Tecnologia digital em próteses totais: propriedades dos materiais CAD-CAM e desenvolvimento de uma patente de inovação para simplificação do fluxo de trabalho / Digital technology in complete dentures: properties of CAD-CAM materials and development of an innovation patent to simplify the workflow

RESUMO

Recursos digitais, como a manufatura subtrativa (fresagem CAD-CAM) e a manufatura aditiva (impressão 3D) podem promover significativos avanços, reduzindo o tempo e o custo de produção de próteses totais (PTs). Assim, este estudo objetiva investigar as características superficiais (rugosidade e ângulo de contato), propriedades mecânicas (resistência mini-flexural) e a adesão de biofilme sobre polímeros de PMMA pré-polimerizado para fresagem CAD-CAM e sobre resinas para impressão 3D utilizados na fabricação de bases de PTs, bem como propor um fluxo de trabalho inovador para abreviar e simplificar as etapas de confecção de PTs. Para a análise in vitro, foram fabricados um total de 60 discos e 40 barras distribuídas igualmente em quatro grupos fresagem CAD-CAM (GF), impressão 3D (GI) e PMMA convencional termopolimerizado por ciclo longo (GCL) ou por energia de micro-ondas (GCM). A rugosidade foi determinada pelo valor de Ra; o ângulo de contato foi medido pelo método da gota séssil; o teste de resistência à mini-flexão foi obtido por teste de flexão de três pontos, enquanto o comportamento frente à formação de biofilme foi analisado através da adesão de biofilme de C. albicans. Os dados foram analisados por meio de estatística descritiva e analítica (α = 0,05). Os resultados mostraram que o GI apresentou a maior rugosidade superficial (Ra 0,317 ± 0,151µm) e os menores valores de resistência à miniflexão (57,23 ± 9,07MPa) e o GF apresentou a menor adesão de biofilme de C. albicans (log UFC/mL 3,74 ± 0,57) e maior média de resistência à mini-flexão (114,96 ± 16,23 MPa). Não houve diferença estatística entre o GF e os grupos convencionais para rugosidade, ângulo de contato e resistência à mini-flexão. A patente de inovação desenvolvida estabeleceu um novo fluxo de trabalho para confecção de próteses totais através de um protocolo de três consultas em que foram feitas as moldagens anatômicas na 1ª sessão, juntamente com o registro do suporte labial, plano oclusal e linhas de referência para subsidiar a montagem dos dentes superiores. Uma prótese-teste foi confeccionada por meio de procedimentos convencionais ou CAD-CAM e avaliada na 2ª consulta, permitindo observar o resultado estético, executar a moldagem funcional e realizar o registro da relação maxilo-mandibular, fornecendo referências precisas para a confecção da prótese inferior. Com base nos resultados da fase in vitro deste estudo, os corpos-de-prova obtidos a partir de disco para fresagem CAD-CAM apresentaram resistência flexural e propriedades superficiais semelhantes às resinas convencionais e mostraram um comportamento inibidor da adesão de C. albicans, enquanto os espécimes produzidos por impressão 3D exibiram a menor resistência à flexão e a maior rugosidade da superfície. O dispositivo inovador apresentado para a execução das etapas clínicas relacionadas à fabricação de PTs mostrou-se efetivo para abreviar e simplificar as técnicas disponíveis, apresentando confiabilidade e previsibilidade para produção de PTs em número de sessões reduzido (AU).

ABSTRACT

Digital features like subtractive and additive manufacturing can promote breakthroughs by reducing the time and cost of making complete dentures (CDs). Thus, this study aims to investigate surface characteristics (roughness and contact angle), mechanical properties (mini-flexural strength), and biofilm adhesion on computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD-CAM) PMMA polymer, and threedimensional (3D) printed resin for denture´s base fabrication as well as to propose an innovative workflow. For in vitro analysis, a total of 60 discs and 40 rectangular specimens were fabricated from one CAD-CAM pre-polymerized PMMA disc (GF), one 3D-printed (GI), and two conventional heat-polymerized (GCL and GCM) materials for denture base fabrication. Roughness was determined by the Ra value; the contact angle was measured by the sessile drop method; the mini-flexural strength test was a three-point bending test while the biofilm formation inhibition behavior was analyzed through C. albicans adhesion. The data were analyzed using descriptive and analytical statistics (α = 0.05). Results showed that GI specimens presented the highest surface roughness (Ra 0.317 ± 0.151 µm) and lowest mini-flexural strength values (57.23 ± 9.07 MPa) and the GF showed the lowest C. albicans adhesion (log CFU/mL 3.74 ± 0.57) and highest mini-flexural strength mean (114.96 ± 16.23 MPa). There was no statistical difference between GF and conventional groups for roughness, contact angle, and mini-flexural strength. In turn, the presented novel workflow for complete dentures fabrication reached a three appointments protocol in which preliminary impressions were made in the 1st session, all together to maxillary registration of lip support, occlusal plane, and reference lines for teeth arrangement. A trial denture was manufactured and evaluated by the 2nd appointment through conventional or CAD-CAM procedures, allowing esthetics evaluation, final impression, and maxillomandibular relationship record and providing precise references for final dentures fabrication. Based on the findings of this in vitro study, GF presented surface and mechanical properties similar to conventional resins and show improved behavior preventing C. albicans adhesion, while GI specimens exhibited the lowest flexural strength, and highest surface roughness. The proposed device for CD´s fabrication clinical procedures reached feasibility and by simplifying available techniques, this protocol could achieve reliability and predictability to produce complete dentures with reduced working time (AU).