Comparación de diferentes diseños de implantes subperiósticos aplicados a una mandíbula atrófica y edéntula sometida a fuerzas traumáticas: análisis tridimensional mediante elementos finitos

Ilgın Arı, Gülin Acar, İpek Dilara Baş, Emre Tosun

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40376767/

Comparación de diferentes diseños de implantes subperiósticos aplicados a una mandíbula atrófica y edéntula sometida a fuerzas traumáticas: análisis tridimensional mediante elementos finitos

1. Referencia científica

• Título del estudio: Comparison of Subperiosteal Implant Designs Applied to Atrophic and Edentulous Mandible Under Traumatic Forces: A Three-Dimensional Finite Element Analysis
• Autores: Ilgın Arı, Gülin Acar, İpek Dilara Baş, Emre Tosun
• Revista científica: Journal of Oral Implantology
• Año de publicación: 2025
• DOI: 10.1563/aaid-joi-D-25-00073
• PMID: 40376767

2. Contexto científico

La rehabilitación implantológica de pacientes con una mandíbula completamente edéntula y con atrofia ósea severa continúa siendo uno de los mayores desafíos de la cirugía oral y la implantología. En aquellos casos en los que el volumen óseo residual resulta insuficiente para la colocación de implantes endoóseos convencionales sin procedimientos reconstructivos, los implantes subperiósticos personalizados representan una posible alternativa terapéutica. El desarrollo de la planificación digital, la tecnología CAD/CAM y la fabricación individualizada ha favorecido el resurgimiento de este tipo de soluciones implantológicas.

Además de lograr una adecuada adaptación anatómica, resulta esencial comprender el comportamiento biomecánico de estos implantes cuando son sometidos a cargas extremas, como las producidas por un traumatismo. La distribución de las tensiones mecánicas puede influir en la estabilidad del conjunto implante-prótesis y en la respuesta del hueso mandibular. En este contexto, el presente estudio analiza el efecto del material y del diseño del implante mediante una simulación computacional tridimensional.

3. Objetivo del estudio

El objetivo de este estudio fue comparar el comportamiento biomecánico de cuatro configuraciones diferentes de implantes subperiósticos diseñados para una mandíbula completamente edéntula con atrofia severa. Mediante un análisis tridimensional por elementos finitos, los autores evaluaron la influencia del material de fabricación (titanio o poliéter éter cetona, PEEK) y del diseño estructural (una sola pieza o dos piezas) sobre la distribución de las tensiones generadas por una carga traumática simulada.

4. Metodología

Se trata de un estudio preclínico basado en un análisis por elementos finitos (Finite Element Analysis, FEA). Se desarrolló un modelo digital de una mandíbula completamente edéntula con atrofia severa, sobre el que se aplicaron cuatro estrategias de tratamiento diferentes. Dos modelos incorporaban implantes subperiósticos de PEEK, uno de una sola pieza y otro de dos piezas, mientras que los otros dos utilizaban configuraciones equivalentes fabricadas en titanio.

Cada implante fue fijado al modelo mandibular mediante catorce tornillos de osteosíntesis colocados a lo largo de las líneas de tensión mandibulares. Posteriormente se aplicó una fuerza traumática de 2.000 N en dirección anteroposterior sobre la prótesis mandibular. Se analizaron la tensión principal máxima (Pmax), la tensión principal mínima (Pmin) y la tensión equivalente de Von Mises. El resumen disponible no incluye pacientes, seguimiento clínico ni evaluación biológica.

5. Resultados principales

Los resultados de la simulación indican que tanto el material como el diseño del implante modifican la distribución de las tensiones mecánicas.

En la región de la sínfisis mandibular, el implante monobloque de titanio presentó la tensión principal máxima más elevada, con un valor de 45,888 MPa, mientras que los demás modelos mostraron valores similares en esta zona. En el cóndilo mandibular, la mayor tensión principal máxima se observó en el modelo de PEEK de dos piezas (941,338 MPa), mientras que el valor más bajo correspondió al modelo monobloque de titanio (905,756 MPa).

Las tensiones de Von Mises registradas en los pilares protésicos y en sus tornillos fueron inferiores y más homogéneas en los modelos fabricados en PEEK en comparación con los de titanio. En cambio, las estructuras metálicas de titanio soportaron menores tensiones internas que las estructuras equivalentes de PEEK.

De acuerdo con los autores, el implante subperióstico monobloque de PEEK mostró el comportamiento biomecánico más favorable en relación con el riesgo de fractura mandibular bajo las condiciones traumáticas simuladas.

6. Análisis clínico

Este estudio aporta información biomecánica relevante sobre los implantes subperiósticos personalizados de nueva generación, aunque no proporciona evidencia clínica directa. Los resultados indican que la elección del material no solo influye en las tensiones soportadas por la propia estructura implantaria, sino también en la forma en que las cargas mecánicas se transmiten hacia los componentes protésicos y las estructuras mandibulares simuladas.

Los hallazgos reflejan un equilibrio entre rigidez estructural y capacidad para distribuir las cargas. Mientras que el titanio mostró menores tensiones internas en el armazón del implante, el PEEK redujo las tensiones aplicadas sobre los pilares y los tornillos protésicos. Dentro de las condiciones evaluadas, el diseño monobloque de PEEK presentó la distribución de tensiones más favorable en relación con el riesgo mecánico de fractura mandibular.

No obstante, estos resultados deben interpretarse con prudencia. El análisis por elementos finitos constituye una herramienta consolidada para estudiar el comportamiento mecánico de los biomateriales, pero no reproduce fenómenos biológicos como la osteointegración, la remodelación ósea, la cicatrización de los tejidos, la variabilidad anatómica individual o las cargas funcionales mantenidas en el tiempo. Por ello, los resultados representan evidencia preclínica destinada a orientar el diseño de futuros implantes personalizados, sin demostrar una superioridad clínica de un material o configuración específicos.

7. Aplicaciones clínicas

Los resultados pueden resultar de interés para los profesionales dedicados a la rehabilitación implantológica de pacientes con atrofia mandibular severa, especialmente cuando la colocación de implantes convencionales o la realización de procedimientos extensos de aumento óseo no son opciones viables.

El estudio sugiere que los implantes subperiósticos fabricados en PEEK podrían constituir una alternativa prometedora en futuras rehabilitaciones implantológicas personalizadas. Asimismo, los diseños de dos piezas podrían ofrecer una mayor flexibilidad durante la planificación y fabricación de estos dispositivos. Sin embargo, estas posibles ventajas deberán confirmarse mediante estudios clínicos prospectivos antes de incorporarse a la práctica clínica habitual.

8. Nivel de evidencia, limitaciones y transparencia

Esta publicación corresponde a un estudio preclínico basado en una simulación tridimensional mediante análisis por elementos finitos. En consecuencia, su nivel de evidencia es inferior al de los ensayos clínicos prospectivos o los estudios controlados aleatorizados.

La principal limitación deriva del propio diseño metodológico. Los resultados proceden de un modelo computacional desarrollado bajo condiciones de carga específicas y, por tanto, no permiten establecer conclusiones sobre supervivencia implantaria, complicaciones biológicas, resultados clínicos o comportamiento a largo plazo.

El resumen disponible no informa sobre conflictos de interés ni fuentes de financiación. Tampoco describe otras limitaciones metodológicas adicionales.

9. Puntos clave del estudio

• Tipo de estudio: Análisis tridimensional por elementos finitos (estudio preclínico).
• Nivel de evidencia: Estudio preclínico de simulación computacional.
• Modelo estudiado: Modelo digital de una mandíbula completamente edéntula con atrofia severa.
• Número de pacientes: No especificado en la información disponible.
• Número de configuraciones implantarias: Cuatro diseños diferentes de implantes subperiósticos.
• Periodo de seguimiento: No aplicable.
• Variable principal evaluada: Distribución de la tensión principal máxima, tensión principal mínima y tensión equivalente de Von Mises bajo una carga traumática simulada de 2.000 N.
• Resultado principal: El implante subperióstico monobloque de PEEK mostró el comportamiento biomecánico más favorable respecto al riesgo simulado de fractura mandibular.
• Conclusión científica: El material del implante y su diseño estructural modifican la distribución de las tensiones mecánicas.
• Limitaciones: Estudio exclusivamente computacional, sin validación clínica ni seguimiento a largo plazo.

10. Impacto científico

Este trabajo amplía el conocimiento biomecánico sobre los implantes subperiósticos personalizados destinados a la rehabilitación de casos complejos de atrofia mandibular. Su principal aportación consiste en comparar simultáneamente dos materiales y dos configuraciones estructurales dentro del mismo modelo de simulación, proporcionando información útil sobre la distribución de las cargas mecánicas.

Aunque el estudio no establece recomendaciones clínicas, aporta datos que pueden contribuir al desarrollo de futuras generaciones de implantes subperiósticos personalizados. Las diferencias observadas entre los distintos diseños constituyen una base para nuevas investigaciones experimentales y estudios clínicos que permitan determinar si las ventajas biomecánicas identificadas mediante simulación se traducen en beneficios clínicos reales para los pacientes.

11. Conclusión editorial

Este análisis por elementos finitos ofrece una contribución relevante al conocimiento biomecánico de los implantes subperiósticos utilizados en la rehabilitación de mandíbulas gravemente atróficas. En las condiciones simuladas, el diseño monobloque de PEEK presentó la distribución de tensiones más favorable en relación con el riesgo potencial de fractura mandibular, mientras que los diseños de dos piezas aportaron una mayor flexibilidad estructural. Dado que los resultados proceden exclusivamente de una simulación computacional, será necesaria su validación mediante estudios clínicos antes de que puedan influir en la práctica implantológica basada en la evidencia.