Pr Carlo MANGANO conférence Digital Dentistry Society

L’impression 3D en implantologie et la chirurgie osseuse régénératrice : applications cliniques – 3D printing in implantology and regenerative bone surgert : clinical applications

Pr Carlo MANGANO
Salle Conférences – Espace Agora
vendredi 06 octobre - 15h10~15h30

La présentation décrit un nouveau protocole de production de supports d’hydroxyapatite (HA) ou de titane à l’aide de conception assistée par ordinateur/fabrication assistée par ordinateur (CAO-FAO) et de procédures d’impression en 3D pour augmenter les volumes osseux ou réparer les défaillances osseuses et réduire la chirurgie en cas d’atrophie sévère. Un volume osseux insuffisant pour pouvoir poser des implants dentaires est un problème fréquemment rencontré chez les patients partiellement édentés. L’augmentation d’un volume osseux insuffisant est indiquée, avant ou en parallèle à la pose d’un implant pour obtenir un résultat durable et esthétique. Les stratégies utilisées pour traiter les défaillances osseuses comprennent différentes techniques et matériaux développés pour augmenter le volume osseux, mais chacune de ces options présente un risque de complications ou un risque de perte du greffon. Le traitement de référence est la greffe osseuse autogène. Ces greffes de tissus ont cependant une disponibilité limitée et doivent être effectuées selon une procédure particulière qui comporte des risques tels qu’une infection, une hémorragie, des douleurs, un gonflement et des lésions des nerfs et des vaisseaux sanguins. Plusieurs matériaux de substitution osseuse sont disponibles pour une augmentation crestale tels que des matériaux allogéniques ou xénogéniques mais les risques de transmission de maladies doivent être pris en compte. Les propriétés idéales des substituts osseux sont les suivantes: ils doivent être biocompatibles, présenter d’excellentes propriétés ostéo-constructives, une solidité appropriée, et ils doivent pouvoir adopter facilement une forme adaptée et pouvoir finalement remplacer totalement l’os dans un délai court. Les céramiques de phosphate de calcium à base d’hydroxyapatite (HA) poreuse pourraient remplir tous les critères indiqués. Il a été envisagé d’utiliser des matériaux à base de phosphate de calcium dans le traitement des défaillances osseuses depuis plus de 30 ans, en orthopédie, dans le domaine dentaire et en chirurgie maxillo-faciale. En implantologie dentaire, la priorité doit être donnée à ces interventions qui semblent simples, sont moins invasives, présentent moins de risques de complications, et permettent d’atteindre les objectifs dans un délai minimum. Au cours des dernières années, l’application des technologies numériques en dentisterie a augmenté, avec l’introduction de la tomodensitométrie (TDM), et des progrès énormes ont été réalisés dans le développement des techniques de conception assistée par ordinateur/fabrication assistée par ordinateur (CAO-FAO). Plus récemment, des tentatives ont été effectuées afin de fabriquer des supports sur mesure, permettant de personnaliser les greffes osseuses pour des applications spécifiques ou même pour des patients individuels à l’aide des méthodes assistées par ordinateur. Des concepts identiques sont appliqués pour produire des implants dentaires ou maxillo-faciaux par DLMF (ou fabrication additive). La DLMF est une procédure rapide de formation de métal dans laquelle un faisceau laser de puissance élevée est dirigé sur un lit de poudre métallique et programmé pour fusionner les particules selon les indications d’un fichier de CAO, produisant ainsi une fine couche de métal. L’adjonction de couches successives façonne une forme 3D souhaitée et nécessite peu d’étapes après le processus. Avec la DLMF, Il est maintenant possible de fabriquer des implants dentaires, maxillo-faciaux et orthopédiques directement à partir de modèles de CAO. Les méthodes de fabrication par laser permettent de fabriquer des implants dentaires fonctionnels en titane; de plus elles fournissent une structure dont la surface est poreuse ce qui améliore la capacité de croissance osseuse.

The presentation describes a new protocol for the manufacturing of custom-made hydroxyapatite (HA) or titanium scaffolds using computer-aided-design/ computer-aided-manufacturing (CAD-CAM) and 3D printing procedures to augment or repair bone defects and minimize surgery when severe atrophy is present. The lack of sufficient bone volume to place dental implants is a common problem in partially edentulous patients.  Augmentation of an insufficient bone volume is indicated, before or in conjunction with implant placement, to abtain long-term functioning and an esthetic outcome. Strategies used to overcome bone defects include various techniques and materials developed to increase bone volume, but each of these options poses a risk of complications, or potential for dimensional graft loss. Autogenous bone block grafting is the accepted standard of care. These tissue transplants, however, have limited availability and must be obtained in an accompanying procedure, which involves risks such as infection, bleeding, pain, swelling, and damage to nerves and blood vessels. A variety of bone substitute materials, such as allogenic, or xenogenic  materials, are available for ridge augmentation,but risk of desease transmission need to be considered. The ideal of bone substitutes are as follows: they should have biocompatibility, excellent osteoconductive properties and appropriate strength, and they should be able to form a suitable shape easily and to ultimately replace the bone completely within a short period. Calcium phosphate ceramics based on porous hydroxyapatite (HA) might meet all the mentioned criteria. Calcium phosphate-based materials have been considered for use as bone graft substitutes in the treatment of bone defect for over 30 years, in orthopedic, dental, and maxillofacial surgery. In modern implant dentistry, priority should be given to those interventions that look simple, are less invasive, involve less risk of complications, and reach their goal within the shortest timeframe. In the last years, the application of digital technology in dentistry is becoming widespread, with the introduction of computed tomography (CT), and considerable progress has been made in the development of computer-aided-design/ computer-aided-manufacturing (CAD-CAM) techniques. More recently, attempts have been made to fabricate custom-made scaffolds, allowing bone grafts to be tailored for specific applications or even for individual patients, using computer-assisted methods. The same concepts are applied to produce dental or maxilla-facial implants by Direct Laser Metal Forming (DLMF). DLMF is a timesaving metal forming procedure in which an high power laser beam is directed on a metal powder bed and programmed to fuse particles according to a CAD file, thus generating a thin metal layer. Apposition of subsequent layers gives shape to a desired 3D form with the need of minimal post-processing requirements. With DLMF, it is now possible to fabricate dental, maxillo-facial and orthopedic implants directly from CAD models. Laser forming methods allow the fabrication of functionally graded titanium dental implants; moreover, a porous surface structure for improved bone ingrowth capability is provided.

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