. González GE. Tomografía Cone Beam 3D Atlas de aplicaciones en Odontología. Ed. México. Amolca. 2014
  11. Nayak A, Jain PK, Kankar PK, Jain N. Computer-aided design-based guided endodontic: A novel approach for root canal access cavity preparation. Proc Inst Mech Eng H. 2018;232(8):787-795.
  12. Anderson J, Wealleans J, Ray J. Endodontic applications of 3D printing. Int Endod J [Internet]. 2018 [citado 9 de noviembre 2021];51(9):1005-1018. Disponible en: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/iej.12917
  13. Gerke BA, Yamashita AL, Sigua-Rodríguez EA, Olate S, Iwaki LC, Iwaki FL. Análisis descriptivo y cualitativo de tres softwares gratuitos usados para la conversión del formato DICOM para STL. Int J Odontostomal [Internet]. 2019 [citado 29 de mayo 2021];13(1):103-111. Disponible en: https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-381X2019000100103
  14. Hemant S, Anju AJ. 3D printing in dentistry – Sculpting the way it is. Biomen J Sci Tech Res [Internet] .2018 [citado 8 de noviembre 2021];8(1):1-4. Disponible en: https://www.researchgate.net/profile/Anju_Jose/publication/326173534_3D_Printing_in_Dentistry-Sculpting_the_Way_It_Is/links/5b3c52c2a6fdcc8506eee4b5/3D-Printing-in-Dentistry-Sculpting-the-Way-It-Is.pdf
  15. Stansbury JW, Idacavage MJ. 3D printing with polymers: Challenges among expanding options and opportunities. Dent Mater [Internet]. 2015 [citado 19 de noviembre 2021];32(1):54-64. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0109564115004145.
  16. Lee VC. Medical applications for 3D printing: current and projected uses. PT [Internet]. 2014 [citado 8 de noviembre 2021];39(10):704-14. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4189697/
  17. Vargas G, Licéaga R. Estereolitografía y planeamiento por computadora en cirugía maxilofacial. Odontología Vital [Internet]. 2015 [citado 10 de diciembre 2021];2(23):9-16. Disponible en: https://scholar.google.es/scholar?hl=es&as_sdt=0%2C5&q=Estereolitograf%C3%ADa+y+planeamiento+por+computadora+en+cirug%C3%ADa+maxilofacial&btnG=
  18. Brunso J, Prol C, Franco M, De Carlos M, Martin JC, Santamaría JA. Guías y miniplacas personalizadas: un protocolo guiado para cirugía ortognática.Rev  Esp Cirug Oral y Maxilofac [Internet] 2027 [citado 3 de diciembre 2021]; 39(1): 7-14. Disponible en: https://scielo.isciii.es/pdf/maxi/v39n1/1130-0558-maxi-39-01-00007.pdf
  19. He W, Tian K, Xie X, Wang E, Cui N. Computer-aided autotransplantation of teeth with 3D printed surgical guides and arch bar: a preliminary experience. Peer J [Internet]. 2018 [citado 3 de enero 2022];6:e5939. Disponible en: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30498633/
  20. Tunchel S, Blay A, Kolerman R, Mijiritsky E, Shibli JA. 3D printing/Additive Manufacturing single titanium dental implants: A prospective multicenter study with 3 years of follow-up. Int J Dent [Internet]. 2016 [citado 4 de enero 2022];1-9. Disponible en: https://downloads.hindawi.com/journals/ijd/2016/8590971.pdf
  21. Kim JW, Yang BE, Hong SJ, Choi HG, Byeon SJ, Lim HK et al. Bone regeneration capability of 3D printed ceramic scaffolds. Int J Mol Sci [Internet]. 2020 [citado 2 de diciembre 2021];21(14):4837. Disponible en: https://www.mdpi.com/1422-0067/21/14/4837
  22. Boga JC, Miguel SP, de Melo-Diogo D, Mendoca AG, Louro RO, Correa IJ. In vitro characterization of 3D printed scaffolds aimed at bone tissue regeneration. Colloids Surf B Biointerfaces [Internet]. 2018 [citado 2 de diciembre 2021];165:207-218. Disponible en: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0927776518301139?token=157FC502AA53943172B6FA9913C8931B0F70F0BF49206CDB9444AEAAF0F3DE7202744783B105FE36818FF0F2E68C3AAC&originRegion=us-east-1&originCreation=20220112075338
  23. Resende CCD. et al. Accuracy of conventional and digital methods for obtaining dental impressions and 3D printed models. Res Sq [Internet]. 2020 [citado 14 de diciembre 2021]:1-15. Disponible en: https://assets.researchsquare.com/files/rs-66906/v1_stamped.pdf
  24. Park JM, Ahn JS, Cha HS, Lee JH. Wear resistance of 3D printing resin material opposing zirconia and metal antagonists. Material [Internet]. 2018 [citado 14 de diciembre 2021];11(6):1043. Disponible en: https://www.mdpi.com/1996-1944/11/6/1043
  25. Hang-Nga M, Kyu-Bok L, Du-Hyeong L. Fit of inerim crowns fabricated using photopolymer-jetting 3D printing. J Prosthet Dent [Internet]. 2017 [citado 14 de diciembre 2021];118(2):208-15. Disponible en: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0022391316306138?token=DCAF39DF23E8825FA23F8E079D1B00990AB971DCB5A902A092E487FB10060BF6578F343CDEC90A912574D2E28EDA5B32
  26. Moon W, Kim S, Lim BS, Park YS, Kim RJY, Chung SH. Dimensional accuracy evaluation of temporary dental restorations with different 3D printing systems. Materials [Internet]. 2021 [citado 14 de diciembre 2021];14(6):1487. Disponible en: https://www.mdpi.com/1996-1944/14/6/1487/htm
  27. Kalberer N, Mehl A, Schimell M, Müller F, Srinivasan M. CAD-CAM milled versus rapidly prototyped (3D-printed) complete dentures: An in vitro evaluation of trueness. J Prosthet Dent [Internet]. 2019 [citado 28 de diciembre 2021];121(4):637-643. Disponible en: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0022391318307133?token=13C1E7E182CB4A1F5077E763B464C1D7984EBE0E7CF91475CBAB22D17916657D8D9DF8014A7D4314037C9ACFD1331FC1&originRegion=us-east-1&originCreation=20220107062839
  28. Kalman L. 3D printing of a novel dental implant abutment. J Dent Res Dent Clin Dent Prospects [Internet]. 2018 [citado 16 de diciembre 2021];12(4):299-303. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6368941/
  29. Ucar Y, Aysan M, Ekren O. Layered manufacturing of dental ceramics: Fracture mechanics, microstructure, and elemental composition of lithography-sintered ceramic: Mechanical properties of additive manufactured ceramics. J Prosthodont [Internet]. 2018 [citado 15 de diciembre 2021];1-9. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/323121271_Layered_Manufacturing_of_Dental_Ceramics_Fracture_Mechanics_Microstructure_and_Elemental_Composition_of_Lithography-Sintered_Ceramic_Mechanical_Properties_of_Additive_Manufactured_Ceramics
  30. Jindal P, Juneja M, Siena FL, Bajaj D, Breedon P. Mechanical and geometric properties of thermoformed and 3D printed clear dental aligners. Am J Orthod Dentofacial Orthop [Internet]. 2019 [citado 12 de diciembre 2021];156(5):694-701. Disponible en: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0889540619306262?token=706AFF9A5D31FC2890678E30ECA4A5CBF17266A434020ABC1C95873835CB9F6DDE7C8966236E7C85A7E217E900EE663C&originRegion=us-east-1&originCreation=20220112095512
  31. Szuhanek C, Mihai AM, Sarbu A, Pricop M. 3D printed surgical guides used in orthodontics. Master Plast [Intenet]. 2019 [citado 12 de diciembre 2021];56(3):657-659. Disponible en: https://revmaterialeplastice.ro/pdf/38%20SZUHANEK%203%2019.pdf
  32. Su Y, Chen C, Lin C, Lee H, Chen K, Lin Y et al. Guided endodontics: accuracy of Access cavity preparation and discrimination of angular and linear deviation on canal accessing ability – an ex vivo study. BMC Oral Health [Internet]. 2021 [citado 18 de diciembre 2021];21(1):1-9. Disponible en: https://bmcoralhealth.biomedcentral.com/track/pdf/10.1186/s12903-021-01936-y.pdf
  33. Monardes CH, Abarca RJ, Chaparro GD, Pizarro GF. Hallazgos radiográficos de connotación endodóntica utilizando la tomogrqafía computarizada de haz cónico. Av. Odontoestomatol [Internet]. 2015 [citado 18 de diciembre 2021];31(2);59-65. Disponible en: https://scielo.isciii.es/pdf/odonto/v31n2/original1.pdf
  34. Ackerman S, Aguilera FC, Buie JM, Glickman GN, Umorin M, Wang Q etal. Accuracy of 3-dimensional-printed Endodontic Surgical Guide: A Human Cadaver Study. J Endod [Internet]. 2019 [citado 5 de diciembre 2021];45(5):615-618. Disponible en: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30930013/
  35. Rasperini G, Pilipchuk SP, Flanagan CL, Park CH, Pagni G, Hollister SJ, et al. 3D-printed Bioresorbable Scaffold for periodontal repair. Jdent Res [Internet]. 2015 [citado 4 de enero 2022];94(9 Suppl 2):153S-7S. Disponible en: https://journals.sagepub.com/doi/pdf/10.1177/0022034515588303
  36. Wang X, Jiang M, Zhou Z, Gou J, Hui D. 3D printing of polymer matrix composites: a review and prospective. Compos B Eng [Internet].2017 [citado 4 enero 2022];110:442-458. Disponible en: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S1359836816321230?token=5E42E0B4B748198EA477F92718D5D358F9646AB3319231FFE7BF089243540CA5A16076383BD1FECF650170F3190B7DB2&originRegion=us-east-1&originCreation=20220109003525
  37. Ghilan A, Chiriac A, Nita L, Rusu A, Neamtu I, Chiriac VM. Trends in 3D Printing Processes for Biomedical Field: Opportunities and Challenges. J Polym Envirom [Internet]. 2020 [citado 4 de enero 2021];28(5):1345-1367. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7224028/