Eindige-elementenmethode voor subperiostale implantaten: een systematische review van de biomechanische prestaties en de spanningsverdeling

Vincenzo Ronsivalle, Paola Lo Giudice, Simona Santonocito, Salvatore Bocchieri, Roberta Giudice, Salvatore Battaglia, Salvatore Crimi, Alberto Bianchi, Marco Cicciù

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40399179/

Eindige-elementenmethode voor subperiostale implantaten: een systematische review van de biomechanische prestaties en de spanningsverdeling

1. Wetenschappelijke referentie

• Titel van de studie: Finite element method of subperiosteal implants: a systematic review on biomechanical performance and stress distribution
• Auteurs: Vincenzo Ronsivalle, Paola Lo Giudice, Simona Santonocito, Salvatore Bocchieri, Roberta Giudice, Salvatore Battaglia, Salvatore Crimi, Alberto Bianchi, Marco Cicciù
• Wetenschappelijk tijdschrift: Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery
• Jaar van publicatie: 2025
• DOI: 10.1016/j.jcms.2025.04.018

2. Wetenschappelijke achtergrond

De implantologische rehabilitatie van patiënten met ernstige kaakatrofie behoort tot de meest complexe uitdagingen binnen de orale implantologie en kaakchirurgie. Wanneer het beschikbare botvolume onvoldoende is voor de plaatsing van conventionele endossale implantaten, moeten alternatieve behandelstrategieën worden overwogen. Dankzij de vooruitgang op het gebied van CBCT-beeldvorming, CAD/CAM-ontwerp en additieve productietechnieken is de belangstelling voor patiëntspecifieke subperiostale implantaten de afgelopen jaren opnieuw toegenomen.

Tegelijkertijd heeft de eindige-elementenmethode (Finite Element Method, FEM) zich ontwikkeld tot een belangrijk hulpmiddel voor biomechanisch onderzoek. Met behulp van numerieke simulaties kunnen onderzoekers de krachtenoverdracht, spanningsverdeling en mechanische stabiliteit van implantaatconstructies virtueel analyseren voordat deze klinisch worden toegepast. Deze systematische review brengt de beschikbare FEM-studies over subperiostale implantaten samen en beoordeelt hun biomechanische gedrag in vergelijking met conventionele implantaatsystemen.

3. Doel van de studie

Het primaire doel van deze systematische review was het evalueren van studies waarin de eindige-elementenmethode werd gebruikt om het biomechanische gedrag van subperiostale implantaten te onderzoeken. Daarnaast wilden de auteurs nagaan hoe deze implantaten mechanische spanningen verdelen en hun prestaties vergelijken met die van conventionele implantaten bij de rehabilitatie van ernstig geatrofieerde kaken.

4. Methodologie

Deze studie werd uitgevoerd als een systematische review volgens de PRISMA-richtlijnen. De literatuur werd systematisch doorzocht in de databanken Web of Science, PubMed, Scopus en Lilacs tot en met februari 2025.

Alleen onderzoeken waarin de eindige-elementenmethode werd toegepast om de spanningsverdeling van subperiostale implantaten te analyseren, kwamen in aanmerking voor inclusie. Uiteindelijk voldeden twaalf studies aan de vooraf vastgestelde selectiecriteria. Het risico op bias werd beoordeeld met een aangepaste versie van het ROBINS-I-instrument, specifiek ontwikkeld voor in silico-onderzoek. Verdere methodologische details, zoals de gebruikte simulatieprotocollen of belastingcondities, worden in het beschikbare abstract niet beschreven.

5. Belangrijkste resultaten

De opgenomen FEM-studies laten een consistente trend zien waarbij subperiostale implantaten mechanische belastingen gelijkmatiger verdelen dan conventionele implantaten. Volgens de simulaties ontstaan hierdoor lagere spanningspieken ter hoogte van de bot-implantaatinterface, wat wijst op een gunstigere overdracht van functionele belasting.

Daarnaast bleken implantaten met een dubbele configuratie een hogere biomechanische stabiliteit te vertonen dan andere onderzochte ontwerpen. Ook verschillende ontwerpkenmerken hadden een duidelijke invloed op de mechanische prestaties, waaronder het gebruikte materiaal (zoals titanium of PEEK), de fixatie met schroeven en de dikte van het implantaat. Verder toonden de simulaties aan dat schuine belasting leidt tot een grotere verplaatsing van het implantaat dan axiale belasting.

6. Klinische interpretatie

Deze systematische review biedt een actueel overzicht van de biomechanische kennis over subperiostale implantaten op basis van computergestuurde simulatiemodellen. De verzamelde gegevens suggereren dat patiëntspecifieke implantaten de belasting gelijkmatiger kunnen verdelen bij patiënten met ernstige kaakatrofie, waardoor lokale spanningsconcentraties mogelijk worden verminderd.

Vanuit klinisch perspectief benadrukt de studie dat de prestaties van subperiostale implantaten niet uitsluitend afhangen van het implantaatconcept zelf. Ook ontwerpvariabelen zoals materiaalkeuze, implantaatdikte en fixatiemethode lijken een belangrijke invloed uit te oefenen op de biomechanische stabiliteit. Dit onderstreept het belang van een nauwkeurige digitale planning en een geoptimaliseerd CAD/CAM-ontwerp.

De resultaten moeten echter zorgvuldig worden geïnterpreteerd. Alle geïncludeerde onderzoeken zijn gebaseerd op numerieke simulaties en niet op klinische studies bij patiënten. Daardoor kunnen de waargenomen biomechanische voordelen niet rechtstreeks worden vertaald naar implantaatoverleving, biologische of mechanische complicaties of klinische langetermijnresultaten. De auteurs benadrukken daarom dat klinische validatie en gestandaardiseerde FEM-methodologieën noodzakelijk zijn om de praktische relevantie van deze bevindingen te bevestigen.

7. Klinische toepassingen

De resultaten van deze review kunnen relevant zijn voor de planning van complexe implantologische rehabilitaties bij patiënten met ernstige atrofie van de boven- of onderkaak, vooral wanneer conventionele implantaten geen haalbare optie vormen. De studie ondersteunt het gebruik van digitale workflows, CBCT-gebaseerde planning, CAD/CAM-technologie en biomechanische simulaties bij de ontwikkeling van patiëntspecifieke subperiostale implantaten.

Daarnaast kunnen de bevindingen richting geven aan toekomstig onderzoek naar de optimalisatie van implantaatontwerp, materiaalkeuze en fixatiestrategieën. Op basis van de beschikbare gegevens kunnen echter geen definitieve klinische aanbevelingen worden gedaan of uitspraken worden gedaan over een superioriteit ten opzichte van andere behandelmethoden.

8. Evidentieniveau, beperkingen en transparantie

Deze publicatie betreft een systematische review van in silico-studies waarin gebruik is gemaakt van de eindige-elementenmethode. Hoewel systematische reviews doorgaans een hoog evidentieniveau vertegenwoordigen, wordt de bewijskracht in dit geval beperkt doordat de geïncludeerde onderzoeken uitsluitend uit computergestuurde simulaties bestaan.

De auteurs wijzen op de noodzaak van gestandaardiseerde FEM-methodologieën en klinische validatiestudies om de langetermijnrelevantie van de waargenomen biomechanische eigenschappen te bevestigen. Andere methodologische beperkingen worden in het beschikbare abstract niet vermeld.

In de verstrekte informatie worden geen belangenconflicten of relaties met implantaatfabrikanten gemeld.

9. Belangrijkste punten van de studie

• Studietype: Systematische review
• Evidentieniveau: Systematische review van in silico-studies met eindige-elementenanalyse
• Aantal geïncludeerde studies: 12
• Aantal patiënten of implantaten: Niet vermeld in de beschikbare informatie
• Follow-upduur: Niet vermeld in de beschikbare informatie
• Primaire uitkomstmaat: Biomechanische prestaties en spanningsverdeling van subperiostale implantaten
• Belangrijkste resultaat: FEM-simulaties tonen een gelijkmatigere spanningsverdeling en een verbeterde biomechanische stabiliteit voor bepaalde configuraties van subperiostale implantaten.
• Wetenschappelijke conclusie: Subperiostale implantaten vormen een veelbelovende optie voor de rehabilitatie van ernstig geatrofieerde kaken, maar klinische validatie blijft noodzakelijk.
• Beperkingen: De beschikbare evidentie is uitsluitend gebaseerd op computergestuurde simulaties; gestandaardiseerde FEM-protocollen en klinische onderzoeken zijn nog steeds vereist.

10. Wetenschappelijke impact

Deze systematische review biedt een actueel overzicht van de beschikbare biomechanische kennis over patiëntspecifieke subperiostale implantaten die met behulp van de eindige-elementenmethode zijn onderzocht. In plaats van nieuwe klinische gegevens te presenteren, bundelt de studie de bestaande computationale evidentie over spanningsverdeling en mechanische stabiliteit binnen verschillende implantaatontwerpen.

Daarnaast identificeert de review belangrijke ontwerpvariabelen, zoals materiaalkeuze, implantaatdikte, fixatiemethode en belastingsrichting, als bepalende factoren voor de biomechanische prestaties. Hiermee levert de studie waardevolle informatie voor de verdere ontwikkeling van gepersonaliseerde implantaten en stimuleert zij de integratie van biomechanische modellering binnen de digitale implantologie. Tegelijkertijd benadrukken de auteurs dat hoogwaardige klinische studies noodzakelijk blijven om de uitkomsten van FEM-simulaties te bevestigen en hun klinische relevantie vast te stellen.

11. Redactionele conclusie

Deze systematische review onderstreept de waarde van de eindige-elementenmethode als onderzoeksinstrument voor de biomechanische evaluatie van moderne subperiostale implantaten bij ernstige kaakatrofie. De beschikbare simulaties wijzen op een gunstige spanningsverdeling en laten zien dat verschillende ontwerpkenmerken een belangrijke invloed hebben op de mechanische stabiliteit. Omdat alle conclusies uitsluitend zijn gebaseerd op in silico-onderzoek, dienen deze bevindingen echter met de nodige voorzichtigheid te worden geïnterpreteerd totdat zij door goed opgezette klinische studies zijn bevestigd.