Confronto tra due design di impianti sottoperiostei nella maxillectomia totale: un’analisi tridimensionale agli elementi finiti

Ilgın Ari, Gülin Acar

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40246199/

Confronto tra due design di impianti sottoperiostei nella maxillectomia totale: un’analisi tridimensionale agli elementi finiti

1. Riferimento scientifico

• Titolo dello studio: Comparison of Two Subperiosteal Implant Designs in Total Maxillectomy: A Three-Dimensional Finite Element Analysis
• Autori: Ilgın Ari, Gülin Acar
• Rivista scientifica: Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology
• Anno di pubblicazione: 2025
• DOI: 10.1016/j.jormas.2025.102377

2. Contesto scientifico

La riabilitazione implantare dei pazienti sottoposti a maxillectomia totale rappresenta una delle sfide più complesse della chirurgia orale e della ricostruzione maxillo-facciale. La perdita estesa di tessuto osseo limita infatti l’impiego degli impianti endossei convenzionali, favorendo lo sviluppo di impianti sottoperiostei personalizzati progettati per sfruttare le strutture anatomiche residue. Grazie ai progressi della pianificazione digitale e delle tecnologie CAD/CAM, oggi è possibile realizzare dispositivi altamente adattati all’anatomia del singolo paziente; tuttavia, l’ottimizzazione del loro design biomeccanico rimane un tema di grande interesse scientifico.

Un aspetto fondamentale consiste nell’ottenere una distribuzione equilibrata delle forze masticatorie, riducendo contemporaneamente le sollecitazioni sia sull’osso residuo sia sui componenti implantari. L’analisi agli elementi finiti (Finite Element Analysis, FEA) costituisce uno strumento consolidato per studiare il comportamento meccanico di differenti configurazioni implantari prima della loro applicazione clinica. In questo contesto, lo studio confronta due differenti design di impianti sottoperiostei destinati alla ricostruzione dopo maxillectomia totale.

3. Obiettivo dello studio

L’obiettivo dello studio era confrontare il comportamento biomeccanico di due differenti configurazioni di impianti sottoperiostei destinate alla riabilitazione di pazienti sottoposti a maxillectomia totale. Mediante un’analisi tridimensionale agli elementi finiti, gli autori hanno valutato la distribuzione delle sollecitazioni sull’osso residuo e sui componenti implantari in presenza di carichi che simulano le forze della masticazione.

4. Metodologia

Si tratta di uno studio preclinico di simulazione computazionale basato su un’analisi tridimensionale agli elementi finiti (FEA).

È stato sviluppato un modello tridimensionale rappresentativo di un mascellare superiore completamente resecato di Classe II. Successivamente sono stati confrontati due differenti scenari terapeutici:

• SC-1: impianto sottoperiosteo con design convenzionale.
• SC-2: impianto sottoperiosteo con una barra diagonale di supporto nella regione zigomatica.

Per simulare le condizioni funzionali sono stati applicati:

• un carico verticale di 450 N;
• un carico obliquo di 93 N.

Sono stati valutati i valori delle tensioni principali massime e minime a livello osseo e le tensioni equivalenti di von Mises sui componenti implantari, in particolare sulle viti di fissaggio.

L’abstract non riporta dati relativi al numero di pazienti, al numero di impianti né a un follow-up clinico, trattandosi esclusivamente di una simulazione numerica.

5. Risultati principali

L’analisi biomeccanica ha evidenziato differenze tra i due design in funzione della direzione delle forze applicate.

In presenza di carichi verticali, il modello SC-2 ha mostrato valori più elevati di tensione massima nella regione zigomatico-mascellare rispetto al design convenzionale. Anche sotto carichi obliqui, SC-2 ha evidenziato livelli di tensione superiori nelle aree analizzate rispetto a SC-1.

Per quanto riguarda i componenti implantari, il comportamento delle viti è risultato differente in base al tipo di sollecitazione. Durante il carico verticale, il design convenzionale ha presentato valori inferiori di tensione equivalente di von Mises, mentre sotto carico obliquo le tensioni risultavano inferiori nel modello SC-2.

Nel complesso, l’analisi non ha dimostrato un vantaggio biomeccanico significativo del design con barra diagonale rispetto alla configurazione sottoperiostea convenzionale. Gli autori suggeriscono pertanto che i futuri sviluppi progettuali dovrebbero orientarsi verso l’integrazione di ulteriori aree anatomiche di supporto piuttosto che sull’introduzione della sola barra diagonale.

6. Analisi clinica

Lo studio fornisce informazioni biomeccaniche rilevanti per la progettazione degli impianti sottoperiostei personalizzati destinati ai casi di ricostruzione mascellare più complessi. I risultati indicano che un aumento della complessità strutturale dell’impianto non comporta necessariamente una distribuzione più favorevole delle forze né una riduzione delle sollecitazioni sulle strutture di supporto.

Dal punto di vista dell’implantologia moderna, questi dati evidenziano l’importanza di sviluppare dispositivi personalizzati sulla base di criteri biomeccanici oggettivi, piuttosto che introdurre modifiche geometriche senza una dimostrazione del loro reale beneficio. L’adozione sempre più diffusa dei flussi digitali e della produzione CAD/CAM rende particolarmente significativa la possibilità di ottimizzare preventivamente il design implantare mediante simulazioni numeriche.

È tuttavia necessario interpretare questi risultati con cautela. L’analisi agli elementi finiti rappresenta infatti un modello teorico che non riproduce completamente i fenomeni biologici presenti nella pratica clinica, quali il rimodellamento osseo, la guarigione dei tessuti, la variabilità anatomica individuale e le modificazioni funzionali nel lungo periodo.

Per questo motivo, le osservazioni biomeccaniche costituiscono un utile supporto allo sviluppo progettuale, ma non possono essere considerate una dimostrazione dell’efficacia clinica delle diverse configurazioni implantari.

7. Applicazioni cliniche

I risultati di questo studio possono risultare utili nei seguenti ambiti:

• progettazione di impianti sottoperiostei personalizzati;
• pianificazione digitale della ricostruzione maxillo-facciale;
• sviluppo di dispositivi implantari mediante tecnologie CAD/CAM;
• ottimizzazione biomeccanica delle riabilitazioni implanto-protesiche dopo maxillectomia totale.

Le informazioni disponibili non consentono invece di formulare conclusioni riguardo alla sopravvivenza implantare, alle complicanze biologiche o protesiche, né agli esiti clinici a lungo termine.

8. Livello di evidenza, limiti e trasparenza

Questa pubblicazione rappresenta uno studio preclinico di simulazione biomeccanica mediante analisi agli elementi finiti. Il livello di evidenza è pertanto inferiore rispetto agli studi clinici prospettici o agli studi randomizzati controllati.

I risultati consentono di comprendere il comportamento meccanico delle differenti configurazioni implantari, ma non permettono di dimostrarne la superiorità clinica. La principale limitazione deriva dalla natura stessa della simulazione numerica, che non riproduce integralmente le condizioni biologiche e funzionali osservabili nei pazienti.

Nelle informazioni fornite non sono riportati conflitti di interesse, fonti di finanziamento o rapporti degli autori con produttori di impianti.

9. Punti chiave dello studio

• Tipo di studio: Studio preclinico mediante analisi tridimensionale agli elementi finiti
• Livello di evidenza: Studio biomeccanico di simulazione computazionale
• Modello analizzato: Un modello digitale del mascellare superiore con confronto tra due design implantari
• Numero di pazienti o impianti: Non specificato nelle informazioni disponibili
• Follow-up: Non applicabile
• Endpoint principale: Distribuzione delle tensioni ossee e delle tensioni equivalenti di von Mises sui componenti implantari
• Risultato principale: Il design con barra diagonale (SC-2) non ha mostrato un vantaggio biomeccanico significativo rispetto al design sottoperiosteo convenzionale.
• Conclusione scientifica: Futuri sviluppi dovrebbero concentrarsi sull’ottimizzazione del design convenzionale mediante ulteriori aree anatomiche di supporto.
• Limiti: Studio basato esclusivamente su simulazioni numeriche senza validazione clinica.

10. Impatto scientifico

Questo studio contribuisce all’evoluzione della ricerca sugli impianti sottoperiostei personalizzati destinati alla ricostruzione dopo maxillectomia totale. Piuttosto che sostenere l’introduzione di strutture implantari più complesse, i risultati suggeriscono che l’efficacia biomeccanica dipende da un’attenta ottimizzazione del progetto complessivo.

L’indagine conferma inoltre il valore dell’analisi agli elementi finiti come strumento di sviluppo preclinico, capace di identificare potenziali criticità meccaniche prima dell’impiego clinico. Pur non fornendo prove di superiorità clinica di uno dei due design, lo studio offre indicazioni utili per ingegneri, implantologi e chirurghi maxillo-facciali impegnati nella progettazione di impianti personalizzati di nuova generazione. Saranno tuttavia necessari studi clinici per verificare se i risultati biomeccanici osservati possano tradursi in benefici concreti per i pazienti.

11. Conclusione editoriale

Questa analisi agli elementi finiti propone un confronto rigoroso tra due differenti configurazioni di impianti sottoperiostei destinati alla ricostruzione dopo maxillectomia totale. Nell’ambito delle limitazioni proprie di uno studio computazionale, il design con barra diagonale non ha dimostrato un vantaggio biomeccanico evidente rispetto alla configurazione convenzionale. I risultati sottolineano l’importanza di continuare a perfezionare i sistemi implantari personalizzati attraverso un approccio basato sull’ingegneria biomeccanica, mantenendo la necessità di una successiva conferma mediante studi clinici.