Comparația diferitelor modele de implanturi subperiostale aplicate unei mandibule atrofice și edentate supuse forțelor traumatice: analiză tridimensională prin metoda elementelor finite

Ilgın Arı, Gülin Acar, İpek Dilara Baş, Emre Tosun

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40376767/

Comparația diferitelor modele de implanturi subperiostale aplicate unei mandibule atrofice și edentate supuse forțelor traumatice: analiză tridimensională prin metoda elementelor finite

1. Referință științifică

• Titlul studiului: Comparison of Subperiosteal Implant Designs Applied to Atrophic and Edentulous Mandible Under Traumatic Forces: A Three-Dimensional Finite Element Analysis
• Autori: Ilgın Arı, Gülin Acar, İpek Dilara Baş, Emre Tosun
• Revista științifică: Journal of Oral Implantology
• Anul publicării: 2025
• DOI: 10.1563/aaid-joi-D-25-00073
• PMID: 40376767

2. Context științific

Reabilitarea implantară a pacienților cu mandibulă complet edentată și atrofie osoasă severă reprezintă una dintre cele mai complexe provocări din implantologia dentară și chirurgia orală. Atunci când volumul osos rămas nu permite inserarea implanturilor endoosoase convenționale fără proceduri ample de augmentare, implanturile subperiostale personalizate pot constitui o alternativă terapeutică. Evoluția planificării digitale, a tehnologiilor CAD/CAM și a proceselor moderne de fabricație personalizată a readus în atenție această soluție de tratament.

Pe lângă adaptarea precisă la anatomia pacientului, comportamentul biomecanic al acestor implanturi în condiții de solicitare extremă reprezintă un aspect esențial. Modul în care sunt distribuite tensiunile mecanice poate influența stabilitatea ansamblului implant–proteză și solicitarea structurilor mandibulare. În acest context, studiul analizează efectele materialului și ale designului implantului asupra distribuției tensiunilor prin intermediul unei simulări tridimensionale computerizate.

3. Obiectivul studiului

Scopul acestui studiu a fost compararea comportamentului biomecanic al patru configurații diferite de implanturi subperiostale destinate reabilitării unei mandibule complet edentate cu atrofie severă. Prin utilizarea unei analize tridimensionale cu elemente finite, autorii au evaluat influența materialului de fabricație (titan sau polieteretercetonă – PEEK) și a designului implantului (monobloc sau din două componente) asupra distribuției tensiunilor generate de o încărcare traumatică simulată.

4. Metodologie

Studiul reprezintă o cercetare preclinică bazată pe analiza prin metoda elementelor finite (Finite Element Analysis – FEA). A fost realizat un model digital al unei mandibule complet edentate cu atrofie severă, pe care au fost testate patru variante de tratament. Două modele au utilizat implanturi subperiostale din PEEK, unul într-o construcție monobloc și celălalt într-o configurație din două componente, iar celelalte două modele au fost realizate din titan, folosind aceleași variante constructive.

Fiecare implant a fost fixat pe modelul mandibular cu paisprezece șuruburi de osteosinteză amplasate de-a lungul liniilor de tensiune ale mandibulei. Ulterior, asupra protezei mandibulare a fost aplicată o forță traumatică de 2.000 N în direcție antero-posterioară. Au fost evaluate tensiunea principală maximă (Pmax), tensiunea principală minimă (Pmin) și tensiunea echivalentă Von Mises. Rezumatul disponibil nu include date clinice, numărul de pacienți sau perioada de urmărire.

5. Rezultatele principale

Simulările au demonstrat că atât materialul utilizat, cât și configurația implantului influențează distribuția tensiunilor biomecanice.

În regiunea simfizei mandibulare, implantul monobloc din titan a prezentat cea mai mare valoare a tensiunii principale maxime, de 45,888 MPa, în timp ce celelalte modele au înregistrat valori apropiate. La nivelul condilului mandibular, cea mai mare valoare Pmax a fost observată în cazul implantului din PEEK cu două componente (941,338 MPa), iar cea mai redusă în modelul monobloc din titan (905,756 MPa).

Analiza tensiunilor Von Mises a evidențiat valori mai reduse și mai uniforme la nivelul bonturilor protetice și al șuruburilor acestora în modelele fabricate din PEEK comparativ cu cele din titan. În schimb, structurile metalice ale implanturilor din titan au prezentat tensiuni interne mai mici decât structurile echivalente realizate din PEEK.

Conform autorilor, implantul subperiostal monobloc din PEEK a demonstrat cel mai favorabil comportament biomecanic în ceea ce privește riscul de fractură mandibulară în condițiile traumatice simulate.

6. Analiză clinică

Acest studiu oferă informații biomecanice valoroase privind implanturile subperiostale personalizate moderne, însă nu furnizează dovezi clinice directe. Rezultatele sugerează că alegerea materialului influențează nu doar solicitările dezvoltate în cadrul implantului propriu-zis, ci și modul în care forțele mecanice sunt transmise către componentele protetice și structurile osoase simulate.

Datele evidențiază un echilibru între rigiditatea structurală și capacitatea de distribuire a solicitărilor. Titanul pare să reducă tensiunile interne din cadrul implantului, în timp ce PEEK diminuează solicitările aplicate bonturilor protetice și șuruburilor de fixare. În condițiile simulării utilizate, designul monobloc din PEEK a prezentat cea mai favorabilă distribuție a tensiunilor în raport cu riscul mecanic de fractură mandibulară.

Totuși, aceste rezultate trebuie interpretate cu prudență. Analiza prin elemente finite reprezintă o metodă consacrată pentru evaluarea comportamentului biomecanic, însă nu poate reproduce procese biologice precum osteointegrarea, remodelarea osoasă, vindecarea țesuturilor, variabilitatea anatomică individuală sau încărcările funcționale pe termen lung. Prin urmare, concluziile au valoare preclinică și pot orienta dezvoltarea viitoare a implanturilor subperiostale, fără a demonstra superioritatea clinică a unui anumit material sau design.

7. Aplicații clinice

Rezultatele acestui studiu pot fi relevante pentru specialiștii implicați în tratamentul pacienților cu atrofie mandibulară severă, în special în situațiile în care implanturile convenționale sau procedurile extinse de augmentare osoasă sunt dificil de aplicat.

Autorii sugerează că implanturile subperiostale fabricate din PEEK ar putea reprezenta o direcție promițătoare pentru dezvoltarea unor soluții personalizate de reabilitare implantară. De asemenea, configurațiile din două componente pot oferi o flexibilitate mai mare în proiectarea și fabricarea implanturilor. Aceste avantaje potențiale necesită însă confirmare prin studii clinice prospective înainte de integrarea lor în practica curentă.

8. Nivelul dovezilor, limitări și transparență

Această publicație reprezintă un studiu preclinic bazat pe o analiză tridimensională prin metoda elementelor finite. Prin urmare, nivelul său de dovezi este inferior celui oferit de studiile clinice prospective sau de studiile randomizate controlate.

Principala limitare derivă din metodologia utilizată. Rezultatele provin exclusiv dintr-o simulare computerizată realizată în condiții prestabilite și nu permit evaluarea supraviețuirii implanturilor, a complicațiilor biologice, a rezultatelor clinice sau a performanței pe termen lung.

Rezumatul disponibil nu menționează conflicte de interese și nici surse de finanțare. De asemenea, nu sunt descrise alte limitări metodologice suplimentare.

9. Aspecte esențiale ale studiului

• Tipul studiului: Analiză tridimensională prin metoda elementelor finite (studiu preclinic).
• Nivelul dovezilor: Studiu preclinic bazat pe simulare computerizată.
• Model analizat: Model digital al unei mandibule complet edentate cu atrofie severă.
• Numărul de pacienți: Nespecificat în informațiile disponibile.
• Numărul configurațiilor evaluate: Patru modele diferite de implanturi subperiostale.
• Perioada de urmărire: Nu se aplică.
• Criteriul principal de evaluare: Distribuția tensiunilor principale maxime, minime și a tensiunilor Von Mises sub o încărcare traumatică simulată de 2.000 N.
• Rezultatul principal: Implantul subperiostal monobloc din PEEK a prezentat cea mai favorabilă distribuție biomecanică a tensiunilor în raport cu riscul simulat de fractură mandibulară.
• Concluzia științifică: Materialul și designul implantului influențează distribuția tensiunilor mecanice.
• Limitări: Studiu exclusiv computerizat, fără validare clinică și fără date privind rezultatele pe termen lung.

10. Impact științific

Acest studiu contribuie la extinderea cunoștințelor privind comportamentul biomecanic al implanturilor subperiostale personalizate destinate reabilitării cazurilor complexe de atrofie mandibulară. Compararea simultană a două materiale și a două concepte constructive diferite oferă informații suplimentare despre modul în care aceste caracteristici influențează distribuția solicitărilor mecanice.

Deși nu furnizează recomandări clinice, cercetarea oferă o bază valoroasă pentru optimizarea viitoarelor sisteme implantare personalizate. Diferențele biomecanice observate în simulare pot orienta dezvoltarea unor noi concepte de proiectare și pot constitui punctul de plecare pentru studii experimentale și clinice menite să stabilească dacă avantajele mecanice identificate se traduc și în beneficii clinice pentru pacienții cu atrofie mandibulară severă.

11. Concluzie editorială

Această analiză prin metoda elementelor finite aduce o contribuție importantă la înțelegerea comportamentului biomecanic al implanturilor subperiostale moderne destinate tratamentului mandibulelor sever atrofiate și complet edentate. În condițiile simulate, designul monobloc din PEEK a demonstrat cea mai favorabilă distribuție a tensiunilor în raport cu riscul potențial de fractură mandibulară, în timp ce configurațiile din două componente au oferit o flexibilitate constructivă mai mare. Având în vedere caracterul exclusiv preclinic al studiului, sunt necesare cercetări clinice suplimentare pentru confirmarea relevanței acestor rezultate în practica implantologică.