ESTABILIDAD DE LOS IMPLANTES DENTALES DE GEOMETRÍA CÓNICA

IMplantes dentales cónicos y colíndricos

Jesús Álvarez Santos
Doctor Ingeniero Industrial

Introducción a la mecánica de tornillos empleados en implantes

La estabilidad es uno de sus indicadores de calidad del implate, por lo que su desarrollo tecnológico ha incorporado nuevas técnicas y geometrías orientadas a mejorar sus características mecánicas, duración y prestaciones. La relación entre la geometría del implante y sus propiedades mecánicas ha sido objeto de diversas investigaciones. La macrogeometría del implante influye en la velocidad tangencial y la fuerza centrífuga durante la inserción, los niveles de tensión estática en el hueso, así como deformación dinámica en el hueso durante la carga funcional (Jimbo et al., 2014; Haldin et al., 2014).

Los tornillos son mecanismos utilizados para la fijación de elementos. Su principio de funcionamiento está encuadrado en el fenómeno de la fricción (Vázquez y López, 1998). Los autores describen los principios de funcionamiento de los tornillos y la mecánica de sus componentes sometidos a una solicitación basada en un par de fuerzas o momento M. El equilibrio de fuerzas aplicado al tornillo sería:

 

formula torque
Fuente: Elaborción propia a partir de Vázquez y López (1988)

 

Siendo:
M: par del momento.
dN, dFr: fuerzas normales y tangenciales ejercidas en los flancos del filete por unidad de longitud de filete de tornillo.
rm: radio de la hélice del tornillo.
L: longitud del filete del tornillo.
P: Peso que debe elevar el tornillo; el caso menos desfavorable sería su pero propio.
α: inclinación de la rosca.

Si Mo es el par necesario para deslizar el tornillo se verifica que:

 

formula

 

Sustituyendo en las ecuaciones anteriores, se obtiene:

formula calculo
Al considerar el peso propio del tornillo como despreciable, se comprueba que el par necesario es función de la longitud del filete del tornillo. Así, las configuraciones cónicas de tornillos han permitido a los fabricantes un mayor juego en la longitud de flancos, mejorando las características mecánicas de uniones atornilladas para aplicaciones específicas.

La configuración cónica ha demostrado superar la estabilidad de los implantes cilíndricos (Sakoh et al., 2006), además de incorporar un sellado bacteriano más afectivo y una disminución de la pérdida de la fuerza de precarga (Núñez, 2013). Los implantes cónicos simulan la forma natural de la raíz y actualmente se reconocen por su propiedades para mejorar la estabilidad primaria (Schieignitz et al., 2015). La revisión de la literatura efectuada por los autores relaciona el diseño del implante con su estabilidad primara, de manera que la mayoría de estos estudios justifican una influencia positiva de la geometría cónica del implante en la estabilidad primaria en comparación con el diseño cilíndrico.

Tabla 1. Estudios que relacionan la geometría del implante con su estabilidad primaria.
Investigación Análisis Fabricante Diseño del implante Método Resultados

O’Sullivan et al. (2000)

In vitro (human cadaver))

Nobel Biocare
Nobel Biocare
Nobel Biocare
Astra TiOblast
3i Osseotite
Tapered self-tapping
Standard threaded
Self-tapping
Screw shaped
Screw shaped
RFA All implants with good primary
stability in type 2 and 3 bone.
The standard, Mark II, Osseotite, and
Tioblast were less stable in type 4 bone.
The tapered implant maintained a high
primary stability even in type 4 bone.
O’Sullivan et al. (2004) In vivo (animal) Nobel Biocare Implants with one degree taper
Implants with two degrees taper
Standard Brannemark design
RFA, insertion torque One degree taper results in a better
primary stability compared with the
standard Bra°nemark design. There was
no evidence that the tapered design
caused negative bone tissue reactions.
All the implants gained in stability
during the healing period.
Akkocaoglu et al. (2005) In vitro (human cadaver) Straumann Tapered effect
Standard solid screw
RFA,
insertion torque,
removal torque
Immediately placed tapered implant
leads to initial intraosseous stability
and interface mechanical properties
comparable with a wide diameter implant.
Sakoh et al (2006) In vitro Camlog Conical implant
Cylindric hybrid implant
RFA, Periotest,
PushOut,
insertion torque
Conical implants showed higher
primary stability than cylindric
implants. The procedure of underdimensioned
drilling seemed to
increase primary stability for both types
of implants
Moon et al. (2010) In vitro Schinhung Co Straight, screw type
Tapered, screw type
RFA Regardless of the bone type, the ISQ
values of the straight-screw type and
tapered-screw type implants were not
significantly different
Toyoshima et al. (2011) In vitro Straumann Tapered effect Hybrid, selftapping
Cylindrical, non-selftapping
RFA, Periotest,
PushOut
Lower Periotest values for tapered
implants, RFA showed no significant
differences. Hybrid self-tapping
implants could achieve a high primary
stability that predicts them for use in
low-density bone.
Romano et al. (2014) In vitro Straumann Tapered-screw type
Straight-screw type
RFA, Periotest A higher implant stability was found
for tapered designed implants.

Fuente: Schieignitz et al. (2015).

Estabilidad del implate y oseointegración

Martínez et al. (2002) efectuaron una revisión del estado del arte de los implantes y comprobaron las evidentes ventajas de los implantes de configuración cónica autorroscante. La estabilidad es un elemento central del implante y para poder aumentarla “se han diseñado geometrías que presentan cierta conicidad” (Martínez et al., 2002.129); según los autores, el implante cónico permite aumentar la estabilidad primaria para proceder a aplicar protocolos de carga precoz o inmediata, superando así las prestaciones de los implantes cilíndricos. Una correcta estabilidad primaria es además esencial para la oseointegración, reduce el riesgo de micromovimientos y respuestas negativas en los tejidos (Kim et al., 2008). En cuanto a la formación de hueso alrededor del implante, Olate et al. (2011) señalan que los implantes cónicos presentan una mejor oseointegración que los cilíndricos en términos de reconstitución ósea. Estos resultados vuelven a confirmarse en la investigación de (Jimbo et al., 2014:1273) al señalar, en comparación con los implantes cilíndricos, que “los implantes cónicos proporcionan un par de inserción superior y presentan una mayor aposición ósea global indicativa de que este diseño del implante mejora la osteointegración”.

Calidad ósea

A la diferencia de densidades entre el titanio y la estructura ósea, debe unirse la posibilidad de alteraciones de la estructura ósea, que disminuyan densidad o alteren la homogeneidad de la misma, dificultando el implante. Martínez et al. (2002) señalan las ventajas de los implantes cónicos para su utilización en estructuras óseas que carezcan de propiedades físicas adecuadas. Investigaciones más recientes confirman esa observación al demostrar que “si el objetivo es minimizar las tensiones periimplantarias en la región de la cresta alveolar, la elección clínica más favorable es la de un implante que presente conicidad y hexágono interno largo, evitándose implantes cilíndricos, especialmente en los casos de implantes con carga inmediata y en regiones de hueso con baja calidad” (Jaimes et al., 2009:139).

Par de fuerzas

El par de fuerzas aplicado es otro parámetro central del implante, que sirve a su vez como indicador de su estabilidad. Los implantes de configuración cónica y autorroscantes admiten pares sensiblemente superiores a los obtenidos con implantes cilíndricos, por lo que a efectos de carga inmediata “es mejor optar por un cuerpo de forma cónica (…) que por uno cilíndrico” (Romanos, 2009:310).

La literatura reconoce como pares de fuerzas relacionados con la estabilidad del implante los pares de inserción y de retiro. La estabilidad mecánica “está relacionada con el par de inserción” (Him et al., 2008:696). La investigación efectuada por Jimbo et al. (2014) demuestra mayores pares de inserción en los implantes de geometría cónica que los obtenidos para geometrías cilíndricas; si bien, otra forma de analizar la estabilidad del implante, es mediante el par de retiro. Este último consiste en realizar el contra-par en el implante a fin de determinar el grado de estabilidad mediante el comportamiento observado entre hueso e implante (Almeida et al., 2013); como señalan los autores, existe una relación establecida entre par de retiro y el nivel de oseointegración (Johansson y Albrektsson, 1991). El estudio mecánico de la investigación de Kim et al. (2008) demuestra mayores pares de inserción y de retiro en los implantes cónicos, superando los resultados obtenidos por los implantes cilíndricos y, por lo tanto, mejorando la estabilidad del implante.

Conclusión

Actualmente, la literatura continua reconociendo la mayor estabilidad de los implantes cónicos demostrada por Sakoh et al. (2006), por lo que desde el punto de vista de la geometría del implante y para una misma superficie de acabado, “la estabilidad mecánica de los implantes cilíndricos es menor que los de geometría cónica” (Elias et al., 2012:177).

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