Bibliografia
Impianti Subperiostei Personalizzati: Analisi agli Elementi Finiti di Sistemi Monoblocco e Duali nel Mascellare Atrofico
Full text links: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37928878/
Impianti Subperiostei Personalizzati: Analisi agli Elementi Finiti di Sistemi Monoblocco e Duali nel Mascellare Atrofico
1. Riferimento bibliografico
- Titolo dello studio: Impianti Subperiostei Personalizzati: Analisi agli Elementi Finiti di Sistemi Monoblocco e Duali nel Mascellare Atrofico
- Autori: Mustafa Ayhan, Abdulkadir Burak Cankaya
- Rivista scientifica: International Journal of Medical Sciences
- Anno di pubblicazione: 2023
- Volume: 20(13)
- Pagine: 1755–1762
- DOI: 10.7150/ijms.89411
2. Contesto scientifico
La riabilitazione implantare dei pazienti affetti da grave atrofia mascellare rappresenta una delle principali sfide dell’implantologia moderna. Gli impianti endossei convenzionali richiedono infatti un volume osseo sufficiente per garantire stabilità primaria e osteointegrazione a lungo termine.
Nei casi di riassorbimento osseo avanzato, il trattamento tradizionale prevede spesso procedure di aumento osseo mediante innesti autologhi o prelievi dalla cresta iliaca. Sebbene efficaci, tali procedure comportano una maggiore morbilità chirurgica, tempi di trattamento più lunghi e un impatto significativo sul comfort del paziente.
Lo sviluppo della progettazione digitale CAD/CAM e delle tecnologie di produzione additiva ha consentito il ritorno clinico degli impianti subperiostei personalizzati. Questi dispositivi vengono progettati sulla base dell’anatomia specifica del paziente e possono rappresentare un’alternativa valida nei casi in cui l’implantologia convenzionale non sia praticabile.
3. Obiettivo dello studio
L’obiettivo principale dello studio era valutare e confrontare il comportamento biomeccanico di due differenti configurazioni di impianti subperiostei personalizzati destinati alla riabilitazione del mascellare superiore gravemente atrofico:
- un impianto monoblocco che ricopre l’intero mascellare;
- un sistema duale costituito da due impianti indipendenti che ricoprono separatamente i due emimascellari.
Attraverso un’analisi agli elementi finiti (Finite Element Analysis – FEA), gli autori hanno analizzato:
- la distribuzione delle tensioni all’interno degli impianti;
- le tensioni residue trasferite all’osso;
- gli spostamenti implantari sotto carico;
- le tensioni sviluppate a livello degli abutment protesici.
È stato inoltre valutato l’effetto dello spessore implantare e del diametro delle viti di fissaggio sulle prestazioni biomeccaniche.
4. Materiali e metodi
Disegno dello studio
Studio sperimentale preclinico basato su simulazioni tridimensionali mediante analisi agli elementi finiti.
Selezione dei pazienti
Tra il 2018 e il 2021 sono stati valutati 49 pazienti con insufficiente volume osseo per il posizionamento di impianti convenzionali.
Sono stati esclusi i soggetti con:
- patologie sistemiche non controllate;
- terapia con bifosfonati;
- anamnesi positiva per labiopalatoschisi;
- abitudine al fumo.
Undici pazienti, tutti di età superiore ai 60 anni, sono stati inclusi nella modellazione digitale finale.
Sviluppo dei modelli
Le scansioni TC dei pazienti sono state elaborate mediante il software 3D Slicer per ottenere un modello anatomico medio di mascella atrofica.
Sono state progettate due configurazioni implantari:
- un sistema monoblocco;
- un sistema duale con due impianti indipendenti.
Sono stati realizzati otto modelli differenti variando:
- lo spessore implantare (1,0 mm e 1,5 mm);
- il diametro delle viti di fissaggio (1,5 mm e 2,0 mm).
Tutti i modelli sono stati realizzati virtualmente utilizzando le proprietà meccaniche della lega di titanio Ti-6Al-4V.
Condizioni di carico
Per simulare le forze masticatorie fisiologiche sono stati applicati:
- 150 N nelle regioni posteriori bilaterali;
- 50 N nella regione anteriore.
Ogni impianto è stato fissato mediante sette punti di ancoraggio che simulavano le viti chirurgiche.
Le tensioni implantari sono state calcolate utilizzando il criterio di Von Mises, mentre le tensioni ossee sono state valutate mediante i tensori di Piola-Kirchhoff.
5. Risultati principali
Distribuzione delle tensioni implantari
Tutti i valori di tensione registrati sono risultati nettamente inferiori al limite elastico della lega Ti-6Al-4V, indicando l’assenza di deformazioni plastiche sotto i carichi simulati.
Per gli impianti monoblocco:
- tensione massima: 206 MPa (modello M5);
- tensione minima: 131 MPa (modello M2).
Per i sistemi duali:
- tensione massima: 178 MPa (modello M7);
- tensione minima: 124 MPa (modello M4).
Nel complesso, i sistemi duali hanno mostrato una riduzione significativa delle tensioni interne rispetto ai sistemi monoblocco.
Localizzazione delle tensioni
Le massime concentrazioni di tensione sono state osservate nelle aree di estensione zigomatica degli impianti, indipendentemente dalla configurazione utilizzata.
Questo risultato evidenzia il ruolo biomeccanico fondamentale delle regioni laterali di ancoraggio nella distribuzione dei carichi funzionali.
Tensioni residue sull’osso
I valori più elevati di tensione residua sono stati osservati nel modello M6.
Le tensioni residue più basse sono state registrate nei modelli M1 e M3, con valori pari a circa 12 MPa.
A differenza delle tensioni implantari, gli impianti monoblocco a parete sottile hanno mostrato una distribuzione più uniforme dei carichi sull’osso mascellare, generando minori tensioni residue.
L’aumento dello spessore implantare e del diametro delle viti tendeva invece ad aumentare le tensioni trasferite all’osso.
Spostamento implantare
Gli spostamenti massimi osservati sono rimasti inferiori a:
0,21 mm
Gli spostamenti maggiori si sono verificati nelle regioni posteriori.
Gli impianti monoblocco hanno mostrato generalmente valori di spostamento superiori rispetto ai sistemi duali.
Gli impianti di spessore pari a 1 mm hanno evidenziato spostamenti leggermente maggiori rispetto a quelli da 1,5 mm, senza differenze clinicamente rilevanti.
Tensioni sugli abutment
Le tensioni registrate a livello degli abutment protesici sono risultate comprese tra:
- 15,7 MPa;
- 18,1 MPa.
Tali valori sono ampiamente inferiori ai limiti meccanici del materiale utilizzato e indicano un basso rischio di complicanze meccaniche.
6. Analisi clinica
Lo studio evidenzia differenze biomeccaniche significative tra i due concetti implantari.
I sistemi duali mostrano tensioni interne inferiori e potrebbero pertanto ridurre il rischio di affaticamento strutturale nel lungo periodo.
Gli impianti monoblocco, invece, consentono una distribuzione più omogenea delle forze sull’osso mascellare, limitando le concentrazioni locali di stress.
Secondo gli autori, questa caratteristica potrebbe risultare particolarmente vantaggiosa nei protocolli di carico immediato, grazie alla maggiore capacità di assorbimento e dissipazione delle forze occlusali.
Lo studio suggerisce inoltre che il diametro e il posizionamento delle viti di fissaggio possano influenzare le tensioni ossee in misura maggiore rispetto al design implantare stesso.
7. Applicazioni cliniche
I risultati possono essere particolarmente utili nei seguenti contesti:
- grave atrofia mascellare;
- edentulia totale con insufficiente volume osseo;
- pazienti non candidabili o contrari agli innesti ossei;
- riabilitazioni implantari complete CAD/CAM guidate;
- protocolli di carico immediato;
- pianificazione di impianti subperiostei personalizzati.
Lo studio supporta l’impiego di impianti subperiostei customizzati come valida alternativa nei casi complessi di riassorbimento osseo avanzato.
8. Livello di evidenza, limiti e trasparenza
Questa pubblicazione rappresenta uno studio biomeccanico preclinico basato su simulazioni numeriche.
Le principali limitazioni includono:
- assenza di validazione clinica prospettica;
- utilizzo di carichi statici;
- mancata simulazione del rimodellamento osseo biologico;
- semplificazioni del modello osso-impianto;
- numero limitato di pazienti utilizzati per la costruzione del modello anatomico medio.
Gli autori dichiarano l’assenza di conflitti di interesse.
9. Punti chiave dello studio
- Tipo di studio: Analisi agli elementi finiti (FEA)
- Livello di evidenza: Studio biomeccanico preclinico
- Numero di pazienti: 11
- Indicazione clinica: Grave atrofia del mascellare superiore
- Tipologie implantari: Monoblocco e sistema duale
- Materiale: Lega di titanio Ti-6Al-4V
- Carichi applicati: 50 N anteriormente e 150 N posteriormente
- Massima tensione di Von Mises: 206 MPa
- Massimo spostamento implantare: < 0,21 mm
- Minima tensione residua ossea: 12 MPa
- Risultato principale: I sistemi duali riducono le tensioni implantari, mentre i sistemi monoblocco distribuiscono le forze in modo più uniforme sull’osso.
10. Impatto scientifico
Questo studio fornisce dati biomeccanici rilevanti sul comportamento degli impianti subperiostei personalizzati nei pazienti con grave atrofia mascellare.
Il confronto tra configurazioni monoblocco e duali contribuisce a comprendere come geometria implantare, spessore e caratteristiche delle viti influenzino la distribuzione delle forze funzionali.
I risultati potranno supportare l’ottimizzazione futura dei design implantari e migliorare la pianificazione delle riabilitazioni implantari complesse.
11. Conclusione editoriale
L’analisi agli elementi finiti dimostra che gli impianti subperiostei personalizzati rappresentano una soluzione biomeccanicamente valida per la riabilitazione dei mascellari gravemente atrofici. I sistemi duali presentano tensioni interne e spostamenti inferiori, mentre le strutture monoblocco garantiscono una distribuzione più omogenea delle forze sull’osso di supporto. Entrambe le configurazioni mostrano vantaggi specifici e potrebbero essere selezionate in funzione degli obiettivi clinici e delle caratteristiche anatomiche del paziente. Studi clinici prospettici a lungo termine rimangono tuttavia necessari per confermare questi risultati.
