Plasa de titan imprimată 3D cu porozitate ridicată permite o regenerare osoasă mai eficientă

Rui Ma, Qian Liu, Libo Zhou, Lingxiao Wang 

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36604677/

Plasa de titan imprimată 3D cu porozitate ridicată permite o regenerare osoasă mai eficientă

1. Referință științifică

• Titlul studiului: Plasa de titan imprimată 3D cu porozitate ridicată permite o regenerare osoasă mai eficientă
• Autori: Rui Ma, Qian Liu, Libo Zhou, Lingxiao Wang
• Revistă științifică: BMC Oral Health
• Anul publicării: 2023
• DOI: 10.1186/s12903-023-02717-5

2. Context științific

Reconstrucția defectelor osoase reprezintă o etapă esențială în implantologia dentară modernă. Pacienții care prezintă atrofie severă a crestei alveolare sau defecte osoase extinse necesită adesea proceduri de regenerare osoasă înainte de inserarea implanturilor dentare. Obținerea unui volum osos adecvat este fundamentală pentru stabilitatea pe termen lung a implanturilor și pentru succesul reabilitării protetice.

Plasele de titan sunt utilizate frecvent în procedurile de regenerare osoasă ghidată (GBR), deoarece asigură suport mecanic și mențin spațiul necesar formării de os nou. Dezvoltarea tehnologiilor digitale, a fluxurilor CAD/CAM și a imprimării 3D a permis fabricarea unor plase personalizate, adaptate cu precizie anatomiei defectului osos.

Deși numeroase studii au analizat influența materialului, grosimii și dimensiunii porilor asupra regenerării osoase, rolul porozității globale a plasei rămâne insuficient documentat. Acest studiu investighează impactul diferitelor niveluri de porozitate asupra procesului de regenerare osoasă, oferind informații utile pentru optimizarea designului plasei de titan utilizate în chirurgia orală și implantologie.

3. Obiectivul studiului

Scopul principal al cercetării a fost evaluarea efectului diferitelor grade de porozitate ale plaselor de titan personalizate, fabricate prin imprimare 3D, asupra regenerării osoase în defecte alveolare standardizate.

Autorii au urmărit să determine dacă o porozitate mai mare poate favoriza formarea de os nou și poate îmbunătăți parametrii regenerării osoase, menținând în același timp proprietățile structurale necesare pentru regenerarea osoasă ghidată.

4. Metodologie

Acesta este un studiu preclinic realizat pe un model animal.

În studiu au fost incluși nouă câini Beagle. După extracția primilor până la al patrulea premolar mandibular și o perioadă de vindecare de trei luni, au fost create defecte osoase standardizate la nivel mandibular.

Au fost evaluate trei tipuri de plase de titan imprimate 3D:

• Porozitate redusă (LP): 55%
• Porozitate medie (MP): 62%
• Porozitate ridicată (HP): 68%

Defectele au fost umplute cu particule osoase autologe și acoperite ulterior cu plasa de titan corespunzătoare și cu o membrană de colagen Bio-Gide.

Evaluările au fost efectuate la 4, 8 și 12 săptămâni prin microtomografie computerizată (micro-CT) și analize histologice utilizând colorații cu albastru de toluidină și fuxină bazică. Au fost analizați parametri precum grosimea trabeculară, numărul trabeculelor, separarea trabeculară și fracția de volum osos.

5. Rezultate principale

Atât evaluările imagistice, cât și cele histologice au indicat rezultate superioare în grupul cu porozitate ridicată.

Analiza micro-CT a evidențiat valori mai mari ale grosimii trabeculare (Tb.Th), numărului de trabecule (Tb.N) și raportului volum osos/volum total (BV/TV) în grupul HP comparativ cu grupurile MP și LP. În același timp, separarea trabeculară (Tb.Sp) a fost mai redusă în grupul cu porozitate ridicată, sugerând o structură osoasă mai densă.

Rezultatele histologice au confirmat aceste observații. La 8 și 12 săptămâni, numărul trabeculelor a fost mai mare în grupul HP. După 12 săptămâni, fracția de volum osos a fost, de asemenea, superioară față de celelalte grupuri. Secțiunile histologice au arătat o umplere mai extinsă a defectului cu os nou format atunci când a fost utilizată plasa cu porozitate de 68%.

Diferențele observate între grupuri au fost raportate ca fiind statistic semnificative (p < 0,05).

6. Analiză clinică

Rezultatele sugerează că porozitatea unei plase de titan poate influența nu doar proprietățile sale mecanice, ci și comportamentul biologic al țesutului osos în timpul regenerării.

O porozitate mai mare poate facilita schimbul de nutrienți, celule și factori biologici implicați în osteogeneză, contribuind la crearea unui mediu mai favorabil pentru formarea osului nou. În condițiile experimentale ale acestui studiu, plasa cu porozitatea cea mai ridicată a fost asociată constant cu parametri mai favorabili ai regenerării osoase.

Din punct de vedere clinic, aceste observații sunt relevante în special pentru procedurile de augmentare osoasă efectuate înaintea inserării implanturilor dentare, precum și pentru reconstrucția defectelor alveolare complexe. Utilizarea tot mai frecventă a plaselor personalizate fabricate prin tehnologii digitale face ca optimizarea parametrilor de proiectare să devină un aspect important în dezvoltarea viitoarelor soluții regenerative.

Cu toate acestea, rezultatele trebuie interpretate cu prudență. Studiul a fost realizat pe animale și nu permite extrapolarea directă a concluziilor la pacienții umani. În plus, au fost analizate doar trei niveluri specifice de porozitate, fără posibilitatea de a stabili o valoare optimă universală pentru toate situațiile clinice.

7. Aplicații clinice

Rezultatele acestui studiu pot avea relevanță în următoarele situații clinice:

• Regenerare osoasă ghidată (GBR).
• Reconstrucția defectelor alveolare extinse.
• Augmentări osoase verticale și orizontale.
• Reabilitare implantară la pacienți cu atrofie osoasă severă.
• Planificare digitală utilizând tehnologii CAD/CAM.
• Utilizarea plaselor de titan personalizate fabricate prin imprimare 3D.
• Chirurgie orală și reconstrucție maxilo-facială complexă.

De asemenea, rezultatele pot contribui la dezvoltarea viitoare a biomaterialelor personalizate destinate regenerării osoase și implantologiei avansate.

8. Nivel de evidență, limitări și transparență

Acest studiu este clasificat ca cercetare preclinică pe model animal.

Nivelul său de evidență este inferior studiilor clinice controlate desfășurate pe pacienți umani. Deși oferă informații importante privind mecanismele biologice ale regenerării osoase și designul plaselor de titan, rezultatele nu trebuie considerate dovezi clinice definitive.

Printre principalele limitări se numără numărul redus de animale incluse, perioada maximă de urmărire de 12 săptămâni și lipsa validării clinice la om.

În ceea ce privește transparența, unul dintre autori a fost afiliat companiei Digital Mesh Beijing Technology Co., Ltd., activă în domeniul plaselor de titan personalizate. Cu toate acestea, autorii au declarat absența conflictelor de interese concurente.

9. Puncte-cheie ale studiului

• Tipul studiului: Studiu preclinic pe model animal
• Nivel de evidență: Preclinic
• Populația studiată: 9 câini Beagle
• Număr de pacienți sau implanturi: Nespecificat în datele furnizate
• Durata urmăririi: 12 săptămâni
• Criteriul principal evaluat: Influența porozității plasei de titan asupra regenerării osoase
• Rezultatul principal: Plasa cu porozitate de 68% a prezentat cei mai favorabili parametri ai regenerării osoase
• Concluzie științifică: O porozitate mai mare, în intervalul evaluat, poate favoriza repararea defectelor osoase extinse
• Limitări principale: Model animal, dimensiune redusă a eșantionului și absența studiilor clinice pe oameni

10. Impact științific

Acest studiu contribuie la înțelegerea factorilor de proiectare care influențează performanța biologică a plaselor de titan personalizate utilizate în implantologie și chirurgie reconstructivă.

Spre deosebire de numeroase cercetări care s-au concentrat în principal asupra proprietăților mecanice sau asupra materialelor utilizate, această investigație evidențiază rolul porozității ca factor potențial implicat în regenerarea osoasă. Rezultatele sugerează că arhitectura internă a plasei poate influența semnificativ răspunsul biologic al țesutului osos.

Studiul se înscrie în tendința actuală de integrare a tehnologiilor digitale și a producției aditive în implantologia modernă. Datele obținute oferă o bază experimentală relevantă pentru optimizarea viitoare a plaselor de titan utilizate în procedurile de regenerare osoasă ghidată.

Vor fi necesare studii clinice suplimentare pentru a confirma dacă avantajele observate în acest model experimental pot fi reproduse și în practica clinică umană.

11. Concluzie editorială

Acest studiu preclinic indică faptul că o plasă de titan personalizată, fabricată prin imprimare 3D și caracterizată printr-o porozitate ridicată, poate susține o regenerare osoasă mai eficientă decât structurile cu porozitate mai redusă într-un model experimental de defect osos mandibular. Deși rezultatele necesită confirmare prin studii clinice la om, ele evidențiază importanța designului structural al plaselor de titan și pot contribui la dezvoltarea unor soluții mai performante pentru regenerarea osoasă și reabilitarea implantară avansată.