Bibliografía
Implantes Subperiósticos Personalizados: Análisis por Elementos Finitos de Sistemas Monobloque y Duales en Maxilares Atróficos
Full text links: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37928878/
Implantes Subperiósticos Personalizados: Análisis por Elementos Finitos de Sistemas Monobloque y Duales en Maxilares Atróficos
1. Referencia bibliográfica
- Título del estudio: Implantes Subperiósticos Personalizados: Análisis por Elementos Finitos de Sistemas Monobloque y Duales en Maxilares Atróficos
- Autores: Mustafa Ayhan, Abdulkadir Burak Cankaya
- Revista: International Journal of Medical Sciences
- Año de publicación: 2023
- Volumen: 20(13)
- Páginas: 1755–1762
- DOI: 10.7150/ijms.89411
2. Contexto científico
La rehabilitación implantológica de pacientes con atrofia maxilar severa continúa siendo uno de los mayores desafíos de la implantología moderna. Los implantes endoóseos convencionales requieren un volumen óseo suficiente para garantizar una estabilidad primaria adecuada y una osteointegración predecible a largo plazo.
En casos de reabsorción ósea avanzada, los tratamientos convencionales suelen requerir procedimientos de aumento óseo mediante injertos autólogos o injertos de cresta ilíaca. Aunque estas técnicas pueden ser eficaces, están asociadas a una mayor morbilidad quirúrgica, tiempos de tratamiento prolongados y un incremento de los costes terapéuticos.
Los avances en imagen digital, diseño CAD/CAM y fabricación aditiva han favorecido el resurgimiento de los implantes subperiósticos personalizados. Estos dispositivos se diseñan específicamente según la anatomía residual del paciente y pueden constituir una alternativa válida cuando la colocación de implantes convencionales no es posible.
3. Objetivo del estudio
El objetivo principal fue evaluar y comparar el comportamiento biomecánico de dos diseños de implantes subperiósticos personalizados destinados a la rehabilitación de maxilares superiores severamente atróficos:
- un implante monobloque que cubre la totalidad del maxilar superior;
- un sistema dual compuesto por dos estructuras independientes que cubren separadamente los lados derecho e izquierdo del maxilar.
Mediante análisis por elementos finitos (FEA), los autores estudiaron:
- la distribución de tensiones dentro de los implantes;
- las tensiones residuales transmitidas al hueso;
- el desplazamiento implantario bajo carga funcional;
- las tensiones desarrolladas en los pilares protésicos.
También se analizó la influencia del grosor del implante y del diámetro de los tornillos de fijación sobre el comportamiento biomecánico.
4. Materiales y métodos
Diseño del estudio
Estudio experimental preclínico basado en simulaciones tridimensionales mediante análisis por elementos finitos.
Selección de pacientes
Entre 2018 y 2021 se evaluaron 49 pacientes con volumen óseo insuficiente para recibir implantes convencionales.
Fueron excluidos los pacientes con:
- enfermedades sistémicas no controladas;
- tratamiento con bifosfonatos;
- antecedentes de labio y paladar hendido;
- hábito tabáquico activo.
Finalmente, 11 pacientes mayores de 60 años fueron incluidos en la fase de modelización digital.
Desarrollo de los modelos
Las tomografías computarizadas de los pacientes fueron procesadas mediante el software 3D Slicer para generar un modelo anatómico promedio de un maxilar severamente atrófico.
Se diseñaron dos configuraciones implantarias:
- un sistema monobloque;
- un sistema dual compuesto por dos implantes independientes.
Se desarrollaron ocho variantes diferentes según:
- espesores de 1,0 mm y 1,5 mm;
- diámetros de tornillo de 1,5 mm y 2,0 mm.
Todos los modelos utilizaron las propiedades mecánicas de la aleación de titanio Ti-6Al-4V.
Condiciones de carga
Las fuerzas masticatorias simuladas incluyeron:
- 150 N aplicados bilateralmente en las regiones posteriores;
- 50 N aplicados en la región anterior.
Cada implante fue fijado mediante siete puntos de anclaje que simulaban tornillos quirúrgicos.
Las tensiones implantarias fueron calculadas utilizando el criterio de Von Mises, mientras que las tensiones óseas se analizaron mediante los tensores de Piola-Kirchhoff.
5. Resultados principales
Distribución de tensiones en los implantes
Todas las tensiones registradas permanecieron muy por debajo del límite elástico de la aleación Ti-6Al-4V, indicando ausencia de deformación plástica bajo las cargas simuladas.
Para los implantes monobloque:
- tensión máxima: 206 MPa (modelo M5);
- tensión mínima: 131 MPa (modelo M2).
Para los sistemas duales:
- tensión máxima: 178 MPa (modelo M7);
- tensión mínima: 124 MPa (modelo M4).
En general, los sistemas duales mostraron menores concentraciones de tensión dentro de la estructura implantaria.
Localización de las tensiones
Las máximas concentraciones de tensión se localizaron sistemáticamente en las extensiones cigomáticas de los implantes.
Este hallazgo subraya la importancia biomecánica de las zonas laterales de anclaje en la transmisión de las cargas funcionales.
Tensiones residuales en el hueso
Los mayores valores de tensión residual se observaron en el modelo M6.
Las tensiones residuales más bajas se registraron en los modelos M1 y M3, con aproximadamente 12 MPa.
A diferencia de las tensiones implantarias, los implantes monobloque de menor espesor proporcionaron una distribución más homogénea de las cargas sobre el hueso maxilar, generando menores tensiones residuales.
Por el contrario, el uso de implantes más gruesos y tornillos de mayor diámetro incrementó las tensiones transmitidas al hueso.
Desplazamiento implantario
Los desplazamientos máximos observados fueron inferiores a:
0,21 mm
Los mayores desplazamientos se localizaron en las regiones posteriores.
Los implantes monobloque presentaron desplazamientos ligeramente superiores a los sistemas duales.
Los implantes de 1,0 mm mostraron mayores desplazamientos que los de 1,5 mm, aunque las diferencias fueron consideradas clínicamente irrelevantes.
Tensiones en los pilares protésicos
Las tensiones registradas en los pilares oscilaron entre:
- 15,7 MPa;
- 18,1 MPa.
Estos valores fueron muy inferiores a los límites mecánicos del material, lo que sugiere un bajo riesgo de complicaciones mecánicas.
6. Análisis clínico
Los resultados muestran diferencias biomecánicas relevantes entre ambos conceptos implantarios.
Los sistemas duales generaron menores tensiones internas, lo que podría reducir el riesgo de fatiga estructural a largo plazo.
Por otro lado, los implantes monobloque distribuyeron las fuerzas de manera más homogénea sobre el hueso maxilar, disminuyendo las concentraciones locales de estrés.
Los autores sugieren que esta capacidad de absorción de cargas podría resultar especialmente beneficiosa en protocolos de carga inmediata.
Además, el estudio indica que el diámetro y la posición de los tornillos de fijación pueden influir en las tensiones óseas incluso más que el propio diseño del implante.
7. Aplicaciones clínicas
Los resultados son particularmente relevantes en:
- maxilares severamente atróficos;
- pacientes completamente edéntulos con escaso volumen óseo;
- pacientes que no desean o no pueden someterse a procedimientos de injerto óseo;
- rehabilitaciones completas guiadas mediante CAD/CAM;
- protocolos de carga inmediata;
- planificación de implantes subperiósticos personalizados.
El estudio respalda el uso de implantes subperiósticos personalizados como alternativa en casos complejos donde los implantes convencionales no son viables.
8. Nivel de evidencia, limitaciones y transparencia
Esta publicación corresponde a un estudio biomecánico preclínico basado en simulaciones computacionales.
Entre sus principales limitaciones destacan:
- ausencia de validación clínica prospectiva;
- utilización de cargas estáticas;
- imposibilidad de reproducir el remodelado óseo biológico;
- simplificaciones inherentes al modelo hueso-implante;
- reducido número de pacientes utilizados para generar el modelo anatómico promedio.
Los autores declararon no tener conflictos de interés.
9. Puntos clave del estudio
- Tipo de estudio: Análisis por elementos finitos (FEA)
- Nivel de evidencia: Estudio biomecánico preclínico
- Número de pacientes: 11
- Indicación clínica: Atrofia severa del maxilar superior
- Diseños implantarios: Monobloque y sistema dual
- Material: Aleación de titanio Ti-6Al-4V
- Cargas aplicadas: 50 N en región anterior y 150 N en regiones posteriores
- Máxima tensión de Von Mises: 206 MPa
- Máximo desplazamiento implantario: < 0,21 mm
- Menor tensión residual ósea: 12 MPa
- Hallazgo principal: Los implantes duales reducen las tensiones implantarias, mientras que los monobloque distribuyen las cargas de forma más uniforme sobre el hueso.
10. Impacto científico
Este estudio aporta información biomecánica relevante sobre el comportamiento de los implantes subperiósticos personalizados en pacientes con atrofia maxilar severa.
La comparación entre sistemas monobloque y duales permite comprender mejor cómo el diseño implantario, el grosor estructural y las características de fijación influyen en la distribución de las cargas funcionales.
Estos resultados pueden contribuir al desarrollo de diseños implantarios más eficientes y optimizar la planificación de rehabilitaciones complejas.
11. Conclusión editorial
Este análisis por elementos finitos demuestra que los implantes subperiósticos personalizados constituyen una solución biomecánicamente viable para la rehabilitación de maxilares severamente atróficos. Los sistemas duales presentan menores tensiones internas y menores desplazamientos, mientras que las estructuras monobloque favorecen una distribución más homogénea de las fuerzas sobre el hueso de soporte. Ambos conceptos ofrecen ventajas biomecánicas específicas y su indicación debe individualizarse según los objetivos clínicos y las características anatómicas del paciente. No obstante, se requieren estudios clínicos prospectivos a largo plazo para confirmar estos hallazgos.
