AI & Biotech

Intelligenza artificiale e biotecnologie guidano il futuro dell’odontoiatria

I nuovi esperimenti, le ricerche e le tecnologie innovative che promettono di rivoluzionare l’odontoiatria rendendola personalizzata, predittiva, preventiva e partecipativa

09 Ott 2021

L’intelligenza artificiale e, più in generale, le tecnologie innovative, sono sempre più presenti anche nell’ambito dell’odontoiatria. Un esempio arriva dai ricercatori dell’Università della Pennsylvania e riguarda l’applicazione intelligente della biotecnologia e dei nanomateriali in campo odontoiatrico.

Impianti dentali che resistono ai batteri e generano elettricità

Gli impianti dentali hanno una durata media di una ventina d’anni. Tuttavia, spesso richiedono la sostituzione dopo 5-10 anni a causa di problemi gengivali o infiammazioni. Per cercare di sopperire a questo limite, i ricercatori dell’Università della Pennsylvania hanno pensato di creare un impianto dentale più duraturo, che generi elettricità grazie alle sue proprietà piezoelettriche. Ciò lo renderebbe più resistente alla proliferazione batterica. L’impianto contiene dischi con nanoparticelle di titanato di bario (BTO) incorporate che lavorano per creare una carica superficiale negativa sul materiale che respinge i batteri. I biofilm batterici che si accumulano sugli impianti (e sui denti veri), infatti, hanno un impatto sulla salute delle gengive, portando a danni della protesi.

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Impianto dentale che resiste ai batteri generando elettricità (fonte: Albert Kim, Penn’s School of Dental Medicine)

È interessante notare che gli impianti creati dai ricercatori dell’Università della Pennsylvania incorporano anche un altro meccanismo per migliorare la salute delle gengive: la fototerapia. Gli impianti, infatti, possono raccogliere elettricità dai movimenti della bocca o attraverso lo spazzolino da denti e utilizzarla per alimentare piccole sorgenti luminose. L’idea è che questa luce possa indurre un effetto fototerapeutico nel tessuto gengivale circostante.

Perché usare l’intelligenza artificiale in odontoiatria  

Le immagini svolgono un ruolo importante in odontoiatria e sono alla base della cura dentale della maggior parte dei pazienti, dallo screening alla pianificazione fino alla condotta del trattamento. L’odontoiatria utilizza regolarmente diversi tipi di immagini dalla stessa regione anatomica del medesimo individuo, solitamente accompagnati da dati inerenti cartelle cliniche e anamnesi, comprese condizioni sistemiche e farmaci. Inoltre, tali dati vengono spesso raccolti con una certa scansione temporale. Attraverso l’intelligenza artificiale si potrebbero integrare e correlare efficacemente tutte queste informazioni migliorando la diagnostica, la previsione e il processo decisionale.

In più, molte condizioni dentali (come carie, lesioni apicali, perdita ossea parodontale) sono prevalenti nella grande maggioranza dei pazienti. Potrebbe perciò essere utile disporre di un set di dati con un numero elevato di casi “interessanti” a cui rifarsi per diagnosi e cure. E ciò può essere ottenuto con sforzi limitati grazie all’IA.

Intelligenza artificiale e ortodonzia 

Un miglioramento della capacità diagnostica è un vantaggio sia per i pazienti sia per i professionisti. L’intelligenza artificiale consente l’analisi dei dati della storia e dei risultati clinici del paziente e, quindi, può offrire la diagnosi più probabile basata sulle evidenze. L’utilizzo di questo modello di intelligenza artificiale riduce gli errori umani e consente un’assistenza adeguata e mirata al paziente.

Oggi, l’uso più diffuso dell’intelligenza artificiale è nel campo ortodontico dell’odontoiatria, dove viene implementato durante tutto il processo: a partire dalla diagnosi – utilizzando algoritmi genetici che aiutano a prevedere le dimensioni dei denti non erotti – fino al trattamento e al follow-up.

Modelli virtuali e scansioni 3D per l’odontoiatria protesica 

Questi strumenti sono straordinariamente utili nella valutazione delle anomalie dentali e persino delle anomalie craniofacciali, consentendo a dispositivi come gli allineatori di essere precisi e di personalizzare l’approccio al trattamento. La combinazione di questi ausili sta rivoluzionando il trattamento ortodontico. L’accoppiamento dell’intelligenza artificiale con la radiologia, come nella risonanza magnetica e nella CBCT, consente di prendere in considerazione e identificare le più piccole deviazioni delle strutture normali, altrimenti impossibili da individuare. Ciò consente di rilevare un problema nelle fasi iniziali e anche di fornire parametri di lavoro precisi in campi più piccoli, come nella carie prossimale. Con l’uso di CAD/CAM, i metodi AI sono in grado di progettare onlay, inlay, corone e ponti con maggiore precisione e le considerazioni di progettazione possono essere personalizzate per ogni caso particolare. È evidente come il ricorso all’IA possa essere uno strumento cruciale per l’odontoiatria protesica.

Nel campo della parodontologia, l’intelligenza artificiale è stata utilizzata per classificare in modo efficiente i pazienti con parodontite cronica – differenziandoli da quelli con parodontite aggressiva – in base al loro profilo immunitario precedente ed esistente. Ciò semplifica il trattamento, fornendo con precisione una diagnosi sui cui aspetti possono concentrarsi gli esperti odontoiatri.

Esempi di applicazioni d’intelligenza artificiale in odontoiatria 

Come visto, l’impiego dell’intelligenza artificiale ha una grande potenziale nell’odontoiatria. Tuttavia, il suo uso nel mondo dei dentisti è piuttosto recente e solo da qualche anno esistono  progetti concreti e applicazioni specifiche.

Ad esempio, sono in fase di sviluppo alcuni progetti per la valutazione delle radiografie dentali. Tra questi, Dx Vision di Dentem è basato sul rilevamento – supportato dall’intelligenza artificiale – di otturazioni dentali, denti trattati con radice, impianti e altri artefatti.

C’è anche un grande potenziale dell’AI per l’odontoiatria olistica nella valutazione di processi patologici della coagulazione, specialmente nella diagnosi precoce di parodontite, atrofia della cresta alveolare e ridotta densità ossea. Per esempio, DentalMonitoring, azienda francese (con sedi in tutto il mondo) specializzata in sistemi di

Monitoraggio dentale a distanza e intelligenza artificiale (fonte: DentalMonitoring)

, ha sviluppato un sistema che consente a ortodontisti e dentisti di monitorare da remoto l’andamento dei trattamenti ortodontici/odontoiatrici dei propri pazienti senza che questi debbano presenziare fisicamente nello studio odontoiatrico. Un enorme aiuto per l’attuale situazione pandemica. Utilizzando uno smartphone e un’app, il paziente acquisisce immagini dei propri denti che vengono poi caricate nel sistema tramite l’app stessa. L’intelligenza artificiale viene utilizzata per confrontare le immagini con i dati precedenti e può rilevare anche piccoli cambiamenti. Il sistema avvisa quindi l’ortodontista, consentendo un intervento tempestivo e regolazioni efficienti del trattamento. Oltre a evitare inutili visite di controllo, il sistema può anche accelerare i trattamenti ortodontici individuando il momento in cui il paziente è pronto per passare alla successiva fase correttiva. Il progetto sarà ampliato in futuro per includere altre applicazioni (controllo dell’igiene orale, carie e diagnosi della gengivite).

Esperimenti e tecnologie, quelli appena visti e analizzati, che aprono la strada a un utilizzo sempre più diffuso delle applicazioni basate sull’intelligenza artificiale quale facilitatore dell’odontoiatria personalizzata, predittiva, preventiva e partecipativa.

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