ARTICULO DE REVISION Rev. Methodo 2020;5(4):156-164

https://doi.org/10.22529/me.2020.5(4)07

Recibido 25 May. 2020 | Aceptado 01 Jul. 2020 | Publicado 05 Oct. 2020

Oseointegración, aspectos que determinan su éxito. Revisión de la literatura.

Osseointegration, aspects that determine its success.

Literature review

Ariel Damián Fochini1, Nicolás Leonardi2

1Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ciencias de la Salud. Carrera de Especialización en Implantología Oral 2Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ciencias de la Salud, Cátedra Medicina Bucal, Escuela de Odontología.

Correspondencia Ariel Damián Fochini. Universidad Católica de Córdoba. Carrera de Especialización en Implantología Oral. Córdoba, Argentina. Email: arielfochini@hotmail.com

Resumen

El éxito del implante dental depende en gran medida de las características químicas, físicas, mecánicas y topográficas de su superficie; ya que determinan la actividad de las células que se adhieren a la superficie del implante. Por lo tanto, la humectabilidad, geometría, topografía, rugosidad, energía superficial, nanoestructuras y el recubrimiento con materiales bioactivos tienen un impacto sustancial en el éxito y calidad del proceso de oseointegración.

Metodología: Se realizó una revisión de la literatura mediante la base de datos de MedLine con el motor de búsqueda Pubmed. Se seleccionaron, una vez aplicados los criterios de inclusión y exclusión, un total de 69 artículos.

Resultados: La combinación de estas propiedades determinan la calidad y grado de oseointegración.

Valores moderados de hidrofilia (30◦-60◦) y rugosidad (Sa=1-2μm) favorecen la oseointegración, pero aún se desconocen los mecanismos biológicos subyacentes. La investigación actual sigue los enfoques biomiméticos: imitar la configuración 3D de la superficie ósea.

Palabras claves: Oseointegración, implante dental, superficie, diseño Abstract

The success of a dental implant is highly dependent on its chemical, physical, mechanical, and topographic characteristics of its surface; because they determine the activity of the cell attachment that are close to the dental implant surface. Therefore, the chemical composition, wettability, geometry, topography, roughness, surface energy, nanostructures and the coating with bioactive materials have a substantial impact on the rate and quality ofthe osseointegration process.

Methodology: A literature review was performed using the MedLine database with the Pubmed search engine. A total of 69 articles were selected after applying the inclusion and exclusion criteria.

Results: The combination of these properties determine the quality and degree of osseointegration.

Moderate values of hydrophilicity (30◦-60◦) and roughness (Sa = 1-2 μm) favor osseointegration but we still don´t know the underlying biological mechanisms.

Current research follows biomimetic approaches: imitate the 3D configuration of the bone surface.

Revista Methodo: Investigación Aplicada a las Ciencias Biológicas. Universidad Católica de Córdoba. Jacinto Ríos 571 Bº Gral. Paz. X5004FXS. Córdoba. Argentina. Tel.: (54) 351 4517299 / Correo: methodo@ucc.edu.ar 156

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Fochini A D, Leonardi N. Oseointegración, aspectos que determinan su éxito. Revisión de la literatura.

Key words: Osseointegration, dental implant, surface, design.

Introducción

2- Revisar en la bibliografía respecto a los La implantología oral ha revolucionado la práctica tratamientos superficiales disponibles para la de la odontología durante los últimos 15 años.

fabricación de implantes y determinar qué Múltiples estudios han demostrado que la propiedades aporta cada uno.

rehabilitación de los pacientes desdentados 3-Determinar

la

influencia

biológica

y

parciales y totales con implantes dentales es un biomecánica del diseño superficial del implante de procedimiento predecible1-3.

titanio y reflejar en la actualidad hacia dónde En este sentido, el pronóstico a largo plazo de la apuntan las futuras investigaciones.

terapéutica con implantes está relacionado con el desarrollo del fenómeno de la oseointegración y de una

favorable

respuesta

de

los

tejidos

Interfase hueso-implante

mucoperiimplantarios4-5.

El

material

más

frecuentemente utilizado en la realización de los El hueso alveolar está formado por dos estructuras: implantes orales ha sido el titanio comercialmente el proceso alveolar y la cortical alveolar.

puro,

debido

a

que

presenta

una gran

Una lesión en este tipo de hueso, como la biocompatibilidad y constituye el material ideal producida durante el procedimiento de inserción para conseguir la oseointegración con éxito a largo de un implante dental, se recupera siguiendo las plazo tras la carga funcional6-7.

etapas del proceso de cicatrización del hueso En la década de los años 60, Branemark y intramembranoso21-26.

colaboradores8-9,

introdujeron

el

término

Este proceso consiste de cuatro etapas, cada una oseointegración para referirse a la aceptación y asociada a un evento biológico característico anclaje de piezas de titanio colocadas en el hueso (Figura 1): 1) formación del hematoma (sangrado maxilar. La oseointegración es la conexión firme, y coagulación), 2) degradación del coagulo y estable y duradera entre un implante sujeto a carga limpieza de la herida (fibrinólisis), 3) formación de y el hueso que lo rodea.

tejido granular (fibroplasia y angiogénesis), y 4) El éxito de esta conexión o interfase hueso-síntesis y mineralización de nuevo hueso implante depende de factores biológicos y (modelamiento y remodelamiento óseo)26-27

sistémicos del paciente y de las características del implante y su superficie10-12.

Por su parte, la interfase hueso-implante dental se caracteriza por las propiedades favorables al crecimiento y formación de nuevo hueso alveolar que posee el implante en su superficie y por el diseño del mismo, lo que le permite distribuir adecuadamente las cargas mecánicas ejercidas durante la masticación13-17. Por lo tanto, esta interfase debe considerarse como el resultado de la interacción de un conjunto de factores que modulan la respuesta biológica y que determinan el éxito de la oseointegración, entre los que se encuentran la respuesta inmune del paciente, el procedimiento de inserción, las características fisiológicas del hueso receptor, los factores Figura 1 - Etapas biológicas que sigue la cicatrización mecánicos del implante, su superficie y la acción de la interfase hueso-implante.

de fuerzas mecánicas sobre el hueso y el implante18-21

Las características de la lesión causada en el hueso alveolar como consecuencia del procedimiento quirúrgico de inserción del implante dental Objetivos

determinan la viabilidad del proceso de cicatrización y del nuevo hueso28. Estas 1- Analizar la literatura sobre las propiedades características están en relación directa con la bioactivas de la superficie que influyen en la calidad del hueso y con el procedimiento capacidad de oseointegración.

quirúrgico utilizado (Figura 2). Se denomina calidad de hueso a la relación de cantidad existente entre la proporción de hueso cortical de la cortical Revista Methodo: Investigación Aplicada a las Ciencias Biológicas. Universidad Católica de Córdoba. Jacinto Ríos 571 Bº Gral. Paz. X5004FXS. Córdoba. Argentina. Tel.: (54) 351 4517299 / Correo: methodo@ucc.edu.ar 157

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alveolar y la proporción de hueso trabecular del quirúrgicos, pero presenta una buena fijación proceso alveolar29-30.

primaria. En estos implantes el elemento diferencia es el perfil de sus roscas. Las roscas pueden tener, según su perfil, forma de “V”, de cuadrado o asimétricas en la porción superior de la rosca más larga que en la inferior (árbol de navidad). También existen diseños que varían el perfil y la densidad de las roscas a lo largo de la superficie externa del implante con el fin de que la fijación no sea igual de agresiva en toda su longitud40-42.

Actualmente los implantes roscados presentan un Figura 2. diferentes tipos y calidad de hueso diseño que no necesitan labrado de un lecho y además proporcionan un alto grado de estabilidad La calidad de hueso es importante en primaria.

Estos

implantes

denominados

implantología dental debido a que representa un autorroscables solo se utilizan en ciertos casos indicador de viabilidad para un tratamiento y particulares donde se necesitan diámetros procedimiento de inserción determinado. Esta reducidos35-42.

dualidad

entre

estabilidad

y

tiempo

de

La superficie de los implantes o micro superficie cicatrización ha permitido la aparición de nuevas es, en la actualidad, un objetivo preferente de los técnicas de fabricación de implantes dentales y investigadores y de la industria, debido a que nuevos protocolos de inserción que mejoran la tasa mediante la variación en su morfología y y velocidad de cicatrización independiente de la propiedades podemos influir sobre la intensidad y calidad de hueso, con lo cual se impulsa el diseño velocidad del proceso de oseointegración43-44.

de implantes oseointegrables destinados a ser La calidad de la superficie del implante dependerá utilizados en zonas con hueso mayoritariamente de sus características físicas, químicas y trabecular31-34.

topográficas. La composición química, las impurezas de la superficie, así como el grosor y la El implante dental y su diseño estructura de la capa superficial influyen en el grado de biocompatibilidad45.

macro y microscópico

Por lo tanto, en función de la superficie podemos mejorar tres aspectos como son la aposición ósea Un implante dental es un dispositivo hecho de un acelerada en la fase inicial de la cicatrización, el material biológicamente inerte que es insertado aumento en el área de la superficie de contacto del mediante cirugía en el hueso alveolar y que implante con el hueso y la mejora del anclaje del sustituye la raíz de un diente ausente35.

implante45-46.

El macro diseño de los implantes está destinado a También existen otras propiedades físicas que mejorar tres aspectos clínico-biológicos, el influyen a corto y largo plazo en la oseointegración aumento de la estabilidad primaria, la adaptación a como la energía superficial y la carga superficial.

los defectos anatómicos y a los alveolos post-La energía superficial viene definida por la extraccion, y el mantenimiento de la cresta ósea densidad de la carga y la polaridad, es decir que alveolar marginal a largo plazo36.

una superficie con energía alta tiene gran afinidad El concepto radicular de los implantes intraóseos por la absorción, influyendo sobre las proteínas representa la forma más utilizada, actualmente, para formar un recubrimiento primario ventajoso y como un tornillo cilíndrico o en forma de raíz así mejorar la oseointegración del implante. La dental en la que se pueden diferenciar tres partes carga superficial es la habilidad para absorber (cuerpo, cabeza y porción transmucosa)37-42.

iones positivos o negativos en superficie, siendo El cuerpo es la parte fundamental del implante este un factor fundamental para la nucleación de desde un punto de vista biológico, ya que, otros materiales sobre la superficie del implante47-49.

colocado quirúrgicamente en el interior del hueso, permite su oseointegración. Dependiendo de la morfología y el procedimiento quirúrgico utilizado Métodos de tratamiento de la para conseguir anclaje primario35-39.

superficie de los implantes Los implantes roscados presentan espiras propias de un tornillo y su colocación endoósea se realiza Existen diversos métodos para tratar la superficie labrando un lecho mediante un macho de tarraja del implante y convertirla en rugosa con el fin de que permitirá el posterior roscado del implante en incrementar el grado de oseointegración al conjunto con el uso de fresas ad hoc, salvo en implantes muy delgados. Requiere más pasos Revista Methodo: Investigación Aplicada a las Ciencias Biológicas. Universidad Católica de Córdoba. Jacinto Ríos 571 Bº Gral. Paz. X5004FXS. Córdoba. Argentina. Tel.: (54) 351 4517299 / Correo: methodo@ucc.edu.ar 158

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aumentar la adhesión a las proteínas que influyen implante, el recubrimiento y su distribución poco en la adherencia celular43-49.

uniforme. Cuanto mayor es el porcentaje de cristalinidad y menos es la parte amorfa de la hidroxiapatita que recubre el implante mayor Recubrimiento con técnicas de adición calidad tiene, siendo su reabsorción menor y más lenta53-57.

Técnicas de spray de plasma de partículas de En función de la rugosidad media en superficie, las hidroxiapatita o de titanio. Puede realizarse la micro superficies de los implantes se clasifican en deposición química o física de vapor en la que se pulidas (entre 0 y 0,4 µm); con rugosidad mínima recubre el implante de una capa de diamante; el o maquinada (entre 0;5 y 1 µm); con rugosidad rociado de fosfato cálcico por radiofrecuencia; el moderada (entre 1 y 2 µm) y con rugosidad elevada aumento de la capa de óxido de titanio por (más de 2 µm, como son las superficies con oxidación anódica43-51.

partículas de titanio o hidroxiapatita)35-42-44.

Entre las superficies de rugosidad moderada se encuentran Tiobast de Astra Tech ®, Frialit de Tratamiento con técnicas de sustracción Friadent ® y RBM de Biohorizons ® por arenado

de partículas de óxido de titanio, óxido de aluminio Arenado con partículas (cristal, óxido de titanio, y fosfato cálcico; las de arenado y grabado como óxido de aluminio, óxido de zirconio) de diversos SLA de Straumann ®; las obtenidas por doble tamaños. Esta técnica consiste en la proyección de grabado acido como son Osseotite de Biomet 3I ®

diversas partículas de elevada pureza a gran y por oxidación anódica como TiUnite de Nobel velocidad y presión sobre la superficie del Biocare ®58.

implante. Este proceso mejora las cualidades Recientemente, las novedades en las superficies mecánicas, la resistencia a la fatiga y la resistencia están orientadas a proporcionar bioactividad. Por a la corrosión52.

lo tanto, la investigación en este campo tiende a Grabado ácido o doble grabado (clorhídrico, añadir a las superficies con rugosidad determinada sulfúrico, fluorhídrico, nítrico). Debe hacerse por de los implantes modificaciones para acelerar el inmersión en ácidos no muy concentrados, durante proceso de oseointegración a su alrededor, por lo poco tiempo y a una temperatura controlada. Este que esta modificación de la superficie original método aumenta la capacidad de oseointegración, presenta una mayor energía libre superficial y una la superficie de contacto y la estabilidad primaria hidrofilia superior, con unos ángulos de contacto del implante52.

con el agua de cero grados, en comparación con los Arenado y grabado ácido. Esta técnica combina las 139,9 grados de la superficie original. SLA Active dos anteriores, se realiza un arenado y pretende mantener la hidrofilia y la elevada posteriormente un grabado ácido. De esta forma se energía superficial de dióxido de titanio hasta la pretende incrementar la velocidad y el grado de inserción quirúrgica del implante58.

oseointegración52.

Oseointegración

Modificación de la superficie del material Como

se

mencionó

anteriormente

la

Esta técnica de tratamiento de la superficie de los oseointegración es la aceptación y adaptación implantes no añade ni sustrae material, sino que funcional de un implante insertado en el hueso. El modifica la superficie por tratamientos físicos, con éxito depende de la función de dos procesos rayo electro-térmico; con láser; o mediante una previos: la osteoinducción y la osteoconducción15.

implantación iónica (electrones que se aceleran a La osteoinducción es el proceso a través del cual elevadas velocidades y se hacen incidir con la las células madre se diferencian en las células superficie a tratar)53.

osteogénicas que forman el tejido óseo. La Una superficie es dinámicamente biocompatible deposición de nuevo hueso por parte de estas cuando sus propiedades y las condiciones células se conoce como osteogénesis. Existen dos biofuncionales del complejo anatómico en el que tipos de osteogénesis: osteogénesis a distancia y está insertada permanecen estables con el paso del osteogénesis de contacto. En la primera, el tejido tiempo, respetando las funciones del órgano.

óseo se forma desde la superficie del hueso Todas las superficies actuales deben cumplir esta circundante. En la segunda, la formación de tejido premisa54.

óseo se produce desde la superficie del implante.

A pesar de que la biocompatibilidad y la velocidad Es decir, la formación de hueso en la región de oseointegración de las superficies recubiertas de periprotésica tiene dos direcciones: desde la hidroxiapatita están demostradas, también se han superficie del hueso circundante hacia el implante aportado referencias en cuanto a la variabilidad de la fuerza de unión entre el cuerpo de titanio del Revista Methodo: Investigación Aplicada a las Ciencias Biológicas. Universidad Católica de Córdoba. Jacinto Ríos 571 Bº Gral. Paz. X5004FXS. Córdoba. Argentina. Tel.: (54) 351 4517299 / Correo: methodo@ucc.edu.ar 159

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desde la superficie del implante hacia el hueso Se ha establecido que las modificaciones circundante15-22.

superficiales en las dimensiones menores a un Sin embargo, y a pesar que la osteogénesis de micrómetro tienen influencia en la morfología, contacto forma tejido óseo a una velocidad 30%

orientación y adhesión celular, mientras que las mayor que la osteogénesis a distancia22, la dimensiones entre uno y cien micrómetros están formación desde la superficie del implante implica asociadas con la formación de hueso, y las que dicha superficie permita su colonización por dimensiones superiores a los cien micrómetros, parte de células de origen mesenquimal21. Esta especialmente la topografía roscada, están colonización,

denominada

osteoconducción,

relacionadas con el soporte y estabilidad del corresponde a la formación de hueso sobre una implante frente a la acción mecánica63-65.

superficie

de

material

bioactivo15-21.

Este

Mientras la macrotopografía, es decir, el diseño fenómeno

depende

esencialmente

de

la

acanalado del cuerpo del implante está relacionado biocompatibilidad del material y de sus con la resistencia a esfuerzos y la estabilidad características superficiales. Como consecuencia inicial, la microtopografía, es decir, el tratamiento de la colonización de la superficie del implante por superficial, proporciona a la superficie del parte de las células osteoprogenitoras, se forma implante un patrón similar al dejado por el frente una interfase de contacto entre el implante y los de resorción de osteoclastos en la superficie del tejidos que lo rodean45-58.

hueso durante el remodelamiento66. Este patrón Este contacto puede ser de dos tipos: el contacto superficial permite que la línea de cementación con el hueso o tejido duro, y el contacto con el secretada por los precursores osteoblásticos se tejido fibroso o blando. Se ha reportado que el entrelace con la superficie del implante y asegure contacto directo entre el hueso vivo y la superficie la formación del nuevo hueso. De la misma del implante forma una fuerte matriz extracelular manera, el recubrimiento de la superficie del de unión tanto estructural como funcional que implante puede incrementar la absorción de incrementa

con

el

tiempo,

promueve

la

integrinas. Las integrinas son cadenas de proteínas osteogénesis reparativa en la interfase y permite la responsables de la adhesión a nivel celular entre el fijación del implante gracias a su mineralización.

citoesqueleto de la célula y un sustrato, en este En el caso de la interfase con el tejido blando, se caso, la superficie del implante. Esta unión se logra ha reportado que las células epiteliales forman un mediante la combinación de secuencias proteicas fuerte collar alrededor del implante que carece de específicas que se encuentran tanto en el signos de respuesta inflamatoria y que crea una citoesqueleto de la célula como en el sustrato. La fina capa de tejido conectivo poco vascularizada unión de estas secuencias activa vías de en las cercanías de la superficie del implante a señalización que modifican el comportamiento de partir de la cual comienza la regeneración tisular59-la célula, haciendo por ejemplo que prolifere o se 62.

diferencie50-67-68.

Estos contactos entre el tejido biológico y el El éxito del tratamiento con implantes dentales se implante están relacionados con las características produce cuando se consigue su oseointegración en topográficas en la superficie del implante. Existen el

sentido

del

concepto

introducido por

tres escalas de topografía superficial, cada una con Branemark67. Deben cumplirse una serie de ventajas respecto al comportamiento del implante requisitos para lograr la oseointegración, aunque y la formación de la interfase hueso-implante actualmente están sujetos a revisión respecto a que (Figura 3).

fueron preconizados inicialmente, especialmente en lo que se refiere a la puesta en función del implante8-9-68-69.

Conclusión

La humectabilidad y principalmente la química y topografía superficial determinan la calidad y grado de oseointegración. La combinación de estas propiedades actúa sinérgicamente en la promoción de la oseointegración.

En la actualidad las técnicas de fabricación más usadas son: recubrimiento (presenta limitaciones), grabado ácido (preferible dual), arenado y SLA (granallado + grabado ácido).

Todas

las

técnicas

mejoran

la

Figura 3. Las tres escalas de modificaciones en la oseointegración por aumento de la rugosidad, superficie de un implante.

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algunas además estimulan la interacción química 8. Adell R, Lekholm U, Rockler B, Branemark de osteoblastos con sustancias depositadas en la PI. 15-year study of osseointegrated implants superficie.

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pero

aún

desconocemos

los

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