Le flux numérique en implantologie réalisé intégralement au fauteuil

Introduction

L'avènement des technologies numériques offre aujourd'hui de nouvelles possibilités de traitement tant dans le champ de la dentisterie générale que dans le domaine de l'implantologie en particulier (Joda et Buser, 2013).

On définit aujourd'hui trois possibilités de traitement implantaire. Très classiquement, la technique conventionnelle est réalisée au moyen de la prise d'empreinte à l'aide de matériaux plastiques permettant la réalisation de modèles en plâtre puis la fabrication de prothèses à partir de la technique de la cire perdue ainsi que l'utilisation de poudre de céramique. Dorénavant, on peut envisager une chaîne de travail entièrement numérique par l'enregistrement d'une empreinte numérique qui, traitée à l'aide d'un logiciel de conception et de fabrication assistées par ordinateur (CFAO), permet de modéliser des infrastructures ou des suprastructures qui sont ensuite usinées.

Les protocoles de fabrication sont ainsi moins artisanaux et plus économes en main-d'œuvre puisque la majeure partie de la chaîne de travail est réalisée à l'aide de logiciels et est prise en charge par des machines-outils (Schoenbaum, 2012).

Entre ces deux protocoles, il existe un intermédiaire à la fois numérique et conventionnelle qui correspond à la chaîne de fabrication la plus répandue aujourd'hui (Joda et Bragger, 2016a). En effet, dans cette voie c'est le technicien de laboratoire qui déclenche le flux numérique par la numérisation des modèle de travail à l'aide de « scanner de contact ou palpeur » pour aboutir à la réalisation d'infrastructures ou de prothèses usinées.

C'est la voie historique de l'introduction du numérique en implantologie qui a permis l'utilisation de matériaux de reconstruction jusqu'alors inaccessibles tels que la zircone ou le titane.

Le principe de la numérisation est le codage binaire de situations cliniques par un scanner qui peut être de contact (scanner de laboratoire) ou intra-oral, au cabinet.

Les fichiers générés par la triangulation des surfaces sont enregistrés au format .stl (standard tessalation language) et deviennent ainsi exploitables par des logiciels de CFAO.

Si l'exercice de l'implantologue ne se trouve pas modifié lorsque ce sont les laboratoires de prothèses qui génèrent les fichiers .stl en numérisant les modèles en plâtre provenant d'empreintes traditionnelles (Eliasson et Ortorp, 2012), il n'en est pas de même lorsque la prise d'empreinte est réalisée à partir d'un scanner intra-oral. Deux possibilités s'offrent alors au praticien (Christensen, 2009) :

– les fichiers peuvent être adressés par Internet au laboratoire. Ce dernier prend en charge le travail de reconstruction prothétique selon un flux intégralement numérisé ou bien il usine des modèles de travail sur lesquels il réalise traditionnellement les prothèses selon un flux de travail mixte ;

– les fichiers peuvent être traités par CFAO par le clinicien, la reconstruction est alors usinée au cabinet selon un flux numérique. On parlera alors de flux numérique intégral.

L'intérêt de cet article est d'analyser cette dernière voie de travail, encore peu connue, en illustrant cliniquement les possibilités de traitement au fauteuil qu'offre l'utilisation d'un scanner intra-oral. Ce projet peut concerner les prothèses d'usage, transitoires ou immédiates au profil d'émergence idéal, ou bien des dispositifs de chirurgie guidée intégralement conçus et fabriqués au fauteuil.

Planification implantaire et chirurgie guidée

Un patient âgé de 35 ans consulte pour le remplacement de ses deux premières prémolaires maxillaires (15 et 25) (^fig. 1). On note qu'un traitement d'élévation sinusienne par voie latérale a été réalisé en secteur 1, cependant le patient ressent depuis des douleurs dans cette zone.

L'examen cone beam qui est pratiqué révèle la présence d'une résection de la racine mésiale de 16 et un comblement sinusien mal conduit (^fig. 2).

Un traitement endodontique de 16 est prescrit ainsi que la mise en place de 2 implants en 15 et 25.

Toutes les étapes du traitement implantaire, de la planification à la fabrication des deux prothèses d'usage, seront réalisées numériquement au cabinet.

Une chirurgie guidée doit permettre la reproduction précise du positionnement 3D tel qu'il a été défini lors de la planification. Le plan de traitement prévoit de fabriquer deux prothèses monoblocs transvissées en disilicate de silicium, ou LS2 (IPS e.max® CAD, Ivoclar Vivadent).

La planification implantaire est réalisée en trois temps.

La première étape, qui consiste en la modélisation d'un projet prothétique virtuel, est conduite à l'aide du logiciel de CAO CEREC® (Sirona). Il s'agit dans un premier temps de convertir la situation clinique en fichier .stl par l'enregistrement d'une série d'empreintes prises par la caméra Omnicam (Sirona). Comme pour toute réalisation prothétique, il est nécessaire d'enregistrer l'empreinte :

– de l'édentement (^fig. 3) ;

– de l'arcade antagoniste (^fig. 4) ;

– l'intercuspidie (^fig. 5).

À partir de cette situation clinique, le logiciel va proposer une modélisation des prothèses d'usage. Cette proposition est finalisée par le clinicien qui, au moyen d'outils de modification de forme, pourra améliorer ou adapter le design de la prothèse afin qu'elle présente toutes les qualités requises d'une prothèse fonctionnelle. Cette modélisation fera office de projet prothétique virtuel (^fig. 6).

La deuxième étape consiste à corréler le projet virtuel enregistré au format .stl avec les images au format DICoM (digital imaging and communications in medicine) afin d'obtenir en 3D le projet prothétique superposé aux images radiographiques.

Cette fusion des fichiers permet d'établir un projet implantaire tenant compte de tous les paramètres tridimensionnels simultanément. Elle est dans ce cas réalisée après l'enregistrement et l'exportation des fichiers .stl vers Galaxys®, le logiciel du cone beam (Sirona). C'est une étape critique qui consiste à choisir trois points de référence qui vont clairement être identifiés sur chacun des fichiers, définissant ainsi deux surfaces triangulaires planes homologues qui permettront de superposer l'empreinte numérique et le cone beam (^fig. 7 et ⁸).

Une fois cette étape terminée, la planification implantaire est réalisée avec précision en tenant compte à la fois du projet prothétique, du volume osseux disponible et des éventuels obstacles (racines, concavité vestibulaire...) (^fig. 9).

La troisième étape, enfin, permet l'exportation des données de positionnement implantaire sous forme de fichiers .rst (.stl propriétaire) vers le logiciel CEREC® (Sirona) afin de conceptualiser deux guides chirurgicaux qui seront usinés au cabinet dentaire (^fig. 10 et ¹¹). Il est également possible de confectionner ces guides à l'aide d'une imprimante 3D.

La phase chirurgicale est ensuite mise en œuvre en stabilisant le guide chirurgical sur les dents adjacentes. Il s'agit ici d'un guide de premier forage. Seul le foret pilote est guidé, les forages successifs étant ensuite pratiqués à main levée dans le sillage du premier forage. Les implants sont insérés librement et les piliers de cicatrisation sont mis en place dans le même temps chirurgical. Le contrôle radiographique montre une précision satisfaisante (^fig. 12).

On notera néanmoins que l'élévation sinusienne aurait pu être évitée si l'attention s'était portée sur étude pré-implantaire adéquate.

Si, dans la majorité des situations cliniques, la mise en œuvre d'un traitement implantaire permet le respect du délai de réflexion du patient, dans certaines situations d'urgence, pour lesquelles un protocole d'extraction-implantation immédiate peut notamment être indiqué, la démarche décrite est particulièrement intéressante car elle peut être intégralement accomplie en quelques heures (Eliasson et Ortorp, 2012).

Outre sa simplicité et sa rapidité de mise en œuvre, cette procédure de planification pour édentement unitaire peut s'avérer précieuse dans des situations où le couloir osseux est réduit et pour lesquelles le positionnement 3D doit être minutieux et ne tolère aucune déviation sous peine d'effraction vestibulaire ou de lésion de la racine adjacente comme dans la région prémaxillaire lorsque la racine de la canine se trouve fortement inclinée en arrière et en dedans vers la deuxième prémolaire.

Enfin, sur le plan didactique, l'apprentissage de l'implantologie par la mise en place guidée de l'implant va permettre une consolidation des compétences chez l'implantologue en devenir.

Réalisation des prothèses d'usage

Le patient se présente pour la mise en œuvre de la phase prothétique 12 semaines après la mise en place des implants.

Le choix d'un flux numérique complet aboutit le plus généralement à la réalisation d'une prothèse monobloc transvissée sur pilier en titane. Le matériau de choix est le disilicate de silicium LS2 (IPS e.max® CAD, Ivoclar Vivadent).

La partie coronaire en céramique est modélisée et usinée dans un bloc de LS2 puis assemblé par collage à un TiBase (Sirona).

À la série des trois empreintes numériques classiques (de la situation implantaire, de l'arcade antagoniste et de l'intercuspidie), il faut adjoindre l'empreinte de l'environnement gingival (le lit gingival) permettant de visualiser les limites à ne pas dépasser lors de la confection de la prothèse pour éviter de contrarier l'attache gingivale en surdimensionnant la prothèse dans ses contours les plus profonds.

Pour les parties les plus occlusales, les outils de modélisation vont permettre d'augmenter, de réduire et de lisser les contours de la prothèse et les lignes de transition.

Il est également possible de corriger le diamètre et la force des points de contact occlusaux et proximaux ou d'optimiser les rapports d'occlusion.

Certains outils du logiciel, plus élaborés, permettent de copier l'émergence en miroir de la dent controlatérale ou d'une dent adjacente.

Pour enregistrer fidèlement le lit gingival, il est important de prendre l'empreinte numérique très rapidement après la désinsertion du pilier de cicatrisation (quelques secondes suffisent pour prendre l'empreinte optique) (^fig. 13 et ¹⁴). Elle sera donc prise avant l'empreinte de situation implantaire pour éviter l'affaissement de la gencive.

La capture de la position de chaque implant est réalisée par le scannage d'un scanbody, pièce qui présente sur sa partie supérieure une pyramide triangulaire qui sera reconnue par le logiciel de scannage optique (^fig. 15). Il est positionné sur la partie supérieure d'un pilier transvissé sur l'implant, le scanpost (^fig. 16), qui peut être considéré comme l'homologue du transfert d'empreinte. L'insertion du scanbody est facilitée par une glissière située sur le scanpost, ce qui permet d'en contrôler le bon positionnement. Il est possible d'utiliser, en guise de scanpost, le TiBase (comme présenté ici), pilier en titane définitif sur lequel sera collée la partie en céramique usinée.

Des essais in vitro ont montré que la précisons de l'empreinte optique dépendait non seulement de l'adaptation de la structure implant-scanpost/scanbody sur l'implant (Stimmelmayr et al., 2012) mais aussi des caractéristiques du système de scanner intra-oral utilisé (Persson et al., 2009). Un autre élément influant sur la précision de l'empreinte est le degré de compétence du praticien(van der Meer et al., 2012).

Toutes les empreintes peuvent être réalisées par l'enregistrement du quadrant dentaire se résumant aux deux dents contiguës à chaque édentement, contribuant à une simplification et à une rapidité des procédures de la prise d'empreinte numérique par rapport à la prise d'empreinte conventionnelle.

Après avoir paramétré des modèles virtuels par de simples paramétrages, le logiciel est prêt à faire une proposition de morphologie de la future prothèse. Cette proposition peut être modifiée grâce aux outils de conceptualisation (^fig. 17). La prothèse dont le design est validé peut être usinée dans un bloc de céramique LS2.

Les blocs de LS2 sont dans un état de cristallisation intermédiaire, plus tendre que la cristallisation finale, ce qui facilite l'usinage et respecte les instruments. La couleur bleue de ce matériau donne son nom à l'état intermédiaire de cristallisation dans lequel il se trouve : l'état bleu.

Une fois usinée, la structure finale très résistante du LS2, constituée de 70 % de grains de LS2 dans une structure amorphe, sera obtenue après cuisson. Le matériau LS2 définitif présente une résistance à la flexion de plus 350 MPa.

Le glaçage et le maquillage de la prothèse seront fixés aussi par la cuisson (^fig. 18).

La dernière étape consiste en l'assemblage de la céramique au TiBase par collage. Il s'effectue rigoureusement après silanisation et mordançage. Un dernier polissage de la partie coronaire est réalisé pour éliminer les éventuelles traces de glazure et les excès de colle potentiellement agressifs pour la gencive.

Les prothèses sont transvissées à 20 Ncm puis le puits de vissage est comblé par du Téflon et occlusalement par du composite.

L'absence de métal dans la partie occlusale de la couronne monobloc ne rend pas disgracieuse l'obturation (^fig. 19).

Réalisation des prothèses immédiates

Dans les situations d'extraction-implantation immédiate en secteur esthétique, le choix d'un traitement intégralement numérisé trouve sa meilleure justification.

En effet, la solution qui consiste à enregistrer une copie préalable de la dent condamnée pour la reproduire sous forme de prothèse immédiate est à ce jour la meilleure (^fig. 20). Cette copie va garantir un mimétisme à la fois de la morphologie dentaire et du profil d'émergence (Joda et al., 2016) (^fig. 21 et ²²).

Dans ce cas, les outils de conceptualisation permettent les corrections de la morphologie et, surtout, le réglage de la prothèse en sous-occlusion.

Discussion

L'analyse de littérature scientifique révèle que la prise d'empreinte numérique est aussi fiable que la prise d'empreinte traditionnelle même dans des situations de reconstruction prothétique d'arcade dentaire complète (Seelbach et al., 2013 ; Ender et Mehl, 2015). Ces résultats ne peuvent pas être extrapolés aux traitements implantaires. En effet, bien que l'enregistrement d'empreinte numérique pour la restauration implantaire fixe d'arcade complète semble possible, il n'existe pas de preuve scientifique suffisante pour valider cette hypothèse.

À ce jour, les recherches sur l'empreinte numérique se sont portées essentiellement sur des restaurations implantaires unitaires et de petite étendue (Chochlidakis et al., 2016).

Le plus souvent, ces prothèses sont réalisées selon un flux de travail totalement numérique selon le procédé décrit avec une externalisation des fichiers au laboratoire (Joda et Bragger, 2014).

Les résultats sont excellents en termes de précision qui s'exprime par des corrections et un temps d'adaptation des prothèses diminuées par rapport aux techniques traditionnelles (Joda et al., 2016b).

Par ailleurs, il semble que les patients accoutumés au monde du numérique apprécient d'être soignés par de nouvelles technologies. De plus, ils trouvent l'empreinte numérique plus agréable que l'empreinte conventionnelle car ils ne ressentent plus de sensation d'étouffement (Joda et Bragger, 2015), et ceci d'autant plus que le protocole autorise la réduction du secteur à enregistrer aux dents adjacentes à l'édentement.

L'enregistrement des empreintes numériques est visualisé directement à l'écran, permettant ainsi de dépister immédiatement les parties de l'empreinte qui manquent de précision. Le cas échéant, cette zone est éliminée pour laisser place à un nouvel enregistrement correctif.

Les résultats des études ont montré que l'empreinte traditionnelle nécessitait un niveau de compétence plus élevé de l'opérateur pour obtenir une empreinte correcte de même qualité que l'empreinte numérique (Lee et Gallucci, 2013).

En outre, de nombreuses études mettent en exergue les marges de productivité que génère le flux numérique tant au niveau des techniciens que des cliniciens. En effet, il permet des réductions de charges sur l'ensemble de la chaîne de production pouvant aller jusqu'à 18 %, grâce aux diminutions du coût de la main-d'œuvre et des fournitures (Joda et Bragger, 2016b).

Même s'il existe encore peu de publications sur la conduite du traitement implantaire réalisé intégralement au fauteuil grâce au flux numérique, les résultats disponibles sur la réalisation de couronnes unitaires implantaires monobloc en LS2 sont très prometteurs (Joda et al., 2015a, 2015b).

Certaines interrogations demeurent, notamment sur la stabilité dans le temps du collage entre le pilier et la couronne monobloc en LS2, ainsi que sur les effets de ce collage sur la zone péri-implantaire.

Il n'existe pas encore d'étude au long cours pour répondre à ces interrogations mais les études à court terme sont prometteuses tant sur le plan des complications biologique que techniques. Bien que le niveau de preuve soit faible, les résultats sur la stabilité osseuse sont aussi encourageants (Joda et al., 2017a).

Cette procédure doit être considérée comme une possibilité thérapeutique (Joda et al., 2017b).

Conclusion

À travers les exemples étudiés, on perçoit les possibilités qu'offre une intégration des scanners intra-oraux dans les cabinets dentaires en implantologie.

L'empreinte numérique permettra d'améliorer le niveau de compétence du clinicien avec de simples manipulations informatiques réalisées directement au fauteuil.

L'optimisation de la précision chirurgicale implantaire, par la confection de guides chirurgicaux ainsi que par la réalisation de prothèses provisoires ou immédiates aux profils d'émergence idéaux, conduit à une procédure thérapeutique parfaitement validée.

Toutefois, malgré l'absence de preuves scientifiques sur le traitement implantaire d'édentements unitaires par l'utilisation de couronnes monoblocs transvissées en LS2, cette stratégie semble pouvoir être considérée comme une possibilité de traitement implantaire.

Enfin, une des raisons de l'essor du numérique est qu'il s'inscrit dans une amélioration de la productivité sans renoncement à l'exigence d'une excellente qualité de soins.

Bibliographie

• Chochlidakis KM, Papaspyridakos P, Geminiani A, Chen CJ, Feng IJ, Ercoli C. Digital versus conventional impressions for fixed prosthodontics: a systematic review and meta-analysis. J Prosthet Dent 2016;116:184-190.
• Christensen GJ. Impressions are changing: deciding on conventional, digital or digital plus in-office milling. J Am Dent Assoc 2009;140:1301-1304.
• Eliasson A, Ortorp A. The accuracy of an implant impression technique using digitally coded healing abutments. Clin Implant Dent Relat Res 2012;14 (suppl. 1):e30-e38.
• Ender A, Mehl A. In-vitro evaluation of the accuracy of conventional and digital methods of obtaining full-arch dental impressions. Quintessence Int 2015;46:9-17.
• Joda T, Bragger U. Complete digital workflow for the production of implant-supported single-unit monolithic crowns. Clin Oral Implants Res 2014;25:1304-1306.
• Joda T, Bragger U. Time-efficiency analysis comparing digital and conventional workflows for implant crowns: a prospective clinical crossover trial. Int J Oral Maxillofac Implants 2015:30:1047-1053.
• Joda T, Bragger U. Time-efficiency analysis of the treatment with monolithic implant crowns in a digital workflow: a randomized controlled trial. Clin Oral Implants Res 2016a;27:1401-1406.
• Joda T, Bragger U. Patient-centered outcomes comparing digital and conventional implant impression procedures: a randomized crossover trial. Clin Oral Implants Res 2016b;27:e187-e189.
• Joda T, Buser D. Digital implant dentistry. A workflow in five steps. CAD/CAM 2013;4:16-20.
• Joda T, Burki A, Bethge S, Bragger U, Zysset P. Stiffness, strength, and failure modes of implant-supported monolithic lithium disilicate crowns: influence of titanium and zirconia abutments. Int J Oral Maxillofac Implants 2015a:30:1272-1279.
• Joda T, Huber S, Burki A, Zysset P, Bragger U. Influence of abutment design on stiffness, strength, and failure of implant-supported monolithic resin nano ceramic (RNC) crowns. Clin Implant Dent Relat Res 2015b:17:1200-1207.
• Joda T, Ferrari M, Braegger U. A digital approach for one step formation of the supra-implant emergence profile with an individualized CAD/CAM healing abutment. J Prosthodont Res 2016a;60:220-223.
• Joda T, Katsoulis J, Brägger U. Clinical fitting and adjustment time for implant-supported crowns comparing digital and conventional workflows. Clin Implant Dent Relat Res 2016b;18:946-954.
• Joda T, Ferrari M, Bragger U. Monolithic implant-supported lithium disilicate (LS2) crowns in a complete digital workflow: a prospective clinical trial with a 2-year follow-up. Clin Implant Dent Relat Res 2017a;19:505-511.
• Joda T, Ferrari M, Gallucci GO, Wittenben JG, Bragger U. Digital technology in fixed implant prosthodontics. Periodontol 2000 2017b;73:178-192.
• Lee SJ, Gallucci GO. Digital vs. conventional implant impressions: efficiency outcomes. Clin Oral Implants Res 2013; 24:111-115.
• Persson AS, Oden A, Andersson M, Sandborgh-Englund G. Digitization of simulated clinical dental impressions: virtual three-dimensional analysis of exactness. Dent Mater 2009;25:929-936.
• Schoenbaum TR. Dentistry in the digital age: an update. Dent Today 2012;31:108-103.
• Seelbach P, Brueckel C, Wostmann B. Accuracy of digital and conventional impression techniques and workflow. Clin Oral Investig 2013;17:1759-1764.
• Stimmelmayr M, Guth JF, Erdelt K, Edelhoff D, Beuer F. Digital evaluation of the reproducibility of implant scanbody fit. An in vitro study. Clin Oral Investig 2012;16:851-856.
• van der Meer WJ, Andriessen FS, Wismeijer D, Ren Y. Application of intra-oral dental scanners in the digital workflow of implantology. PLoS One 2012;7:e43312.