Digital Titanium-Herbst : effects on TMJ in a case of Juvenile Idiopathic Arthritis

The use of CAD-CAM (Computer-Aided Design, Computer-Aided Manufacturing) is growing exponentially in dentistry, since its introduction in the field of prosthetics in the 80s. It also finds application in the orthodontic field, it can be produced with this technology palatal expanders, Michigan plates, guide masks for presurgical orthodontics. This work intends to demonstrate the application of a Herbst appliance produced with CAD-CAM titanium alloy (DTi Herbst) in a case of Juvenile Idiopathic Arthritis (JIA). The JIA patient, aged 14, is investigated by Cone Beam CT (CBCT) and sections obtained are studied in the 3 planes of space. The left TMJ has a marked erosion of a round shape in the central portion of the head of the condyle. And there is slight lateral deviation during opening movement with Class II malocclusion and deep bite. Herbst equipment has applied to bring the jaw forward. We take polyvinyl siloxane dental impressions and develop models in plaster. The models are scanned with scanners and structured light so you get the digital models. Using CAD software is designed the structure of the apparatus, which is then produced with the use of a numerically controlled milling machine. The Herbst is made and cemented tried in the mouth with a cement-based resin. After removal of the equipment, 1 year later, you run a new CBCT scan to verify the results obtained. The Herbst hinge is a fixed functional appliance developed by Dr. Emil Herbst in 1906. The skeletal effects arising from the application of this apparatus is mostly during the peak of growth: in particular at the level of the jaw one can obtain a growth beyond the 3mm for the dislocation of the condyle in the glenoid fossa and stimulation of new bone apposition especially in the portion top and back of the condyle. The analysis shows that the new CT at the level of the condyle there was bone remodeling and neoformation that has bridged the gap between right and left condyle erosion caused this previously. The CAD / CAM applied to the materials from the aerospace industry such as titanium grade 5 make the design and implementation of the DTi Herbst simpler than traditional Herbst. The application in patients with JIA has so far shown promising results but requires a study with a larger number of patients.

L’utilizzo della tecnologia CAD-CAM (Computer-Aided Design, Computer-Aided Manufacturing) si sta diffondendo in maniera esponenziale in campo odontoiatrico, dopo la sua introduzione nel campo protesico negli anni ’80. Essa trova applicazione anche in ambito ortognatodontico, infatti è possibile produrre con questa tecnologia espansori palatali, placche di Michigan, mascherine guida per ortodonzia prechirurgica. Con questo lavoro si intende mostrare l’applicazione di una apparecchiatura Herbst prodotta con CAD-CAM in lega di titanio (DTi Herbst) in un caso di Artrite Idiopatica Giovanile (AIG). Il paziente AIG, di 14 anni, viene sottoposto ad indagine Cone Beam TC (CBCT) e le sezioni ottenute vengono studiate nei 3 piani dello spazio. L’ATM sx presenta una marcata erosione di forma rotondeggiante nella porzione centrale della testa del condilo. E’ presente una leggera latero-deviazione durante il movimento di apertura in paziente con malocclusione di II classe e deep bite. Si decide di applicare un’apparecchiatura Herbst per portare in avanti la mandibola. Si rilevano le impronte di precisione delle arcate dentarie e si sviluppano i modelli in gesso. I modelli vengono sottoposti a scansione con scanner a luce strutturata e si ottengono così i modelli digitali. Tramite software CAD viene progettata la struttura dell’apparecchio, che viene poi prodotto con l’utilizzo di una fresatrice a controllo numerico. L’Herbst realizzato è provato e cementato nel cavo orale con un cemento a base resinosa. Dopo la rimozione dell’apparecchiatura, ad 1 anno di distanza, si esegue una nuova scansione CBCT per verificare i risultati ottenuti. La cerniera di Herbst è un apparecchio funzionale fisso ideato dal Dr. Emil Herbst nel 1906. Gli effetti scheletrici derivanti dall’applicazione di tale apparecchiatura si manifestano soprattutto durante il picco di crescita: in particolare a livello della mandibola si può ottenere una crescita oltre i 3mm per la dislocazione del condilo nella fossa glenoide e stimolazione di nuova apposizione ossea soprattutto nella porzione superiore e posteriore del condilo. L’analisi della nuova TC mostra che a livello del condilo affetto c’è stato rimodellamento e neoapposizione ossea che ha colmato il divario tra condilo dx e sx causato dell’erosione presente in precedenza. Il CAD/CAM applicato ai materiali di derivazione aerospaziale come il titanio di grado 5 rendono la progettazione e la realizzazione del DTi Herbst più semplice rispetto all’Herbst tradizionale. L’applicazione nei pazienti affetti da AIG ha fino ad ora dato risultati incoraggianti ma necessita di uno studio con un numero maggiore di pazienti.