Influencia de la fatiga cíclica en pilares protésicos para implantes

UNIVERSIDAD DE SEVILLA DOCTORADO DE CIENCIAS DE LA SALUD INFLUENCIA DE LA FATIGA CÍCLICA EN PILARES PROTÉSICOS PARA IMPLANTES Tesis Doctoral AHMAD HAIDAR WEHBE Sevilla, 2021 Sevilla, Febrero de 2021 EUGENIO VELASCO ORTEGA, Profesor Titular de Odontología Integrada de Adultos y Gerodontología de la Facultad de Odontología y Director del Máster de Implantología Oral de la Universidad de Sevilla. LORETO MONSALVE GUIL, Profesora Asociada de Odontología Integrada de Adultos y Gerodontología de la Facultad de Odontología de la Universidad de Sevilla. CERTIFICAN: Que D. AHMAD HAIDAR WEHBE, Graduado en Odontología por la Universidad Complutense de Madrid e inscrito en el programa de Doctorado del Departamento de Ciencias de la Salud de la Universidad de Sevilla, ha realizado bajo su tutela y dirección el trabajo titulado Influencia de la fatiga cíclica en pilares protésicos para implantes que consideramos satisfactorio como estudio de investigación para optar al Título de Doctor en Odontología. Prof. VELASCO ORTEGA Prof. MONSALVE GUIL DEDICATORIA A mis padres, mis hermanos y Sasha. Por todo el tiempo que hemos pasado juntos y la ayuda que me habéis regalado en todo este tiempo. AGRADECIMIENTOS A los Profesores Eugenio Velasco Ortega y Loreto Monsalve Guil de la Facultad de Odontología de la Universidad de Sevilla, que han dedicado un tiempo importante en la organización y realización del presente estudio con sus conocimientos, revisiones y recomendaciones sobre el tema. A todos los profesores del Máster de Implantología Oral de la Facultad de Odontología de Sevilla, Daniel Cabanillas Balsera, Antonio España López, Javier Gil González, Alvaro Jiménez Guerra, Iván Ortiz García, Nuno Matos Garrido, Jesús Moreno Muñoz, Enrique Núñez Márquez, y José Luís Rondón Romero. Al profesor Juan Manuel Ayllón Guerola de la Escuela Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad de Sevilla, en cuyo laboratorio se realizó el estudio experimental necesario para la elaboración del presente trabajo de investigación doctoral. A la empresa Galimplant que patrocinó este estudio de investigación y proporcionó todo el material y los medios necesarios para la realización del presente estudio doctoral. ÍNDICE INTRODUCCIÓN 1 1. El tratamiento con implantes dentales 2 1.1. La superficie de los implantes dentales en la oseointegración 2 1.2. La rehabilitación prostodóncica con implantes 5 2. Los sistemas de implantes dentales 9 2.1. Complejo implante-pilar 9 2.2. La conexión implante-pilar externa 12 2.3. La conexión implante-pilar interna 15 2.4. El sellado biológico de la conexión implante-pilar 18 3. Biomecánica en implantología oral 21 3.1. Diferencias entre dientes naturales e implantes 21 3.2. Fuerzas oclusales en implantología oral 24 3.3. Los estudios experimentales de fatiga mecánica 26 3.4. Los pilares trasmucosos en la rehabilitación con implantes dentales 28 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 31 MATERIAL Y MÉTODOS 35 1. Elementos y equipos empleados. 36 2. Métodos de ensayo y medidas. 36 3. Identificación de los implante dentales ensayados y sus componentes 41 3.1. Descripción del implante de conexión interna hexagonal IPX 42 3.2. Descripción de la parte conectora 43 4. Descripción del miembro hemisférico de aplicación de carga 48 5. Otros aditamentos protésicos incluidos en este estudio 48 5.1. Familia MUSLA: pilar multi-posición recto estético slim (monobloque) 49 5.2. Familia MUSA C: pilar multiposición recto estético antirrotacional (2 piezas) 52 5.3. Familia MUSA B: pilar multiposición recto estético antirrotacional (2 piezas) 55 6. Condiciones del entorno de ensayo 57 RESULTADOS 58 1. Implante de conexión interna hexagonal IPX 59 2. Pilar protésico multiposición recto monobloque MUSLA de 2 mm 60 3. Pilar protésico multiposición recto monobloque MUSLA de 6 mm 64 4. Pilar protésico multiposición recto bicomponente MUSA de 1 mm 67 5. Pilar protésico multiposición recto bicomponente MUSA de 5 mm 70 DISCUSIÓN 75 CONCLUSIONES 89 BIBLIOGRAFÍA 91 INTRODUCCIÓN 1 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN 2 1. EL TRATAMIENTO CON IMPLANTES DENTALES El tratamiento del edentulismo parcial o total mediante implantes dentales de titanio ha sido utilizado de un modo muy exitoso durante las últimas décadas. El conocimiento de los fenómenos biológicos de la oseointegración y el desarrollo de la implantología oral ha supuesto la posibilidad de establecer y mantener una unión rígida, clínicamente asintomática, entre el hueso y el implante que pueda soportar estructuras protésicas con un éxito importante a largo plazo 1-2. 1.1. LA SUPERFICIE DE LOS IMPLANTES DENTALES EN LA OSEOINTEGRACION El éxito clínico de los implantes dentales está relacionado íntimamente con el desarrollo de la oseointegración. La oseointegración representa la consecuencia de una serie de fenómenos biológicos que tienen lugar inmediatamente después de la inserción quirúrgica de los implantes en el hueso alveolar 3. La oseointegración o anquilosis funcional constituye la unión estructural entre la superficie del implante y el lecho óseo implantario del paciente o huésped, y es visible microscópicamente 3-4. Las características de la superficie de los implantes dentales como su rugosidad y topografía pueden provocar diferentes respuestas biológicas 5. El tratamiento de la superficie de los implantes puede incrementar su área de contacto con el tejido óseo y mejorar su biocompatibilidad y sus propiedades osteoinductoras y osteoconductoras y estimular la oseointegración 6. INTRODUCCIÓN 3 Después de la introducción de los implantes con superficie mecanizada, se han desarrollado y aplicado diferentes modificaciones de la superficie por diversos procedimientos físicos y químicos, por adición (ej. plasma de titanio, recubrimientos con hidroxiapatita) y sustracción (ej. arenado, grabado con ácidos) o por combinaciones de estos procedimientos (ej. arenado y grabado) 7-8. El procedimiento de arenado es comúnmente utilizado en el tratamiento de la superficie de los implantes dentales y se realiza por la proyección de partículas de alúmina, hidroxiapatita, sílice o dióxido de titanio. El efecto del arenado sobre la superricie de los implantes está relacionado con el tipo y tamaño de las partículas, asi como por la presión y la temperature 9. Estas innovaciones tecnológicas en el tratamiento de las superficies de los implantes dentales se han desarrollado para mejorar el nivel de oseointegración y la predictibilidad del tratamiento clínico. Las respuestas celulares como la adherencia, migración y proliferación puede ser mediada por implantes con una superficie arenada, indicando una estrecha relación entre la rugosidad de la superficie y la union celular, especialmente la capacidad osteoblástica 10. Los estudios experimentales han demostrado que la superficie arenada puede jugar un importante papel en la oseointegración demostrando una gran biocompatibilidad y afinidad cellular 11. Además, su respuesta en las fases tempranas de la oseointegración es también muy elevada 12. La superficie arenada presenta un alto grado de oseointegración INTRODUCCIÓN 10 prostodóncica para soportar la prótesis correspondiente. Como el éxito de las restauraciones con implantes se basa en conseguir y mantener la oseointegración, es esencial que el implante posea un ajuste preciso, desde un punto de vista biomecánico, con su respectivo pilar para su carga funcional (Figura 1) 49. Figura 1 Complejo implante-pilar La respuesta biomecánica a la carga funcional constituye un factor determinante en el éxito del tratamiento implantológico a largo plazo. Las cargas funcionales se ejercen sobre las prótesis y son transferidas a los implantes y al hueso circundante. En este sentido, el diseño macroscópico, la angulación y la conexión implante-pilar influyen decisivamente en el estrés sobre los tejidos periimplantarios 50. Durante la función oral, los movimientos mandibulares actúan sobre la conexión pilar-implante que debe resistir estas fuerzas oclusales para preservar la integridad de los tejidos periimplantarios. Es evidente, que la INTRODUCCIÓN 11 unión entre los implantes y el tejido óseo es más rígida en comparación con la dentición natural que ofrece la existencia del ligamento periodontal 50. En este sentido, cuando existen sobrecargas oclusales o fuerzas tangenciales repetitivas, las fuerzas actúan directamente sobre la unión implante-pilar y en la interfase implante-hueso pudiendo causar un mayor estrés y una pérdida de la oseointegración manifiesta por un menor nivel de hueso crestal 51-53. Durante la masticación, el implante dental interactúa con las fuerzas oclusales que influyen más negativamente sobre la unión implante-pilar. Estas fuerzas oclusales no suelen ser paralelas al eje axial del implante, sino que adquieren un eje tangencial u horizontal, generando un mayor estrés biomecánico sobre la unión hueso-implante, y además sobre la conexión implante-pilar que debe soportarlo durante un largo periodo de tiempo 54. Desde un punto de vista biomecánico, la estabilidad de la prótesis sobre implantes depende de la integridad de la conexión del complejo pilarimplante. Las fuerzas oclusales desfavorables pueden generar complicaciones en la unión de la prótesis con el implante, comenzando con la deformación de los materiales y continuando con la pérdida o fractura de los tornillos protésicos, movilidad o fractura de los pilares, e incluso fractura de los implantes 55-56. Las complicaciones biomecánicas de los implantes pueden ocasionar el fracaso de la oseointegración y de la restauración prostodóncica. Las cargas o fuerzas oclusales pueden afectar a todos los componentes de la INTRODUCCIÓN 12 unión implante-pilar. Los implantes con conexión externa tienen más tendencia al aflojamiento o a la pérdida del tornillo de conexión, especialmente en los implantes unitarios con coronas, mientras que este problema es menos frecuente entre los implantes de conexión interna 57-58. Los diferentes diseños de las conexiones implante-pilar presentan diversas características macroscópicas que pueden influir en su estabilidad biomecánica. En este sentido, el diseño macroscópico, el tamaño y la angulación de los implantes, así como de los pilares y el tipo y desarrollo de la conexión implante-pilar influyen de forma decisiva en su comportamiento biomecánico 59. La mayoría de los sistemas de implantes suelen presentar una conexión protésica para su unión con el correspondiente pilar protésico mediante un tornillo protésico (Figura 1) 59. Las diferentes conexiones de los implantes dependen de su ajuste preciso con los pilares correspondientes y de su respuesta biomecánica estática y dinámica a la carga funcional 60. 2.2. LA CONEXIÓN IMPLANTE PILAR EXTERNA La investigación y el desarrollo de las conexiones de implantes ha sido extraordinario, sobre todo en las últimas décadas, con objetivos mecánicos, biológicos y estéticos. Las dos macrogeometrías o diseños macroscópicos básicos de la conexión implante-pilar son la conexión externa y la conexión interna (Figuras 2 y 3). La conexión externa presenta un hexágono externo de 0,7 mm de altura en la plataforma del implante, mientras que la conexión interna puede ser hexagonal, octogonal y cono Morse 59-60. INTRODUCCIÓN 13 Los implantes originales de conexión externa hexagonal fueron introducidos por el grupo de investigación de la Universidad de Gotemburgo liderado por Branemark (Figura 2)(Tabla 1) 61. Los implantes originales de conexión interna fueron introducidos por la escuela suiza de la Universidad de Berna liderado por Schroeder (Figura 3)(Tabla 2) 62. Ambos sistemas de implantes representan la culminación de varias décadas de investigación experimental y de experiencia clínica con pacientes 63-64. La conexión externa fué el primer tipo de conexión implante-pilar, basada en la existencia de un hexágono con una altura de 0,7 mm, aunque posteriormente ha sufrido muchas modificaciones en términos de diámetro, altura y torque de inserción (Figura 2) 25. Su forma es adecuada para la técnica sumergida o en dos fases quirúrgicas, donde en la segunda cirugía se coloca el tornillo de cicatrización para exponer la conexión y cargar los implantes con las prótesis correspondientes 61,63. Figura 2 Implante de conexión externa INTRODUCCIÓN 14 Desde un punto de vista prostodóncico, la conexión externa hexagonal facilitaba la colocación de los pilares de transferencia para la toma de impresiones debido a su compatibilidad con diferentes soluciones protésicas fijas, atornilladas o cementadas y podía ser utilizada con éxito en las rehabilitaciones o prótesis con cierto grado de disparalelismo en los perfiles de emergencia que podía ser compensado con este tipo de conexión implante-pilar 59,60. TABLA 1 CONEXIÓN IMPLANTE-PILAR EXTERNA Desarrollada por la escuela sueca de Branemark Hexágono externo Implante de superficie mecanizada en su origen Técnica quirúrgica sumergida en dos fases o dos cirugías Posición yuxtacrestal Rehabilitaciones protésicas totales híbridas atornilladas Conexión poco utilizada en la actualidad Sin embargo, la conexión externa podía presentar algunas desventajas como el reducido contacto entre la altura de la conexión hexagonal del implante con la parte prótesica del pilar (ej. prótesis cementada) o de la restauración prostodóncica (ej. prótesis atornillada). También se ha descrito algún grado importante de rotación entre la plataforma del implante y el hexagóno interno de la restauración y desde un INTRODUCCIÓN 15 punto de vista biomecánico, la alta tensión o estrés estructural en las conexiones atornilladas 65-66. Se ha postulado también que las carga oclusales elevadas podían afectar a la conexión externa y provocar micromovimientos que desajustaran el complejo implante-pilar, originando una inestabilidad mecánica de la unión entre la prótesis y el implante, con existencia de un aflojamiento de la estructura protésica o también una pérdida o fractura de los tornillos prótesicos. Esta complicación era especialmente frecuente entre las restauraciones unitarias 67-69. De hecho, el protocolo original de Branemark fue diseñado para la rehabilitación de pacientes edéntulos totales con una prótesis híbrida. Los implantes de conexión externa hexagonal fueron diseñados para este protocolo, ya que las prótesis se soportaban con varios implantes, que impedían la rotación de los pilares. Cuando posteriormente, el protocolo se amplió a soluciones prostodóncicas fijas parciales y, sobre todo, unitarias, los implantes con conexión hexagonal de 0,7 mm de altura no estaban diseñados para evitar la rotación de los pilares y coronas antes las fuerzas oclusales 70-72. 2.3. LA CONEXIÓN IMPLANTE PILAR INTERNA Para evitar estas complicaciones biomecánicas, se desarrollaron las conexiones internas que presentaban una mayor superficie de contacto entre el implante y el pilar protésico (Figura 3) 73. El objetivo de estos nuevos diseños de conexiones internas era mejorar la estabilidad de la conexión durante la función oral masticatoria, simplificando el procedimiento prostodóncico hasta completar la restauración 72. INTRODUCCIÓN 16 Las nuevas conexiones internas se desarrollaron a partir de la conexión interna con cono Morse (Tabla 2), y mejoraban la unión implante-pilar porque proporcionaban una mayor fricción entre los dos componentes (implante y pilar), una mayor estabilidad funcional y un mejor comportamiento biomecánico lateral y antirrotacional ya que no necesitaban por su diseño y superficie de contacto, una fuerza de torque muy elevada para fijar el pilar o la restauración al implante como en la conexión externa hexagonal 59-60,72. Figura 3 Implante de conexión interna La evolución de los diseños de las conexiones internas de los sistemas de implantes ha sido extraordinaria. Actualmente, se disponen de INTRODUCCIÓN 17 diferentes tipos de conexiones internas, triangulares, hexagonales, octogonales, cónicas, o mixtas que se han desarrollado en los diferentes sistemas y que se corresponden con la existencia y los diseños de múltiples pilares y aditamentos protésicos para rehabilitar desde dientes unitarios hasta rehabilitaciones totales 59,72. TABLA 2 CONEXIÓN IMPLANTE-PILAR INTERNA Desarrollada por la escuela suiza de Schroeder Octógono interno con cono Morse Implante de superficie con plasma de titanio en su origen Técnica quirúrgica no sumergida en una fase o una cirugía Posición supracrestal Prótesis atornillada o cementada Evolución con diferentes tipos (octogonal hexagonal, cónica) Es la conexión muy utilizada en la actualidad Las conexiones internas fueron desarrolladas también para reducir el efecto negativo de las fuerzas laterales, lo que evitaba la pérdida o aflojamiento de los tornillos protésicos y la pérdida de hueso marginal. La mayor superficie de contacto o la altura de la unión entre el cuerpo del implante y la parte conectora del pilar protésico mejoraba la distribución del estrés mecánico al implante y al tejido óseo 73. Esta configuración de conexión interna asegura una mayor precisión y un incremento en la protección por un área más extensa de contacto entre el implante y el pilar con un ángulo de inclinación aproximado de 8º, lo que INTRODUCCIÓN 18 crea un área de fricción (ej. conexión cono Morse) mejor que los de conexión externa que dependen exclusivamente del tornillo para la sujeción del pilar al implante. La estabilidad biomecánica de esta superficie o área de fricción se incrementa también por el tornillo protésico y su propia capacidad antirrotacional 47,72,74. De esta forma, los implantes de conexión interna ofrecen una mayor solidez biomecánica, con una incidencia menor de aflojamientos o pérdidas de los tornillos de conexión protésica, que son especialmente importantes en las restauraciones con implantes unitarios. Este mecanismo de conexión interna presenta una unión en frío muy favorable basada en un machihembrado muy eficiente para minimizar los micromovimientos y evitar las posibles complicaciones prostodóncicas derivadas de la inestabilidad de las estructuras protésicas sobre implantes 47,72,74. 2.4. EL SELLADO BIOLOGICO DE LA CONEXIÓN IMPLANTEPILAR Además, del comportamiento biomecánico es importante valorar también las consecuencias biológicas en los tejidos periimplantarios del estrés excesivo y del desajuste o movilidad de la conexión implante-pilar. En este sentido, las restauraciones sobre implantes soportan las fuerzas masticatorias en un ambiente oral contaminado que afecta a la superficie del implante en su conexión con el pilar protésico 75. De hecho, las fuerzas oclusales excesivas pueden contribuir a la creación de un microgap o espacio en la unión entre la superficie del implante y del pilar protésico que puede originar una microfiltracción INTRODUCCIÓN 19 bacteriana y provocar la aparición de inflamación de los tejidos blandos y una progresiva pérdida marginal ósea 76. La existencia de un microgap en la conexión implante-pilar (Figura 4) supone pues, además de su comportamiento biomecánico lesivo (ej. micromovimientos, pérdida o fractura del tornillo protésico), la microfiltración de los componentes biológicos orales, especialmente la flora bacteriana. Estos problemas biológicos se encuentran sobre todo al principio en la porción apical del tornillo que sujeta el pilar protésico 77-78. Figura 4 Conexión interna implante-pilar con microgap Como consecuencia de la microfiltración se puede originar un reservorio bacteriano que puede influir negativamente en la salud de los tejidos periimplantarios, a medio o largo plazo, dependiendo del tamaño del microgap. La colonización de los microorganismos orales a través de la microgap entre los diferentes componentes del complejo implante-pilar INTRODUCCIÓN 26 las parafunciones (ej. bruxismo) y una oclusión desfavorable (ej. interferencias oclusales) 85,89. 3.3. LOS ESTUDIOS EXPERIMENTALES DE FATIGA MECANICA Teniendo en cuenta, el comportamiento biomecánico de los implantes dentales es fundamental analizar la respuesta a las cargas oclusales de los diferentes componentes (implantes, pilares y tornillos) previamente a su aplicación clínica de una forma dinámica para evitar complicaciones clínicas innecesarias que dificulten la rehabilitación implantosoportada de los pacientes 97. En este sentido, el desarrollo actual de la implantología actual supone la constante introducción de nuevos materiales y diseños que deben ser evaluados en estudios biomecánicos experimentales. Los diferentes sistemas de implantes deben ser evaluados para evitar o disminuir aquellas complicaciones derivadas del complejo implante-pilar durante el largo periodo de actividad clínica en los pacientes, lo que indica el gran reto que representa para inicialmente para los fabricantes y posteriormente para los clínicos 98-100. El principal objetivo de los clínicos debe ser intentar minimizar o evitar los posibles fallos o fracturas en los componentes de los sistemas de implantes. En este sentido, es importante mejorar el comportamiento biomecánico de estos componentes (ej. pilares, tornillos protésicos) con respecto a la transmisión de las fuerzas oclusales. Desde un punto de vista ético, estos ensayos no pueden ser realizados en los pacientes y se realizan en laboratorios con condiciones que simulen la función oral 101. INTRODUCCIÓN 27 De esta forma, la experimentación simulada puede constituir un método adecuado para determinar y verificar la resistencia mecánica a largo plazo de estos componentes implantológicos y protésicos sujetos a cargas funcionales controladas y repetidas que puedan representar lo más realista posible la respuesta a la fatiga cíclica durante las diferentes funciones orales 102-103. Estos estudios biomecánicos experimentales sobre las propiedades mecánicas de los diferentes sistemas de implantes y pilares tienen el objetivo de determinar los requerimientos mínimos necesarios para realizar una función intraoral satisfactoria que rehabilite favorablemente el edentulismo parcial o total del paciente. De hecho, constituyen el primer paso para que estos nuevos materiales o diseños se incorporen al mercado implantolñógico y puedan ser utilizados con éxito por los profesionales 101,104. Los tests o ensayos biomecánicos representan algunos de los estudios que se realizan para analizar los materiales de uso médico u odontológico cunado se someten a cargas funcionales. Las restauraciones con implantes pueden ser sometidas a diferentes cargas o fuerzas oclusales (axiales, compresivas, tangenciales, oblicuas, de torsión) que deben ser evaluadas para conocer el grado de resistencia para determinar la carga máxima antes de que se pueda producir la fractura de alguno de los componentes del sistema implante-pilar o aparezcan danos estructurales menores que puedan indicar la proximidad de la fractura, como son la aparición de fisuras o grietas en el material 97,101. INTRODUCCIÓN 28 Estos acontecimientos biomecánicos adversos (grietas y fisuras) pueden generar, si las fuerzas o cargas oclusales excesivas o repetitivas continúan, el daño estructural que se conoce como fatiga mecánica. Es decir, que los defectos pequeños como las grietas pueden desarrollarse y propagarse, ocasionando la acumulación del daño y ocasionalmente provocar una fractura por fatiga. En este sentido, el límite de fatiga se corresponde con el máximo nivel de carga en que el material o diseño ensayado resiste sin sufrir la fractura 101,104. 3.4. LOS PILARES TRANSMUCOSOS EN LA REHABILITACION CON IMPLANTES DENTALES En la actualidad, existe una tendencia en implantología oral a la utilización de pilares intermedios transmucosos en rehabilitaciones prostodóncicas sobre implantes. Los últimos estudios publicados al respecto, indican que un incremento en la altura de los pilares unido a un estrechamiento de los mismos con respecto a la plataforma del implante, favorecerían en conjunto el establecimiento de los tejidos peri-implantarios, consiguiendo prevenir la pérdida ósea o remodelado inicial tras la colocación de las diferentes prótesis sobre implantes 105-106. Los pilares protésicos son los componentes transmucosos que conectan los implantes dentales con las prótesis correspondientes, y que transfieren la carga de las fuerzas masticatorias a los implantes y posteriormente al tejido óseo periimplantario. Al mismo tiempo, desde un punto de vista microbiológico, es el componente principal que protege a los implantes del medio oral contaminado 105-106. INTRODUCCIÓN 29 La morfología divergente tradicional de los pilares transmucosos estaba relacionado en muchos casos con recesión de los tejidos blandos periimplantarios, sobre todo en aquellos pacientes con biotipo gingival fino. Recientemente, la investigación experimental y clínica está demostrando que los pilares cóncavos o de forma convergente pueden presentar un mayor crecimiento mucoso creando un tejido conectivo circular que disminuye el riesgo de la recesión gingival 105-106. Además, aunque el diseño macroscópico de los pilares parece que no influye sobre la inflamación de los tejidos periimplantarios, algunas investigaciones sugieren que los pilares más delgados pueden promover una mayor estabilidad de los tejidos blandos, sobre todo, en las áreas anteriores con mayor compromiso estético 107. La revisión actual de la literatura al respecto parece indicar que la morfología o geometría de los pilares transmucosos influye en la respuesta de los tejidos blandos. En este sentido, los pilares curvos/cóncavos en comparación con los pilares convencionales divergentes o convexos, estimulan la formación de un tejido conectivo circunferencial que invaden el espacio alrededor de los pilares con una gran estabilidad tisular 108. Así mismo, la evidencia científica parece indicar que los pilares transmucosos cóncavos o convergentes presentan mejores resultados en relación al nivel de pérdida de hueso marginal que los pilares divergentes convencionales. No obstante, son necesarios más estudios para valorar la respuesta de los tejidos periimplantarios ante los nuevos perfiles geométricos de los pilares transmucosos 106. INTRODUCCIÓN 30 Los diferentes materiales utilizados en la confección de los pilares transmucosos pueden también influir en la respuesta biomecánica. En este sentido, durante varias décadas se han utilizado los pilares a base de titanio restaurados con prótesis de metalcerámica con buenos resultados clínicos. Los problemas derivados de los resultados estéticos con estas restauraciones impulsaron el desarrollo de otros pilares con una mejor apariencia estética como la cerámica zirconia que podían ser realizadas mediante tecnología CAD/CAM. Posteriormente, las cerámicas con disilicato de litio han demostrado ser una nueva opción para la confección de pilares transmucosos estéticos con una mejor transparencia que la zirconia 109. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 31 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 32 Desde sus comienzos el tratamiento con implantes dentales oseointegrados fue concebido, fundamentalmente, para la rehabilitación de los pacientes con edentulismo total provocando un verdadero impacto positivo tanto entre los pacientes como en la profesión dental al proporcionar una alternativa terapéutica a la prótesis completa convencional, por la incapacidad funcional que presentaba en la mayoría de los pacientes 24-25. Los implantes dentales se unen al hueso del huésped y soportan las prótesis, transfiriendo las fuerzas oclusales al hueso subyacente. Los sistemas de implantes dentales incorporan los elementos o componentes diseñados específicamente para proporcionar una conexión segura y predecible a largo plazo 48. La existencia de la unión o conexión implante-pilar es uno de los factores más importantes que contribuye al éxito del tratamiento con implantes en los pacientes con pérdida parcial y/o total de su dentición natural. Los sistemas de implantes actuales suelen presentar dos componentes, el implante y el pilar protésico 49. El primer componente es insertado en el hueso alveolar durante la fase quirúrgica y el segundo componente se fija al implante durante la fase prostodóncica para soportar la prótesis correspondiente. Como el éxito de las restauraciones con implantes se basa en conseguir y mantener la oseointegración, es esencial que el implante posea un ajuste preciso, desde un punto de vista biomecánico, con su respectivo pilar para su carga funcional 49. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 33 La respuesta biomecánica a la carga funcional constituye un factor determinante en el éxito del tratamiento implantológico a largo plazo. Las cargas funcionales se ejercen sobre las prótesis y son transferidas a los implantes y al hueso circundante. En este sentido, el diseño macroscópico, la angulación y la conexión implante-pilar influyen decisivamente en el estrés sobre los tejidos periimplantarios 50. Durante la función oral, los movimientos mandibulares actúan sobre la conexión pilar-implante que debe resistir estas fuerzas oclusales para preservar la integridad de los tejidos periimplantarios. Es evidente, que la unión entre los implantes y el tejido óseo es más rígida en comparación con la dentición natural que ofrece la existencia del ligamento periodontal 50. Desde un punto de vista biomecánico, la estabilidad de la prótesis sobre implantes depende de la integridad de la conexión del complejo pilarimplante. Las fuerzas oclusales desfavorables pueden generar complicaciones en la unión de la prótesis con el implante, comenzando con la deformación de los materiales y continuando con la pérdida o fractura de los tornillos protésicos, movilidad o fractura de los pilares, e incluso fractura de los implantes 55-56. Los diferentes diseños de las conexiones implante-pilar presentan diversas características macroscópicas que pueden influir en su estabilidad biomecánica. En este sentido, el diseño macroscópico, el tamaño y la angulación de los implantes, así como de los pilares y el tipo y desarrollo de la conexión implante-pilar influyen de forma decisiva en su comportamiento biomecánico 59. En la cavidad oral, los implantes están sometidos a cargas estáticas y dinámicas y los aditamentos que conectan las PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 34 prótesis con los implantes dentales deben ser capaces de resistir dichas cargas sin fracturarse y sin afectar a la unión implante-pilar 50,54. Las restauraciones con implantes pueden ser sometidas a diferentes cargas o fuerzas oclusales (axiales, compresivas, tangenciales, oblicuas, de torsión) que deben ser evaluadas para conocer el grado de resistencia para determinar la carga máxima antes de que se pueda producir la fractura de alguno de los componentes del sistema implante-pilar o aparezcan danos estructurales menores que puedan indicar la proximidad de la fractura, como son la aparición de fisuras o grietas en el material 97,101. En la actualidad, existe una tendencia en implantología oral a la utilización de pilares intermedios transmucosos en rehabilitaciones prostodóncicas sobre implantes. 105-106. La morfología divergente tradicional de los pilares transmucosos parece modificarse hacia el desarrollo de pilares cóncavos o de forma convergente que pueden promover una mayor estabilidad de los tejidos periimplantarios 107. Teniendo en cuenta, la biomecánica de los sistemas de implantes y el desarrollo de nuevos diseños de pilares transmucosos intermedios para mejorar el complejo implante-pilar y evitar la fatiga mecánica, los objetivos del presente estudio de investigación doctoral son: 1. La evaluación biomecánica de pilares intermedios transmucosos monobloque y bicomponente. 2. La evaluación biomecánica de pilares intermedios transmucosos cóncavos y rectos MATERIAL Y MÉTODOS 35 MATERIAL Y MÉTODOS MATERIAL Y MÉTODOS 42 3.1. DESCRIPCIÓN DEL IMPLANTE DENTAL DE CONEXIÓN INTERNA HEXAGONAL IPX El cuerpo del implante dental del Surgimplant IPX (ref. IPX-03512) fabricado por Galimplant ® (Sarria, España), mostrado en la Figura 3, es un implante dental endoóseo, que en conjunto con la rehabilitación protésica a la que estará conectado, se encargará de sustituir los dientes perdidos. El implante dental Surgimplant IPX (Figura 3) es del tipo de conexión interna. La plataforma del implante presenta un alojamiento hexagonal que permite la aplicacin del par para la insercin del implante en el hueso fresado y permite la retencin antirrotacional de la prtesis. El diseño de este implante presenta una rosca con una morfología autorroscante. El material en el que se confeccionan estos implantes es titanio grado IV de acuerdo a la norma ISO- 5832-3:1999. Figura 3: El implante Surgimplant IPX MATERIAL Y MÉTODOS 43 Los implantes Surgimplant IPX presentan su superficie tratada mediante un proceso de arenado con alúmina y grabado con ácidos para incrementar la rugosidad superficial del misma. Dicho tratamiento ha sido desarrollado para mejorar las condiciones de oseointegración del implante en el hueso. Se extiende desde la plataforma hasta la zona apical del mismo. Se ha seleccionado este diseño de cuerpo de implante (ref. IPX 3512), ya que es el menos resistente de todas las dimensiones del sistema SURGIMPLANT IPX gr IV. En total se han ensayado un total de 9 muestras del lote 201811205. 3.2 DESCRIPCIÓN DE LA PARTE CONECTORA. La parte conectora estudiada está constituida por dos componentes distintos. En primer lugar, la conexión entre el cuerpo del implante y el aditamento se realiza mediante un pilar intermedio multi-posición recto (ref. MUSLA 04020), mostrado en la Figura 4. Este pilar, presenta en su parte superior un saliente octogonal que cumplirá la función de conectar con el segundo componente del aditamento, denominado pilar de carga inmediata. El elemento escogido presenta en su base un saliente roscado que se inserta en el hueco roscado existente en la cabeza del cuerpo del implante. Su función es la de permitir la unión solidaria entre el cuerpo y el aditamento y la de evitar la rotación del pilar de carga inmediata una vez se encuentre instalado. MATERIAL Y MÉTODOS 44 Figura 4: Descripción geométrica del pilar multi-posición MUSLA ref. 04020 Se ha escogido este elemento para los ensayos porque, debido a su geometría y dentro de los aditamentos disponibles para el sistema SURGIMPLANT IPX gr IV, puede ser considerado el más débil desde el punto de vista de la fatiga según las directrices de ensayo marcadas por la norma UNE- EN ISO 14801:2017 110. Un total de 9 muestras han sido ensayadas pertenecientes al lote de fabricación 201811084. El otro elemento de la parte conectora es el pilar de carga inmediata (ref. PTIMUA 4048(B)), y se muestra en la Figura 5. Este pilar presenta una parte superior que emerge del implante, una vez está unido al mismo, donde se cementa la rehabilitación protésica fabricada por el protésico dental. El elemento escogido presenta en su base un saliente con una cavidad octogonal que se encaja en el saliente existente en el pilar multiposición, siendo su función MATERIAL Y MÉTODOS 45 la de evitar la rotación del elemento protésico respecto al implante. Un total de 9 muestras han sido ensayadas y pertenecen al lote de fabricación 201811220. Figura 5: Descripción geométrica del pilar de carga inmediata PTIMUA 4048 (B). El pilar de carga inmediata PTIMUA 4048 (B) presenta un alojamiento donde se inserta el tornillo de retención de la prótesis (ref. TMU 4048), mostrado en la Figura 6. La función de este tornillo es la de mantener la unión solidaria entre elemento protésico e implante. Se han ensayado 9 muestras pertenecientes al lote de fabricación 201902043. MATERIAL Y MÉTODOS 46 Figura 6: Descripción geométrica del tornillo TMU 4048 La materia prima en que están fabricados tanto el tornillo de retención como la parte conectora es titanio grado 5 de acuerdo con la norma internacional ISO- 5832-3:1999 113. Adicionalmente, tanto el cuerpo del implante, como todos los componentes que integran el aditamento han sido sometidos a un proceso de esterilización mediante irradiación idéntico al que serán sometidas las muestras que se comercializarán. Ensamblaje: Se emplea una llave dinamométrica CA DIN proporcionada por el fabricante, aplicando un par de apriete de 30 Ncm para unir el pilar multiposición al cuerpo del implante, así como para unir los dos pilares mediante el tornillo de retención. MATERIAL Y MÉTODOS 47 Justificación de elección de esta configuración: El cuerpo de implante estudiado es el de menor diámetro, y por ello el menos resistente desde el punto de vista de la fatiga. Además, existen varias longitudes disponibles para el cuerpo del implante, pero este factor no es influyente en su comportamiento a fatiga bajo las condiciones del ensayo prescrito. En lo que respecta al aditamento escogido para el ensayo, se ha decidido utilizar la combinación MUSLA 04020 + PTIMUA 4048(B) porque a priori, presenta unas características geométricas que permitirían presuponerlo como el más débil entre los aditamentos disponibles para el sistema SURGIMPLANT IPX gr IV. Sin embargo, la elección del caso más desfavorable desde el punto de vista técnico no es sencilla, y existen posibilidades alternativas. Por ello, se han realizado ensayos adicionales a aquellos aditamentos para los que, desde un punto de vista teórico, no es posible justificar de una manera concluyente que su resistencia a fatiga es superior (o al menos igual) a la del aditamento ensayado. Intención de uso: Los implantes y pilares estudiados, tienen como fin la reposición de dientes perdidos, de manera que estén preparados para soportar cargas de oclusión y aportar mejores en las funciones inherentes a la boca de las personas, tales como: fonética, masticación, deglución, degustación y relación social, MATERIAL Y MÉTODOS 48 4. DESCRIPCIÓN DEL MIEMBRO HEMISFÉRICO DE APLICACIÓN DE CARGA En la Figura 7 se puede observar el diseño del miembro hemisférico de carga, así como la unión de éste con el pilar. Su diseño se asemeja a la fijación al implante de una prótesis dental estándar y asegura un valor de l=11mm (ver ISO 14801:2017 110). Figura 7: Descripción geométrica del miembro hemisférico de carga utilizado en los ensayos de fatiga del sistema SURGIMPLANT IPX gr IV. 5. OTROS ADITAMENTOS PROTÉSICOS INCLUIDOS EN ESTE ESTUDIO En esta sección se describen los aditamentos pertenecientes al sistema de implantes dentales estudiado y, en función de la indicación, se justificará de un modo teórico o experimental que su utilización no supone una reducción de la resistencia a la fatiga del sistema ensayado. Estos aditamentos se distribuyen en MATERIAL Y MÉTODOS 49 tres grupos o familias, que serán descritas y justificadas en el presente apartado. Los planos de fabricación de estos aditamentos se pueden consultar en el ANEXO I. 5.1. FAMILIA MUSLA: PILAR MULTI-POSICIÓN RECTO ESTÉTICO SLIM (MONOBLOQUE) Estos pilares, permiten en el paciente, desde el momento de la colocación del implante, la conexión definitiva con la prótesis a nivel transmucoso. Los pilares multiposición de la familia MUSLA se encuentran disponibles en distintas alturas, mostradas en la figura 8 y recogidas en la Tabla 2. Figura 8: Diferentes alturas disponibles dentro de la familia de pilares multi-posición MUSLA. MATERIAL Y MÉTODOS 50 Referencia Altura (mm) MUSLA-04020 2 MUSLA-04030 3 MUSLA-04040 4 MUSLA-04060 6 Tabla 2. Diferentes referencias para el pilar multiposición MUSLA. En concreto, el pilar MUSLA 04020 en combinación con el pilar de carga inmediate PTIMUA 4048, es el sistema menos resistente y por tanto el más desfavorable para el ensayo a fatiga. Esto se debe a que la zona crítica señalada en la Figura 9 puede ser una zona de iniciación de grietas por fatiga, debido a que el radio de curvatura hace que se produzca el fenómeno de concentración de tensión (dicha tensión se ve aumentada en la zona del radio de curvatura). Además, la sección del pilar en esa zona es reducida, dado que presenta un alojamiento interior hexagonal para la aplicación del torque durante su inserción en la cabeza del implante. Figura 9: Pilar MUSLA 04020 MATERIAL Y MÉTODOS 51 Debido a todos estos motivos, este pilar es el que se ha seleccionado como caso más desfavorable para la obtención de la curva de fatiga del sistema SURGIMPLANT IPX gr IV. Sin embargo, existen sospechas de que la referencia MUSLA 04060, dada su esbeltez, pudiera presentar problemas de cara a la resistencia a la fatiga y por ello también se han realizado ensayos de comprobación sobre esa referencia. Dichos ensayos han sido realizados bajo las mismas condiciones de ensayo utilizadas en el caso del MUSLA 04020. Para ello, la esfera de carga ha sido específicamente diseñada de forma que durante el ensayo se mantenga la condición de que el centro de la esfera de carga se sitúe a 11 mm del plano de sujeción del cuerpo del implante. En la práctica, esto se ha conseguido haciendo que los radios de las esferas de carga sean diferentes para las referencias MUSLA 04020 y MUSLA 04060, teniéndose en cuenta para ello que la norma UNE-EN ISO 14801:2017 110 no establece ningún tipo de limitación en cuanto al radio del miembro hemisférico de carga. Esto se ilustra en la Figura 10, donde puede comprobarse que, en ambos casos, al situarse los centros de las esferas de carga a la misma distancia del plano de sujeción, ambos sistemas pueden considerarse equivalentes desde un punto de vista del ensayo propuesto. RESULTADOS 58 RESULTADOS RESULTADOS 59 1.IMPLANTE DE CONEXIÓN INTERNA HEXAGONAL IPX Los resultados muestran los valores de las cargas aplicadas en cada ensayo, así como el número de ciclos que ha soportado los implantes Surgimplant de conexión interna (ref. IPX-03512) ® y los diversos pilares protésicos testados con sus correspondientes tornillos de conexión (Figura 1). Figura 1 Implante IPX de conexión interna con aditamentos protésicos Durante los ensayos del sistema Surgimplant IPX ®, se ha observado un único modo de fractura, provocado por la iniciación y propagación de una grieta por fatiga. La fractura por fatiga (Código D1) tiene lugar en el cuerpo de implante, a la altura del plano de sujeción (Código L1), como puede observarse en la Figura 2. Como puede comprobarse en dicha figura, el tornillo de retención también resulta fracturado. RESULTADOS 60 Figura 2. Modo de fallo del sistema de implantes. 2. IMPLANTE DE CONEXIÓN INTERNA HEXAGONAL IPX CON PILAR PROTESICO MULTIPOSICION RECTO MONOBLOQUE MUSLA (04020 )(2mm)(Figura 3) Figura 3. Pilar multiposición monobloque MUSLA RESULTADOS 61 2.1. MUESTRA 1 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 175 17,5 10148 L1 D1 2.2. MUESTRA 2 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 175 17,5 6920 L1 D1 2.3. MUESTRA 3 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 150 15 49605 L1 D1 2.4. MUESTRA 4 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 150 15 44488 L1 D1 RESULTADOS 62 2.5. MUESTRA 5 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 120 12 5e6 -- -- 2.6. MUESTRA 6 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 120 12 729426 L1 D1 2.7. MUESTRA 7 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 100 10 5e6 -- -- 2.8. MUESTRA 8 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 100 10 5e6 -- -- RESULTADOS 63 2.9. MUESTRA 9 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 100 10 5e6 -- -- La Tabla 1 muestra todos los valores obtenidos y presentados anteriormente en los implantes de conexión interna IPX con los pilares multiposición MUSLA 4020, en relación a todas las cargas aplicadas en cada ensayo, el número de ciclos que ha soportado cada implante, la localización del punto crítico de fallo y descripción del mismo. Tabla 1 Valores obtenidos, con todas las cargas aplicadas que han soportado los implantes Surgimplant IPX y los pilares multiposición MUSLA 4020 Muestra Máx Carga (N) Mín Carga (N) Vida (Ciclos) Fallo Localización Descripción 1 175 17.5 10148 L1 D1 2 175 17.5 6920 L1 D1 3 150 15 49605 L1 D1 4 150 15 44488 L1 D1 5 120 12 5e6 -- -- 6 120 12 729426 L1 D1 7 100 10 5e6 -- -- 8 100 10 5e6 -- -- 9 100 10 5e6 -- -- RESULTADOS 64 3. IMPLANTE DE CONEXIÓN INTERNA HEXAGONAL IPX CON PILAR PROTESICO MULTIPOSICION RECTO MUSLA 04060 (6 mm) 3.1. MUESTRA 1 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 175 17,5 75415 L1 D1 3.2. MUESTRA 2 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 175 17,5 72465 L1 D1 3.3. MUESTRA 3 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 175 17,5 33074 L1 D1 3.4. MUESTRA 4 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 150 15 264154 L1 D1 RESULTADOS 65 3.5. MUESTRA 5 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 150 15 115255 L1 D1 3.6. MUESTRA 6 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 150 15 73789 L1 D1 3.7. MUESTRA 7 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 130 13 1317423 -- -- 3.8. MUESTRA 8 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 130 13 3710762 -- -- RESULTADOS 66 3.9. MUESTRA 9 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 130 13 135555 L1 D1 La Tabla 2 muestra todos los valores obtenidos y presentados anteriormente en los implantes de conexión interna IPX con los pilares multiposición MUSLA 4060, en relación a todas las cargas aplicadas en cada ensayo, el número de ciclos que ha soportado cada implante, la localización del punto crítico de fallo y descripción del mismo. Tabla 2 Valores obtenidos, con todas las cargas aplicadas que han soportado los implantes Surgimplant IPX y los pilares multiposición MUSLA 4060 Muestra Máx Carga (N) Mín Carga (N) Vida (Ciclos) Fallo Localización Descripción 1 175 17.5 75415 L1 D1 2 175 17.5 72465 L1 D1 3 175 17.5 33074 L1 D1 4 150 15 264154 L1 D1 5 150 15 115255 L1 D1 6 150 15 73789 L1 D1 7 130 13 1317423 -- -- 8 130 13 3710762 -- -- 9 130 13 135555 L1 D1 RESULTADOS 67 4. IMPLANTE DE CONEXIÓN INTERNA HEXAGONAL IPX CON PILAR PROTESICO MULTIPOSICION MUSA 04010 (1 mm)(Figura 4) Figura 4 Pilar multiposición bicomponente MUSA 4.1. MUESTRA 1 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 175 17,5 76466 L1 D1 4.2. MUESTRA 2 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 175 17,5 10837 L1 D1 4.3. MUESTRA 3 Carga Carga Vida Fallo Fallo Máxima Mínima Ciclos Localización Descripción (Newton) (Newton) 175 17,5 8825 L1 D1 RESULTADOS 74 Los resultados obtenidos demuestran que los implantes SURGIMPLANT IPX con sus aditamentos o pilares protésicos MUSLA y MUSA tienen una resistencia media a la fatiga como la mostrada en la Figura 2 o mayor. Igualmente, cabe decir que el límite de carga de fatiga (LF, según la norma UNE-EN ISO 14801:2017 110) es LF = 100 N. DISCUSIÓN 75 DISCUSIÓN DISCUSIÓN 76 Los sistemas de implantes dentales con sus diversos componentes quirúrgicos (implantes) y protésicos (pilares y tornillos de conexión) deben estar diseñados y fabricados para asegurar su éxito en el medio oral y además poder soportar las cargas masticatorias durante un largo periodo de tiempo, lo que implica la necesidad de que los sistemas de implantes dentales estén elaborados de materiales con una resistencia adecuada que garantice su longevidad más de 20 años 114-116. Cuando el complejo pilar-implante es sometido a cualquier tipo de carga funcional oclusal, se genera una cantidad importante de estrés mecánico dependiendo del tipo de fuerza (dirección, intensidad, repetición temporal) y del tipo de sistema de implante (ej. conexión interna o externa) pilar (ej. mecanizado, calcinable, inclinado) o prótesis (ej. unitaria, parcial, total) o del tipo de unión protésica (ej. cementado, atornillado de la prótesis) 117. La concentración del estrés mecánico resultante de las fuerzas oclusales sobre la prótesis sobre implantes puede transmitirse al complejo implante-pilar, provocando movilidad y fractura de los componentes (implante, pilar, tornillo protésico) y a la interfase hueso-implante provocando pérdida de hueso marginal crestal y microfracturas en la unión implante-pilar 94,118. La magnitud del estrés mecánico, el tipo de implante, y el nivel previo de hueso marginal va a determinar la intensidad o gravedad de la respuesta tisular. La sobrecarga oclusal va a determinar la pérdida de hueso alrededor del implante a nivel cervical. En este sentido, los sistemas de DISCUSIÓN 77 implantes con diseños internos del complejo pilar-implantes van a ser más favorables con una distribución de las fuerzas más homogéneas alrededor del implante con una deformación menor de la cresta ósea 94,117. La cuantificación de la respuesta del hueso del huésped (formación y reabsorción óseas) como consecuencia de las sobrecargas oclusales puede ayudar a comprender clínicamente, la influencia de la ratio implante/corona (altura de los dientes protésicos con respecto a la longitud de los implantes) o de la formación/destrucción del hueso marginal 119. En este sentido, además de esta respuesta ósea biomecánica basada en la ratio corona/implante, algunas diferencias pueden ser relacionadas también con la superficie del implante, la técnica quirúrgica, y la densidad del hueso que soporta el implante. De hecho, la calidad del hueso alveolar está muy relacionada con el módulo de elasticidad del hueso, por lo que puede influir de forma diferente si los implantes están colocados en el sector anterior mandibular (hueso tipo I) o por el contrario en el sector posterior maxilar (hueso tipo II) 120. La investigación experimental ha demostrado que las conexiones implante-pilar pueden sufrir deformaciones cunado se insertan los implantes en hueso denso (ej. tipo II). Los diversos tipos de conexiones internas (hexagonales, trilobuladas y cuatrilobuladas) pueden presentar diferentes comportamientos biomecánicos con deformaciones y liberación de partículas de titanio de la conexión durante la inserción de los implantes y posteriores deformaciones con el torque de colocación de los pilares protésicos 121. DISCUSIÓN 78 Las sobrecargas oclusales pueden provocar diferentes patrones de respuesta de los tejidos periimplantarios, dependiendo del tipo de prótesis realizadas sobre los implantes. En los pacientes edéntulos, la presencia de rehabilitaciones completas con extremos libres (cantiléver) pueden provocar una mayor reabsorción ósea. En los pacientes parcialmente edéntulos, está situación funcional está relacionada con el estado de la arcada antagonista y la longitud de la prótesis fija con presencia de pónticos y/o extremos libres 122. En la actualidad, diversos estudios analizan los nuevos diseños de los sistemas de implantes y de los componentes protésicos para mejorar su respuesta biomecánica mediante protocolos de carga estática y cíclica que mejoren su aplicación clínica 55-56,98-99,123. Los estudios experimentales en laboratorio de ingeniería han demostrado que el éxito del tratamiento con implantes dentales está relacionado con su resistencia a las fuerzas oclusales excesivas más desfavorables 116-124. El diseño macroscópico (incluyendo su diámetro y longitud) de los componentes de los sistemas de implantes está relacionado con la distribución de las fuerzas que se generan durante la masticación o el contacto oclusal repetitivo (bruxismo) al hueso periimplantario a través del complejo implante-pilar. La macrogeometría de la interfase implante-pilar parece ser un factor de influencia para la transmisión del estrés mecánico alrededor del implante 125-127. Los implantes con dos componentes, una conexión interna y un pilar conectado por el tornillo protésico, como los utilizados en este estudio doctoral, se han convertido en los sistemas más frecuentes en la práctica DISCUSIÓN 79 implantológica cotidiana porque consiguen una gran estabilidad mecánica y ofrecen una mayor resistencia a la pérdida del torque del pilar y/o tornillo protésico, lo que favorece el éxito a largo plazo de las restauraciones 49,56,129. Por tanto, la elección de la macrogeometría interna, especialmente, cónica, de los sistemas de implantes puede prevenir problemas derivados de la sobrecarga oclusal como la pérdida ósea marginal, la movilidad de los pilares y de la prótesis, así como la fractura de cualquier componente (tornillo protésico, pilar e implante) para evitar las complicaciones biológicas y mecánicas que pueden disminuir los resultados clínicos favorables 125-127. La investigación experimental para valorar los nuevos diseños de las conexiones de los sistemas de implantes basada en la tecnología actual está intentando modificar las conexiones implante-pilar para mejorar las propiedades de los materiales utilizados en sus componentes y lograr una mayor estabilidad biomecánica que asegure su comportamiento favorable a largo plazo ante las fuerzas oclusales existentes durante la función oral 129. En los últimos años se ha introducido en la práctica clínica de la implantologia oral, los pilares intermedios transmucosos entre los implantes y los pilares convencionales para mejorar la respuesta biomecánica y biológica de la conexión implante-pilar y conseguir una precarga funcional que asegure mejor la estabilidad funcional de la restauración prostodóncica 130. DISCUSIÓN 80 Entre los objetivos de los tests de fatiga cíclica se describen el análisis estandarizado de los diferentes mecanismos que aseguren la conexión implante-pilar. El análisis de las fuerzas de cargas axiales y tangenciales que influyen en la fatiga de estos materiales es importante porque pueden producir un daño progresivo, localizado y permanente de la estructura de un material (ej. implante, pilar, tornillo de conexión) sometido a repetidos ciclos de tensión 52,124. De hecho, el presente estudio doctoral de fatiga cíclica ha demostrado una gran estabilidad de los pilares intermedios transmucosos ensayados, ya que los fallos del sistema de implante de conexión interna se han producido por fractura de los implantes y de los tornillos protésicos, mientras que los pilares han permanecido íntegros y unidos, demostrando la gran fijación biomecánica de este sistema de implantes 49,52,56. Este protocolo ha sido utilizado en diversos trabajos de investigación sobre fatiga cíclica mecánica de diferentes sistemas de implantes dentales. Los estudios biomecánicos de conexiones externas e internas de implantes han valorado la respuesta de los materiales a millones de cargas repetitivas para evaluar la resistencia de los implantes y de sus conexiones protésicas y de esta forma mejorar su calidad y eficacia 52,57,59. Estos ensayos de fatiga se realizan mediante una carga cíclica variable de amplitud predeterminada y se registra el número de ciclos de carga hasta que ocurre un fallo. Las propiedades de fatiga de los ensayos se determinan por el número de muestras ensayadas. Experimentalmente, se utilizan fuerzas de carga axiales, pero aplicadas con un grado de inclinación, para simular fuerzas tangenciales, sobre el complejo implante- DISCUSIÓN 81 pilar evaluando su resistencia en los diferentes sistemas de implantes 131. La interpretación del límite de fatiga en los sistemas de implantes se define como el valor de la carga máxima que pueden resistir durante 5 millones de ciclos. Para estandarizar este método de ensayo en el laboratorio la norma ISO 14801 110 indicó aplicar el peor escenario posible para la interfase implante-pilar, lo que podía marcar una tendencia observable para los investigadores y clínicos del campo de la implantología oral 129. El presente estudio de investigación doctoral ha utilizado un ensayo con 9 especímenes de cada implante con un tipo de pilares intermedios transmucosos MUSLA ® y/o MUSA ® de diferentes alturas (2 mm, 5 mm, 6 mm y 10 mm), con un protocolo de hasta 5 millones de ciclos, con una carga entre 175 y 100 Ncm y una frecuencia de carga de 16,7 Hz, demostrando unos buenos resultados biomecánicos con una respuesta favorable de la interfase implante-pilar (Tablas 1-4 de Resultados) La utilización de estos pilares intermedios transmucosos desarrolla un área de fricción en los sistemas de conexión interna que es favorecido por el tornillo de fijación con el implante. La elección de la altura y diámetro de los pilares intermedios puede modificar la respuesta biomecánica y favorecer una mejor respuesta a las fuerzas oclusales. Esta altura va a depender de la distancia entre el borde del implante y el nivel de la mucosa periimplantaria 132-133. Esta relación posible entre la altura de los pilares intermedios transmucosos y la estabilidad de la conexión implante-pilar constituye un DISCUSIÓN 82 punto de controversia ya que los resultados de los diversos estudios no son concluyentes. Esta estabilidad es importante para evitar la pérdida del torque de precarga y el consiguiente fracaso de la rehabilitación implantosoportada. En este sentido, alguna investigación ha demostrado que no hay diferencias en los valores de torques obtenidos en la precarga según las diferentes alturas de los pilares transmucosos 130. Sin embargo, algunos estudios han demostrado que la altura de los pilares intermedios transmucosos presentan un efecto sobre la sobrecarga oclusal de la unión implante-pilar. Los pilares intermedios transmucosos de mayor altura sometidos a ensayos cíclicos de fatiga mecánica estarían directamente relacionados con una mayor pérdida del torque de apretamiento del tornillo 132. Estos resultados son confirmados por otra investigación que demuestra que en los sistemas de implantes con conexiones internas cónicas sometidos a fatiga cíclica, los pilares intermedios transmucosos de menor altura y mayor diámetro presentan la mejor respuesta biomecánica y resistencia a la compresión. Contrariamente, los pilares intermedios con una mayor altura y un diámetro menor presentan peores resultados 133. El presente estudio de investigación doctoral sobre el test de fatiga o carga cíclica mecánica constituye un método eficaz para determinar la integridad de los componentes de los sistemas de implantes (implantes, pilares y tornillos de conexión) con el objetivo de investigar y desarrollar nuevos aditamentos protésicos para los sistemas de implantes. Este tipo de tests es reproducible y permite analizar, comparativamente, la respuesta DISCUSIÓN 83 biomecánica de diferentes diseños de los elementos del complejo pilarimplante bajo condiciones estandarizadas de carga cíclica 134. Este protocolo estandarizado de fatiga cíclica para estudios de sistemas de implantes dentales ha sido desarrollado por un consejo de expertos científicos e industriales de la Organization for International Standardization (ISO 14081) con unas recomendaciones para evaluar implantes dentales intraóseos transmucosos y autorizar su comercialización en Europa 110. En este sentido, el presente estudio doctoral representa una investigación experimental sobre la resistencia de materiales dentales para implantología oral para su posterior aplicación clínica. De hecho, el estudio de investigación valora la respuesta a la fatiga cíclica de dos pilares intermedios multiposición bicomponente y monobloque con curvatura (MUSLA ®) o y rectos (MUSA ®) para implantes de conexión interna. Los aditamentos o pilares transmucosos MUSLA ® se han seleccionado para los ensayos porque, debido a su geometría curva más estrecha, puede ser considerado el más débil desde el punto de vista de la fatiga según las directrices de ensayo marcadas por la norma UNE-EN ISO 14801:2017 110. Sin embargo, la elección del caso más desfavorable para los ensayos no es sencilla desde un punto de vista biomecánico teórico. En concreto, el pilar multiposición transmucoso MUSLA ® ha sido seleccionado porque se sospecha que la zona critica más estrecha pudiera ser una zona de iniciación de grietas por fatiga debido a que el radio de curvatura hace que se produzca el fenómeno de concentración de tensión CONCLUSIONES 90 PRIMERA. Los ensayos de fatiga mecánica cíclica representan un método estandarizado y adecuado para evaluar la resistencia del complejo pilarimplante y conocer su grado de eficacia biomecánica. SEGUNDA. Los pilares intermedios transmucosos, de conexión interna, cóncavos y rectos, presentaron una respuesta favorable a la carga cíclica, independientemente, de su diseño morfológico o macrogeometría. TERCERA. Los dos tipos de pilares intermedios transmucosos, monobloques o bicomponentes, semejantes en su conexión interna coincidieron en su buena respuesta biomecánica en el ensayo de fatiga cíclica. CUARTA. Los pilares intermedios transmucosos ensayados demostraron una alta resistencia a la fatiga cíclica y no presentaron defectos estructurales en su comportamiento biomecánico. QUINTA. Los implantes presentaron su línea de fractura a nivel del cuerpo en el área crítica de menor anchura de la conexión interna y los tornillos protésicos también sufrieron una fractura simultánea. SEXTA. La investigación experimental de nuevos sistemas de implantes dentales con sus aditamentos prótesicos debe ser desarrollada con la innovación y tecnología necesarias para mejorar su respuesta biomecánica en la clínica implantológica. BIBLIOGRAFÍA 91 BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA 92 1.Attard NJ, Zarb, G.A. Long-term treatment outcomes in edentulous patients with implant-fixed prostheses: The Toronto study. Int J Prosthodont 2004; 17: 417-424. 2. Velasco-Ortega E, Jiménez-Guerra A, Monsalve-Guil L, Ortiz-Garcia I, Nicolas-Silvente AI, Segura-Egea JJ, López-Lopez J. Long-term clinical outcomes of treatment with dental implants with acid etched surface. Materials 2020; 13:1553. 3. Gehrke SA, Tumedei M, Aramburú Jr J, Treichel TLE, Kolerman R, Lepore S, Piattelli A, Iezzi G. Histological and histomorphometrical evaluation of a new implant macrogeometry. A sheep study. Int J Environ Res Public Health 2020; 17: 3477. 4. 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