Artículo cedido por la revista Perio Clínica de SEPA. Josep María Fonollosa Pla
Si bien la elaboración de prótesis completas mediante tecnología CAD-CAM no es algo nuevo, no ha sido hasta esta última década cuando ha tomado realmente un importante impulso al presentar técnicas de fabricación que permiten alcanzar una mejora cualitativa con respecto a los métodos analógicos convencionales. A menudo, solo se presentan las ventajas de la tecnología CAD-CAM en términos casi comerciales: ahorro de tiempo y costes, menos visitas, estandarización del procedimiento, procedimientos más fáciles o satisfacción del paciente son algunos de los argumentos que suelen justificar la utilización de estas tecnologías digitales.
El objetivo de este artículo es analizar y comparar los sistemas de fabricación aditivos —impresión 3D— y sustractivos —fresados— integrados en un protocolo de trabajo común. De hecho, la tecnología digital solo representa un paradigma de fabricación distinto al analógico, pero, igualmente, también deberá atender a un protocolo de trabajo; eso sí, con tecnología digital o mixta que, desde el punto de vista conceptual, no diferirá del utilizado con las tecnologías analógicas.
Dicho protocolo debe incluir los siguientes apartados: impresión funcional con cubeta individual, obtención del modelo digital, toma de las relaciones intermaxilares (dimensión vertical oclusal, registro de relación céntrica), montaje de modelos en articulador (posición del maxilar superior con respecto al eje intercondíleo; programación de los valores individuales), referencias estéticas para la selección y el montaje de dientes, montaje de dientes con el esquema oclusal estático y dinámico adecuado al tipo de prótesis, modelado estético-funcional de las bases, procesado de las bases y dientes (tecnología sustractiva, aditiva o mixta), tallado selectivo en el articulador, caracterización del color y la textura de las bases.
Introducción
- Obtención del modelo
Distintos estudios consideran factible tanto la obtención del modelo mediante la exploración con un escáner intraoral como con una impresión analógica y el posterior escaneado de dicha impresión o del modelo de yeso obtenido. Ambos métodos, en cuanto a su precisión, no ofrecen diferencias estadísticamente significativas (Chebib y cols. 2019; Lo Russo y cols. 2020). No obstante, para la correcta elaboración de una prótesis dental muco-soportada resulta imprescindible establecer los límites de las bases mediante una impresión funcional con cubeta individual y con técnicas que permitan el efecto succión (Abe y cols. 2017; Schreinemakers 1965; Zarb y cols. 2013).
Aunque se ha descrito alguna técnica para transferir los límites de una impresión funcional a las bases de prótesis completas mediante un escáner intraoral (Lee y cols. 2020; Unkovskiy 2019), la obtención de unos límites funcionales adecuados para conseguir un correcto sellado periférico requiere una impresión funcional, con cubeta individual y con técnicas analógicas y materiales de impresión adecuados. Por lo tanto, el modelo digital debe obtenerse a partir de dicha impresión, ya sea escaneando la propia impresión y positivándola con el software o bien escaneando el modelo ya vaciado con yeso (Figura 1). Con esta última técnica, se ha obtenido un mayor ajuste y retención en las bases impresas o fresadas que a partir de una impresión con escáner intraoral (Chebib y cols. 2024).
- Relaciones intermaxilares
Para la toma de las relaciones intermaxilares se pueden realizar las planchas de articulación mediante impresión 3D (Figura 2). Dichas planchas deben incluir información tanto de las relaciones intermaxilares como del tamaño, las proporciones y la posición de los dientes.
- Montaje de modelos en el articulador y programación de los valores individuales
Establecer la posición tridimensional y la distancia de los maxilares, con respecto al eje intercondíleo, resulta imprescindible para establecer en el articulador unas trayectorias —en las posiciones excéntricas— lo más exactas posible a las del paciente (Gysi 1910; Hobo y cols. 1976). Los arcos faciales anatómicos y cinemáticos, mediante tecnologías analógicas, permitían establecer estas posiciones y los valores individuales de la inclinación de la trayectoria condílea (ITC), ángulo de Bennett (AB), Bennett inmediato (BI) y el eje terminal de bisagra con bastante exactitud. Actualmente, la industria dental de tecnología digital proporciona herramientas mucho más precisas que las analógicas para posicionar los modelos de manera que, en el articulador virtual, se puedan reproducir las trayectorias de los movimientos mandibulares del paciente con mayor exactitud (Koralakunte y Aljanakh 2014; Yang y cols. 2024) (Figura 3).
Las tecnologías de Modjaw®, Zebris®, SDI Matrix®, Cadiax Compact 2®, Arcus Digma® o Zebris Amann Girbach® permiten posicionar los modelos en el articulador virtual y programarlo según los valores individuales del paciente. También crean un archivo que, mediante su importación desde el software de diseño, puede reproducir los movimientos mandibulares excéntricos del paciente generando las mismas trayectorias (Figura 4).
- Montaje de dientes
Los módulos de prótesis completas para el montaje de dientes utilizan la técnica de análisis del modelo TIF (prótesis total en función) (Gerber 1964; Körholz 2000; Lerch 1986). Así, el asistente del software nos va solicitando información sobre determinados rasgos anatómicos de los maxilares para proponernos un montaje de dientes, en posiciones promedio, que debe analizarse y, en su caso, modificar para ajustar y adecuar la posición de los dientes. Resultan especialmente importantes los puntos que permiten establecer las denominadas líneas de estática de base inferior y superior (Figura 5). Igualmente, el software permite determinar la colocación del último diente sometido a la carga, habitualmente el segundo molar (Figura 5)
- Diseño de las bases
El diseño de las bases incluye, en primer lugar, establecer el eje de inserción y diseñar el interior de las bases estableciendo el posible alivio de las zonas muy retentivas o cóncavas.
El siguiente paso consiste en establecer los límites de la prótesis que deben coincidir con los determinados por la impresión funcional analógica reproducida en los modelos escaneados y digitalizados, quedando integrados en aquellas zonas en las que no se vean sometidos al empuje de la mucosa móvil, frenillos, ligamentos o inserciones musculares para no ocasionar daños que evolucionen hacia lesiones agudas o crónicas (Figura 6).
Seguidamente procedemos al diseño libre de la encía según criterios estético-funcionales. Desde el punto de vista funcional, el modelado de las bases de las prótesis muco-soportadas entre los dientes y el borde de la prótesis deberá ayudar a la retención y estabilidad gracias a las fuerzas direccionales mecánicas de los músculos y de los tejidos adyacentes (Zarb y cols. 2013). Desde el punto de vista estético, las bases deben modelarse de tal manera que imiten la forma de los tejidos que rodean los dientes naturales (Figura 7).
- Prueba del montaje de dientes
Para la prueba del montaje de dientes disponemos de dos opciones con monobloques: o bien impresos o bien de cera fresada (Figura 8). Previamente colocamos las prótesis en los modelos montados en el articulador analógico y comprobamos el ajuste de las bases y la oclusión. Las variaciones leves (línea media, canteado, etc.) durante la prueba en boca pueden ser registradas y escaneadas para realizar las correcciones en el software. Las variaciones más importantes, como aumentos de dimensión vertical o nuevas posiciones de céntrica, implicarían interrelacionar de nuevo los maxilares y alinearlos según los nuevos registros escaneados.
- Acabado de la prótesis completa digital. Técnicas sustractivas y aditivas
El acabado de una prótesis completa digital puede realizarse mediante distintas técnicas. Estas técnicas incluyen: fresar la base y pegar los dientes fresados, impresos o ya fabricados por las casas comerciales; imprimir la base y pegar los dientes impresos, fresados o ya fabricados por las casas comerciales —en ambos casos se obtendrá una base con los alvéolos conformados para situar y pegar los dientes—; obtención de la prótesis en un monobloque fresado o impreso. Esta última opción puede realizarse con resinas para imprimir con el color del diente o con discos multicapa para lograr un color mucho más real. Incluso se puede disponer de un disco rosa y color del diente en el que ya se consigue, en el mismo proceso, la diferenciación cromática entre el diente y la encía (Ji-Hyun y Luke 2025). Igualmente, los sistemas de impresión 3D también permiten obtener un monobloque diferenciando el color rosa de la base y el color del diente. En efecto, se trata de una tecnología de impresión 3D PolyJet desarrollada por Stratasys® que funciona de manera similar a una impresora de inyección de tinta, pero en lugar de tinta utiliza fotopolímeros líquidos que se solidifican al instante mediante luz ultravioleta. Puede imprimir con varios materiales simultáneamente, lo que permite crear objetos con diferentes propiedades físicas (duros, blandos, traslúcidos, opacos, etc.) y colores en una sola impresión (Figura 9).
En este artículo se analiza cuáles son las ventajas e inconvenientes de cada uno de estos sistemas y la mayor o menor calidad que permiten alcanzar.
En cuanto a lo que se pueda entender por calidad de una prótesis completa, resulta muy útil el método para cuantificarla descrito por Sato y cols. (1998). De la escala de Sato, para este artículo, interesan aquellos factores que pueden ser considerados variables dependientes de las técnicas aditivas (impresión 3D) y de las sustractivas (fresado), para obtener las bases y los dientes. En este sentido, se analizará: el ajuste y retención de las bases, la unión de los dientes a la base, cuando no se haya fabricado un monobloque, y la precisión de estos procesos en la posición final de los dientes.
Ajuste y retención de las bases
El mayor o menor ajuste de las prótesis dentales completas a la mucosa de los maxilares es un factor determinante tanto para su retención como para su estabilidad. En efecto, de los distintos factores que contribuyen a la retención de la prótesis, algunos dependen de su contacto con la mucosa oral y, por lo tanto, se debe analizar el ajuste alcanzado con tecnologías digitales. Estos factores son los siguientes: la adhesión, que es la atracción física que moléculas diferentes tienen unas por las otras (Zarb y cols. 2013). La cohesión, que es la atracción física de moléculas iguales, unas hacia otras; es una fuerza retentiva porque ocurre en la capa de saliva entre la base de la prótesis y la mucosa. En la atracción capilar, cuando la adaptación de la base de la prótesis a la mucosa es suficientemente estrecha, el espacio lleno con una película fina de saliva actúa como un tubo capilar. La tensión superficial de interfase se encuentra en la película fina de saliva entre la base de la prótesis y la mucosa del asiento basal.
El efecto de la presión atmosférica ha sido denominado “succión” debido a su resistencia al desalojo de la prótesis desde su asiento basal, pero en realidad no hay succión, ni presión negativa excepto cuando se aplica otra fuerza. Para que la presión sea efectiva, la prótesis debe tener un sellado periférico perfecto alrededor de todo su borde. La simple succión aplicada a los tejidos blandos, aun por un corto tiempo, podría causar daño grave a la salud de los tejidos blandos bajo presión negativa (Zarb y cols. 2013). Por lo tanto, la adaptación de la base de la prótesis a la mucosa debe ser muy íntima (Cutright 1976).
En el ámbito de la tecnología analógica se ha experimentado con qué técnica de polimerización se conseguía una mayor adaptación a la mucosa en maxilares superiores (Funda y cols. 2020; Anusavice y cols. 2013). La inclusión de la tecnología digital, en las primeras investigaciones, solo incluía las técnicas sustractivas, es decir, las bases fresadas y fueron más precisas y reproducibles en comparación con las técnicas de procesamiento de bases de prótesis completas por prensado, vertido o inyección (Goodacre y cols. 2016; Einarsdottir y cols. 2020; Srinivasan y cols. 2017). En cuanto a la retención ofrecida por las bases fresadas, también fue analizada y también evidenció unos valores significativamente mayores que los ofrecidos por las bases fabricadas con técnicas analógicas termopolimerizadas (Al Helal y cols. 2017).
Los estudios realizados incluyendo las técnicas aditivas mediante impresión 3D, en un principio, evidenciaron resultados distintos en cuanto al grado de ajuste obtenido. En algunos casos, los resultados fueron inferiores incluso a las técnicas convencionales (Hsu y cols. 2020). Sin embargo, en otros fueron mejores a las convencionales, y si bien la exactitud de la base de la prótesis fresada fue mejor que la base de la prótesis impresa, no se detectaron diferencias estadísticamente significativas entre ambas técnicas en el estudio de Yoon y cols. (2018). En este trabajo, el interior de las bases impresas y el de las bases fresadas se correspondían con una precisión de 100 µm en comparación con el modelo maestro.
En síntesis, aunque la base de la prótesis impresa exhibió una compresión tisular en la zona de la cresta, mostró una adaptación comparable a la base de la prótesis fresada. El estudio de Lo Russo y cols. (2021) también obtuvo resultados parecidos. El fresado mostró una mayor exactitud global de toda la superficie basal (–0,002 mm) que la impresión 3D (0,018 mm), tanto para el maxilar como para la mandíbula. El estudio de Cameron y cols. (2024) también mostró un mejor ajuste en las bases de las prótesis fresadas que en las impresas.
Unión de los dientes a la base
La unión de los dientes, ya sean impresos, fresados o fabricados, a la base debe garantizar una adhesión adecuada para resistir las fuerzas mecánicas funcionales sin fracturarse o desprenderse. El desprendimiento del diente de prótesis se produce debido a la concentración de tensión en la interfaz diente/base de la prótesis. Se sabe que la fuerza máxima de mordida de un paciente con una prótesis completa es de alrededor de 60-80 N (Haraldson y cols. 1979). La fuerza puede aumentar significativamente en prótesis retenidas por implantes (Fontijn-Tekampl y cols. 1998; Rismanchian y cols. 2009).
En las técnicas convencionales de procesamiento de prótesis dentales, la base polimerizada está en contacto con la resina del diente de la prótesis y reacciona —mejorada con un bonding específico— con el polímero acrílico del diente, que permite generar una red polimérica entrecruzada que aporta una auténtica unión química. Sin embargo, los flujos de trabajo digitales —excepto los que incluyen la fabricación de monobloques— incluyen la elaboración por separado de la base y de los dientes de la prótesis, que luego se unen a su respectiva base mediante un agente adhesivo. Dado que una complicación protética puede ser la fractura o el desprendimiento de los dientes de la prótesis de las bases debido a la carga oclusal (Darbar y cols. 1995), cabe analizar dicha unión de los dientes a la base en el ámbito de los procesos de fabricación digitales fresados e impresos.
Una de las técnicas que ofrece una mayor calidad final se obtiene con la utilización de dientes ya fabricados industrialmente. Es decir, obtener la base con un disco fresado o mediante impresión 3D y unir dichos dientes a los alvéolos con adhesivo específico (Fonollosa y Coloma 2021). Los dientes utilizados en este estudio —Vionic® Vigo— tienen un diseño específico en su base —forma cónica y ovalada— para esta técnica digital, que facilita un posicionamiento tridimensional exacto en los alvéolos de la base (Figura 10). Este diseño proporciona un bloqueo total del diente impidiendo una posible rotación durante su inserción en la base. El grado de adhesión del adhesivo, en este caso, atiende a la fuerza de unión requerida en la normativa ISO 13998.
Diversos estudios han acreditado que las bases procesadas con resina termopolimerizable y fresadas presentan una tensión de adhesión por cizallamiento mayor que las resinas de base de prótesis dentales impresas en 3D (Choi y cols. 2020; Kane y Shah. 2023). No obstante, no todos los materiales de base de prótesis dentales impresas tienen el mismo rendimiento, debido a las diferencias en las propiedades del material y también a factores como la dirección de impresión, la resolución y la longitud de onda de curado, que también pueden afectar la resistencia de la unión (Hada y cols. 2020). La resistencia de adhesión es tanto química como mecánica. Si bien la rugosidad superficial de las resinas para impresión fue la mayor, esta es solo una propiedad micromecánica con muy poca incidencia en los valores de adhesión. La capacidad del diente de resina para unirse químicamente a la base es el factor clave al considerar la tensión por cizallamiento, siendo la solubilidad o compatibilidad mutua de los dos polímeros lo más esencial para el establecimiento del polímero entrelazado y, por lo tanto, para la resistencia de la unión (Patil y cols. 2006).
Nazli y cols. (2023) cuestionan el estudio de Choi y cols. (2020) en la medida que no especificaron los detalles del imprescindible protocolo de posprocesamiento de las muestras impresas en 3D, que generalmente incluye lavado con alcohol, secado y polimerización en glicerina a 80 °C. Nazli, en su interesante investigación, experimentó los valores de resistencia a la cizalladura y el módulo elástico —resistencia a la deformación elástica—, en la unión entre dientes y bases, en prótesis completas mediante tecnología de impresión 3D. Los resultados mostraron que los dientes impresos con las bases impresas presentaron una resistencia a la cizalladura mayor que la de otros grupos, y también, junto a la combinación base convencional y diente impreso, un módulo elástico mayor que el del grupo control. Este aumento del módulo elástico se relacionó con un aumento en la rigidez de la combinación diente-resina base (Jagger y cols. 2002). Los valores más bajos fueron los de la combinación base impresa con dientes convencionales.
Exactitud de estos procesos en la posición final de los dientes
Se sabe que las técnicas analógicas de procesado del acrílico conllevan, en cualquiera de sus técnicas —compresión, vertido o inyección—, variaciones en la posición final de los dientes y, en consecuencia, requieren un reajuste oclusal mediante tallado selectivo, que en prótesis muco-soportadas es obligatorio realizarlo en el articulador (Anusavice y cols. 2013; Lauritzen 1977). La contracción de polimerización es inherente al procesado del material acrílico, contrayéndose tanto más cuanto mayor sea el número de moléculas por unidad de volumen que se unen para formar el polímero (Macchi 1980). Esta contracción volumétrica del monómero puede llegar hasta un 21 % (Anusavice y cols. 2013). En la práctica, esto no es así, ya que la contracción por polimerización queda compensada por distintas causas: porque continúa la expansión térmica de la resina gracias al espacio creado por la contracción; por la liberación de las tensiones elásticas del yeso de la mufla que recupera su forma al cesar la presión del acrílico; y por la irregularidad del modelo. Todo ello impide una contracción tan elevada, produciendo tensiones internas que no tienen gran incidencia en el producto final.
Algunas investigaciones analizaron las tecnologías digitales de sustracción comparándolas con las analógicas (Goodacre y cols. 2018). Los mejores resultados —menor variación en la posición final de los dientes— se obtuvieron mediante un fresado monolítico de la prótesis, seguido del sistema de vertido y del fresado de la base con dientes fresados en bloque y unidos con un agente adhesivo.
También se ha analizado la posición definitiva de los dientes en el caso de una base fresada con la unión de los dientes de un arco completo fresado (Lo Russo y cols. 2023). Este estudio concluyó que la posición de los dientes de las prótesis digitales fresadas maxilares y mandibulares procesadas sin modelos físicos fue estable en la dirección anteroposterior y mediolateral, pero se detectó un ligero desplazamiento hacia oclusal.
En concreto, se encontró un desplazamiento medio significativo (0,2 mm) en la dirección oclusal. En dicha técnica, el arco dental se une a un “alvéolo” diseñado en el flujo de trabajo CAD y luego se fresa en la base de la prótesis. Por lo tanto, los desplazamientos anteroposteriores o mediolaterales de los dientes, conectados en un solo arco, son poco probables: esto podría estar relacionado con la inexactitud de fabricación. Por el contrario, el desplazamiento oclusal es plausible porque la unión de los dientes a la base de la prótesis se obtiene utilizando una resina acrílica. No obstante, el desplazamiento oclusal medido fue menor que el informado por Kanazawa y cols. (2011) (0,50 mm). No obstante, la ausencia de un desplazamiento posterior significativo, como lo demuestran los resultados del presente estudio, es relevante para mantener la oclusión diseñada previamente (Wesley y cols. 1973).
El Saaedi y cols. (2023) investigaron el ajuste y la posición final de los dientes comparando directamente la técnica de sustracción y la aditiva. Los resultados revelaron mayores desviaciones de superficie (menos ajuste) en las bases de las prótesis maxilares impresas en 3D que en las fresadas, con valores de desajuste de 0,215 ± 0,014 mm para las bases impresas y de 0,158 ± 0,024 mm para las fresadas. Estas diferencias fueron estadísticamente significativas (P < 0,0001). Con respecto a la precisión de los dientes de la prótesis maxilar, los dientes de la técnica de fresado mostraron desviaciones de superficie estadísticamente significativas mayores (0,28 ± 0,02 mm) que los dientes de la técnica de impresión 3D (0,18 ± 0,016 mm; P < 0,0001). Lo mismo se encontró en la precisión de los dientes mandibulares, con valores de 0,187 ± 0,016 y 0,153 ± 0,02 mm para los fresados e impresos respectivamente.
También se ha estudiado la precisión de la posición final de los dientes en los sistemas de impresión 3D según el posicionamiento de los dientes: monobloque, arco completo impreso y diente a diente (Thabet y cols. 2024). Los resultados de este estudio mostraron que se produjeron grados variables de movimiento dentario en todos los grupos estudiados. Ninguno de los grupos estudiados dio como resultado una precisión total. La variación en las posiciones de los dientes en todos los grupos puede atribuirse a la contracción de las resinas utilizadas para fabricar las bases de las prótesis dentales y los dientes impresos, así como a la necesidad de un paso final adicional de polimerización por luz para completar el proceso de polimerización. El monobloque fue el más preciso en cuanto a las posiciones dentarias en caninos y molares, así como en la precisión general de la prótesis completa, seguido de los dientes impresos en un arco completo. En cambio, cuando los dientes se diseñan por separado, existe una mayor posibilidad de desplazamiento o rotación de cada diente en su contracción correspondiente durante el proceso de unión. A pesar de las diferencias significativas entre los grupos estudiados, todas las mediciones de las desviaciones de las posiciones de los dientes fueron mínimas, con una desviación máxima de 0,0781 mm.
Conclusiones
Los hallazgos de esta revisión permiten extraer las siguientes conclusiones:
– La tecnología digital para la elaboración de prótesis completas deberá atender a un protocolo de trabajo con tecnología digital o mixta que, desde el punto de vista conceptual, no difiera del utilizado con tecnologías analógicas.
– El modelo digital debe obtenerse a partir de impresiones analógicas funcionalizadas, ya sea escaneando la propia impresión y positivándola con el software o bien escaneando el modelo ya vaciado con yeso.
– La tecnología digital proporciona herramientas mucho más precisas que las analógicas para posicionar los modelos en el articulador virtual y se puedan reproducir las trayectorias de los movimientos mandibulares del paciente con mayor exactitud.
– Aunque las prótesis completas fresadas muestran un mejor ajuste a las bases que las impresas en 3D, lo que conllevaría una mejor retención, la importancia clínica puede ser mínima, ya que la magnitud de la diferencia está por debajo de los valores límite para la aceptabilidad clínica.
– La capacidad del diente de resina para unirse químicamente a la base es el factor clave al considerar la tensión por cizallamiento en cualquiera de las opciones descritas, lo que implica atender a los protocolos de adhesión que indican los fabricantes.
– La menor variación en la posición final de los dientes se obtiene mediante un fresado o impresión monolítica de la prótesis. No obstante, en las otras técnicas, que implican la unión del diente a la base, la ausencia de desplazamientos significativos en dientes posteriores permite mantener la oclusión diseñada previamente mediante tallados selectivos muy poco agresivos.
Relevancia clínica
La fabricación de prótesis completas digitales puede incluir tanto tecnologías aditivas —impresión 3D— como sustractivas —fresado— para la obtención de las bases y los dientes. El ajuste y la retención de las bases, las variaciones en la posición final de los dientes con el necesario reajuste oclusal consiguiente, y la resistencia a la fractura de los dientes a las bases representan variables dependientes de dichas tecnologías. Si bien ambas tecnologías permiten obtener resultados clínicamente aceptables, alcanzar la excelencia en este tipo de prótesis requiere indicar con precisión, en las prescripciones facultativas de las prótesis completas digitales, la tecnología que nos ofrezca mayores garantías.
Implicaciones para la investigación
En un momento que podríamos calificar como de transición hacia un paradigma tecnológico de fabricación digital de prótesis removibles, resulta muy oportuno la realización de estudios que cuestionen hasta qué punto y con qué protocolos de trabajo, las tecnologías digitales, pueden mejorar la calidad alcanzada con tecnologías analógicas. Igualmente, en cuanto a las tecnologías digitales de fabricación, sería necesario profundizar en el estudio sobre la exactitud y precisión de los resultados obtenidos mediante impresión 3D. La contracción del proceso de polimerización, inherente a estas técnicas aditivas, puede implicar variaciones y desajustes significativos, que repercutan en la calidad final la prótesis dental.
Artículo cedido por la revista Perio Clínica de SEPA. Puede consultar el artículo completo en el siguiente enlace. También puede consultar otros artículos de su interés aquí.
