Metoda elementelor finite aplicată implanturilor subperiostale: revizuire sistematică privind performanța biomecanică și distribuția tensiunilor

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/

Metoda elementelor finite aplicată implanturilor subperiostale: revizuire sistematică privind performanța biomecanică și distribuția tensiunilor

1. Referință științifică

• Titlul studiului: Finite element method of subperiosteal implants: a systematic review on biomechanical performance and stress distribution
• Autori: Vincenzo Ronsivalle, Paola Lo Giudice, Simona Santonocito, Salvatore Bocchieri, Roberta Giudice, Salvatore Battaglia, Salvatore Crimi, Alberto Bianchi, Marco Cicciù
• Revista științifică: Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery
• Anul publicării: 2025
• DOI: 10.1016/j.jcms.2025.04.018

2. Context științific

Reabilitarea implantară a pacienților cu atrofie severă a maxilarelor reprezintă una dintre cele mai dificile provocări din implantologia dentară și chirurgia orală. Atunci când volumul osos rămas nu permite inserarea implanturilor endoosoase convenționale, sunt necesare soluții terapeutice alternative. În acest context, implanturile subperiostale personalizate au revenit în atenția comunității științifice datorită progreselor în imagistica CBCT, proiectarea CAD/CAM și tehnologiile de imprimare 3D.

În paralel, metoda elementelor finite (Finite Element Method – FEM) s-a impus ca un instrument valoros pentru evaluarea comportamentului biomecanic al sistemelor implantare înainte de aplicarea lor clinică. Simulările numerice permit analiza distribuției tensiunilor, a transferului de forțe și a stabilității mecanice a implanturilor. Această revizuire sistematică sintetizează dovezile disponibile privind utilizarea FEM pentru analiza implanturilor subperiostale și compară performanța biomecanică a acestora cu cea a implanturilor convenționale.

3. Obiectivul studiului

Scopul principal al acestei revizuiri sistematice a fost evaluarea studiilor care au utilizat metoda elementelor finite pentru analizarea comportamentului biomecanic al implanturilor subperiostale. Autorii au urmărit, de asemenea, să compare modul în care aceste implanturi distribuie tensiunile mecanice în raport cu implanturile convenționale utilizate în reabilitarea pacienților cu atrofie severă a maxilarelor.

4. Metodologie

Lucrarea a fost realizată sub forma unei revizuiri sistematice, respectând recomandările PRISMA. Căutarea bibliografică a inclus bazele de date Web of Science, PubMed, Scopus și Lilacs, luând în considerare studiile publicate până în februarie 2025.

Au fost incluse exclusiv studiile care au utilizat metoda elementelor finite pentru evaluarea distribuției tensiunilor în implanturile subperiostale. În total, douăsprezece studii au îndeplinit criteriile de includere. Riscul de părtinire a fost evaluat utilizând o versiune adaptată a instrumentului ROBINS-I pentru studiile in silico. Rezumatul disponibil nu oferă informații suplimentare referitoare la protocoalele de simulare, condițiile de încărcare sau alte detalii metodologice.

5. Rezultatele principale

Analiza studiilor incluse indică în mod constant că implanturile subperiostale distribuie tensiunile mecanice mai uniform decât implanturile convenționale. Simulările FEM au evidențiat reducerea concentrațiilor maxime de tensiune la interfața os–implant, sugerând un transfer al încărcărilor mai favorabil.

În plus, implanturile cu configurație dublă au demonstrat o stabilitate biomecanică superioară comparativ cu celelalte modele analizate. Performanța mecanică a fost influențată și de mai mulți factori de proiectare, inclusiv materialul utilizat (precum titanul sau PEEK), sistemul de fixare cu șuruburi și grosimea implantului. De asemenea, simulările au arătat că încărcările oblice determină un risc mai mare de deplasare a implantului decât încărcările axiale.

6. Analiză clinică

Această revizuire sistematică oferă o imagine de ansamblu actualizată asupra cunoștințelor biomecanice referitoare la implanturile subperiostale, bazată pe modele de simulare computerizată. Rezultatele sugerează că implanturile personalizate ar putea asigura o distribuție mai echilibrată a forțelor funcționale la pacienții cu atrofie severă a maxilarelor, reducând concentrațiile locale de tensiune care pot influența comportamentul mecanic al sistemului implantar.

Din punct de vedere clinic, studiul evidențiază importanța planificării digitale și a optimizării designului implantului. Alegerea materialului, grosimea structurii și metoda de fixare par să influențeze semnificativ stabilitatea biomecanică, aspecte care trebuie luate în considerare încă din faza de proiectare și fabricație.

Totuși, aceste rezultate trebuie interpretate cu prudență. Toate studiile incluse sunt bazate exclusiv pe simulări numerice și nu pe evaluări clinice efectuate la pacienți. Prin urmare, avantajele biomecanice observate nu pot fi extrapolate direct la supraviețuirea implanturilor, apariția complicațiilor biologice sau mecanice ori la rezultatele clinice pe termen lung. Autorii subliniază necesitatea validării clinice și a standardizării metodologiilor FEM pentru confirmarea relevanței practice a acestor constatări.

7. Aplicații clinice

Rezultatele acestei revizuiri pot fi utile în planificarea reabilitărilor implantare complexe la pacienții cu atrofie severă a maxilarului sau mandibulei, în special în situațiile în care utilizarea implanturilor convenționale este limitată. Studiul susține rolul fluxurilor digitale de lucru, al planificării bazate pe CBCT, al tehnologiilor CAD/CAM și al simulărilor biomecanice în dezvoltarea implanturilor subperiostale personalizate.

De asemenea, concluziile pot orienta cercetările viitoare privind optimizarea designului implanturilor, alegerea materialelor și strategiile de fixare. Cu toate acestea, datele disponibile nu permit formularea unor recomandări clinice definitive și nici demonstrarea superiorității acestei abordări față de alte metode terapeutice.

8. Nivelul dovezilor, limitări și transparență

Această publicație este o revizuire sistematică a studiilor in silico bazate pe metoda elementelor finite. Deși revizuirile sistematice reprezintă, în general, un nivel ridicat al dovezilor științifice, robustețea concluziilor este limitată de faptul că toate studiile analizate au fost realizate exclusiv prin simulări computerizate.

Autorii subliniază necesitatea standardizării metodologiilor FEM și realizării unor studii clinice prospective pentru validarea observațiilor biomecanice raportate. Rezumatul disponibil nu oferă informații suplimentare privind alte limitări metodologice.

În informațiile furnizate nu sunt menționate conflicte de interese sau relații ale autorilor cu producători de implanturi.

9. Punctele-cheie ale studiului

• Tipul studiului: Revizuire sistematică
• Nivelul dovezilor: Revizuire sistematică a studiilor in silico bazate pe metoda elementelor finite
• Numărul studiilor incluse: 12
• Numărul pacienților sau al implanturilor: Nespecificat în informațiile disponibile
• Perioada de urmărire: Nespecificată în informațiile disponibile
• Criteriul principal evaluat: Performanța biomecanică și distribuția tensiunilor în implanturile subperiostale
• Rezultatul principal: Simulările FEM au evidențiat o distribuție mai uniformă a tensiunilor și o stabilitate biomecanică superioară pentru anumite configurații de implanturi subperiostale.
• Concluzia științifică: Implanturile subperiostale reprezintă o opțiune promițătoare pentru reabilitarea maxilarelor sever atrofiate, însă sunt necesare studii clinice pentru confirmarea rezultatelor.
• Limitări: Dovezile se bazează exclusiv pe simulări computerizate; sunt necesare metodologii FEM standardizate și validare clinică.

10. Impact științific

Această revizuire sistematică oferă o sinteză actualizată a cunoștințelor privind comportamentul biomecanic al implanturilor subperiostale personalizate, analizate prin metoda elementelor finite. În loc să prezinte noi rezultate clinice, studiul consolidează dovezile existente referitoare la distribuția tensiunilor și stabilitatea mecanică a acestor dispozitive în situații complexe de reabilitare implantară.

Lucrarea evidențiază, de asemenea, importanța unor parametri de proiectare precum materialul implantului, grosimea acestuia, sistemul de fixare și direcția aplicării forțelor. Aceste observații pot contribui la dezvoltarea viitoare a implanturilor personalizate și la integrarea biomecanicii în fluxurile digitale moderne din implantologie. În același timp, autorii subliniază că studiile clinice de înaltă calitate rămân indispensabile pentru confirmarea relevanței clinice a rezultatelor obținute prin simulările FEM.

11. Concluzie editorială

Această revizuire sistematică evidențiază valoarea metodei elementelor finite ca instrument de cercetare pentru evaluarea biomecanică a implanturilor subperiostale moderne destinate tratamentului pacienților cu atrofie severă a maxilarelor. Simulările disponibile sugerează o distribuție favorabilă a tensiunilor și identifică mai mulți factori de proiectare care influențează stabilitatea mecanică a implanturilor. Cu toate acestea, deoarece toate concluziile se bazează pe studii in silico, relevanța lor clinică trebuie interpretată cu prudență până la confirmarea prin studii clinice prospective și metodologic standardizate.