IT201700014367A1 - Processo di sistema per la determinazione dei rapporti spaziali intermascellari neurocentrici e realizzazione di strutture protesiche in micro-tc. - Google Patents

Description

“PROCESSO DI SISTEMA PER LA DETERMINAZIONE DEI RAPPORTI SPAZIALI INTERMASCELLARI NEUROCENTRICI E REALIZZAZIONE DI STRUTTURE PROTESICHE IN MICRO-TC”

Descrizione

Settore della tecnica

La presente invenzione si riferisce al settore medico. Più in dettaglio la presente invenzione si riferisce ad un processo di fasi comprendente delle peculiari componenti che permettono di determinare e stabilire una posizione spaziale dei mascellari nelle riabilitazioni protesiche complesse e riprodurre esattamente tale posizione spaziale sul tavolato occlusale della struttura protesica impiegando un sistema di micro-TC. Il detto dispositivo si riferisce più specificatamente al settore medico della gnatologia ed in particolare ad un nuovo paradigma denominato Centricità Neuro Evocata e processo di fabbricazione in micro-TC (“Neuro Evoked Centricity &mTC” e siglato in “NEC &mTC”).

Stato dell’arte

I fondamenti della gnatologia comprendono i concetti di Relazione Centrica, la guida anteriore, la dimensione verticale occlusale, il rapporto delle determinanti dei movimenti mandibolari registrati utilizzando strumentazioni cinematiche per l’occlusione in protesi fissa, oltre ad una serie di passaggi tecnici per la realizzazione di un manufatto protesico fisso. Questi fondamenti sono stati riportati in “Principi di occlusione” di Pokorny DK, Blake FP, Anaheim, Denar Corp 1980, e nella “Storia di Gnatologia” da Stuart CE, Golden IB, Ventura, CE Stuart Instruments, 1984.

Tuttavia, i due elementi principali necessari per riabilitare protesicamente il sistema masticatorio con un’occlusione dentale fisiologicamente bilanciata sono: a) la determinazione della relazione spaziale intermascellare classicamente denominata “Relazione Centrica” (CR da Centric Relation); b) la riproducibilità del rapporto spaziale intermascellare sul tavolato occlusale del manufatto protesico.

a) Determinazione della relazione spaziale intermascellare

I primi gnatologi hanno studiato i tracciati eseguiti durante registrazioni dei movimenti mandibolari. Quando la mandibola si muove in avanti lungo il piano sagittale si genera un’escursione protrusiva o protrusione. Pertanto, la retrusione è il movimento verso la parte posteriore, ed è la relazione fisiologica più retrusa della mandibola rispetto alla mascella e da cui l’individuo può eseguire movimenti di lateralità. Questa posizione retrusa fu denominata “Relazione Centrica” in termini anglosassoni “CR”. [1]

Ulteriori indagini hanno portato gli gnatologi a credere che i movimenti mandibolari e di conseguenza quelli condilari siano regolati da 3 assi di rotazione. Il concetto di CR, perciò, si è evoluto come una caratterizzazione a 3 dimensioni descrivendo la CR come la più retrusa, la più in alta e mediale (RUM) posizione del condilo nella fossa glenoidea.

Il tema gnatologico centrale era quello di avere una Massima Intercuspidazione (MI da Maximum Intercuspation) dentale coincidente con CR [2]. Spesso questa situazione o obiettivo è stato storicamente considerato come Occlusione (dentaria) in Relazione Centrica (CRO). Il Glossario dei termini odontoiatrici ottava edizione (GPT-8), descrive la CRO come occlusione centrica che può o non può coincidere con MI.

La gnatologia ha avuto una continua evoluzione, diversi concetti occlusali e permutazioni sono stati teorizzati, che vanno dalla modifica dello schema gnatologico ad altri approcci terapeutici basati su diverse prospettive di riferimento. Beyron, [3] seguendo le sue osservazioni su aborigeni australiani, ha suggerito che una occlusione con contatti uniformi dovuta all’attrito dei denti nei movimenti occlusione laterali è un risultato naturalmente inevitabile. Ciò modificò il concetto di guida canina [4] sostituendola in una guida costituita da contatti simultanei del canino e dei denti posteriori nelle escursioni laterotrusive (di lavoro).

I denti posteriori mascellari sono occlusalmente modellati in articolatore dopo aver trasferito sia la posizione spaziale intermascellare (CR) che la guida incisale attraverso cere di registrazione che si inseriscono tra le arcate dentarie in bocca la paziente.

Nel continuo processo di implementazione filosofica della Gnatologia si sono articolati altri concetti occlusali tra cui la filosofia dell’occlusione miocentrica neuromuscolare che individua la posizione di riposo come una posizione di riferimento e contestualmente di partenza.

Nel 1969, Jankelson [5] ha introdotto l’uso della stimolazione transcutanea elettrica neurale (TENS), sotto forma di un’unità denominata Myomonitor (Myotronics-Noromed, Kent, Washington).

Dopo un periodo di tempo di stimolazione con Myomonitor, una volta che i muscoli si sono rilassati, un materiale di registrazione interocclusale (cere, resine ecc.) congelerebbe la posizione centrica denominata “occlusione miocentrica”. Jankelson definisce l’occlusione miocentrica come: quel punto terminale di occlusione raggiunta attraverso la contrazione isometrica muscolare dalla posizione di riposo lungo la traiettoria di chiusura mandibolare (tracciato miocentrico). Egli ha inoltre osservato che la posizione creata può o non può coincidere con la posizione di MI, ma in nessun caso va a coincidere con la RC ritenuta retrusa rispetto a questa.

Ash [6] hanno studiato le caratteristiche della “Miocentrica” riferita alla Relazione Centrica, alla Occlusione Centrica ed alla posizione di intercuspidazione e l’effetto della postura della testa sulla registrazione. In uno studio di 10 individui, gli autori hanno concluso che la “Miocentrica” non è riproducibile perché il punto di riferimento, in posizione di riposo mandibolare, varia a seconda della posizione della testa anteriore-posteriore, e la sua posizione di intercuspidazione pulsata (TENS) è anteriore alla Relazione Centrica Centrica ed alla Occlusione Centrica.

Anche Kantor [7] e Strohaver, [8] in studi indipendenti, hanno concluso che le registrazioni Myomonitor in realtà determinano un rapporto spaziale intermascellare in protrusiva.

La posizione di Massima Intercuspidazione (MI), indipendentemente dalla Relazione Centrica, come posizione spaziale di trattamento riabilitativo è stato spesso utilizzata per raggiungere oltre una ottimale funzione occlusale anche una fisiologica risposta neuromuscolare propriocettiva.

Peraltro nelle registrazioni centriche con Myomonitor chiamate Miocentriche la posizione spaziale mandibolare si presenta spostata in avanti e perciò protrusa destabilizzando tutti gli equilibri statici e dinamici del sistema neuromuscolare. Questa posizione spaziale protrusiva è causata dal fatto che il Myomonitor eroga una corrente di massimo di 60 volt e basso amperaggio che non è in grado di attraversare l’osso cranico e raggiungere il forame ovale da dove emerge la radice trigeminale. Questo fatto preclude la saturazione della radice trigeminale causando una parziale depolarizzazione dei muscoli motori trigeminali ed in particolare esclusivamente del massetere che è un muscolo con componente funzionale protrusiva. La mancanza di co-attivazione dell’intero sistema motorio trigeminale fa sì che il Myomonitor non riproduce una posizione spaziale naturale dei mascellari.

In conclusione la posizione spaziale intermascellare continua a destare perplessità.

Nei soggetti con dentatura completa i rapporti intermascellari possono essere facilmente determinati attraverso la registrazione della Massima Intercuspidazione a patto che non coesistano sintomi algici e disturbi neuromuscolari, in quanto ciò è dettata dalla morfologia occlusale oppure attraverso la determinazione della posizione centrica condilare. Per una migliore comprensione dei trattamenti riabilitativi protesici o per le misure analitiche dell’occlusione è importante registrare la posizione mascellare centrica o RC. Vari tipi di registrazioni sono stati descritti in letteratura ma non c’è ancora consenso su quale sia il migliore. Lo scopo di un recente studio fu quello di analizzare l’accuratezza di varie registrazioni centriche e valutare una possibile influenza del materiale usato. I modelli in gesso colati furono montati su un arco di trasferimento (by face-bow transfer) e la registrazione centrica effettuata attraverso il central-bearing-point (CBP). Successivamente la posizione condilare centrica fu determinata con sei differenti metodi e materiali rispettivamente. Ciascun metodo fu riprodotto due volte così che furono realizzate un totale di 18 registrazioni per paziente. La posizione mandibolare che risultò dalle registrazioni individuali fu allora ripetutamente comparata nell’area condilare usando un supporto di misura computerizzato.

Il più grande spostamento mandibolare misurato tra due registrazioni era considerevole: 2,0 mm. Tuttavia, le differenze descritte in termini di accuratezza tra i vari metodi e materiali non sono state statisticamente significative. Tutte le registrazioni hanno mostrato una precisione di circa 20 volte la sensibilità tattile di denti naturali, che deve essere presa in considerazione quando si inseriscono restauri protesici fissi in posizione di RC. Nonostante procedure cliniche e tecniche miticolose, piccoli aggiustamenti occlusali sono quasi inevitabili.

b) Riproducibilità del rapporto spaziale intermascellare sul tavolato occlusale del manufatto protesico

Nelle procedure classiche gnatologiche una volta registrata la posizione spaziale intermascellare in CR, piuttosto che in OCR o Miocentrica, la riabilitazione protesica segue un iter tecnico ben definito. La preparazione dal paziente da riabilitare protesicamente dalle fasi cliniche a quelle tecniche, per terminare alla fabbricazione di un manufatto protesico e/o implantoprotesico, necessita di step molto accurati e dettagliatamente standardizzati. Tuttavia l’evoluzione tecnologica e industriale ha modificato i tradizionali processi di fusione dei materiali e di realizzazione di manufatti prostetici che oggi vengono realizzati con tecniche CAD/CAM.

Sono ancora presenti, tuttavia, alcuni limiti tecnologici ed ostacoli tecnici . che generano a valle errori degni di riflessione per il risultato clinico.

Per esempio:

1) La presa dell’impronta in bocca al paziente (fase clinica) con materiali plastici incontra problemi di scorrimento del materiale e incorporazione di bolle d’aria che possono rendere difficile la lettura del moncone. Ogni materiale da impronta, inoltre, ha un proprio limite dimensione nella fase di polimerizzazione e di ritorno elastico per questo deve essere colato subito o ritardato per ciascun tipo di materiale. In questa fase, perciò, si possono evidenziare i primi limiti della tecnica tradizionale della presa dell’impronta [9]. Tecnologicamente questa fase dovrebbe essere stata superata dalla tecnica di presa dell’impronta ottica descritta di seguito:

a) La presa dell’impronta ottica bypasserebbe gli ostacoli precedentemente descritti ma si porta dietro alcuni limiti bioingegneristici ancora non risolti [10].

2) Nella colatura del modello si incontrano altre problematiche tecniche che in una certa misura possono essere relativamente corrette da artifici che comunque non cancellano l’errore ma lo limitano. Il gesso infatti nella fase di solidificazione ha un cambiamento dimensionale che non altera solo il volume del dettaglio locale (moncone) ma determinare deformazioni volumetriche a distanza (deformazione del modello). La posizione nello spazio ed il volume del singolo moncone cambierebbe portandosi dietro gli errori dimensionali acquisiti e trasferendoli alla struttura da fondere così come la chiusura dei bordi nelle corone in ceramica sia con metodi convenzionali che fresati. In uno studio in vitro è stata confrontata l’accuratezza marginale e fu analizzato il carico di frattura di corone convenzionali e fresate In-Ceram. Le corone anteriori con una media di 32.5 micron per la tecnica convenzionale e 38 micron per le unità fresate avevano lacune significativamente più piccole delle corone sui premolari che mostravano un gap marginale medio di 45 micron per entrambe le tecniche. Si è evidenziata una differenza significativa nella resistenza alla frattura solo per corone anteriori. Lo studio ha indicato che le corone In-Ceram fresate hanno margini clinicamente accettabili, resistenti alla frattura e una notevole riduzione dei tempi di laboratorio [11]. Tecnologicamente questi ultimi errori dimensionali riguardanti la colatura del gesso dovrebbero essere eliminati con l’impronta ottica ma per una intera arcata permangono alcuni limiti ingegneristici descritti di seguito:

b) Per quanto riguarda le impronte digitali intraorali il punto debole sembra essere proprio la distanza implantare o comunque dell’elemento da scannerizzare in cui si interpongono vaste zone edentule. In questi casi, la prima scansione viene utilizzata come immagine di riferimento e le successive vengono registrate ed allineate alla precedente durante la scansione dell’arco mascellare. Tra i fattori che in questa fase possono generare errori di allineamento ci sono la distanza variabile tra sensore e zona di acquisizione e la presenza di geometrie ad elevata curvatura. La corretta registrazione è anche influenzata da ulteriori fattori operativi e tutto ciò si ripercuoterà a valle del processo riabilitativo. 3) La ceratura dei monconi e della struttura protesica è un passaggio fondamentale per la realizzazione del manufatto che, però, a questo punto si è trascinato dietro già gli errori precedentemente descritti. La chiusura del margine dei monconi eseguita con cera è un passaggio molto preciso da un punto di vista dimensionale ma che potrebbe non coincidere con la posizione spaziale di tutto il modello colato in gesso deformato dal cambiamento dimensionale. La precisione, comunque, della ceratura risulta perfettamente aderente al moncone ma incontra altri due ostacoli: il primo è la deformazione sia dell’intera struttura che del singolo moncone al momento dell’estrazione della ceratura dal modello per il successivo passaggio della fusione di metallo; il secondo è la deformazione dimensionale termica sia nella fase di preparazione del cilindro in rivestimento che della temperatura di colatura del metallo e il successivo raffreddamento del cilindro [12]. In questa fase si sommano più errori dimensionali che potrebbero determinare un’incongruenza dimensionale della struttura stessa e non essere sovrapponibile alle dimensioni e posizioni spaziali degli elementi dentari del soggetti da riabilitare. Questi ultimi errori potrebbero essere bypassati dai sistemi CAD/CAM ma con le dovute cautele di seguito descritte:

c) Le procedure CAD/CAM si compongono di due fasi quella CAD in cui si ricostruisce virtualmente il modello scannerizzato con sistemi a luce strutturata, optoelettronico, laser ecc. ed una fase di fresatura della struttura virtualmente modellata nella fase CAD. In pratica questo modello ingegneristico bypasserebbe la fusione con una fresatura a controllo numerico. Anche la ricostruzione virtuale oltre al portarsi dietro gli errori accumulati nella presa dell’impronta (analogica e/o digitale) e della colatura del gesso ne somma altri quali la frequenza di campionamento di captazione della nuvola di punti correlata al movimento meccanico del modello da scannerizzare che determina nel gergo ingegneristico la risoluzione volumetrica [13].

4) Al momento in cui ritorna al dentista la struttura da provare in bocca al paziente che sia in metallo fusa, fresata e/o sinterizzata oppure nella più recente tecnologia in zirconio fresata e sinterizzata, ciascuna di queste strutture risulterebbe incongrua per gli errori accumulati nel processo di fabbricazione. Infatti molto spesso le strutture specialmente costituite da più elementi portanti non scendono perfettamente sugli elementi dentari in bocca al paziente per le deformazioni spaziali che hanno subito compromettendo contestualmente l’ottimizzazione spaziale occlusale. Spesso, perciò, è necessario sezionare le strutture farle scendere completamente sull’elemento dentario e successivamente risaldare i vari pezzi. Attraverso la tecnologia CAD/CAM queste limitazioni potrebbero essere ridotte solo in parte come descritto di seguito al punto:

d) L’impiego di impronta digitale porterebbe ad una riduzione dell’errore analogico e cioè l’errore dovuto ai passaggi dell’impronta con materiali plastici, la colatura del modello e le alterazioni dovute alla fusione mentre rimangono quelle intrinseche alla tecnologia [14]. Per le strutture in zirconio, però il problema diviene più complesso in quanto lo zirconio non può essere sezionato e poi risaldato [15].

5) La ceramizzazione sulle strutture sopradescritte consiste nell’apposizionamento di ceramica pressofusa o stratificata sul metallo o zirconio previa registrazione della posizione spaziale intermascellare RC come descritto precedentemente. Si tenga conto che il tavolato occlusale modellato su queste strutture deve tener in considerazione gli spessori adeguati perché la ceramica resista al carico occlusale e contestualmente per essere congrua alle funzioni masticatorie. Ammettendo per un attimo di aver eliminato tutti quei limiti tecnici e tecnologici precedentemente descritti, la registrazione spaziale dei mascellari denominata in vari modi come “Relazione Centrica”, Relazione CR in Occlusione Centrica CO, Massima intercuspidazione MI ecc.”, è anch’essa una manovra empirica, subordinata all’esperienza dell’operatore e contestualmente dibattuta da critiche scientifiche. Attraverso la tecnologia CAD il risultato non cambia in quanto la registrazione spaziale o CR viene sempre eseguita con cere intraocclusali ed il trasferimento viene fatto scannerizzando questa cera e allineando i mascellari ad essa. Con la tecnologia intraorale è possibile eliminare la cera ma permangono ancora alcune limitazione come di seguito descritto:

e) L’acquisizione della posizione dei mascellari “CR” attraverso impronta digitale anche se bypassa tutti gli errori dei passaggi di laboratorio ha un limite quello di perdere alcuni gradi di libertà in quanto limitata solo ad alcuni punti sulle superfici esterne degli elementi dentari. Ne risulta che errori spaziali di questo tipo determineranno tavolati occlusali in ceramica errati rispetto alla reale posizione spaziale dei mascellari in bocca.

Descrizione dell’invenzione

La presente descrizione si riferisce ad un sistema/processo medicale, da qui in seguito indicato anche come Neuro Evoked Centricity &mTC che impiega il dispositivo NGF e la tecnica di scansione micro-TC e permette di registrare la posizione spaziale intermascellare e contestualmente fresare un manufatto protesico fisso perfettamente rispondente al rapporto spaziale intermascellare. La presente domanda intende dunque rivendicare il sistema/processo in oggetto per l’uso in un metodo terapeutico/riabilitativo per la realizzazione di strutture protesiche attraverso la determinazione della Neuro Evoked Centricity e successivamente impiegando una scannerizzazione in micro-TC della struttura provvisoria in resina (manufatto o jig gnatologico) per poi procedere per la fresatura della struttura con macchine a controllo numerico.

Prima di entrare nel merito della descrizione dettagliata delle varie componenti del sistema/processo medicale in oggetto è di interesse far presente che la sua definizione comprende: la realizzazione di un dispositivo a guisa di caschetto neuro gnatologico capace di risolvere sia le problematiche gnatologiche che quelle relative al posizionamento degli elettrodi (oggetto di una domanda di brevetto depositata contestualmente alla presente); l’utilizzo di una processo elettrofisiologico trigeminale per la determinazione dei potenziali evocati motori dalle due radici trigeminali (Root-MEPs) (oggetto di una domanda di brevetto depositata contestualmente alla presente); una procedura gnatologica per determinare una posizione spaziale dei mascellari per le riabilitazioni del sistema masticatorio denominata Centricità Neuro Evocata in procedure micro-TC “Neuro Evoked Centricity”; un processo di scannerizzazione micro-TC per la realizzazione volumetrica virtuale di manufatti protesici gnatologici fissi di elevata accuratezza, il tutto denominato “Neuro Evoked Centricity &mTC” Breve descrizione dei disegni

L’invenzione verrà qui dettagliatamente descritta in riferimento alle figure annesse in cui:

Figura 1 riporta lo schema a blocchi del metodo “NEC &mTC”;

Figura 2A è relativa ad una rappresentazione assonometrica del Neuro Gnathological Functions Helmet;

Figura 2B riporta uno schema a blocchi funzionale relativo alle operazioni che vengono eseguite con il Neuro Gnathological Functions Helmet della Figura 2A; Figura 3 riporta la disposizione elettrodica degli elettrodi stimolatori e registranti. Sul caschetto NGF sono inseriti gli elettrodi di stimolazione per ottenere i potenziali evocati motori dalle due radici trigeminali in modo simultaneo, sincrono e simmetrico (box a, b e c) e gli elettrodi registranti il tracciato EMG (box d, e, f e g corrispondenti ai muscoli temporali) e quattro elettrodi non visibili in figura che andranno incollati sul viso a livello dei masseteri destro e sinistro;

Figura 4 riporta la saturazione del potenziale motorio trigeminale registrato sui muscoli temporali e masseteri destro e sinistro. La prima traccia superiore corrisponde al massetere destro e di seguito al massetere sinistro, temporale destro e sinistro;

Figura 5 è relativa alla descrizione delle procedure di registrazione spaziale intermascellare e la contestuale riproduzione occlusale del manufatto protesico in bocca al paziente. Nella figura 5A viene raffigurata l’interposizione tra le arcate di una chiave centrica su cui interdigitare le impronte occlusali dei denti antagonisti nella esecuzione della Neuro Evoked Centricity. Nella figura 5B la chiave Centrica corrisponde ad una struttura protesica in resina provvisoria. La figura 5C mostra uno zoom in cui si possono notare i monconi sottostanti la struttura;

Figura 6 è relativa ai sistemi micro-CT di ultima generazione con rappresentazione della modalità di lavoro con sorgenti microfocali e geometria cone beam;

Figura 7 è relativa a un sistema micro-TC con rappresentazione della retro proiezione;

Descrizione dettagliata dell’invenzione

L’invenzione verrà qui descritta in riferimento alle figure annesse ed in una delle sue forme di realizzazione preferite.

Questo processo di sistema si articola su due percorsi: quello della determinazione dei rapporti spaziali intermascellari, denominato “Neuro Evoked Centricity”(NEC) e quello della realizzazione di strutture protesiche fisse attraverso scannerizzazione micro-TC di un manufatto protesico provvisorio chiamato “Jig gnatologico”. Il processo permette di bypassare gli errori ed i limiti progettuali classici e la riabilitazione protesica occlusale del sistema masticatorio rispettando i rapporti spaziali intermascellari determinati nella prima fase di NEC.

Nello schema a blocchi di figura 1 viene rappresentato il processo medicale “NEC &mTC” in cui si distingue il caschetto NGF, il dispositivo EMG, la prima fase del processo di sistema, quella della determinazione della NEC e la seconda fase, quella della realizzazione della struttura in micro-TC. Il processo di sistema per questo motivo viene denominato Processo di sistema “NEC &microTC” e siglato con NEC &mTC (Fig. 1).

1° Fase: Neuro Evoked Centricity

La prima fase “Neuro Evoked Centricity” del processo di sistema si realizza attraverso l’impiego del caschetto NGF descritto nella domanda di brevetto depositata contestualmente alla presente, un processo elettrofisiologico costituito da una procedura tecnica di stimolazione elettrica delle radici trigeminali motorie e da una registrazione Neuro Centrica su una struttura di materiale resinoso posizionata in bocca al paziente denominato Jig gnatologico.

Il metodo NGF perciò sfrutta la tecnologia messa a punto nella domanda di brevetto depositata contestualmente alla presente, in cui si posiziona un casco neurognatologico funzionale in testa al paziente con specifiche posizioni elettrodiche (Fig. 2A-2B).

In questa procedura la variante, rispetto alla domanda di brevetto depositata contestualmente alla presente, è quella di registrare i potenziali evocati motori contemporaneamente dai muscoli masseteri e temporali per evidenziare dettagliatamente la saturazione del segnale che corrisponderebbe al reclutamento totale ed assoluto della radice motoria trigeminale.

Nello specifico la stimolazione di ciascuna radice trigeminale motoria va saturata per essere sicuri che l’elevazione della mandibola segua un asse rettilineo e simmetrico, perciò una volta saturata la radice motoria trigeminale si passa alla controlaterale e successivamente alla erogazione di ambedue gli stimoli elettrici sulle due radici trigeminali in modo sincrono e simmetrico.

Considerando i limiti di sicurezza, l’energia erogata per ogni singolo impulso nella nostra applicazione si deve seguire la seguente formula: E = P · ∆T = R · I<2>· ∆T = 2.5 mJ per impulso. L’utilizzo in erogazione simultanea dei due elettrostimolatori risulta, da un punto di vista di safety, che i limiti sono stati dieci volte inferiori a quelli indicati nella normativa IEC.

Gli elettrodi sono disposti come descritto di seguito: l’anodo in comune ai due elettrostimolatori viene collocato al vertice (box a), mentre un elettrodo catodico è stato posto su ogni lato a 13-15 cm lungo la congiungente vertice - meato acustico nella regione parietale bilateralmente (a destra il box b ed a sinistra il box c). Lo stimolo elettrico consiste in un’onda quadra con durata di 250 µs ad una tensione di ≅ 300 V e corrente massima di 100 mA. Questa tipologia di corrente e tensione è indispensabile per attraversare l’osso cranico e raggiungere le radici trigeminali che si trovano a circa 4/5 cm di distanza dal meato acustico esterno a differenza del Myomonitor che non è in grado di raggiungere i tessuti nervosi in profondità.

In questo modo la posizione spaziale intermascellare sarà dettata dal reclutamento massimale di tutti i muscoli innervati dal trigemino e la chiusura mandibolare seguirà un arco di cerchio che parte dalla posizione di riposo mandibolare e raggiunge un punto di intercuspidazione naturale e fisiologica dettata da una co-attivazione neuromotoria trigeminale e dunque né retrusa né protrusa, ma individuale. La posizione spaziale determinata attraverso questo processo elettrofisiologico trigeminale è denominata “NEC”.

Per evocare una risposta delle due radici motorie trigeminali è necessario posizionare gli elettrodi di stimolazione in punti specifici ed in particolare questi punti sono stati individuati sul caschetto neurognatologico (Fig. 3).

L’elettrodo anodico in comune va inserito nel box a, i due catodici nei box b e c mentre le registrazioni dei potenziali vengono rilevate sui muscoli temporali impiegando i box d-e e g-f per il temporale destro e sinistro rispettivamente ed in aggiunta rispetto alla descrizione del Trigeminal Neural Network.

Vengono registrati anche i potenziali motori evocati sul massetere destro e sinistro simultaneamente. Questo ci permette di essere certi della saturazione della risposta evocata dalla radice destra e sinistra (Fig. 4).

La traiettoria di chiusura mandibolare evocata attraverso stimolazione della

bilateralRoot-MEPs denominata appunto “Neuro Evoked Centricity” si genera dalla depolarizzazione di tutti i muscoli masticatori innervati dal trigemino partendo da una posizione naturale della mandibola in posizione di riposo. La mandibola, infatti, per tutto il tempo, sia nella veglia che nel sonno, predilige una posizione di riposo mentre è considerata anomala e parafunzionale una posizione di bruxismo o di mantenimento in chiusura. Da questa posizione di riposo la coattivazione dirige la mandibola in occlusione (Fig. 5).

In figura 5 si noti che la posizione condilare perde il valore di riferimento primario concesso dalla gnatologia classica riducendolo ad una figura di uno spettatore, di importanza comunque, irrinunciabile ma non più determinante. Ovviamente il condilo sarà sempre considerato elemento fulcro ma in questo modello non si genera più una rotazione pura su un asse cerniera geometrico bensì una roto-traslazione indotta dalla depolarizzazione di tutti i muscoli innervati dal trigemino, che posiziona il condilo in una posizione specifica nella fossa glenoide. In questo modo ne risulterebbe una posizione spaziale dell’articolazione Temporomandibolare (TMJ da temporomandibular joint) dettata da una sommatoria vettoriale neuromotoria.

Per congelare la posizione spaziale evocata dalla NEC si possono interporre tra le arcate fogli di cera, ma è preferibile un disco prestampato di spessore minimo 0,3 o 0,5 mm su cui colare piccole isole in resina a media viscosità e far interdigitare le cuspidi dei denti superiori sulla mascherina descritta. Una volta polimerizzate le isole di resina sul foglio prestampato il rapporto intermascellare così determinato “Neuro Evoked Centricity” verrà trasferito in articolate, previo trasferimento dell’arco facciale attraverso caschetto NGF elemento 14.

La procedura di “NEC” riguardo alla realizzazione di strutture complesse neurognatologiche che possano garantire una precisione ed accuratezza spaziale assoluta viene eseguita direttamente sulle strutture in prova inserite in bocca al paziente su cui vanno posizionate piccole isole di resina a media. La chiusura della bocca congelerà la posizione spaziale determinata dalla Neuro Evoked Centricity direttamente sulla struttura in resina che dovrà essere replicata fedelmente con materiale definitivo in zirconio (se trattasi di ponte esteso) o in materiali ceramici monolitici (se su denti singoli).

La struttura, per bypassare tutte le limitazioni ed errori incorporati nelle procedure classiche descritte in stato dell’arte viene completamente ed accuratamente definita in bocca al paziente praticando: a) una sezione tra gli elementi per annullare le trazioni indotte da posizioni errate dei monconi; b) definendo scrupolosamente il bordo di chiusura del margine della preparazione del moncone applicando resina fluida nel bordo stesso e ribassando la struttura sul moncone in bocca; c) una volta polimerizzata la corona sul moncone si procederà alla risaldatura delle parti sezionate; d) solo dopo aver eseguito gli step sopradescritti si procederà all’applicazione delle isole resinose sul tavolato occlusale per congelare la posizione spaziale occlusale determinata dalla Neuro Evoked Cetricity.

Una volta eseguite tutte le quattro fasi sopradescritte la struttura dovrà essere replicata perfettamente per non perdere i dettagli precedentemente acquisiti e qui si inserisce l’innovazione della micro-TC in quanto non esistono al momento procedure di matching che possano accoppiare perfettamente la parte interna della struttura protesica e quella esterna.

2° Fase: Micro-TC

L’innovazione, perciò, è quella di bypassare sia le limitazioni analogiche che quelle digitali descritte nella sezione stato dell’arte per giungere direttamente ad un file STL della struttura da fresare, perfettamente adattata agli elementi dentari del paziente e con un tavolato occlusale che riproduca l’esatta posizione spaziale determinata dalla NEC e congelata sul Jig gnatologico. Per raggiungere questo target le tecniche classiche che impiegano scanner digitali a luce strutturata e/o a contatto non sono impiegabili perché non in grado di eseguire ottimamente un matching interno/esterno della struttura per cui, in questa domanda di brevetto viene presentato un processo micro-TC per la scannerizzazione del manufatto protesico esattamente configurato.

In questa fase il dentista ha a disposizione una struttura in resina (Jig gnatologico) simile ad un provvisorio costituito da elementi dentari mancanti facenti parte del ponte che permette di annullare tutti gli errori e limiti intrinseci alle procedure analogiche e digitali del processo clinico-tecnico come precedentemente descritto.

La risoluzione della micro-TC è uno degli elementi di distinzione di tutto il processo descritto: va da micron a nanometri. La struttura, infatti, ormai ben definita, provata, rifinita e controllata nuovamente impiegando il Trigeminal Neural Network viene scannerizzata attraverso micro-TC a risoluzioni che possono andare da decine di micrometri a nanometri. La risoluzione nominale ottenibile è di 350 nanometri su un oggetto di dimensioni massime pari a 70 mm di lunghezza e 75 mm di diametro. I sistemi micro-CT di ultima generazione lavorano con sorgenti microfocali e geometria cone beam, questo dà il vantaggio di poter utilizzare la funzione di zoom variando le posizioni relative di sorgente, campione e detector in modo da utilizzare sempre la massima area possibile del detector, riducendo i tempi di acquisizione (Fig. 6).

Il campione viene fatto ruotare attorno al proprio asse per acquisire diverse proiezioni (ovvero mappe di densità ai raggi X); le proiezioni vengono poi trasformate mediate backprojection in stack di immagini 2D (Fig. 7). I sensori utilizzati sono di tipo CCD o flat panel con matrici fino a 16Mp (pari a 4904 x 3280 pixel/proiezione) questo significa che ogni immagine ricostruita dello stack può arrivare a 14456x14456 pixel (209 Mp per slice) su una griglia isotropica. La struttura dalla micro-TC viene scannerizzata e salvata in formato volumetrico Jpeg o Dicom ma per essere fresata dovrà essere convertita in un file STL il quale, per essere fresabile, dovrà andare incontro ad una rifinitura della superficie. In questo modo si è ottenuto un duplice scopo; il primo di avere una struttura perfettamente sovrapponibile a ciò che è stato eseguito in bocca al paziente ed il secondo scopo quello di aver raggiunto un’alta risoluzione.

La struttura in STL micro-TC scannerizzata avendo un’alta risoluzione potrebbe non essere compatibile con il processo di fresatura essendo i fresatori di tipo dentale settati per un passo di avanzamento fresa accoppiato alla risoluzione massima di scannerizzazione ottica od optoelettronica. Per poter fresare questa superficie STL deve essere trattata, preliminarmente, con software per la preparazione CAD da inviare al CAM. È stato necessario mettere a punto una procedura che tramite un software di gestione pulitura STL, permettesse la lettura da parte del CAM del file STL.

Le fasi sono le seguenti:

1. Pulitura mesh: Prima di passare alla pulitura della mesh è necessario trovare le eventuali facce anomale. In questa fase vengono rilevate le auto intersezioni (facce interfacciate con angoli minimo tra triangoli di 45°, facce con 2 lati di bordo, eliminazione di spikes, ecc.).

2. Cucitura: rileva la minima distanza di cucitura che in questo caso è stata stabilita in 0,11 mm e ricuce tutta la trama della superficie. Nella stessa fase si procede alla rimozione dei peaks.

3. Lisciatura: Dopo queste prime procedure la mesh è pronta per essere lisciata (fase di smoothing). Si impostano i parametri desiderati come il peso della lisciatura (0.2 come primo step); numero di interazioni (10) e contestualmente vengono lisciati i bordi.

4. Decimazione: la Mesh è pronta per la decimazione che consiste nella riduzione delle triangolazioni che porterebbero ad appesantire il file senza aggiungere nulla in termini di dettaglio al file STL.

5. Lisciatura mesh raffinata

In conclusione la tecnologia elettrofisiologica impiegata attraverso il caschetto NGF, la determinazione della NEC e l’impiego di micro-TC per la scannerizzazione della struttura provvisoria in resina (Jig gnatologico) permette la realizzazione di un manufatto protesico neurognatologico nelle riabilitazioni complesse del sistema masticatorio. Questo sistema di processo può essere ottenuto soltanto con l’impiego del NGF device e di un EMG device.

Bibliografia

1. Celenza, F.V., The theory and clinical management of centric positions: I. Centric occlusion. Int J Periodontics Restorative Dent, 1984.4(1): p.8-26.

2. Celenza, F.V., The theory and clinical management of centric positions: II. Centric relation and centric relation occlusion. Int J Periodontics Restorative Dent, 1984.4(6): p. 62-86.

3. Beyron, H., Occlusal Relations and Mastication in Australian Aborigines. Acta Odontol Scand, 1964.22: p.597-678.

4. Chasens, A.I., Controversies in occlusion. Dent Clin North Am, 1990.34(1): p.111-23.

5. Jankelson, B., Electronic control of muscle contraction--a new clinical era in occlusion and prosthodontics. Sci Educ Bull, 1969.2(1): p.29-31.

6. Ash, M.M., Jr. and Y. Kobayashi, [Significance of current concepts of occlusion to dental practice]. Hotetsu Rinsho, 1983.16(1): p.83-95.

7. Kantor, M.E., S.I. Silverman, and L. Garfinkel, Centric-relation recording techniques--a comparative investigation. J Prosthet Dent, 1972.28(6): p.593-600.

8. Strohaver, R.A., A comparison of articulator mountings made with centric relation and myocentric position records. J Prosthet Dent, 1972.28(4): p.379-90.

9. Goncalves, F.S., et al., Dimensional stability of elastomeric impression materials: a critical review of the literature. Eur J Prosthodont Restor Dent, 2011.19(4): p.163-6.

10. Patzelt, S.B., et al., Accuracy of computer-aided design/computer-aided manufacturinggenerated dental casts based on intraoral scanner data. J Am Dent Assoc, 2014.

145(11): p.1133-40.

11. Balkaya, M.C., A. Cinar, and S. Pamuk, Influence of firing cycles on the margin distortion of 3 all-ceramic crown systems. J Prosthet Dent, 2005.93(4): p.346-55.

12. Ito, M., et al., Effect of wax melting range and investment liquid concentration on the accuracy of a three-quarter crown casting. J Prosthet Dent, 2002.87(1): p.57-61. 13. Zhang, Z., et al., Novel method for titanium crown casting using a combination of wax patterns fabricated by a CAD/CAM system and a non-expanded investment. Dent Mater, 2006.22(7): p.681-7.

14. Ender, A. and A. Mehl, Accuracy of complete-arch dental impressions: a new method of measuring trueness and precision. J Prosthet Dent, 2013.109(2): p.121-8.

15. Tsukada, G., et al., Bending strength of zirconia/porcelain functionally graded materials prepared using spark plasma sintering. J Dent, 2014.42(12): p.1569-76.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Processo medicale basato su una procedura di riabilitazione masticatoria in grado di determinare una posizione spaziale dei mascellari al fine di ottenere riabilitazioni del sistema masticatorio sovrapponibile al fenomeno naturale di co-attivazione neuromotoria funzionale, impiegando un dispositivo NGF una tecnica di scansione micro-TC detto processo permettendo di registrare la posizione spaziale intermascellare e contestualmente fresare un manufatto protesico perfettamente rispondente al rapporto spaziale intermascellare precedentemente determinato, detto processo comprendendo due fasi distinte relative alla: a) determinazione dei rapporti spaziali intermascellari, operante con tecnica di “Neuro Evoked Centricity”, “NEC” e b) alla realizzazione di strutture protesiche generate da scannerizzazione micro-TC.”mTC”.
2. 2. Processo medicale basato su una procedura di riabilitazione masticatoria secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la prima fase di “Neuro Evoked Centricity” si realizza attraverso l’impiego di un caschetto NGF ed un processo elettrofisiologico che comprende la stimolazione elettrica delle radici trigeminali motorie (bilateralRoot-MEPs); la registrazione della “Neuro Evoked Centricity” su una struttura di materiale resinoso posizionata in bocca al paziente detta “Jig gnatologico” e la contestuale scannerizzazione in micro TC della stessa.
3. 3. Processo medicale basato su una procedura di riabilitazione masticatoria. secondo ciascuna delle rivendicazioni precedenti caratterizzato nel fatto che la stimolazione di ciascuna radice trigeminale motoria (Root-MEPs) viene saturata per essere sicuri del reclutamento massimale di tutte le fibre motorie muscolari innervate dal sistema trigeminale; una volta saturata la radice motoria trigeminale si passa alla controlaterale e successivamente alla erogazione di ambedue gli stimoli elettrici su entrambe le radici trigeminali in modo sincrono e simmetrico perché l’elevazione della mandibola si generi su un asse rettilineo e simmetrico di qui la funzionalitàbilateralRoot-MEPs.
4. 4. Processo medicale basato su una procedura di riabilitazione masticatoria secondo ciascuna delle rivendicazioni precedenti caratterizzato nel fatto che gli elettrodi siano disposti con l’anodo in comune ai due elettrostimolatori, collocato al vertice (box a), mentre un elettrodo catodico è posto su ogni lato a 13-15 cm lungo la congiungente vertice - meato acustico nella regione parietale bilateralmente (a destra il box b ed a sinistra il box c); lo stimolo elettrico consistendo preferibilmente in un’onda quadra con durata di 250 µs ad una tensione di ≅ 300 V e corrente massima di 100 mA, in modo da raggiungere le radici trigeminali a circa 4/5 cm di distanza dal meato acustico esterno. In questo modo la posizione spaziale intermascellare essendo dettata dal reclutamento massimale di tutti i muscoli innervati dal trigemino e la chiusura mandibolare seguendo un arco di cerchio che parte dalla posizione di riposo mandibolare e raggiunge un punto di intercuspidazione naturale e fisiologico dettati da una co-attivazione neuromotoria trigeminale e dunque né retrusa, né protrusa.
5. 5. Processo medicale basato su una procedura di riabilitazione masticatoria secondo ciascuna delle rivendicazioni precedenti caratterizzato nel fatto che la “Neuro Evoked Centricy” si distingue dalle altre manovre di registrazione centrica manuale (a) o con Myomonitor (b) per le seguenti modalità operative: a) nelle registrazioni manuali viene assolutamente eliminata la componente muscolare come vettore sommatorio delle attività motorie delle funzioni cinematiche come quella della masticazione in quanto la posizione spaziale terminale della mandibola viene determinata dalla guida dell’operatore e non spontaneamente dal soggetto, la NEC, in questo modo, evocando una risposta dinamica ed individuale che è la risposta motoria della sommazione vettoriale di tutti i muscoli innervati dal trigemino, di qui la messa a punto dellabilateralRoot-MEPs; b) il NEC genera una co-attivazione di tutti i muscoli compreso i temporali che hanno una componente, retrusiva e che sommandosi con quella protrusiva e di chiusura di tutti gli altri muscoli innervati dal trigemino determinano il fenomeno di co-attivazione.
6. 6. Processo medicale basato su una procedura di riabilitazione masticatoria secondo ciascuna delle rivendicazioni precedenti caratterizzato nel fatto che la struttura resinosa (Jig gnatologico) viene definita nella bocca del paziente praticando: a) il Jig gnatologico confezionato come monoblocco o monolitico in resina come prima prova della struttura, potendo essere diviso tra le parti componenti per un migliore accoppiamento con i monconi precedentemente preparati in bocca del paziente, In questo modo evitando trazioni indotte da posizioni errate dei monconi;. b) definendo scrupolosamente il bordo di chiusura del margine della preparazione del moncone applicando resina fluida nel bordo del Jig gnatologico e ribassandolo sul moncone in bocca al paziente; c) una volta polimerizzata la resina all’interno della corona del Jig gnatologico sul moncone si procede alla risaldatura delle parti sezionate nella fase a); d) solo dopo aver eseguito gli step sopradescritti ed essere sicuri della stabilità e chiusura dei margini si procede con l’applicazione delle isole resinose sul tavolato occlusale per congelare la posizione spaziale occlusale determinata dalla Neuro Evoked Centricity (NEC). Una volta eseguite tutte le quattro fasi sopradescritte la struttura viene ad essere replicata perfettamente per non perdere i dettagli precedentemente acquisiti, intervenendo qui la tecnica micro-TC per eseguire il matching che accoppi perfettamente la parte interna della struttura protesica o Jig gnatologico e quella esterna.
7. 7. Processo medicale basato su una procedura di riabilitazione masticatoria secondo ciascuna delle rivendicazioni precedenti caratterizzato nel fatto che nella seconda fase nella realizzazione di strutture protesiche generate da scannerizzazione micro-TC, il campione (Jig gnatologico) venga fatto ruotare attorno al proprio asse per acquisire diverse proiezioni, tipo mappe di densità ai raggi X, tali proiezioni essendo poi trasformate mediate back projection in stack di immagini 2D dalla micro-TC, sono scannerizzate e salvate in formato volumetrico Jpeg o Dicom, per essere convertite in un file STL e successivamente fresate, il file STL, per essere fresabile, essendo sottoposto ad una rifinitura della superficie, di qui ottenendosi una struttura perfettamente sovrapponibile a ciò che si è eseguito in bocca al paziente ed il raggiungimento di un’alta risoluzione spaziale mascellare, in pratica si genera una copia perfettamente sovrapponibile al Jig gnatologico precedentemente definito in bocca al paziente attraverso le fasi al punto 6.
8. 8. Processo medicale basato su una procedura di riabilitazione masticatoria secondo ciascuna delle rivendicazioni precedenti caratterizzato nel fatto che la fresatura del volume in STL è eseguita mediante trattamento, preliminare, con tecnica dedicata per la preparazione CAD da inviare al CAM, per la pulitura STL che permetta la lettura da parte del CAM del file STL, detta tecnica essendo basata sulle fasi che seguono: i. pulitura mesh: prima di passare alla pulitura della mesh si trovano le eventuali facce anomale e successivamente vanno cancellate, in questa fase essendo rilevate le auto intersezioni, tipo facce interfacciate con angoli minimi tra triangoli di 45°, facce con 2 lati di bordo, eliminazione di spikes, ecc. ii. cucitura: si rileva la minima distanza di cucitura che in questo caso è stata preferibilmente di 0,11 mm e si ricuce tutta la trama della superficie, nella stessa fase procedendo alla rimozione dei peaks; iii. lisciatura: la mesh è pronta per essere lisciata – fase di smoothing – impostando i parametri desiderati come il peso della lisciatura (0,2 come primo step); numero di interazioni dieci e contestualmente la lisciatura dei bordi; iv. decimazione: la Mesh è pronta per la decimazione che consiste nella riduzione delle triangolazioni che porterebbero ad appesantire il file senza aggiungere nulla in termini di dettaglio al file STL; v. lisciatura mesh raffinata.
9. 9. Sistema per processo medicale basato su una procedura di riabilitazione masticatoria impiegabile per la definizione dei rapporti spaziali intermascellari e la fabbricazione di protesi fisse dentarie complesse per l’esecuzione del processo medicale con Neuro Evoked Centricity e scannerizzazione di un Jig gnatologico secondo ciascuna delle rivendicazioni precedenti caratterizzato nel fatto di comprendere: I) un caschetto, quest’ultimo essendo costituito da una struttura tridimensionale nella quale sono individuabili un settore neurologico ed un settore gnatologico; II) un dispositivo elettrofisiologico EMG per la registrazione elettromiografica e la esecuzione dei potenziali evocati motori; III) un apparato di processo per la fabbricazione delle strutture protesiche impiegando micro-TC.