Vergelijking van twee ontwerpen van subperiostale implantaten bij totale maxillectomie: een driedimensionale eindige-elementenanalyse

Ilgın Ari, Gülin Acar

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40246199/

Vergelijking van twee ontwerpen van subperiostale implantaten bij totale maxillectomie: een driedimensionale eindige-elementenanalyse

1. Wetenschappelijke referentie

• Titel van de studie: Vergelijking van twee ontwerpen van subperiostale implantaten bij totale maxillectomie: een driedimensionale eindige-elementenanalyse
• Auteurs: Ilgın Ari, Gülin Acar
• Wetenschappelijk tijdschrift: Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology
• Publicatiejaar: 2025
• DOI: 10.1016/j.jormas.2025.102377

2. Wetenschappelijke achtergrond

De implantologische revalidatie van patiënten na een totale maxillectomie behoort tot de meest complexe behandelingen binnen de orale en maxillofaciale chirurgie. Door het omvangrijke verlies van botweefsel in de bovenkaak zijn conventionele endossale implantaten vaak geen haalbare optie. Daarom groeit de belangstelling voor patiëntspecifieke subperiostale implantaten, die worden ontworpen om optimaal gebruik te maken van de resterende anatomische structuren. Dankzij digitale behandelplanning en CAD/CAM-technologie kunnen deze implantaten nauwkeurig worden afgestemd op de individuele anatomie, maar de optimale biomechanische vormgeving blijft onderwerp van onderzoek.

Een efficiënte verdeling van de kauwkrachten is essentieel om overbelasting van zowel het resterende bot als de implantaatcomponenten te beperken. Eindige-elementenanalyse (Finite Element Analysis, FEA) biedt de mogelijkheid om verschillende implantaatontwerpen onder gecontroleerde omstandigheden biomechanisch te vergelijken. In deze studie worden twee verschillende ontwerpen van subperiostale implantaten geëvalueerd voor reconstructie na een totale maxillectomie.

3. Doel van de studie

Het doel van deze studie was het biomechanisch vergelijken van twee verschillende ontwerpen van subperiostale implantaten voor reconstructie na een totale maxillectomie. Met behulp van een driedimensionale eindige-elementenanalyse onderzochten de auteurs hoe beide implantaatontwerpen de spanningsverdeling in het resterende bot en de mechanische belasting van de implantaatcomponenten beïnvloeden onder gesimuleerde kauwkrachten.

4. Methodologie

Dit betreft een preklinische computationele simulatiestudie gebaseerd op een driedimensionale eindige-elementenanalyse (FEA).

Er werd een driedimensionaal model ontwikkeld van een volledig gereseceerde klasse II-bovenkaak. Vervolgens werden twee reconstructiescenario’s met elkaar vergeleken:

• SC-1: een conventioneel subperiostaal implantaatontwerp.
• SC-2: een aangepast ontwerp met een diagonale steunbalk in de jukbeenregio.

Om kauwkrachten na te bootsen werden twee belastingstoestanden toegepast:

• een verticale belasting van 450 N;
• een schuine belasting van 93 N.

De onderzoekers analyseerden de maximale en minimale hoofdspanningen in het bot en de von Mises-spanningen in de implantaatcomponenten, met bijzondere aandacht voor de bevestigingsschroeven.

Het abstract vermeldt geen gegevens over het aantal patiënten, het aantal implantaten of een klinische follow-up, aangezien het uitsluitend om een simulatiestudie gaat.

5. Belangrijkste resultaten

De biomechanische analyse liet verschillen zien tussen beide implantaatontwerpen, afhankelijk van de richting van de aangebrachte belasting.

Bij verticale belasting vertoonde het SC-2-ontwerp hogere maximale spanningswaarden in de zygomaticomaxillaire regio dan het conventionele SC-1-ontwerp. Ook onder schuine belasting werden in de onderzochte gebieden hogere spanningen gemeten voor SC-2 dan voor SC-1.

De belasting van de bevestigingsschroeven varieerde afhankelijk van de belastingsrichting. Bij verticale belasting waren de von Mises-spanningen lager in het conventionele ontwerp, terwijl onder schuine belasting juist lagere spanningen werden vastgesteld bij het SC-2-model.

Op basis van de totale analyse concludeerden de auteurs dat het ontwerp met de diagonale steunbalk geen duidelijk biomechanisch voordeel biedt ten opzichte van het conventionele subperiostale implantaat. Zij stellen voor om toekomstige ontwikkelingen te richten op het verbeteren van het conventionele ontwerp door gebruik te maken van aanvullende anatomische steunpunten.

6. Klinische analyse

Hoewel deze studie geen klinische resultaten presenteert, levert zij waardevolle biomechanische inzichten op voor de ontwikkeling van patiëntspecifieke subperiostale implantaten bij uitgebreide maxillaire reconstructies. De bevindingen tonen aan dat een complexer implantaatontwerp niet automatisch leidt tot een gunstigere verdeling van de functionele belasting of tot een lagere mechanische belasting van het resterende bot.

Voor de moderne implantologie benadrukken deze resultaten het belang van een ontwerp dat is gebaseerd op objectieve biomechanische analyses. Door de toenemende toepassing van digitale workflows en CAD/CAM-productietechnieken kunnen implantaten steeds nauwkeuriger worden gepersonaliseerd, maar een ingewikkeldere constructie garandeert niet noodzakelijk betere mechanische prestaties.

De resultaten moeten echter met voorzichtigheid worden geïnterpreteerd. Een eindige-elementenanalyse simuleert uitsluitend mechanische omstandigheden en houdt geen rekening met biologische factoren zoals botkwaliteit, wondgenezing, botremodellering, individuele anatomische variaties of de langetermijnaanpassing van het implantaat onder functionele belasting.

De studie biedt daarom vooral richting voor de verdere ontwikkeling van implantaatontwerpen, zonder directe uitspraken te kunnen doen over de klinische prestaties of het succes op lange termijn.

7. Klinische toepassingen

De bevindingen van deze studie kunnen relevant zijn voor:

• de ontwikkeling van patiëntspecifieke subperiostale implantaten;
• digitale behandelplanning bij complexe maxillofaciale reconstructies;
• CAD/CAM-gebaseerde productie van implantaten;
• biomechanische optimalisatie van implantaatgedragen reconstructies na een totale maxillectomie.

De beschikbare gegevens laten geen conclusies toe over implantaatoverleving, biologische of prothetische complicaties of klinische langetermijnresultaten.

8. Bewijsniveau, beperkingen en transparantie

Deze publicatie betreft een preklinische biomechanische simulatiestudie met behulp van eindige-elementenanalyse. Het bewijsniveau is daardoor lager dan dat van prospectieve klinische onderzoeken of gerandomiseerde gecontroleerde studies.

De resultaten verschaffen waardevolle informatie over de mechanische spanningsverdeling van verschillende implantaatontwerpen, maar vormen geen bewijs voor klinische superioriteit. De belangrijkste beperking is de computationele aard van de studie, waardoor biologische en functionele omstandigheden bij patiënten niet volledig kunnen worden nagebootst.

In de beschikbare gegevens worden geen belangenconflicten, industriële financiering of relaties van de auteurs met implantaatfabrikanten vermeld.

9. Kernpunten van de studie

• Type studie: Preklinische driedimensionale eindige-elementenanalyse.
• Bewijsniveau: Computationele biomechanische simulatiestudie.
• Geanalyseerd model: Eén digitaal bovenkaakmodel waarin twee implantaatontwerpen werden vergeleken.
• Aantal patiënten of implantaten: Niet vermeld in de beschikbare informatie.
• Follow-up: Niet van toepassing.
• Primaire uitkomstmaat: Spanningsverdeling in het bot en von Mises-spanningen in de implantaatcomponenten.
• Belangrijkste resultaat: Het ontwerp met een diagonale steunbalk (SC-2) bood geen significant biomechanisch voordeel ten opzichte van het conventionele subperiostale implantaat.
• Wetenschappelijke conclusie: Toekomstig onderzoek zou zich moeten richten op optimalisatie van het conventionele ontwerp door aanvullende anatomische steunpunten te benutten.
• Beperkingen: Uitsluitend gebaseerd op een computersimulatie zonder klinische validatie.

10. Wetenschappelijke impact

Deze studie levert een bijdrage aan de verdere ontwikkeling van patiëntspecifieke subperiostale implantaten voor reconstructie na totale maxillectomie. De resultaten suggereren dat een complexere implantaatgeometrie niet vanzelfsprekend leidt tot betere biomechanische prestaties. Daarmee onderstrepen zij het belang van een zorgvuldige optimalisatie van het volledige implantaatontwerp in plaats van het toevoegen van afzonderlijke constructieve elementen.

Daarnaast bevestigt deze studie de waarde van eindige-elementenanalyse als hulpmiddel bij de preklinische ontwikkeling van nieuwe implantaatsystemen. Door potentiële spanningsconcentraties vroegtijdig in kaart te brengen, kunnen ontwerpkeuzes worden verfijnd voordat klinische toepassing plaatsvindt. Hoewel geen klinische superioriteit van een van beide ontwerpen wordt aangetoond, biedt het onderzoek nuttige inzichten voor implantologen, kaakchirurgen en biomedische ingenieurs die betrokken zijn bij de ontwikkeling van gepersonaliseerde reconstructieve implantaten.

11. Redactionele conclusie

Deze studie met behulp van eindige-elementenanalyse biedt een gedegen biomechanische vergelijking van twee patiëntspecifieke subperiostale implantaatontwerpen voor reconstructie na een totale maxillectomie. Binnen de beperkingen van een computationeel model liet het ontwerp met een diagonale jukbeenverbinding geen duidelijk mechanisch voordeel zien ten opzichte van het conventionele ontwerp. De resultaten benadrukken het belang van verdere biomechanische optimalisatie van gepersonaliseerde implantaten en onderstrepen dat klinisch onderzoek noodzakelijk blijft om deze bevindingen in de dagelijkse praktijk te bevestigen.