Monografía - Implantes Dentales

Universidad Nacional de Córdoba  Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales

 Año: 2014 Carrera: Ingeniería Biomédica  Asignatura: Biomateriales Profesores: Dr. Carlos ldani ! Ing. Alfredo Coromina ! "ic. #uillermo "o$ano

Implantes dentales

Monografía presentada como uno de los requisitos para aprobar la asignatura.

I%&ñe$' "uis (miliano )atrícula: *++++,40 -eca: 0/02014

Prólogo (s reuisito %&sico 3ara los seres ios el 3oder alimentarse. 5na gran astedad de erte%rados emos desarrollado' en millones de años de 3rue%a 6 error' un 3otente 6 eficiente sistema 3ara ma7imi$ar el a3roecamiento de los alimentos ingeridos: una com3le8a com%inaci9n de degradaciones uímicas 6 mec&nicas sucesias ue reducen lo ingerido a sus com3onentes m&s 3rimitios. (n la 3arte de degradaci9n mec&nica' las estrellas son los dientes. (sos 3eueños 9rganos de te8ido minerali$ado ue' en la aturale$a' corren un 3a3el esencial en la ida de los seres ios; un animal ie lo ue ltimas décadas en uno de los 3ilares centrales de la dontología' su desarrollo 6 diseño re3resenta una gran fuente de interés 3ara la Ingeniería' un desafío 3ermanente: o s9lo de%en ser  %iocom3ati%les' tienen ue ser ca3aces de resistir el estar sometidos a esfuer$os fluctuantes con cada masticaci9n 6' 3or si esto fuera 3oco' cum3lir ciertos est&ndares estéticos.

Índice:

Introducci9n...????????????????????????????..2 Desarrollo??????????????????????????????.* Conclusi9n?????????????????????????????.11 Bi%liografía consultada????????????????????????12

Introducción: (n el 3resente tra%a8o se desarrollar& el tema de los materiales m&s com>nmente utili$ados 3ara confeccionar im3lantes dentales' siendo estos el @itanio 6 el Di97ido de irc9n. )&s concretamente' se desarrollar&n las características ue acen a estos dos los materiales 3referidos 3ara la tarea' e73oniendo enta8as 6 desenta8as desde un 3unto de ista %iomédico; esto es' tomando como es3ina dorsal la %iocom3ati%ilidad ue 3resentan cada uno de los materiales 6 su adecuaci9n a la tarea a la ue ser&n e73uestos. e uele necesario definir' entonces' un 3ar de conce3tos ue resultar&n clae 3ara el desarrollo del tra%a8o. Biocompatibilidad: Ca3acidad de un material 3ara llear a ca%o con una res3uesta a3ro3iada en una a3licaci9n %iol9gica es3ecífica. (sto significa' a grandes rasgos' no generar res3uestas adersas como 3ueden ser reacciones alérgicas' citoto7icidad' 3ro%lemas emodin&micos' no ser cancerígeno' etcétera. Cargas: Aplicación, distribución, e! de "oo#e: Cuando a un material se le a3lica una carga so%re su su3erficie' ésta se transmite a lo largo del mismo. "a res3uesta del material a la misma de3ende de la forma del material' su geometría' su su3erficie 6 com3osici9n' entre otros. eg>n la "e6 de ooe' la carga a3licada 3or  unidad de &rea' es decir' la tensi9n e73erimentada 3or un material es directamente  proporcional al alargamiento unitario 6 a una constante 3ro3ia de cada material'

denominada )9dulo de Eoung o )9dulo de (lasticidad. $steointegración: "a osteointegraci9n 3uede definirse como Funa cone7i9n directa estructural 6 funcional entre el ueso io 6 la su3erficie de un im3lante sometido a una cargaF. Gesulta crucial 3ara los im3lantes dentales' 3uesto ue éstos de%en 3resentar un %uen ancla8e al ueso del 3aciente 6 so3ortar la a3licaci9n de cargas masticatorias. 5na característica mu6 im3ortante del ueso es su constante reestructuraci9n' 3roducto de ser un te8ido io. "os uesos a los cuales el cuer3o detecta ue so3ortan grandes cargas son refor$ados 3ara a6udarlos en su tarea; sin em%argo' como contra3artida' auellos no son estimulados mediante la a3licaci9n de tensiones tienden a ser 3aulatinamente rea%sor%idos.

2

%esarrollo 5n im3lante dental es una 3ie$a sanitaria creada con el 3ro39sito de reem3la$ar la funci9n de un diente faltante' mediante la sustituci9n de la raí$ faltante 3ara mantener así un diente artificial. i %ien la eidencia ist9rica muestra ue la im3lantaci9n dental es un tema de 3reocu3aci9n desde tiem3os inmemoriales Hla 3rimera 3r9tesis de la ue se tiene constancia es una im3lantaci9n necr93sica' reali$ada durante el eolítico' ace unos / 000 años' es recién en el iglo JKIII ue se em3ie$a a acer una inestigaci9n con rigor científico so%re el tema. 5n im3lante dental consta de tres 3artes Corona: Parte del im3lante ue da acia la caidad %ucal' 3r9tesis en sí misma Pilar: (s la 3orci9n del im3lante ue sostiene la 3r9tesis. (st& en íntimo contacto con el te8ido gingial. Cuerpo o implante: Porci9n del im3lante dental ue es insertado en la caidad con el o%8etio de actuar como un ancla 3ara toda la estructura su%6acente. De%ido a la 3osici9n en la ue se coloca' el material con el ue se fa%rica el im3lante 3resenta arios ti3os de interfases: el cuer3o insertado en el ueso' el 3ilar  en contacto con la encía 6 la corona' ue ueda e73uesta a la salia' a los alimentos 6 %acterias' todas 3resentes en la caidad %ucal. (n 3ocas 3ala%ras' el 3roceso de im3lantaci9n es un 3rocedimiento de cirugía escalonada. "a 3rimera eta3a consiste en insertar el im3lante al niel del ueso' 3ero 3or de%a8o de la encía. (sto 3rotege al im3lante de los moimientos mientras cicatri$a. (n este 3roceso son de ital im3ortancia las características su3erficiales del mismo' 6a ue el principal objetivo de este proceso es obtener una buena osteointegración. (n 3ocas ocasiones sucede ue alrededor de la su3erficie del im3lante se forma una mem%rana fi%rosa. (s indolora' 3ero im3ide la integraci9n 9sea. (s 3reciso entonces retirar el im3lante e insertarlo de nueo. Al finali$ar este 3roceso de curaci9n' el im3lante de%e e73onerse uir>rgicamente al retirar 3arte de la encía su3er3uesta.

3

(n la segunda eta3a' el ciru8ano reisa si el im3lante se integr9 con é7ito 6 conecta el 3ilar ue 3enetra a traés de la encía acia la %oca. e 3ermite ue la encía cicatrice alrededor del 3ilar 6 forme el sellado gingial Hla uni9n de la mucosa gingial' un factor fundamental 3ara garanti$ar el é7ito 6 duraci9n del im3lante' 6a ue crea una %arrera alrededor de este' eitando la entrada al ueso de no7as' restos alimenticios 6 otros agentes ue 3roocarían la destrucci9n 3rogresia' 6 3or tanto la 3érdida 3aulatina del so3orte del im3lante' ue trae consigo la moilidad 6' en su caso' la caída del mismo. Por >ltimo' la eta3a final consiste en adosar la 3r9tesis al 3ilar' aora fuertemente su8etado 3or el sellado gingial' 3roceso des3ués del cual el 3aciente tiene un corto 3eríodo de recu3eraci9n. (n total' el 3roceso dura alrededor de cuatro meses' 3ero se de%e tener en cuenta ue aría este n>mero am3liamente seg>n las condiciones del 3aciente al ue se le reali$a la 3r&ctica' 3uesto ue de3ende del se7o' edad' nutrici9n' grado de actiidad física' res3uesta %iol9gica ante la 3r&ctica inasia Hstress' estado del ueso donde se tiene ue acer la im3lantaci9n' etcétera.  Al momento de seleccionar un 3osi%le material 3ara confeccionar los im3lantes' se de%en considerar auellos ue cum3lan una larga e7tensi9n de condiciones' siendo las m&s im3ortantes: •

Biocom3ati%ilidad

•

)9dulo de Eoung similar al del ueso

•

 Alta dure$a

•

steointegra%ilidad

•

Gesistencia a la a3licaci9n 3eri9dica de cargas

•

Poca modificaci9n olumétrica ante cam%ios de 3resi9n 6 tem3eratura

•

-actor estético

(l ueso es un material 3eculiar. u com3aratiamente %a8o )9dulo de Eoung resulta un 3ro%lema a la ora de im3lantar materiales ue entren en contacto directo con el mismo' 3uesto ue el alto desfasa8e ue a6 entre sus m9dulos de elasticidad ocasionan una gran transferencia de cargas desde el ueso acia el im3lante' li%er&ndose éste de las mismas 6' con el tiem3o' rea%sor%iéndose H stress&s'ielding' lo ue resulta en un 3ro%lema todaía ma6or 3uesto ue esto 3rooca la 3érdida del 4

ancla8e del im3lante. (s 3or esto ue se tiende a %uscar materiales con el m9dulo de elasticidad lo m&s similar al ueso 3osi%le. Inconta%les materiales fueron' en su de%ido tiem3o' 3ro3uestos 3ara la tem&tica de im3lantes: 3lomo' madera' acero' o8alata' 3lata? sin em%argo' de todos los materiales ue se ensa6aron' el @itanio 3uro H@i' la aleaci9n @itanio!Aluminio! Kanadio H@i!Al!K 6 el di97ido de irconio o $irconia Hr 2 son los ue est&n considerados como me8ores en cuanto a8uste a estos reuerimientos.

)9dulo de Eoung

Carga de ru3tura en

L#PaM

tracci9n L)PaM

@i

/+

240!NN0

@i!Al!K

11+

,0!,/

r ueso

/+ 14 ! *

20N!*10 1//!220

u3erficie O7ido de @itanio O7ido de @itanio Di97ido de r !

Dure$a L)osM N!  , 4 Hdiente

(abla )! Características mec&nicas de los materiales utili$ados 3ara im3lantes "a me8ora de la interfa$ im3lante ueso sigue siendo un 3ro%lema a%ierto. Por  lo 3ronto' no e7iste un material ue sea 3erfectamente integra%le al ueso; en definitia' el sustituto ideal 3ara un diente sería otro diente. in em%argo' mediante 3rue%as in vivo en 3erros' oe8as 6 cone8os se an llegado a arias conclusiones 3ara ma7imi$ar el a3roecamiento de los im3lantes. Forma y detalle (macroscópico) de la superficie del cuerpo

Con el 3aso de los años' se an ensa6ado arios ti3os de diseño su3erficial del cuer3o. e insertaron en 3erros im3lantes de cuatro ti3os de su3erficie: lisa' cuadrada' con forma de  6 en cuña. "uego de tres meses se retiraron 6 se ealu9 la cantidad 6 calidad del contacto ueso!im3lante de cada uno.

*igura ) u3erficie con forma de K Ha; u3erficie cuadrada H%; u3erficie en cuña Hc; u3erficie lisa Hd

5

e o%tuo como resultado ue la su3erficie cuadrada resulta la m&s resistente ante torues' de%ido a su gran contacto im3lante!ueso. Por ende' los im3lantes odontol9gicos de ma6or 3roliferaci9n son auellos ue tiene el cuer3o tallado en forma de tornillo.

Forma y detalle (microscópico) de la superficie del cuerpo

"a rugosidad de las su3erficies es un factor decisio 3ara la osteointegraci9n. 5na 3r&ctica com>n es la del granallado de la su3erficie. (l granallado es un método de aca%ado su3erficial en el ue se dis3aran so%re el material 3artículas a altas elocidades. (l ti3o de aca%ado de3ende tanto del tamaño de las 3artículas a%rasias 3ro6ectadas H120 ! *00 µm; 400 ! 00 µm; 1000 ! 1*00 µm' de su naturale$a uímica HO7ido de aluminio' Car%uro de silicio' 97ido de titanio 6 di97ido de $irc9n 6 su forma. "a res3uesta de adesi9n 6 diferenciaci9n de los osteo%lastos est& íntimamente influenciada 3or la rugosidad de la su3erficie. (73erimentalmente se a com3ro%ado ue 3ara un mismo material' la osteointegraci9n es me8or en una su3erficie granallada ue en una ue a sido tratada mediante tratamientos uímicos corrosios. "as su3erficies rugosas ofrecen la 3osi%ilidad de retenci9n de A3 Hidro7ia3atita' mineral com3onente del +0 del te8ido 9seo 6 B)P 1 6 2 HProteínas )orfogenéticas Oseas' 3or sus siglas en inglés' ue act>an como factor estimulante 3ara la síntesis de matri$ 9sea 6 la diferenciaci9n de células mesenuim&ticas en osteo%lastos' res3ectiamente. (sto afecta 3ositiamente a la osteointegraci9n general del im3lante' 3or lo ue se %usca ue am%os elementos estén 3resentes en la medida de lo 3osi%le. "os 3rocedimientos em3leados 3ara de3ositar A3 en las rugosidades son ariados' 3ero 3ara el @itanio 6 la $irconia resulta 93tima la 3ro6ecci9n 3or 3lasma. Consiste en la generaci9n de eleadas tem3eraturas H000!1000 QC en un arco eléctrico de tal forma ue se 3ermita la 3ro6ecci9n de 3olos de alta tem3eratura de fusi9n' aunue 3or características del tratamiento la tem3eratura de la su3erficie no llega a e7ceder los 200QC.

6

Estado del hueso al momento de la implantación

De%ido a ue cada 3aciente es distinto en mil maneras diferentes' el ueso donde se colocar& el im3lante 3uede tener diferentes densidades. A eces es mu6 denso' lo ue no es faora%le dado ue no 3osee el n>mero necesario de osteocitos reueridos 3ara la generaci9n de 3uentes 9seos' 6 otras eces 3oco denso' tam%ién teniendo una cantidad de osteocitos mu6 %a8a 3ara ue el 3roceso sea ia%le. "a determinaci9n de la densidad 9sea se 3uede reali$ar mediante Ga6os J. 5na e$ determinado este factor' el odont9logo decide la colocaci9n im3lante adecuado' tanto en diseño' como en longitud 6 grosor. (n ocasiones' si e7iste una falta de ueso en el 3unto id9neo 3ara la colocaci9n del im3lante' una 3r&ctica 3ara salaguardar este o%st&culo es colocar un in8erto de ueso' generalmente tomado del ueso de los 39mulos. (n un %ree 3la$o' el organismo se encarga de generar ueso de densidad igual o su3erior al del ueso ue lo rodea. Titanio

De los materiales 3ro3uestos' el @itanio tiene la enta8a de ser altamente com3ati%le 3ara im3lantes endo9seos con forma de raí$. uele confeccionarse en forma de tornillo. )ec&nicamente' su dure$a le 3ermite so3ortar eleadas cargas oclusales 3roducidas durante la masticaci9n' 6 su m9dulo el&stico es mu6 3arecido al del ueso' lo ue reduce significatiamente el stress!sielding. *igura +! Im3lante de titanio recu%ierto con A3

5na característica %&sica del @itanio ue lo diferencia frente a otros metales es la ca3acidad ue tiene de formar una ca3a de 97ido con características 3articulares: su 3rimera ca3a de &tomos se o7ida' 3ero esto no modifica en a%soluto su fuerte uni9n con la su%6acente ca3a de &tomos; 3ermanecen esta%les en su 3osici9n' 3or tanto ning>n &tomo ioni$ado es li%erado 6 ninguna 3roteína resulta modificada. (sto lo ace 7

n caso registrado de reacci9n alérgica. *igura ! Im3lante de irconia com3arado estéticamente con im3lante de @itanio. e 3uede

o%serar claramente el anillo negro en el de titanio.

@odas estas características son las ue acen a la $irconia una o3ci9n muco m&s 3referida 3or los 3acientes' donde la estética es una 3arte ital de la odontología. !

"9gicamente' el 3recio del im3lante de $irconia es m&s eleado en com3araci9n del de titanio; algunos an a3odado este im3lante como el sueda de materiales ue tengan un m9dulo de elasticidad todaía m&s similar al del ueso' esto sin 3erder de ista la %iocom3ati%ilidad necesaria.

""

Bibliografía consultada

•

cott A. #uelcer' Reffre6 . ollinger'  "n !ntroduction to #iomaterials' (ditorial CGC@!@a6lor S -rancis' erie: Biomedical (ngineering' egunda edici9n' 33. */2!412.

•

Corrado Piconi' "ia Gimodini' "oredana Cerroni'  El Zirconio en $dontolo%ía ' (ditorial Amolca' 33. 2' *4' 1*' 1,*.

•

Carles A. Ba%%us' Rac A. an' !mplantes &entales' (ditorial Amolca' egunda (dici9n' 33 1N' 2N' *10!*24'414!41+.

•

P&ginas Consultadas: o

tt3:es.Tii3edia.orgTii@itanio

o

tt3:scielo.sld.cuscielo.33U 3idV1+2/1/J200/0004000*0Sscri3tVsciWartte7t

o

tt3:im3lantes%iounite.com.ar

o

tt3:TTT.red!dental.comW1,01.@)

o

tt3:TTT.tecnoim3lant.com.ar

o

tt3:TTT.im3lantesfia.cominstitucional.tm

o

tt3:TTT.nc%i.nlm.ni.go3u%med12N2+2+*

o

tt3:scielo.sld.cuscielo.33U 3idV00*4+N0+201*00010000NSscri3tVsciWartte7t

o

tt3:ds3ace.ua.esds3aceandle1001+1+11,

o

tt3:TTT.nc%i.nlm.ni.go3u%med1N*4,4+1

o

tt3:TTT.td7.catandle10,0*044

o

tt3:3rotesisdentales.org.es$irconio

"2