Guides stéréolithographiques : précision, analyse de la littérature, indication, optimisation et méthodologie

Introduction

Le traitement implanto-prothétique est soumis au plan de traitement prothétique, finalité de la restauration bucco-dentaire envisagée. Si les principes fondamentaux de l'implantologie moderne sont bien connus, il reste que la pérennité de ces traitements est liée à la parfaite adéquation entre le positionnement des implants et la prothèse implanto-portée réalisée.

Depuis environ une vingtaine d'années, les guides issus d'une planification informatique se sont développés, améliorant la précision chirurgicale lors de la pose d'implants. Le but de cet article est d'étudier la précision de ces guides numériques par une analyse de la littérature scientifique récente et de fournir une méthodologie permettant d'optimiser leur conception.

Types de guides stéréolithographiques

Les industriels sont parvenus à mettre au point trois catégories de guides : les guides à appui osseux, les guides à appui dentaire et les guides à appui muqueux. Pour chacun d'eux, le praticien a la possibilité de réaliser l'intervention chirurgicale jusqu'à la pose de l'implant ou, simplement, les forages initiaux. On parle de guides full ou safe, selon les marques, et de guides pilotes.

Leurs indications varient selon le type d'édentement. Ainsi, lors d'un édentement complet, le guide à appui osseux ou muqueux est indiqué et, lors d'un édentement partiel, c'est le guide à appui dentaire qui s'impose.

Principes de réalisation

La fabrication des guides numériques est permise par la planification implantaire à l'aide de logiciels d'imagerie avec les fichiers DICoM (Digital Imaging and Communications in Medicine) obtenus lors de l'acquisition par scanner (MSCT, Multislice Computed Tomography) ou cone beam (CBCT, Cone Beam Computed Tomography, tomographie volumique à faisceau conique). Les évolutions de l'imagerie médicale ont permis de pouvoir prévoir l'acte chirurgical avec de plus en plus de précision et de sécurité, le CBCT étant actuellement considéré comme aussi précis que le scanner (Poeschl et al., 2013). Parallèlement, les logiciels d'imagerie ont été améliorés, permettant de réaliser une simulation très précise. Ainsi, la chirurgie guidée qui en découle optimise le forage et le positionnement implantaire, favorisant la stabilité primaire dans les cas de mise en charge immédiate.

Dès lors que le plan de traitement prothétique est posé, la planification implantaire est possible avec ces logiciels d'imagerie, le problème étant de superposer le montage directeur prothétique avec les fichiers DICoM issus de l'acquisition par CBCT ou MSCT.

Deux possibilités se présentent : soit le procédé de « double scan », soit la superposition du modèle avec et sans wax-up en obtenant des fichiers .stl à l'aide d'une caméra optique.

Le module de superposition du logiciel d'imagerie permet le « matching » des fichiers, puis la planification sera réalisée en fonction du projet prothétique envisagé, étape qui sera suivie de la commande du guide chirurgical.

Précision des guides chirurgicaux

Dans cet article, seul les guides fixes, ou « statiques », seront étudiés. En effet, les guides dits dynamiques ou de navigation chirurgicale, moins utilisés, semblent moins précis à l'heure actuelle (Jung et al., 2009).

Pour étudier la précision des guides chirurgicaux, plusieurs paramètres sont considérés : la déviation du point d'impact (a), la déviation apicale (b) et la déviation de l'angle d'insertion de l'implant (α) (^fig. 1).

De nombreuses études considèrent que la déviation moyenne du point d'impact est de 1,12 mm, la déviation apicale est de 1,39 mm et l'angle de déviation d'environ 3,89^o (d'Haese et al., 2012 ; Tahmaseb et al., 2014 ; Vercruyssen et al., 2014 ; Raico Gallardo et al., 2017). Pour toutes ces études, les guides utilisent des canons de forage métalliques inclus dans leur structure, le foret étant guidé par un manchon qui est inclus ou indépendant (^fig. 2 à ⁴).

Lee et al. ont étudié un guide stéréolithographique comportant des canons rigides non métalliques, en utilisant des forets modifiés permettant un engagement guidé (Lee et al., 2016) : la précision mesurée sur chaque paramètre de déviation était améliorée, avec une variation plus importante de la position en profondeur de l'implant liée à l'imprécision du marquage. Cependant, les études montrent que la déviation de l'angle d'insertion est moindre quand le canon de forage est métallique avec une hauteur d'au moins 5 mm (Koop et al., 2013). Dans leur étude, ces derniers auteurs considèrent que la hauteur du canon de forage réduit la déviation apicale et coronaire de l'implant. De même, ils précisent que la qualité de l'os et sa quantité jouent sur la possible déviation de l'implant, observant que les variations sont plus faibles à la mandibule qu'au maxillaire en s'appuyant sur l'étude de Vasak (Vasak et al., 2011). Ces canons de forage métalliques sont aussi une contrainte à l'insertion et limitent l'utilisation d'un guide dans les cas d'ouverture buccale réduite, certains systèmes proposant alors une insertion latérale.

Le type de guide impacte leur précision. Raico Gallardo et al. précisent que, pour chaque paramètre, le guide à appui muqueux est plus précis que l'appui osseux ; de même, l'appui dentaire est plus précis que l'appui osseux ; en revanche, il n'y a pas de différence significative entre l'appui dentaire et l'appui muqueux (Raico Gallardo et al., 2017). De plus, ces auteurs considèrent que l'épaisseur de la muqueuse influe sur la précision et ils indiquent que des vis de fixation du guide sont indispensables. De même, le nombre de dents sans mobilité interfère sur la précision du guide à appui dentaire, un minimum de deux dents sans mobilité étant indispensable. La précision des guides safe ou full est plus grande que celle des guides de forage seul. En effet, selon que l'on intervient au maxillaire ou à la mandibule, la qualité osseuse influe sur la pose de l'implant, ce qui est confirmé par une étude (Cristache et Gurbanescu, 2017).

Cristache et Gurbanescu ont travaillé sur un guide chirurgical similaire à celui de l'équipe de Lee (Lee et al., 2016) : les canons de forage sont inclus dans le même matériau, le design des forets et des guides étant conçu pour guider l'insertion (Cristache et Gurbanescu, 2017). Ils ont montré que les variations obtenues sont inférieures à celles trouvées lors des études précédentes. L'analyse de la précision a été réalisée à l'aide d'une empreinte optique post-chirurgie, les fichiers .stl obtenus étant alors superposés au fichier DICoM de la planification : les auteurs ont précisé une déviation du point d'impact de 0,79 mm en moyenne, une déviation apicale de 1,17 mm en moyenne et une déviation de l'angle d'insertion de 2,34^o en moyenne ; de même, la précision en profondeur est de 0,5 mm en moyenne, sachant que Lee et al. trouvaient une variation de 1,24 mm en moyenne (Lee et al., 2016).

La plupart des études s'accordent à dire que l'imprécision des guides est liée aux erreurs accumulées lors des étapes préprothétique et pré-implantaire. Van de Wiele et al. montrent que la chirurgie guidée à l'aide de guide à appui muqueux n'est pas influencée par l'expérience du chirurgien si les étapes de la procédure de réalisation du guide ont été effectuées par un praticien expérimenté (Van de Wiele et al., 2015). D'Haese et al. insistent sur le mauvais positionnement du guide réplique du projet prothétique lors de l'acquisition cone beam ou tomographique et de la nécessité d'une parfaite application de cette réplique sur la muqueuse (D'Haese et al., 2012). L'utilisation d'une clé de positionnement en silicone putty favorisant l'intime adaptation de la réplique sur la muqueuse (Vercruyssen et al., 2015 ou 2016), la présence de zones noires sur les images coronales du CBCT entre le guide réplique et la muqueuse correspond à une interposition d'air pouvant signifier une mauvaise application de la réplique (^fig. 5).

Il est inutile de préciser que, dans les cas d'édentement complet, le projet prothétique doit être issu d'une étude parfaite avec empreintes primaire et secondaire et transfert sur articulateur afin d'obtenir un projet en adéquation avec les règles de la prothèse adjointe complète. Un duplicata du montage sert alors de maquette idéale pour la méthode du double scan. Ce duplicata est pourvu d'au minimum 8 ou 9 microsphères de gutta percha, d'environ 1 mm de diamètre, réparties selon différents plans (Vercruyssen et al., 2014, 2015 ou 2016) (^fig. 6).

Dans les cas d'édentement partiel, il semble qu'une empreinte optique d'un modèle en plâtre dur issu d'une parfaite empreinte initiale soit le plus simple et le plus fiable. Un wax-up est ensuite réalisé sur ce même modèle, permettant une nouvelle empreinte optique. Les fichiers .stl obtenus pourront être superposés au fichier DICoM (Vandenberghe et al., 2010) (^fig. 7 et ⁸).

Les dernières sources d'imprécision sont observées lors de l'intervention proprement dite. La première est constatée lors de la mise en place du guide : plusieurs auteurs précisent que la mise en place du guide doit se faire en occlusion serrée, en particulier le guide à appui muqueux (D'Haese et al., 2012 ; Vercruyssen et al., 2015 ou 2016 ; Raico Gallardo et al., 2017). Il doit être fixé avec des vis de fixation ou clavettes au nombre de 3 ou 4 (^fig. 9). De plus, l'anesthésie locale est source d'un léger épaississement muqueux. Pour les guides multiples, lors de la pose des implants, il semble intéressant d'utiliser des piliers de stabilisation. Ces derniers sont vissés sur certains implants posés, stratégiquement choisis en fonction de leur répartition, afin de stabiliser parfaitement le guide (^fig. 10).

Indications des différents guides

L'utilisation d'un guide chirurgical numérique apporte une nette amélioration de la précision par rapport à l'usage de guides artisanaux ou de l'absence de guide chirurgical (Vercruyssen, 2014). Cependant, des indications précises se distinguent selon le type d'édentement. En effet, lors d'édentements complets cicatrisés, l'utilisation du guide à appui muqueux est totalement justifiée, permettant aussi de prévoir une mise en charge immédiate (De Bruyn, 2014 ; Vercruyssen et al., 2015) qui, si elle est bien menée, apporte un meilleur confort au patient sans interférer sur la précision.

Le guide à appui dentaire est indiqué pour les édentements partiels. Deux études précisent que la bonne planification dans les cas d'édentement antérieur favorise l'amélioration du « score du rose » (PES, Pink Esthetic Score), et ce en raison d'une meilleure précision du positionnement 3D de l'implant avec l'utilisation d'un guide à appui dentaire (Tallarico et al., 2016 ; Fürhauser et al., 2015).

Que le guide soit à appui muqueux ou dentaire, lors de l'examen clinique initial, la qualité du biotype gingival, avec une quantité suffisante de muqueuse attachée, est aussi une condition évidente de la possibilité de réaliser une intervention sans lambeau.

Les guides à appui osseux restent indiqués lorsque des aménagements de volume osseux sont à envisager.

Les industriels mettent à la disposition des praticiens des guides de forage seuls, généralement des guides de premier forage par souci économique (la différence de coût entre le guide safe ou full et le guide de forage reste à justifier, car la fabrication d'un guide stéréolithographique est la même qu'il soit complet ou non). Après plusieurs utilisations, il semble que ce type de guide soit moins indiqué au maxillaire qu'à la mandibule, car la qualité osseuse – os de type III selon la classification de Lekholm (Lekholm et Zarb, 1985) – demande une grande dextérité pour poursuivre des forages dans le même axe et lors de la pose des implants sans guide, une déviation par rapport à la planification étant à craindre. Cependant, dans le cas d'un édentement mandibulaire, ce type de guide pourra trouver son indication, le premier forage dans un os de type I ou II induisant un guidage naturel plus facile à suivre.

Conclusion

Si une certaine imprécision des guides numériques persiste, il est indéniable que cette technique permet une optimisation du positionnement des implants en vue de parfaire la réalisation prothétique. La réduction du nombre d'étapes de la préparation à la conception du guide est la clé de l'amélioration de la précision de la chirurgie guidée. La première phase peut être effectuée par une acquisition optique intra-orale permettant la réalisation d'un modèle en plâtre parfait (Reich et al., 2014), mais l'évolution ultime sera de pouvoir réaliser toutes ces étapes virtuellement : modèle virtuel, maquette prothétique virtuelle puis conception du guide en fonction de la planification informatique (Jacobs et Quirynen, 2014 ; Vercruyssen et al., 2015 ou 2016).

Optimisation de la méthodologie de la conception du guide stéréolithographique jusqu'à l'intervention chirurgicale, voire la mise en charge immédiate

Édentement complet

La procédure est la suivante (^fig. 11 à ²⁰).

Étapes de préparation

Les premières étapes consistent à faire l'étude prothétique, avec empreintes primaire et secondaire puis montage en articulateur, afin de permettre l'évaluation esthétique et fonctionnelle, pour envisager le choix prothétique. À ce stade, un duplicata du montage ou de la prothèse amovible complète est réalisé, en incorporant environ 8 ou 9 petites sphères de gutta-percha de 1 mm de diamètre, réparties sur différents plans.

Réalisation du CBCT

Le CBCT est réalisé avec le guide de référence, une clé d'occlusion en silicone putty permettant un très bon ajustage et un appui sur la muqueuse. Ensuite, un CBCT du guide seul est effectué.

Une image 3D du maxillaire ou de la mandibule est obtenue à l'aide du logiciel d'imagerie, puis l'image 3D issue des fichiers DICoM du guide seul est « matchée ». La planification des implants peut être réalisée, après avoir contrôlé l'absence de zone radio-claire montrant ainsi le parfait ajustage du duplicata sur la muqueuse.

Pour la planification de vis de fixation, il faut prévoir des vissages latéraux afin de pouvoir garder un contrôle de positionnement du guide en occlusion serrée, lors de sa mise en place. Trois ou 4 vis de fixation au minimum bien réparties sont indispensables.

Commande du guide stéréolithographique

La conception d'un guide à appui muqueux est fondée sur la référence de l'intrados du duplicata, qui reproduit le volume exact de la muqueuse. Cela explique l'importance de son adaptation et de son application lors de l'acquisition CBCT. Le guide est livré avec une fiche d'information sur les séquences de forage, selon les sites et les canons de forage correspondants.

Intervention

Le guide est mis en place en occlusion serrée, il est fixé à l'aide des vis d'ostéosynthèse ou clavettes Suivent la séquence de forage de tous les implants, la pose des implants selon un schéma de répartition en quinconce, avec utilisation de piliers de stabilisation vissés sur 2 ou 3 implants répartis stratégiquement sur l'arcade afin d'éviter toute possibilité de déplacement ou d'enfoncement du guide. Dès que tous les implants sont posés, si le torque d'insertion est bien respecté, soit de 25 à 40 Ncm, une mise en charge est envisageable. Après dépose du guide, des piliers transgingivaux sont positionnés et vissés, puis soit la prothèse provisoire est réalisée en amont par le laboratoire de prothèses, soit une empreinte au plâtre est faite à l'aide du duplicata, soigneusement évidé. Le rapport intermaxillaire est contrôlé, le duplicata, réplique parfaite du montage, pouvant servir de repère. Avec tous ces éléments, le laboratoire de prothèses réalise une prothèse transitoire transvissée renforcée ou non, qui est posée 24 à 48 heures plus tard. Un contrôle immédiat de l'occlusion est réalisé puis deux autres ont lieu au bout de 8 jours puis de 3 semaines.

Édentement partiel

Les étapes préprothétiques sont réalisées, avec wax-up, de même qu'étude esthétique et fonctionnelle. Les empreintes doivent être parfaites et les modèles coulés en plâtre dur. Une empreinte optique du modèle initial est enregistrée puis, sur ce même modèle, le wax-up est conçu puis scanné. Le laboratoire fournit alors des fichiers .stl. Cette étape peut être simplifiée en effectuant une empreinte optique directement en bouche, ce qui favorise la qualité de la précision. Parallèlement, le CBCT du patient est effectué et les données DICoM sont analysées à l'aide d'un logiciel d'imagerie. Les fichiers .stl et l'image 3D issue des fichiers DICoM sont superposés afin de planifier le positionnement idéal des implants selon le schéma prothétique envisagé. Le guide sera conçu à l'aide des fichiers de planification et du modèle initial : le fichier de référence pour la réalisation du guide est le fichier .stl du modèle, d'où l'importance de soigner les empreintes et la coulée des modèles. Selon que l'édentement est encastré ou non, des vis de fixation sont prévues.

Pour l'intervention, le guide est positionné, un contrôle visuel de son adaptation est aisé, puis il suffit de suivre les instructions de forage données par le fabricant. De même, si les conditions le permettent, une temporisation immédiate implanto-portée peut être envisagée, un pilier prothétique anatomique peut être prévu et réalisé par CFAO à partir du projet et de la planification effectuée. Une indexation visuelle présente sur le guide permet de contrôler le positionnement en rotation de l'implant.

Les protocoles pour l'édentement complet et l'édentement partiel sont schématisés sur les ^figures 21 et ²².

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