Patiëntspecifieke subperiostale titaniumimplantaten uit twee delen versus uit één geheel bij atrofische tandeloze onderkaken: een eindige-elementenanalyse

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/

Patiëntspecifieke subperiostale titaniumimplantaten uit twee delen versus uit één geheel bij atrofische tandeloze onderkaken: een eindige-elementenanalyse

1. Wetenschappelijke referentie

• Titel van de studie: Two-piece versus single-piece patient-specific titanium subperiosteal implants in atrophied edentulous mandibles: A finite element analysis
• Auteurs: Mariam Ahmed Roshdy, Maha Wagdy El Kerdawy, Adel Hamdy Abo El Fetouh, Mahmoud Mokhtar El Far
• Wetenschappelijk tijdschrift: Computers in Biology and Medicine
• Publicatiejaar: 2025
• DOI: 10.1016/j.compbiomed.2025.110897
• PMID: 40779986

2. Wetenschappelijke achtergrond

De implantologische behandeling van ernstig geatrofieerde tandeloze onderkaken blijft een van de grootste uitdagingen binnen de orale implantologie. Bij sommige patiënten zijn uitgebreide botopbouwprocedures of andere invasieve reconstructieve behandelingen niet aangewezen, waardoor alternatieve behandelmethoden noodzakelijk zijn. Dankzij de vooruitgang op het gebied van digitale behandelplanning, driedimensionale beeldvorming en CAD/CAM-technologie hebben patiëntspecifieke subperiostale titaniumimplantaten opnieuw belangstelling gekregen als mogelijke oplossing.

Traditioneel werden deze implantaten vervaardigd als een constructie uit één geheel. Meer recent zijn tweedelige ontwerpen ontwikkeld om de chirurgische plaatsing te vergemakkelijken. Tot op heden ontbrak echter een directe biomechanische vergelijking tussen beide ontwerpen. Deze studie onderzoekt daarom met behulp van een driedimensionale eindige-elementenanalyse hoe beide constructies zich mechanisch gedragen onder gesimuleerde functionele belasting.

3. Doel van de studie

Het doel van deze studie was het biomechanisch vergelijken van twee patiëntspecifieke subperiostale titaniumimplantaten: een conventioneel implantaat uit één geheel en een tweedelig implantaat. Met behulp van een driedimensionale eindige-elementenanalyse onderzochten de auteurs of verschillen bestonden in de spanningsverdeling binnen het peri-implantaire bot, het implantaatframe, de fixatieschroeven en de prothetische constructie tijdens gesimuleerde belasting.

4. Methodologie

Dit betreft een preklinische studie gebaseerd op een driedimensionale eindige-elementenanalyse (3D Finite Element Analysis – 3D FEA).

Het digitale model werd opgebouwd aan de hand van een multislice-computertomografie van een volledig tandeloze onderkaak. Twee patiëntspecifieke subperiostale titaniumimplantaten werden gesimuleerd: een implantaat uit één geheel aan één zijde van de onderkaak en een tweedelig implantaat aan de contralaterale zijde. Beide implantaatframes ondersteunden een gecementeerde prothese met een verkorte tandboog op vier pijlers en stonden tegenover een door de mucosa gedragen volledige bovenprothese.

Er werden twee belastingsimulaties uitgevoerd waarbij een unilaterale schuine kracht van 50 N onder een hoek van 30° werd aangebracht ter hoogte van de tweede onderpremolaar. De onderzochte uitkomstmaten omvatten de spanningen in het peri-implantaire bot, de Von Mises-spanningen in het implantaatframe, de fixatieschroeven en de prothese, evenals de totale vervorming van de fixatieschroeven.

5. Belangrijkste resultaten

De simulaties lieten zien dat de spanningen in het peri-implantaire bot bij beide implantaatontwerpen grotendeels vergelijkbaar waren. Ook de spanningen in de fixatieschroeven en de totale vervorming van deze schroeven verschilden nauwelijks tussen de twee configuraties, wat wijst op een vergelijkbaar mechanisch gedrag van deze onderdelen.

Een duidelijk verschil werd daarentegen vastgesteld in het implantaatframe zelf. Bij het tweedelige ontwerp werd een maximale Von Mises-spanning van 150,09 MPa geregistreerd, terwijl het implantaat uit één geheel onder vergelijkbare belasting een waarde van 60,74 MPa bereikte. De interne spanningen in het tweedelige frame waren daarmee meer dan tweemaal zo hoog als in het eendelige ontwerp.

Volgens de auteurs vormt dit het belangrijkste biomechanische onderscheid tussen beide implantaatconstructies.

6. Klinische analyse

Deze studie levert waardevolle biomechanische informatie over patiëntspecifieke subperiostale implantaten voor de behandeling van ernstig geatrofieerde tandeloze onderkaken. De resultaten suggereren dat het opdelen van het implantaatframe in twee afzonderlijke delen de belastingsoverdracht naar het peri-implantaire bot en de fixatieschroeven nauwelijks beïnvloedt. Vanuit dit perspectief vertonen beide ontwerpen een vergelijkbaar mechanisch gedrag.

Het meest opvallende verschil betreft de spanningsconcentratie binnen het implantaatframe. De aanzienlijk hogere interne spanningen die werden waargenomen in het tweedelige ontwerp kunnen wijzen op een minder gunstige mechanische belasting van de constructie onder de gesimuleerde omstandigheden. Deze bevinding betekent echter niet automatisch dat het risico op mechanische complicaties of klinisch falen groter is, aangezien dit onderzoek uitsluitend gebaseerd is op computermodellering.

Een eindige-elementenanalyse simuleert mechanisch gedrag onder gestandaardiseerde omstandigheden, maar houdt geen rekening met de volledige biologische complexiteit van de mondomgeving. Daarom kunnen uit deze studie geen conclusies worden getrokken over osseointegratie, implantaatoverleving, biologische complicaties, prothetische prestaties of langetermijnresultaten. De bevindingen vormen vooral een theoretische basis voor verdere experimentele en klinische onderzoeken naar de optimalisatie van patiëntspecifieke subperiostale implantaten.

7. Klinische toepassingen

De resultaten van deze studie kunnen relevant zijn voor de implantologische behandeling van patiënten met een ernstig geatrofieerde tandeloze onderkaak, met name wanneer uitgebreide botaugmentatie of andere invasieve reconstructieve ingrepen niet geïndiceerd zijn.

Daarnaast bieden de bevindingen nuttige informatie voor digitale behandelplanning, CAD/CAM-productie en de verdere ontwikkeling van patiëntspecifieke subperiostale implantaten. Omdat het onderzoek uitsluitend gebaseerd is op een biomechanische simulatie, mogen de resultaten echter niet worden beschouwd als definitieve klinische aanbevelingen zonder bevestiging door prospectief klinisch onderzoek.

8. Bewijsniveau, beperkingen en transparantie

Deze publicatie betreft een preklinische computationele studie op basis van een driedimensionale eindige-elementenanalyse. Het bewijsniveau ligt daardoor lager dan dat van prospectieve klinische onderzoeken of systematische reviews.

De gebruikte methode maakt een gestandaardiseerde beoordeling van het biomechanisch gedrag mogelijk, maar geeft geen informatie over biologische genezing, implantaatoverleving, prothetische complicaties of klinische langetermijnresultaten.

De belangrijkste beperkingen vloeien voort uit de aannames die inherent zijn aan computermodellen en uit het ontbreken van klinische validatie.

In de beschikbare informatie worden geen belangenconflicten of specifieke financieringsbronnen vermeld.

9. Kernpunten van de studie

• Studietype: Preklinische driedimensionale eindige-elementenanalyse (3D FEA)
• Bewijsniveau: Preklinische computationele studie
• Onderzochte populatie: Digitaal model gebaseerd op een CT-scan van een volledig tandeloze onderkaak
• Aantal patiënten of implantaten: Niet vermeld in de beschikbare gegevens
• Follow-upduur: Niet van toepassing
• Primaire uitkomstmaat: Biomechanische vergelijking tussen patiëntspecifieke subperiostale implantaten uit één geheel en uit twee delen
• Belangrijkste resultaat: Vergelijkbare spanningen in het peri-implantaire bot en de fixatieschroeven, terwijl het tweedelige implantaatframe aanzienlijk hogere Von Mises-spanningen vertoonde (150,09 MPa versus 60,74 MPa)
• Wetenschappelijke conclusie: Het implantaat uit één geheel vertoonde gunstigere biomechanische eigenschappen ter hoogte van het implantaatframe, terwijl de overige onderzochte parameters grotendeels vergelijkbaar waren.
• Beperkingen: Computationele simulatie zonder klinische validatie of langetermijngegevens.

10. Wetenschappelijke impact

Deze studie levert nieuwe biomechanische inzichten in een onderwerp dat tot nu toe nauwelijks rechtstreeks is onderzocht binnen de tandheelkundige literatuur. Volgens de auteurs is dit de eerste studie waarin patiëntspecifieke subperiostale implantaten uit één geheel en uit twee delen rechtstreeks met elkaar worden vergeleken met behulp van een eindige-elementenanalyse.

In plaats van nieuwe klinische behandelrichtlijnen voor te stellen, draagt het onderzoek bij aan een beter begrip van de invloed van het implantaatontwerp op de interne spanningsverdeling. Hoewel beide ontwerpen vergelijkbare belasting vertonen ter hoogte van het peri-implantaire bot en de fixatieschroeven, laat het eendelige frame gunstigere mechanische eigenschappen zien. Deze bevindingen kunnen bijdragen aan de verdere optimalisatie van patiëntspecifieke implantaatontwerpen en vormen een uitgangspunt voor toekomstige experimentele en klinische studies.

11. Redactionele conclusie

Deze eindige-elementenanalyse toont aan dat patiëntspecifieke subperiostale titaniumimplantaten uit één geheel en uit twee delen onder de gesimuleerde omstandigheden een vergelijkbaar biomechanisch gedrag vertonen met betrekking tot het peri-implantaire bot en de fixatieschroeven. Het belangrijkste verschil werd vastgesteld in het implantaatframe, waarbij het eendelige ontwerp lagere interne spanningen liet zien. Hoewel deze resultaten waardevolle informatie bieden voor de ontwikkeling van patiëntspecifieke implantaten, dient hun klinische betekenis nog te worden bevestigd door goed opgezette prospectieve klinische onderzoeken.