el uso de implantes personalizados es un tratamiento utilizado con mayor frecuencia, valorando y comparando su comportamiento frente a implantes convencionales. Este estudio tuvo como objetivo analizar si las zonas de esfuerzo del implante personalizado son diferentes a las que presenta el implante prefabricado convencional mediante fotoelasticidad.

muestra n=10 dientes premolares superiores, n=10 implantes personalizados sinterizados y n=10 implantes prefabricados convencionales, sometidos a 3 presiones fijas y controladas, observados a través de un polariscopio para analizar la distribución del esfuerzo generados.

zonas de esfuerzo presentes en las diferentes muestras analizadas aplicando 3 presiones. La cantidad de esfuerzo en la presión 1 (test de Chi-cuadrado, p=0,596) es diferente entre los dos tipos de implantes al igual que con la presión 2 (test de Chi-cuadrado, p=0,407), al aplicar la presión 3 (test de Levene, p=0,899) no hay diferencia en la distribución de fuerzas entre los dos tipos de implantes.

se determinó que el implante prefabricado convencional distribuye y concentra mejor el esfuerzo generado bajo diferentes presiones en comparación con el implante personalizado sinterizado.

El uso de los implantes dentales para reemplazar dientes naturales cada vez es más implementado. El perfeccionamiento del material biocompatible del que están compuestos los implantes, el tratamiento de su superficie, así como sus diferentes diseños estructurales, intervienen en la transmisión de cargas biomecánicas con el objetivo de mejorar la distribución de fuerzas en la interfase hueso-implante-tejidos biológicos adjuntos1. El ingreso al mercado del implante personalizado basado en la anatomía propia del paciente busca preservar el tejido, reduciendo el tiempo de su rehabilitación.1-2 Estos son realizados mediante sinterización por láser2. La distribución de las fuerzas y tensiones de carga producidas sobre un elemento anatómico no es de fácil medición, pues la resistencia ósea individual es variable. Estudios de laboratorio son indispensables para analizar estas situaciones evaluando sus posibles efectos clínicos3.

El análisis fotoelástico, es un método experimental que permite visualizar tensiones y deformaciones a través del polariscopio, entregando información con colores en forma de franjas, observando la posibilidad de determinar la dirección e intensidad de las tensiones4. En el estudio “Análisis fotoelástico descriptivo de dos diferentes diseños de implantes endoóseos sometidos a carga de compresión vertical”5 se determinó que los implantes de configuración cónica y hexágono interno largo concentraron las tensiones a nivel apical sin distribuirlas a la región media y cervical; el implante de configuración cilíndrica presentó distribución de tensiones en los tercios apical, medio y cervical.6

Giato et al., concluyen en su estudio que el sistema Mini Pilar de hexágono interno tuvo la mayor distribución de tensiones durante la carga oblicua, produciendo una mayor concentración e intensidad de tensión que la carga axial en todos los modelos; y la longitud del cantiléver influyó directamente en la distribución del esfuerzo7.

El objetivo del estudio fue analizar si las zonas de esfuerzo del implante personalizado son diferentes a las que presenta el implante prefabricado convencional mediante fotoelasticidad.

El termino oseointegración refiere al “tejido óseo que se encuentra cerca del implante, contiene todos los elementos del hueso, espacios médulo-vasculares, tejido hematopoyético, tejido adiposo y tejido conectivo. Para definirlo de una forma más simple: hueso calcificado y todos los elementos de tejido blando adjunto”. Múltiples factores, como un traumatismo quirúrgico excesivo, infección, disfunción metabólica y una sobrecarga, pueden llevar a la falla o a la pérdida del implante8.

La ausencia de oseointegración se debe a:

Las mejoras en el tratamiento de superficie de los implantes estimulan la proliferación y diferenciación celular, mejorando la osteointegración y reduciendo el tiempo de cicatrización6. Con el aumento de la hidrofilicidad de la superficie del biomaterial es beneficioso para minimizar la biopelícula y, de esta manera, mejorar la osteointegración del implante9.

La fotoelasticidad es un método experimental utilizado para el análisis de esfuerzos y estrés donde se utilizan las propiedades de la luz polarizada y la birrefringencia que presentan los materiales fotoelásticos cuando son sometidos a esfuerzos. Los materiales como las resinas epóxicas, el poliéster, los poliuretanos, son los utilizados para los modelos a escala en un estudio fotoelástico10. Al pasar un rayo de luz polarizada a través de materiales transparentes sometidos a esfuerzos y observar el material por medio de un analizador (polarizador), el resultado es una gama de colores, los cuales varían según las tensiones y esfuerzo presentes en el cuerpo11. Ventajas del sistema de análisis fotoelástico son:

Las desventajas del sistema de análisis fotoelástico son: la fotoelasticidad es un método indirecto que requiere, para ciertos estudios, el empleo de modelos a escala y la subsiguiente interpretación de los resultados con el prototipo13. La separación de los esfuerzos principales individuales en puntos internos del modelo se hace por medio de técnicas laboriosas y cuidadosamente desarrolladas. Para su correcta aplicación se tiene que seguir un procedimiento experimental desarrollado con cuidado, incluyendo la necesidad de preparar modelos libres de esfuerzos14. Al aplicar esfuerzos a ciertos materiales transparentes y observarlos a través de luz polarizada, se puede observar un mapa de colores15, que guardan ciertas características: se dividen en franjas continuas y ordenadas. Las franjas nunca se cruzan ni se combinan con otra. Siempre mantienen su lugar en la secuencia ordenada, al aparecer una nueva franja, las anteriores se desplazan sin perder su secuencia. La región de un color representa el mismo nivel de esfuerzo en toda su área.16

El diseño del estudio fue in vitro de corte comparativo, autorizado por el Comité de Bioética de la Universidad de las Américas, 2019-0703.

La muestra total está conformada por n = 30 dientes premolares que cumplieron con los criterios de inclusión, tales como dientes libres de caries, sin reabsorción radicular, raíces de longitud estándar, sin dilaceraciones, formando el grupo de control (Gc=10); grupo 1 (G1 n=10) implantes personalizados impresos después de escaneado de diente premolar seleccionado, grupo 2 (G2 n= 10) implantes convencionales que cumplen criterios de inclusión de conexión interna, superficie integra sin fisuras o fracturas.

El implante personalizado fue elaborado en aleación de cromo-cobalto mediante un proceso de sinterización laser (impresión). El escaneo de piezas premolares, talladas con un escáner extraoral Idéntica Hybrid (Resycam - España), luego en el software se modifica las imágenes en STL, en la superficie externa del diente, se realiza un trabeculado con espesor aproximado de 500 micras (Figura 1). Con la imagen tridimensional del implante personalizado se procedió a la sinterización (impresión) realizada por máquina MYSINT 100 (SISMA-España) (Figura 2).

Se fabricaron 30 modelos en material fotoelástico, compuestos por 30 bloques individuales de 3 cm x 3cm de resina de poliuretano. Se mezcló el líquido base con el catalizador en proporción 1:1, jeringa de 20 ml resina, jeringa de 20 ml de reactivo mezclando en forma circular, evitando la formación de burbujas de aire. Se vertieron en los bloques dejando reposar por 48 horas aislado completamente de todo tipo de luz y partículas de polvo. Bloques formados n=10 dientes naturales (premolar superior), n=10 implantes personalizados, n=10 implantes convencionales y (Figura 3 y 4).

Cada bloque se colocó en una máquina de ensayos para materiales isótopos, transparentes y continuos mediante análisis de imágenes fotoelásticas que presenta dos gabinetes, el primero se encuentra en la parte posterior y alberga un filtro polarizador y la fuente de iluminación, en el otro gabinete se encuentra el panel analizador. Se aplicaron cargas verticales en puntos fijos en la superficie oclusal de los dientes (Figura 5), también en los implantes (Figuras 6 y 7), con máquina Chatillon forcé gauge que generó presión fija y controlada, transmitiendo carga de 7,5N 100N 150N por un periodo de 5 segundos de intervalo.17

El número de franjas producidas sobre las 3 diferentes muestras m=1 dientes naturales, m=2 implante personalizado, m=3 implante convencional, con la presión 1 y 2 presentaron diferencia estadísticamente significativa (x2=1.035; gL= 2; p>0,05) y (x 2=1.800; gL= 2; p>0,05) (Tabla 1).

El número de franjas producidas sobre las 3 muestras: m=1 dientes naturales, m=2 implante personalizado, m=3 implante convencional, a tercera presión, no presenta diferencia estadísticamente significativa (F= 0,107; df1= 2; df2 = 27 ; p>0,05) (Tabla 2).

En las zonas de esfuerzo presentadas al aplicar las 3 presiones se obtuvieron diferencias estadísticas significativas (x2 = 4.143; gL= 2; p>0,05); (x 2 = 3.005; gL= 2; p>0,05); (x 2 =3.588; gL= 2; p>0,05) (Tabla 3).

En la Tabla 4 observamos una comparación entre las diferentes muestras, demostrando de la misma manera que entre el implante personalizado y el implante prefabricado, el segundo distribuye de mejor manera las fuerzas y el esfuerzo y por ende generar menor número de franjas.

Los implantes personalizados se sometieron a una tensión de 100N y 150N. Distribuyeron el esfuerzo en apical, medio y cervical. Los implantes prefabricados convencionales al haberse sometido a tensión de 100N y 150N distribuyeron el esfuerzo en apical y medio, indicando que los implantes sí presentaron diferencia entre las zonas de esfuerzo.

Analizados los dos diseños de implantes, se pudo observar que el implante prefabricado convencional distribuyó de mejor manera el esfuerzo generado con las tensiones de 7,5N y 100N, presentó un menor número de franjas alrededor de su silueta versus el implante personalizado.

Al haber sometido los dos tipos de implantes a tensión de 150N, presentaron el mismo número de franjas alrededor de su silueta, concluyendo que distribuyen el esfuerzo igual.

Se analizó la distribución de tensiones en los diferentes tipos de implantes, personalizados y prefabricados convencionales, sometidos a cargas verticales de 7,5N, 100N y 150N, mediante estudio de fotoelasticidad10. De manera descriptiva los dos tipos de implantes sometidos a tensión de 7,5N presentaron concentración de esfuerzo en el tercio apical, los implantes no presentan diferencia entre sus zonas de esfuerzo.

Existió diferencias entre implantes en la distribución de esfuerzo, al ser sometidos a las mismas cargas, el diseño de los implantes es distinto, indicando relación del diseño superficial con la distribución de tensiones11. El objetivo de minimizar las tensiones originadas en los tejidos vecinos al implante, la elección clínica más favorable es la de un implante prefabricado convencional de hexágono interno12. Steingeinga et al. describió modificaciones en el diseño y la superficie del implante para aumentar la oseointegración y mejorar la distribución de cargas hacia el hueso.13 El objetivo de los diseños funcionales es transferir las cargas biomecánicas a través de una mejor distribución de esas fuerzas. En revisión sistemática, Annibali et al., informaron que la razón biomecánica detrás del uso de implantes fue que los valores altos de esfuerzo ocurren en la porción crestal, en piezas dentarias el esfuerzo es mínimo, mientras que se transmite muy poco esfuerzo a la región apical. Este hallazgo estuvo de acuerdo con lo observado en el estudio, considerando el implante personalizado, mostraron valores de tensión más altos en su porción cervical, las imágenes muestran claramente más formación de franjas en los implantes. Las cargas axiales, en implantes prefabricados presentan concentración de esfuerzo hasta el tercio medio. Biomecánicamente, el esfuerzo en el implante a nivel cervical minimizará las posibilidades de formarse una concavidad alrededor del implante, lo que es biológicamente ventajoso para la reducción de la pérdida ósea marginal y el éxito a largo plazo.15 Las cantidades de presión en el estudio, fueron definidas de acuerdo a estudios publicados previamente4,18,19; Los implantes cortos aumentan los niveles de esfuerzo en el área periimplantaria, las piezas dentarias toleran el esfuerzo generado cuando se usan para sostener una prótesis fija en la mandíbula atrófica. Sin embargo, el comportamiento de esfuerzo fue diferente entre las longitudes de los implantes15,16. No se ha alcanzado un consenso absoluto frente a estudios que etiquetaron implantes de hasta 10 mm de longitud como “cortos”16. Los factores que implican tasas de supervivencia parecen ser independientes de la longitud y superficie tratada del implante, el pronóstico de los implantes personalizados es consistente en coronas individuales o restauraciones parciales17. Este estudio retrospectivo comparó piezas dentarias endodonciadas, implantes prefabricados de 8 y 10 mm de longitud, e implantes personalizados replicados en base a tomografías Cone beam18. El estudio fotoelástico tiene la capacidad de analizar la muestra sometida a tensión. El contacto del material fotoelástico con el implante y las condiciones de tensión fueron una limitación del estudio. Piza et al., mencionaron que la condición del contacto entre el implante y la resina fotoelástica simula el tejido óseo, no lo hace con precisión a la situación real de la osteointegración, situación simulada alrededor del implante que no se considera una condición biológica real19. El uso de implantes puede ampliar las opciones, incrementando la aceptación del paciente al tratamiento rehabilitador, sin embargo, hay puntos relevantes que no se analizaron en este estudio, como el comportamiento de los componentes protésicos (pilares y tornillo de retención), concentración de esfuerzo en el cuerpo del implante y la calidad del hueso restante20. No se consideró, el tipo de hueso, en algunos casos nos indicaría utilizar implantes largos, teniendo mejor pronóstico los implantes personalizados en mandíbula19,20 también en el hueso tipo I-III, teniendo especial cuidado con el tipo de hueso IV20.

El implante prefabricado convencional concentró menor cantidad de esfuerzo a nivel cervical que el implante personalizado, distribuyendo el esfuerzo alrededor de toda su estructura minimizando el esfuerzo que se presentó en el implante personalizado.