ES2914385T3 - Procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas para el tratamiento de maloclusión - Google Patents

Abstract

Procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas, especialmente para el tratamiento de maloclusiones Clase III que comprende las siguientes etapas: · la producción de unas respectivas impresiones (1', 2') de la frente y el mentón del paciente, para registrar su estructura anatómica utilizando materiales de impresión generalmente utilizados en odontología para impresiones intrabucales; · la producción de unas respectivas imágenes digitales en 3D de la frente y el mentón del paciente por medio de un escaneo en 3D de dichas impresiones de frente y mentón (1', 2'); · la impresión en 3D de unas almohadillas de frente y mentón personalizadas (1, 2); · la detección de la línea de perfil lateral (3') del paciente a partir de dicha imagen de la cara del paciente; · la impresión en 3D de un vástago de línea media modelado con dicha línea de perfil; · el ensamblaje de dichas almohadillas de frente y mentón y de dicho vástago de línea media conformando una máscara facial que ofrece un armazón facial que asegura la retención a unas bandas elásticas destinadas a ser conectadas a un aparato intrabucal, en el que, en la almohadilla de frente (1) se inserta un sensor de temperatura al tiempo que un sensor de presión queda incrustado dentro de la almohadilla mentoniana (2).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas para el tratamiento de maloclusión

La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de máscaras faciales, en particular de máscaras faciales personalizadas para el avance del maxilar superior o protracción maxilar, también conocidas como arneses de tracción inversa, destinadas a ser utilizadas en el tratamiento de una maloclusión, en concreto de la maloclusión en niños de la Clase III.

La maloclusión es una alineación defectuosa o relación incorrecta entre los dientes de las dos arcadas dentales cuando se aproximan entre sí al cerrase los maxilares superior e inferior. Dependiendo de las relaciones sagitales de los dientes y los maxilares, las maloclusiones pueden dividirse en tres tipos principales de acuerdo con el sistema de clasificación definido por Edward Angle, considerado como el padre de la ortodoncia moderna.

La maloclusión Clase III o mesioclusión (prognatismo, mordida cruzada anterior, submordida) se produce cuando la cúspide mesiobucal del primer molar maxilar cae por detrás del surco mesiobucal del primer molar mandibular.

La maloclusión Clase III ha sido considerada durante mucho tiempo un desorden maxilofacial complicado, que implica un perfil cóncavo que deriva de la retrusión del maxilar superior, del prognatismo de la mandíbula o de una combinación de ambos [1]. Al nivel dental, la relación esquelética se refleja en la prominencia de la arcada inferior con respecto a la arcada superior, en la mayoría de los casos severos también con la inversión de la mordida anterior [1].

El predominio de las maloclusiones Clase III se considera que afecta a entre un 5% y un 15% de la población, dependiendo de la región y el grupo étnico [3]. La relación esquelética Clase III entre las mandíbulas superior e inferior también típicamente se presenta en deformidades craneofaciales congénitas, por ejemplo, labio y paladar hendidos, síndrome de down, arcondroplasia.

El tratamiento precoz de las maloclusiones Clase III, cuando las suturas circum-maxilares están todavía inmaduras [4­ 6], generalmente antes de la edad de los 10 años [2], se ha considerado que potencia la contribución del efecto ortopédico respecto de la gestión global de la maloclusión, mejorando la oclusión dental y la estética facial, y reduciendo la exigencia de una previsible cirugía ortognática [1, 4].

Se han utilizado diversos aparatos en el tratamiento precoz de las maloclusiones Clase III [2]. Sin embargo, la máscara facial de protracción maxilar es el aparato preferente cuando se requiere la corrección de una retrusión maxilar, el componente coadyuvante más habitual de una maloclusión Clase III [7]. Las pruebas de calidad contrastadas suministradas por varias publicaciones sistemáticas recientes en la literatura y en el metanálisis, han confirmado que la terapia precoz de máscaras faciales es eficaz en la mejora de la relación maxilo-mandibular de las maloclusiones Clase III, mediante la mejora del crecimiento hacia delante de la mandíbula y la limitación del crecimiento mandibular [1, 2, 4, 7 -10 ].

En general, las máscaras faciales actualmente disponibles consisten en una estructura metálica cuadrangular o de un simple vástago de línea media de acero inoxidable, al cual están conectadas una almohadilla de la frente y una almohadilla del mentón.

La máscara facial “Petit”, que muestra el vástago de línea media, es preferente respecto del tipo con el armazón (más cara “Delaire”), en cuanto este último puede perturbar el sueño, es problemático respecto de niños que llevan gafas [11], y no permite la apertura de la boca. Unas almohadillas frontales y mentonianas de las máscaras faciales están fabricadas a partir de una resina acrílica dura revestida con una espuma blanda de células cerradas sobre el lado de contacto con la piel. Las almohadillas solo se encuentran disponibles en formas estandarizadas y en dos tamaños. Para aplicar una fuerza hacia delante sobre el maxilar superior, unos elásticos pesados, que transmiten una fuerza de hasta 500 gramos por cada lado [12], están fijados a partir del sistema de anclaje intrabucal, la mayoría de las veces acompañado por un aparato de expansión maxilar rápida, a una barra transversal que se extiende por delante de la boca (Figura 1).

Es evidente que la eficacia de la terapia de las máscaras faciales depende en gran medida de la conformidad del paciente con el tiempo de uso recomendado, que oscila aproximadamente entre 14 y 24 horas al día [13]. Sin embargo, las máscaras faciales estandarizadas actualmente comercializadas pueden resultar antiestéticas e incómodas [13]. En un estado que evalúa la aceptabilidad y el atractivo de los aparatos ortodóncicos intra y extrabucales, la máscara facial fue valorada como el dispositivo menos aceptable [14]. Además de la estética, los niños muy a menudo se quejan del gran volumen e inestabilidad de la máscara facial, lo que determina que se produzca una muy escasa cooperación de forma que resulta comprometido el éxito del tratamiento.

La escasa aceptación por el paciente del aparato no es el único problema afrontado durante el tratamiento de la máscara facial. A menudo se ha observado la aparición de irritaciones epidérmicas en la frente y la barbilla, debidas a la presión desigual producida por las almohadillas de anclaje estándar [15]. Además, un soporte del mentón de ajuste estándar corre el riesgo de provocar una recesión gingival de los incisivos inferiores, si son desplazados accidentalmente durante el uso. Las limitaciones en cuanto al ajuste y la comodidad de las máscaras faciales estándar comercializadas resulta particularmente evidente cuando tienen que ser adaptadas a niños muy pequeños o a niños afectados por enfermedades craneofaciales.

Con anterioridad, se han propuesto diferentes procedimientos para proporcionar unas almohadillas de máscaras faciales personalizadas frontales y mentonianas [15 - 17]. Sin embargo, estas implican la incorporación de un yeso [16], o una impresión con alginato [17] de la cara del paciente, lo que puede resultar una experiencia desagradable para el niño.

El documento WO 2016/012970 A1 divulga un procedimiento de fabricación de máscaras faciales que no están especialmente personalizadas, pero que incluyen uno o más sensores para detectar y / o medir la fuerza ejercida por las porciones de tracción.

En relación con ello, el objetivo de la presente invención es el de diseñar un procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas para el tratamiento de maloclusiones Clase III que pueda superar los inconvenientes mostrados en la técnica anterior.

Este objetivo se consigue mediante el procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas para el tratamiento de una maloclusión según se define en la reivindicación adjunta 1. Detalles adicionales de la presente invención se contienen en la reivindicación dependiente que se acompaña.

El procedimiento de acuerdo con la invención se basa en la adquisición de imágenes digitales en 3D de la frente y el mentón del paciente. En particular, las impresiones de la frente y del mentón se obtienen utilizando materiales normalmente utilizados en odontología para registrar las impresiones intrabucales. A continuación, se obtiene un escaneo en 3D de las impresiones de la frente y el mentón.

Se entiende que, como alternativa, una cámara digital en 3D, o un escáner facial pueden ser utilizados con las mismas finalidades. Sin embargo, dicho procedimiento implica equipamientos muy costosos y complejos, los que se encuentran siempre disponibles, en general, y especialmente en el utillaje ortodóncico.

En particular, los dentistas no suelen incorporar equipos tales como escáneres en 3D, cámaras de vídeo o de imágenes múltiples y software de reconstrucción digital, de escaneo por puntos o en línea a partir de formación de imágenes por láser, fotografía de patrón láser, estereofotografía, para manipular la preparación de las máscaras faciales personalizadas. Todo lo que se requiere de un dentista es registrar las impresiones únicamente de las áreas de la frente y del mentón que interesen, utilizando un material ya existente en la clínica dental y con cuyo manejo se encuentra ya familiarizado el propio dentista.

Un escaneo facial es generalmente utilizado para escanear toda la superficie facial, para recoger los datos de las máscaras de impresión que cubren la totalidad de la cara del paciente y que sellan el área facial, por ejemplo, para el tratamiento de la apnea del sueño, como se muestra de manera ejemplar en el documento US 2018/28,772 A1, y ciertamente no solo para la frente y el mentón. Por tanto, debe destacarse que el registro de una impresión del rostro resultaría una experiencia bastante desagradable para un niño.

Las imágenes en 3D obtenidas a partir de las impresiones correspondientes pueden entonces ser utilizadas para la impresión en 3D de las correspondientes almohadillas de la frente y del mentón. En conexión con ello, las almohadillas personalizadas pueden ser adaptadas para recibir unos sensores de la temperatura y la presión apropiados.

Dichos sensores pueden estar unidos a una aplicación para tabletas y teléfonos inteligentes que pueden incluir un video juego diseñado para potenciar la conformidad del paciente con el uso de la máscara facial, en línea con los nuevos conceptos de “ludificación” (véanse las Figuras 5, 6A a 6). En efecto se ha demostrado mediante estudios previos sobre máscaras faciales estándar equipadas con sensores de temperatura dentro de la almohadilla de la frente, así como en otros aparatos desmontables sensorizados, que la conciencia de ser monitorizados no facilita la adhesión del paciente a las recomendaciones del doctor durante el tiempo de uso [18, 19].

A la inversa, el sistema de la “ludificación” persigue potenciar la cooperación de los niños promoviendo la sana competencia entre los usuarios de las máscaras faciales, los cuales estarán intercomunicados en una comunidad virtual de carácter mundial. Los caracteres gráficos y las estrategias del videojuego pueden estar diseñados para satisfacer las preferencias y necesidades educativas de los pacientes jóvenes (Figuras 5, 6A a 6C).

El procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas para el tratamiento de maloclusiones de la presente invención se divulgan en las líneas que siguen con referencia a una de sus formas de realización preferentes, tomada con propósito ejemplificativo y no limitativo en conexión con los dibujos adjuntos, en los que:

• La Figura 1A muestra una vista frontal de una máscara facial de acuerdo con la presente invención;

• La Figura 1B muestra una vista lateral de la máscara facial de la Figura 1A;

• La Figura 2 muestra una impresión de la frente de un paciente, que puede ser escaneada para obtener una imagen digital en 3D utilizable por medio de una impresora en 3D para imprimir una almohadilla de la frente; • La Figura 3 muestra una impresión del mentón de un paciente, que puede ser escaneada para obtener una imagen digital en 3D utilizable por medio de una impresora en 3D para imprimir una almohadilla del mentón;

• La Figura 4 muestra una vista lateral de un paciente, en la que la línea de perfil de la cara es detenida, y una vista de un modelo en 3D de un vástago de línea media es detectada a partir de dicha detección;

• La Figura 5 muestra una vista en perspectiva de una máscara facial de acuerdo con la invención, y de una tableta conectada a unos sensores de máscara facial; y

• Las Figuras 6A, 6B y 6C ilustran diferentes capturas de pantalla de una aplicación de teléfono inteligente conectada a los sensores de máscara facial.

El procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas, en particular para el tratamiento de maloclusiones Clase III, comprende una etapa de adquisición de imágenes en 3D de la frente y el mentón del paciente, para modelizar adecuadamente las almohadillas de la frente y del mentón de la máscara facial. La máscara facial puede entonces ser conectada a un aparato intrabucal por medio de las bandas elásticas.

En conexión con ello, el procedimiento de fabricación de máscaras personalizadas 10, comprende la etapa de ensamblar dichas almohadillas de frente y mentón 1, 2 para formar una máscara facial que compone un armazón facial que proporciona una retención a unas bandas elásticas destinadas a quedar conectadas a un aparato intrabucal.

En particular, la máscara facial 10 comprende unas almohadillas de la frente y el mentón personalizadas, montadas sobre un vástago de línea media personalizado. El vástago de línea media proporciona la retención a las bandas elásticas. Como se indicó anteriormente, la imagen en 3D se adquiere mediante el escaneo de las impresiones de frente y mentón 1' y 2' de las estructuras anatómicas de interés (Figuras 2, 3), registradas con materiales generalmente utilizados en odontología para impresiones intrabucales.

A continuación, sobre las imágenes digitales de la frente y el mentón, las correspondientes almohadillas pueden ser diseñadas de manera personalizada utilizando un software apropiado para el modelado digital en 3D. Finalmente, los modelos digitales en 3D de las almohadillas pueden ser obtenidos mediante una impresora en 3D.

Las almohadillas de la frente y el mentón personalizadas son ensambladas entre sí con un vástago de línea media personalizado formando la máscara facial 10.

En conexión con ello, de acuerdo con el presente procedimiento, una imagen lateral del paciente es capturada para detectar la línea de perfil 3' del paciente (Figura 4), y el vástago de línea media 3 es conformado de acuerdo con dicha línea de perfil.

Por tanto, el vástago de línea media resulta personalizado en longitud, curvatura y posición de las retenciones para las bandas elásticas para su modelado con un software sobre una fotografía digital de la cara del paciente.

El vástago de línea media muestra unas retenciones para las bandas elásticas al nivel de la boca del paciente, que proporcionan la retención a las bandas elásticas que deben ser conectadas a un aparato intrabucal. Las bandas elásticas aplican una tracción hacia delante sobre el aparato intrabucal al tiempo que transmiten, por medio del vástago de línea media, una fuerza compresora sobre las almohadillas de la frente y el mentón, que actúan como soportes. El deslizamiento de la almohadilla del mentón a lo largo del vástago de línea media permite que el paciente abra y cierre el maxilar inferior llevando la máscara facial 10.

La aplicación de tecnologías de modelado en 3D y de impresión en 3D representan un avance en el diseño de la máscara facial de protracción maxilar y, en consecuencia, potencian la aceptación del paciente del aparato y el resultado del tratamiento.

En primer lugar, la personalización de las almohadillas del mentón y la frente se prevé que se traduzca en un ajuste satisfactorio, en una mayor estabilidad y una distribución equilibrada de la presión sobre el mentón y la frente, limitando así las probabilidades de la irritación de la piel y del riesgo de recesiones gingivales.

Además de la morfología individualizada, también la pertinencia del material de las almohadillas puede contribuir a la comodidad global de la máscara facial. Un material apropiado para la finalidad indicada es un denominado fotopolímero biocompatible, transparente de impresión en 3D. Un buen candidato para este polímero es el producto MED610, de Stratasys Ltd. El polímero es adecuado para un contacto prolongado con la piel y cuenta con cinco conformidades médicas, a saber, de la citoxicidad, la genotoxicidad, la hipersensibilidad retardada, la irritación y del Plástico de la Farmacopea de los Estados Unidos (USP) de clase VI.

Así mismo, se han desarrollado siliconas imprimibles en 3D para la fabricación de prótesis faciales y pueden ser apropiadas también para producir mascaras faciales personalizadas.

Otros polímeros biocompatibles imprimibles en 3D posiblemente aplicables a la producción de los componentes de máscara facial personalizados son la Poliamida 10, la Poliamida 11 y la Poliamida 12.

Además, pueden ser probados como revestimientos de la superficie interna de las almohadillas del mentón y de la frente, diferentes tipos textiles antialérgicos, con la finalidad de impedir irritaciones de incluso los tipos de pieles más sensibles.

En la fabricación del vástago de línea media de máscara facial 3, se utiliza la Poliamida 12 por medio de un proceso de impresión en 3D. La Poliamida 12 hace que el vástago sea más ligero y menos evidente, en comparación con el vástago de acero inoxidable de 1,905 mm utilizado en las máscaras faciales actualmente comercializadas. Así mismo, el mecanismo deslizante del soporte del mentón debe ser almohadillado con el fin de facilitar los movimientos de apertura y cierre de la mandíbula.

En el procedimiento de impresión en 3D, pueden incorporarse unos respectivos sensores electrónicos que midan la presión y la temperatura dentro de las almohadillas del mentón y la frente para verificar la conformidad del paciente, así como para crear una base de datos de los tiempos de uso del aparato de utilidad con fines de investigación. Los sensores estarán también conectados de manera inalámbrica a una aplicación para tabletas (Fig. 5) y teléfonos inteligentes 5 (Fig. 6A a 6C), los cuales incluirán un videojuego diseñado para potenciar la conformidad del paciente con el uso de la máscara facial.

Cuanto más tiempo el niño lleve la máscara facial 10, más conseguirá avanzar en el juego, como se ilustra mediante las Figuras 6A a 6C. La introducción de una estrategia de ludificación en la gestión del tratamiento de las máscaras faciales es realmente innovador y deseado, como han demostrado estudios previos sobre la inserción de los sensores de temperatura dentro de la almohadilla de la frente de las máscaras faciales estandarizadas, en tanto en cuanto la conciencia de ser controlados no se traduce en la completa adhesión del paciente a las recomendaciones del doctor relativas al tiempo de uso.

El impulso “agonístico” se espera que represente una motivación adicional en el paciente, lo que favorecería el éxito del tratamiento.

Es también innovadora la idea de insertar un sensor de presión en la almohadilla del mentón de la máscara facial, por cuanto hasta ahora los sensores de temperatura solo han sido utilizados con propósitos de supervisión.

Mediante el procedimiento descrito anteriormente, es posible conseguir máscaras faciales personalizadas las cuales, además de las ventajas anteriormente destacadas muestran una apreciable diferencia de peso con respecto a las máscaras faciales actualmente conocidas.

En el procedimiento anteriormente descrito de fabricación de máscaras faciales personalizadas para el tratamiento de la maloclusión, un experto en la materia, con el propósito de satisfacer necesidades adicionales y contingentes, podría introducir diversas modificaciones y variantes adicionales, no obstante comprendidas todas dentro del alcance protector de la presente invención según queda definido por las reivindicaciones adjuntas.

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Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. - Procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas, especialmente para el tratamiento de maloclusiones Clase III que comprende las siguientes etapas:

• la producción de unas respectivas impresiones (1', 2') de la frente y el mentón del paciente, para registrar su estructura anatómica utilizando materiales de impresión generalmente utilizados en odontología para impresiones intrabucales;

• la producción de unas respectivas imágenes digitales en 3D de la frente y el mentón del paciente por medio de un escaneo en 3D de dichas impresiones de frente y mentón (1', 2');

• la impresión en 3D de unas almohadillas de frente y mentón personalizadas (1,2);

• la detección de la línea de perfil lateral (3') del paciente a partir de dicha imagen de la cara del paciente;

• la impresión en 3D de un vástago de línea media modelado con dicha línea de perfil;

• el ensamblaje de dichas almohadillas de frente y mentón y de dicho vástago de línea media conformando una máscara facial que ofrece un armazón facial que asegura la retención a unas bandas elásticas destinadas a ser conectadas a un aparato intrabucal,

en el que, en la almohadilla de frente (1) se inserta un sensor de temperatura al tiempo que un sensor de presión queda incrustado dentro de la almohadilla mentoniana (2).

2. - Procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas almohadillas de frente y mentón (1, 2) son impresas en 3D utilizando un fotopolímero biocompatible, transparente e imprimible en 3D.

3. - Procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que en dichas almohadillas de frente y mentón (1, 2) son impresas en 3D utilizando siliconas imprimibles en 3D.

4. - Procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas almohadillas de frente y mentón (1,2) son impresas en 3D utilizando Poliamida 10, Poliamida 11, Poliamida 12 imprimibles en 3D.

5. - Procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicho vástago de línea media (3) es impreso en 3D utilizando Poliamida 12.

6. - Procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la almohadilla mentoniana (2) incluye un mecanismo de deslizamiento almohadillado, con el fin de facilitar los movimientos de apertura y cierre de la mandíbula.

7. - Procedimiento de fabricación de máscaras faciales personalizadas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos sensores están conectados a una aplicación para tabletas y teléfonos inteligentes que incluye un videojuego diseñado para potenciar la conformidad de los pacientes con el uso de la máscara facial.