Redacción
Investigadores de la Facultad de Odontología de la Universidad de Hong Kong (HKU) han desarrollado una novedosa fabricación inteligente de coronas dentales mediante el uso de inteligencia artificial generativa que aprovecha la tecnología de fabricación dental. Los resultados se han publicado en la revista Dental Materials en un artículo titulado Morfología y rendimiento mecánico de la corona dental diseñada por 3D-Dcgan.
El equipo, dirigido por el Dr. James Tsoi, profesor asociado de ciencia de materiales dentales, colaboró con compañeros del Departamento de Ciencias de la Computación de la Facultad de Ingeniería de HKU para dar un salto adelante en el flujo de trabajo de producción de prótesis dentales diseñadas por inteligencia artificial de próxima generación.
Los investigadores desarrollaron un algoritmo de inteligencia artificial generativa que utiliza un verdadero enfoque de aprendizaje profundo 3D, produciendo coronas dentales personalizadas con alta precisión que imitan la morfología y coinciden con los materiales necesarios para la biomecánica de los dientes naturales.
Los investigadores utilizaron un algoritmo de inteligencia artificial generativa para producir coronas dentales personalizadas con alta precisión
El análisis biomecánico de elementos finitos reveló que mediante el uso de silicato de litio, la corona diseñada por inteligencia artificial puede acercarse mucho a la vida útil esperada de los dientes naturales. Por el contrario, los dos métodos existentes para diseñar coronas dentales dan como resultado coronas que son demasiado grandes o demasiado delgadas y no alcanzan la misma vida útil que los dientes naturales.
Actualmente, el flujo de trabajo digital de diseño y fabricación asistidos por computadora (CAD/CAM) ha mejorado significativamente la odontología, pero aún tiene sus desafíos. Desde el diseño hasta la fabricación de prótesis dentales, el proceso requiere mucha mano de obra, consume mucho tiempo y genera riesgos para la salud y el medio ambiente durante los procesos de fresado e impresión 3D. El software utiliza una “biblioteca de dientes” que contiene plantillas de coronas predefinidas para ayudar a generar diseños protésicos, pero el operador aún necesita más ajustes para cumplir con las condiciones individuales.
Durante el proceso de capacitación el algoritmo aprendió las características morfológicas de los dientes naturales, de modo que puede diseñar coronas dentales comparables a un diente natural
El método de fabricación inteligente desarrollado por el equipo de investigación puede ayudar a reemplazar el enfoque convencional para diseñar coronas dentales personalizadas. “Usamos un enfoque 3D-Dcgan (3D-Deep Convolutional Generative Adversarial Network) para enseñar al algoritmo de inteligencia artificial ‘buenos’ diseños al alimentar el algoritmo con más de 600 casos de dentición natural y saludable. El algoritmo mejora la calidad del diseño a través de la competencia interna entre un generador y un discriminador”, explica el Dr. Hao Ding, coinvestigador del proyecto.
“Durante el proceso de capacitación el algoritmo aprendió las características morfológicas de los dientes naturales, de modo que puede diseñar coronas dentales comparables a un diente natural, tanto morfológica como funcionalmente”, indica el Dr. Ding. Las coronas diseñadas por 3D-Dcgan se compararon con dientes naturales y con otros dos métodos CAD convencionales de métodos de diseño de coronas. Los resultados revelaron que las coronas generativas diseñadas por inteligencia artificial tenían la discrepancia 3D más baja, el ángulo de cúspide más cercano (característica morfológica) y contactos oclusales similares (característica funcional) en comparación con los dientes naturales.
Los resultados revelaron que las coronas generativas diseñadas por inteligencia artificial tenían la discrepancia 3D más baja, el ángulo de cúspide más cercano y contactos oclusales similares
“Esto demuestra que 3D-Dcgan podría utilizarse para diseñar coronas dentales personalizadas con alta precisión que no solo pueden imitar tanto la morfología como la biomecánica de los dientes naturales, sino que también funcionan sin ningún ajuste humano adicional, lo que ahorra costos adicionales en el proceso de producción”, señala el Dr. James Tsoi, investigador principal.
Desde la KHU informan que se están realizando ensayos clínicos para usar esta inteligencia artificial generativa para coronas dentales. El equipo también está trabajando en la aplicabilidad de esta herramienta en otras prótesis dentales como puentes y dentaduras postizas.
