Impianti sottoperiostei personalizzati in titanio a due componenti versus monoblocco nelle mandibole edentule atrofiche: un’analisi agli elementi finiti

Mariam Ahmed Roshdy, Maha Wagdy El Kerdawy, Adel Hamdy Abo El Fetouh, Mahmoud Mokhtar El Far

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40779986/

Impianti sottoperiostei personalizzati in titanio a due componenti versus monoblocco nelle mandibole edentule atrofiche: un’analisi agli elementi finiti

1. Riferimento scientifico

• Titolo dello studio: Two-piece versus single-piece patient-specific titanium subperiosteal implants in atrophied edentulous mandibles: A finite element analysis
• Autori: Mariam Ahmed Roshdy, Maha Wagdy El Kerdawy, Adel Hamdy Abo El Fetouh, Mahmoud Mokhtar El Far
• Rivista scientifica: Computers in Biology and Medicine
• Anno di pubblicazione: 2025
• DOI: 10.1016/j.compbiomed.2025.110897
• PMID: 40779986

2. Contesto scientifico

La riabilitazione implantare delle mandibole completamente edentule con grave atrofia ossea rappresenta una delle situazioni più complesse dell’implantologia orale. In alcuni pazienti, le procedure di rigenerazione ossea estesa o altri interventi ricostruttivi più invasivi non sono indicati, rendendo necessario ricorrere a soluzioni terapeutiche alternative. In questo contesto, gli impianti sottoperiostei personalizzati in titanio stanno suscitando un rinnovato interesse grazie all’evoluzione della pianificazione digitale, della diagnostica tridimensionale e delle tecnologie CAD/CAM.

Tradizionalmente questi impianti venivano progettati come strutture monoblocco. Più recentemente sono state sviluppate configurazioni a due componenti con l’obiettivo di facilitarne il posizionamento chirurgico. Tuttavia, le differenze biomeccaniche tra queste due soluzioni progettuali non erano ancora state analizzate in modo diretto. Il presente studio affronta questa tematica mediante un’analisi tridimensionale agli elementi finiti, valutando la distribuzione delle sollecitazioni meccaniche nei due differenti design implantari.

3. Obiettivo dello studio

Lo scopo dello studio era confrontare il comportamento biomeccanico di due impianti sottoperiostei personalizzati in titanio: una configurazione monoblocco tradizionale e una configurazione a due componenti. Attraverso un’analisi tridimensionale agli elementi finiti, gli autori hanno valutato se esistessero differenze nella distribuzione delle sollecitazioni a livello dell’osso peri-implantare, della struttura implantare, delle viti di fissaggio e della protesi sovrastante durante il carico funzionale simulato.

4. Metodologia

Si tratta di uno studio preclinico basato su un’analisi tridimensionale agli elementi finiti (3D Finite Element Analysis – 3D FEA).

Il modello digitale è stato ricavato da una tomografia computerizzata multistrato di una mandibola completamente edentula. Sono stati simulati due impianti sottoperiostei personalizzati: una struttura monoblocco in titanio su un lato della mandibola e una struttura in titanio a due componenti sul lato controlaterale. Entrambe sostenevano una protesi cementata con arcata dentale accorciata supportata da quattro pilastri ed erano antagoniste a una protesi totale rimovibile mascellare a supporto mucoso.

Sono state eseguite due simulazioni applicando una forza obliqua unilaterale di 50 N con un’inclinazione di 30° nell’area del secondo premolare mandibolare. Sono stati analizzati lo stress dell’osso peri-implantare, le tensioni di Von Mises della struttura implantare, delle viti di fissaggio e della protesi, oltre alla deformazione complessiva delle viti.

5. Principali risultati

L’analisi ha evidenziato che le sollecitazioni sviluppate nell’osso peri-implantare erano sostanzialmente simili nei due modelli implantari. Anche le tensioni registrate a livello delle viti di fissaggio e la loro deformazione complessiva hanno mostrato valori comparabili, indicando un comportamento meccanico analogo per questi componenti.

La differenza più significativa è stata osservata nella struttura dell’impianto. Durante la simulazione relativa al design a due componenti, la tensione massima di Von Mises ha raggiunto 150,09 MPa, mentre nel modello monoblocco il valore registrato è stato pari a 60,74 MPa nelle medesime condizioni di carico. La struttura a due componenti è risultata quindi sottoposta a una sollecitazione interna superiore a oltre il doppio rispetto alla configurazione monoblocco.

Secondo gli autori, questa rappresenta la principale differenza biomeccanica emersa tra i due design implantari.

6. Analisi clinica

Lo studio offre un contributo significativo alla comprensione del comportamento meccanico degli impianti sottoperiostei personalizzati destinati alla riabilitazione delle mandibole gravemente atrofiche. I risultati suggeriscono che la suddivisione della struttura implantare in due componenti non modifica in modo sostanziale il trasferimento delle forze all’osso peri-implantare né il carico applicato alle viti di fissaggio, indicando un comportamento biomeccanico simile per questi elementi.

L’aspetto più rilevante riguarda invece la distribuzione delle tensioni all’interno della struttura implantare. Le tensioni più elevate osservate nel design a due componenti potrebbero indicare una risposta meccanica meno favorevole nelle condizioni simulate. Tuttavia, tale osservazione non consente di dedurre automaticamente un maggiore rischio di complicanze cliniche o di ridotta longevità del dispositivo, poiché l’analisi è limitata a una simulazione numerica.

È importante sottolineare che uno studio agli elementi finiti non riproduce integralmente la complessità biologica dell’ambiente orale e non fornisce informazioni sull’osteointegrazione, sulla sopravvivenza implantare, sulle complicanze biologiche o protesiche né sugli esiti clinici a lungo termine. Pertanto, i risultati rappresentano una base teorica utile per orientare future ricerche sperimentali e cliniche.

7. Applicazioni cliniche

I risultati possono essere di interesse nella pianificazione della riabilitazione implantare dei pazienti con grave atrofia mandibolare, in particolare quando gli interventi di rigenerazione ossea estesa o altre procedure chirurgiche più invasive non risultano indicati.

Lo studio offre inoltre indicazioni utili per la progettazione digitale, la produzione CAD/CAM e l’ottimizzazione degli impianti sottoperiostei personalizzati. Tuttavia, trattandosi di una valutazione esclusivamente biomeccanica, i risultati non devono essere interpretati come raccomandazioni cliniche definitive senza una successiva conferma mediante studi clinici prospettici.

8. Livello di evidenza, limiti e trasparenza

Questa pubblicazione è uno studio preclinico computazionale basato su un’analisi tridimensionale agli elementi finiti, corrispondente a un livello di evidenza inferiore rispetto agli studi clinici prospettici e alle revisioni sistematiche.

La metodologia consente di valutare il comportamento biomeccanico in condizioni controllate, ma non permette di analizzare la risposta biologica dei tessuti, la sopravvivenza implantare, le complicanze protesiche o gli esiti clinici nel lungo periodo.

Le principali limitazioni derivano dalla natura stessa della modellazione numerica e dall’assenza di una validazione clinica.

Le informazioni disponibili non riportano dichiarazioni relative a conflitti di interesse né a finanziamenti specifici.

9. Punti chiave dello studio

• Tipo di studio: Studio preclinico con analisi tridimensionale agli elementi finiti (3D FEA)
• Livello di evidenza: Studio computazionale preclinico
• Popolazione o studi analizzati: Modello digitale ottenuto dalla TC di una mandibola completamente edentula
• Numero di pazienti o impianti: Non specificato nelle informazioni disponibili
• Durata del follow-up: Non applicabile
• Endpoint principale: Confronto biomeccanico tra impianti sottoperiostei personalizzati monoblocco e a due componenti
• Risultato principale: Stress peri-implantare e delle viti di fissaggio comparabili, mentre la struttura a due componenti ha mostrato tensioni di Von Mises significativamente superiori (150,09 MPa contro 60,74 MPa)
• Conclusione scientifica: Il design monoblocco ha evidenziato un comportamento biomeccanico più favorevole a livello della struttura implantare, mentre gli altri parametri analizzati sono risultati sostanzialmente simili.
• Limiti: Studio di simulazione numerica privo di validazione clinica e di dati a lungo termine.

10. Impatto scientifico

Questo studio apporta nuovi dati su un tema ancora poco esplorato nella letteratura implantologica. Secondo gli autori, rappresenta il primo confronto diretto tra impianti sottoperiostei personalizzati monoblocco e a due componenti mediante analisi agli elementi finiti.

I risultati contribuiscono ad ampliare le conoscenze sull’influenza del design della struttura implantare nella distribuzione delle sollecitazioni meccaniche. Sebbene entrambi i sistemi abbiano mostrato un comportamento simile nei confronti dell’osso peri-implantare e delle viti di fissaggio, il design monoblocco ha evidenziato un vantaggio biomeccanico a livello della struttura implantare. Queste osservazioni possono orientare lo sviluppo di futuri impianti personalizzati e costituiscono una base per successive indagini sperimentali e studi clinici volti a verificarne la rilevanza nella pratica.

11. Conclusione editoriale

Questa analisi agli elementi finiti suggerisce che gli impianti sottoperiostei personalizzati monoblocco e a due componenti presentano un comportamento biomeccanico sostanzialmente simile per quanto riguarda l’osso peri-implantare e le viti di fissaggio. La differenza principale riguarda la struttura implantare, nella quale il design monoblocco ha mostrato tensioni interne inferiori. Pur offrendo informazioni utili per l’ottimizzazione dei dispositivi personalizzati, il significato clinico di questi risultati dovrà essere confermato attraverso studi clinici prospettici.