La mesh in titanio stampata in 3D ad alta porosità consente una migliore rigenerazione ossea

Rui Ma, Qian Liu, Libo Zhou, Lingxiao Wang 

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36604677/

La mesh in titanio stampata in 3D ad alta porosità consente una migliore rigenerazione ossea

1. Riferimento scientifico

• Titolo dello studio: La mesh in titanio stampata in 3D ad alta porosità consente una migliore rigenerazione ossea
• Autori: Rui Ma, Qian Liu, Libo Zhou, Lingxiao Wang
• Rivista scientifica: BMC Oral Health
• Anno di pubblicazione: 2023
• DOI: 10.1186/s12903-023-02717-5

2. Contesto scientifico

La ricostruzione dei difetti ossei rappresenta una fase fondamentale in molti protocolli di implantologia dentale. Nei pazienti con grave atrofia ossea alveolare o con perdita di volume osseo conseguente a estrazioni, traumi o anomalie congenite, l’aumento osseo è spesso necessario prima del posizionamento degli impianti dentali.

Le mesh in titanio vengono utilizzate da anni nelle procedure di rigenerazione ossea guidata (GBR) grazie alla loro capacità di mantenere uno spazio stabile per la neoformazione ossea. Negli ultimi anni, l’evoluzione della progettazione digitale, delle tecnologie CAD/CAM e della stampa 3D ha permesso la realizzazione di dispositivi personalizzati adattati alla morfologia specifica del difetto.

Sebbene numerosi studi abbiano valutato il ruolo del materiale, dello spessore e della geometria delle maglie, l’influenza della porosità complessiva sulla rigenerazione ossea rimane meno approfondita. Questa ricerca si inserisce in tale contesto, analizzando l’effetto di diversi livelli di porosità sulla guarigione ossea in un modello preclinico.

3. Obiettivo dello studio

L’obiettivo principale dello studio era valutare l’influenza di differenti livelli di porosità di mesh in titanio personalizzate e prodotte mediante stampa 3D sulla rigenerazione ossea di difetti alveolari standardizzati.

Gli autori hanno cercato di determinare se un aumento della porosità potesse favorire una migliore formazione ossea mantenendo al contempo le caratteristiche strutturali necessarie per il successo della rigenerazione ossea guidata.

4. Metodologia

Si tratta di uno studio preclinico condotto su modello animale.

Sono stati inclusi nove cani Beagle. Dopo l’estrazione dei primi quattro premolari mandibolari e un periodo di guarigione di tre mesi, sono stati creati difetti ossei standardizzati a livello mandibolare.

Sono state confrontate tre mesh in titanio stampate in 3D con differenti livelli di porosità:

• Bassa porosità (LP): 55%
• Porosità intermedia (MP): 62%
• Alta porosità (HP): 68%

I difetti sono stati riempiti con particelle ossee autologhe e successivamente coperti con le rispettive mesh in titanio e una membrana di collagene Bio-Gide.

La valutazione è stata effettuata a 4, 8 e 12 settimane mediante micro-tomografia computerizzata (micro-CT) e analisi istologiche con colorazioni al blu di toluidina e fucsina basica. Sono stati analizzati parametri quali spessore trabecolare, numero delle trabecole, separazione trabecolare e frazione di volume osseo.

5. Risultati principali

Le valutazioni radiologiche e istologiche hanno evidenziato risultati più favorevoli nel gruppo con la porosità più elevata.

L’analisi micro-CT ha mostrato che il gruppo HP presentava valori superiori di spessore trabecolare (Tb.Th), numero di trabecole (Tb.N) e rapporto tra volume osseo e volume totale (BV/TV) rispetto ai gruppi MP e LP. Parallelamente, la separazione trabecolare (Tb.Sp) risultava inferiore, suggerendo una struttura ossea più compatta e matura.

Le osservazioni istologiche hanno confermato tali risultati. Dopo 8 e 12 settimane, il numero di trabecole era maggiore nel gruppo HP rispetto agli altri gruppi. A 12 settimane, anche la frazione di volume osseo risultava superiore. Le sezioni istologiche mostravano una maggiore occupazione del difetto da parte di osso neoformato nelle mesh con porosità del 68%.

Le differenze osservate tra i gruppi sono risultate statisticamente significative (p < 0,05).

6. Analisi clinica

Questo studio fornisce indicazioni interessanti sull’importanza delle caratteristiche strutturali delle mesh in titanio utilizzate nella chirurgia rigenerativa ossea e nell’implantologia.

I risultati suggeriscono che la porosità non debba essere considerata esclusivamente un parametro meccanico. Una maggiore porosità potrebbe infatti favorire un ambiente biologico più favorevole alla rigenerazione ossea, migliorando gli scambi cellulari e la diffusione di nutrienti e fattori coinvolti nell’osteogenesi.

Dal punto di vista clinico, questi dati assumono particolare rilevanza nei casi di atrofia ossea severa e nelle procedure di aumento osseo orizzontale o verticale, dove il mantenimento dello spazio rigenerativo è essenziale per il successo della riabilitazione implantare.

Tuttavia, è importante sottolineare che i risultati derivano da un modello animale e non possono essere trasferiti direttamente alla pratica clinica umana. Inoltre, lo studio ha valutato esclusivamente tre livelli specifici di porosità e non consente di definire un valore ottimale universalmente applicabile a tutte le situazioni cliniche.

7. Applicazioni cliniche

I risultati di questa ricerca possono essere rilevanti nei seguenti contesti:

• Rigenerazione ossea guidata (GBR).
• Ricostruzione di difetti ossei alveolari estesi.
• Aumenti ossei orizzontali e verticali.
• Pianificazione implantare digitale mediante workflow CAD/CAM.
• Riabilitazioni implantari complesse associate a grave atrofia ossea.
• Utilizzo di mesh in titanio personalizzate prodotte tramite stampa 3D.
• Chirurgia orale e ricostruzione maxillo-facciale.

Lo studio contribuisce inoltre allo sviluppo di dispositivi personalizzati destinati alla chirurgia rigenerativa e alla moderna implantologia digitale.

8. Livello di evidenza, limiti e trasparenza

Lo studio è classificabile come ricerca preclinica su modello animale.

Il livello di evidenza è pertanto inferiore rispetto a studi clinici prospettici o trial randomizzati condotti sull’uomo. I risultati forniscono informazioni biologiche e sperimentali utili, ma non costituiscono una prova clinica definitiva.

Tra le principali limitazioni figurano il numero limitato di animali inclusi, il periodo di osservazione massimo di dodici settimane e l’assenza di dati clinici umani.

Per quanto riguarda la trasparenza, uno degli autori risulta affiliato a Digital Mesh Beijing Technology Co., Ltd., azienda operante nel settore delle mesh personalizzate. Gli autori dichiarano comunque l’assenza di conflitti di interesse concorrenti nella pubblicazione.

9. Punti chiave dello studio

• Tipo di studio: Studio preclinico animale
• Livello di evidenza: Preclinico
• Popolazione studiata: 9 cani Beagle
• Numero di pazienti o impianti: Non specificato nei dati forniti
• Durata del follow-up: 12 settimane
• Parametro principale valutato: Influenza della porosità della mesh in titanio sulla rigenerazione ossea
• Risultato principale: La mesh con porosità del 68% ha mostrato i migliori parametri di rigenerazione ossea
• Conclusione scientifica: Una porosità più elevata, entro l’intervallo studiato, può favorire la riparazione di ampi difetti ossei
• Limiti principali: Modello animale, campione ridotto, assenza di validazione clinica nell’uomo

10. Impatto scientifico

Questo studio contribuisce ad ampliare le conoscenze sui fattori progettuali che influenzano le prestazioni biologiche delle mesh in titanio personalizzate.

A differenza di molte ricerche focalizzate principalmente sulle proprietà meccaniche o sul materiale utilizzato, gli autori hanno analizzato in modo specifico il ruolo della porosità come possibile determinante della rigenerazione ossea. I risultati suggeriscono che l’architettura della mesh possa influenzare significativamente il comportamento biologico del sito rigenerativo.

La ricerca si inserisce inoltre nell’evoluzione dell’implantologia digitale e delle tecnologie additive, ambiti nei quali la personalizzazione dei dispositivi rappresenta una tendenza sempre più consolidata. Sebbene siano necessari studi clinici sull’uomo per confermare questi risultati, il lavoro fornisce una base sperimentale utile per l’ottimizzazione futura delle mesh in titanio utilizzate nelle procedure ricostruttive.

11. Conclusione editoriale

Questo studio preclinico evidenzia che una mesh in titanio personalizzata e stampata in 3D con elevata porosità può favorire una rigenerazione ossea più efficace rispetto a dispositivi con porosità inferiore nelle condizioni sperimentali analizzate. Pur richiedendo una conferma attraverso studi clinici sull’uomo, i risultati suggeriscono che la progettazione della porosità rappresenti un parametro importante nello sviluppo delle future soluzioni per la rigenerazione ossea e la riabilitazione implantare avanzata.