Comparația șuruburilor cu diametre diferite utilizate în implanturile subperiostale prin analiza cu elemente finite

Abdulsamet Kundakcioglu, Betul Gedik

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39439467/

Comparația șuruburilor cu diametre diferite utilizate în implanturile subperiostale prin analiza cu elemente finite

1. Referință științifică

• Titlul studiului: Comparison of Screws with Different Diameters in Subperiosteal Implant Application with Finite Element Analysis
• Autori: Abdulsamet Kundakcioglu, Betul Gedik
• Revista științifică: International Journal of Medical Sciences
• Anul publicării: 2024
• DOI:7150/ijms.93225

2. Context științific

Implanturile subperiostale au redevenit un subiect de interes în implantologia modernă, în special pentru reabilitarea pacienților cu atrofie osoasă severă, la care inserarea implanturilor endoosoase convenționale poate fi dificilă sau poate necesita proceduri complexe de augmentare osoasă. Dezvoltarea imagisticii tridimensionale, a planificării digitale și a tehnologiilor CAD/CAM a permis realizarea unor implanturi personalizate, adaptate anatomiei fiecărui pacient.

În acest context, stabilitatea mecanică a sistemului de fixare reprezintă un factor esențial. Diametrul șuruburilor utilizate pentru fixarea implantului poate influența distribuția forțelor masticatorii și comportamentul biomecanic al ansamblului implant–os. Studiul de față analizează acest aspect prin intermediul analizei cu elemente finite (Finite Element Analysis – FEA), o metodă de simulare numerică utilizată pe scară largă pentru evaluarea performanțelor biomecanice ale dispozitivelor medicale înainte de aplicarea lor clinică.

3. Obiectivul studiului

Scopul principal al studiului a fost evaluarea influenței diametrului șuruburilor de fixare asupra distribuției tensiunilor la nivelul osului și asupra comportamentului mecanic al implanturilor subperiostale personalizate. Autorii au comparat șuruburi cu diametre de 1,5 mm și 2 mm, utilizând analiza cu elemente finite, pentru a identifica varianta care oferă un comportament biomecanic mai favorabil în condițiile unei încărcări masticatorii simulate.

4. Metodologie

Acest studiu reprezintă o cercetare preclinică bazată pe simulare computerizată, utilizând analiza cu elemente finite (FEA).

Datele obținute prin tomografie computerizată au fost convertite în format STL pentru realizarea a două modele tridimensionale de craniu. Pe aceste modele au fost proiectate și poziționate implanturi subperiostale personalizate. Ulterior, au fost simulate două sisteme de fixare folosind șuruburi cu diametre de 1,5 mm și 2 mm.

Pentru reproducerea condițiilor funcționale a fost aplicată o forță masticatorie de 250 N, fiind evaluate distribuția tensiunilor în os și în implant, precum și deplasarea implantului sub acțiunea încărcării.

Fiind un studiu de simulare, nu au fost implicați pacienți și nu sunt raportate date privind numărul de implanturi clinice sau durata urmăririi.

5. Rezultatele principale

Simularea numerică a evidențiat diferențe biomecanice între cele două diametre de șurub analizate.

Șuruburile de 2 mm au determinat tensiuni reziduale mai reduse atât la nivelul osului, cât și al implantului subperiostal comparativ cu șuruburile de 1,5 mm, sugerând o distribuție mai favorabilă a solicitărilor mecanice în modelul analizat.

În schimb, șuruburile de 1,5 mm au fost asociate cu o deplasare mai redusă a implantului în timpul aplicării încărcării simulate.

Pe baza tuturor parametrilor evaluați, autorii consideră că șuruburile cu diametrul de 2 mm oferă un avantaj biomecanic global. Totodată, aceștia subliniază că studiul reprezintă doar o etapă preliminară în investigarea acestei opțiuni terapeutice și că rezultatele nu trebuie interpretate ca dovadă a superiorității clinice.

6. Analiză clinică

Acest studiu oferă în principal informații privind comportamentul biomecanic al implanturilor subperiostale într-un model virtual și nu permite formularea unor concluzii privind performanța clinică a acestora.

Reducerea tensiunilor observată în cazul șuruburilor de 2 mm indică o distribuție mai uniformă a forțelor între implant și osul de susținere, aspect considerat favorabil din punct de vedere biomecanic. Totuși, faptul că șuruburile de 1,5 mm au prezentat o deplasare mai redusă a implantului demonstrează că stabilitatea mecanică trebuie evaluată prin analiza simultană a mai multor parametri și nu pe baza unui singur criteriu.

Pentru medicii implantologi și chirurgii oro-maxilo-faciali implicați în reabilitarea pacienților cu atrofie osoasă severă, studiul evidențiază utilitatea simulărilor numerice în optimizarea implanturilor personalizate încă din faza de proiectare.

Cu toate acestea, rezultatele trebuie interpretate cu prudență. Modelele computerizate nu reproduc procese biologice precum osteointegrarea, remodelarea osoasă, vindecarea țesuturilor sau variabilitatea individuală a pacienților. Prin urmare, observațiile prezentate constituie dovezi biomecanice preliminare care necesită validare prin studii experimentale și clinice.

7. Aplicații clinice

Rezultatele pot contribui la optimizarea proiectării implanturilor subperiostale personalizate realizate prin fluxuri digitale care integrează tomografia computerizată, planificarea implantară și tehnologiile CAD/CAM.

Acest studiu poate prezenta interes pentru echipele implicate în reabilitarea implantară a pacienților cu atrofie severă a maxilarului sau mandibulei, în situațiile în care tratamentele implantare convenționale sunt limitate.

Cu toate acestea, dovezile disponibile nu permit recomandarea unui anumit diametru al șuruburilor pentru practica clinică de rutină. Confirmarea acestor rezultate necesită studii clinice suplimentare.

8. Nivelul dovezilor, limitări și transparență

Această publicație reprezintă un studiu preclinic bazat pe analiza cu elemente finite, având un nivel limitat de dovezi clinice.

Concluziile se bazează exclusiv pe simulări computerizate și nu permit evaluarea osteointegrării, supraviețuirii implanturilor, complicațiilor biologice sau mecanice și nici a rezultatelor clinice pe termen lung.

Autorii precizează că studiul constituie doar un prim pas în explorarea acestei opțiuni terapeutice.

Limitările metodologice suplimentare nu sunt descrise în informațiile disponibile.

În rezumatul furnizat nu sunt menționate conflicte de interese sau relații cu producători de implanturi.

9. Punctele-cheie ale studiului

• Tipul studiului: Studiu preclinic bazat pe analiza cu elemente finite.
• Nivelul dovezilor: Studiu biomecanic realizat prin simulare computerizată.
• Modele analizate: Două modele tridimensionale de craniu.
• Numărul de pacienți sau implanturi: Neprecizat în informațiile disponibile.
• Perioada de urmărire: Nu este aplicabilă.
• Criteriul principal evaluat: Distribuția tensiunilor în os și implant și deplasarea implantului în funcție de diametrul șuruburilor.
• Rezultatul principal: Șuruburile de 2 mm au redus tensiunile reziduale în os și implant comparativ cu cele de 1,5 mm, în timp ce șuruburile mai mici au determinat o deplasare mai redusă a implantului.
• Concluzia științifică: În modelul analizat, șuruburile de 2 mm au demonstrat un comportament biomecanic global mai favorabil.
• Limitări: Studiu exclusiv computațional, fără validare clinică; alte limitări metodologice nu sunt precizate.

10. Impact științific

Acest studiu contribuie la extinderea cunoștințelor privind comportamentul biomecanic al implanturilor subperiostale personalizate și demonstrează că diametrul șuruburilor de fixare poate influența distribuția tensiunilor în complexul os–implant.

În plus, cercetarea evidențiază rolul analizei cu elemente finite ca instrument de optimizare a proiectării implanturilor înainte de fabricarea și utilizarea lor clinică. Simulările numerice permit compararea diferitelor configurații mecanice în condiții controlate și pot facilita dezvoltarea unor soluții implantare mai performante.

Deși nu furnizează dovezi clinice directe, studiul oferă date preliminare care pot sta la baza unor cercetări experimentale și studii clinice viitoare dedicate evaluării performanței pe termen lung a implanturilor subperiostale și a sistemelor lor de fixare.

11. Concluzie editorială

Acest studiu preclinic demonstrează utilitatea analizei cu elemente finite în evaluarea comportamentului biomecanic al implanturilor subperiostale personalizate. În modelul computerizat utilizat, șuruburile de 2 mm au asigurat o distribuție mai favorabilă a tensiunilor comparativ cu cele de 1,5 mm, deși acestea din urmă au prezentat o deplasare mai redusă a implantului. Aceste rezultate reprezintă o contribuție importantă la optimizarea proiectării implanturilor personalizate, însă necesită confirmare prin studii experimentale și clinice înainte de a putea influența practica implantologică curentă.