Influencia de la calidad ósea en la interacción mecánica entre implante y hueso alveolar: análisis de elementos finitos

! ! ! ! UNIVERSIDAD!DE!SEVILLA! Departamento!de!Estomatología! Facultad!de!Odontología! TESIS!DOCTORAL! ! ! ! INFLUENCIA!DE!LA!CALIDAD!ÓSEA!EN!LA! INTERACCIÓN!MECÁNICA!ENTRE!IMPLANTE!Y! HUESO!ALVEOLAR:!! ANÁLISIS!DE!ELEMENTOS!FINITOS! ! ! ! Francisco!Azcárate!Velázquez! Sevilla,!2020! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 2! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 3! Agradecimientos! ! Me!gustaría!comenzar!expresando!mi!más!profundo!agradecimiento!a!las! directoras!de!esta!tesis,!a!la!Dra.!María!Ángeles!Serrera!Figallo!quien!ha!sido!mi! maestra!y!guía,!gracias!por!orientarme!y!dirigirme!durante!todos!estos!años,!por! sus!consejos!y!por!su!generosidad.! ! A!la!Dra.!Raquel!Castillo!de!Oyagüe,!por!dedicarme!su!valioso!tiempo,!por!su! ayuda!en!este!trabajo!con!constancia,!implicación!y!perfeccionismo!incondicional.! Gracias!por!hacerme!ver!los!caminos!correctos!durante!todo!este!bonito!periodo! de!mi!carrera!académica!y!el!ánimo!proporcionado.! ! Al!Prof.!Dr.!Daniel!Torres!Lagares!y!al!Prof.!Dr.!José!Luis!Gutiérrez!Pérez,! por!su!inestimable!ayuda!a!lo!largo!de!este!trabajo.!Muchas!gracias!por!haber!sido! mis!tutores!dentro!del!mundo!de!la!cirugía!oral,!por!su!pasión!por!la!investigación! científica! y! por! su! gran! inquietud! permanente! para! que! seamos! mejores! profesionales.! ! A! D.! Álvaro! José! Martínez! González! y! Dña.! Andrea! Pérez! Velasco! de! la! empresa!ICEMM,!SL,!Madrid!por!su!trabajo,!dedicación!y!esfuerzo!en!la!realización! de!este!estudio.! ! A! Eleni,! por! ser! mi! fiel! compañera,! quien! me! ha! apoyado! durante! todo! momento!de!forma!incondicional.!Por!su!paciencia,!compresión!y!cariño.! ! A!mis!hermanos,!por!su!confianza!en!mí!y!su!gran!apoyo.! ! A!mis!padres,!por!su!esfuerzo!y!dedicación!incondicional!y!porque!les!debo! todo!lo!que!soy.! ! ! A!la!Facultad!de!Odontología!de!la!Universidad!de!Sevilla,!por!haber!sido! donde! me! he! desarrollado! profesionalmente,! por! su! gran! implicación! en! la! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 4! formación!y!por!el!gran!equipo!humano!por!el!que!está!formado.!Os!estaré!siempre! agradecido.! ! ! A! todos! mis! maestros! y! profesores.! Todo! vuestro! trabajo,! esfuerzo! y! dedicación!han!tenido!un!gran!impacto!en!mi!desarrollo!personal!e!intelectual.!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 5! ! ! ! ! ! !!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!Universidad!de!Sevilla!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Facultad!de!Odontología! Departamento!de!Estomatología! ! Dra.! Dª.! María! Ángeles! Serrera! Figallo,! Profesora! Ayudante! Doctora! del! Departamento!de!Estomatología!de!la!Facultad!de!Odontología!de!la!Universidad! de!Sevilla!y!Dra.!Dª.!Raquel!Castillo!de!Oyagüe,!Profesora!Titular!del!Departamento! de! Odontología! Conservadora! y! Prótesis! de! la! Facultad! de! Odontología! de! la! Universidad!Complutense!de!Madrid,!España.! ! CERTIFICAN!que!el!presente!trabajo!de!investigación,!titulado:!“INFLUENCIA!DE! LA! CALIDAD! ÓSEA! EN! LA! INTERACCIÓN! MECÁNICA! ENTRE! IMPLANTE! Y! HUESO!ALVEOLAR:!ANÁLISIS!DE!ELEMENTOS!FINITOS”!ha!sido!realizada!bajo! nuestra! dirección! y! supervisión,! cumpliendo! todos! los! requisitos! para! ser! presentado!para!optar!al!Título!de!Doctor.!! ! Directoras! ! ! ! ! ! ! ! Fdo.:!!Profa.!Dra.!Dª.!María!Ángeles! Serrera!Figallo! ! Fdo.:!Profa.!Dra.!Dª.!Raquel!Castillo! de!Oyagüe! ! ! ! Firmado digitalmente por Raquel Castillo de Oyague Fecha: 2020.11.15 21:58:44 +01'00' Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 6! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 7! ABREVIATURAS! ! BIC:!Contacto!hueso-implante!(Bone-Implant!Contact).! CBCT:!Tomografía!Axial!Computarizada!de!Haz!Cónico!(Cone&Beam&Computarized& Tomography).& FEA:!Análisis!de!Elementos!Finitos!(Finite&Elements&Analysis).! MEF:!Método!de!Elementos!Finitos!(Finite&Elements&Method).! FMMA:!Fuerza!Masticatoria!Máxima!Anatómica.! FMMF:!Fuerza!Masticatoria!Máxima!Funcional.! GDL:!Grado!de!libertad.! ISQ:!Coeficiente!de!estabilidad!implantaria!(Implant&Stability&Quotient).! MBL:!Pérdida!de!Hueso!Marginal!(Marginal&Bone&Loss).! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 8! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 9! ÍNDICE!DE!CONTENIDOS! ! 1.! INTRODUCCIÓN………………………………………………….………………………………..! 19! ! ! ! ! 1.1.! Implante!dental………………………………………………………………………….! 21! ! ! 1.1.1.! Concepto!de!estabilidad………………………….....……………….! 21! ! ! 1.1.2.! Morfología…………………………………………………………………! 26! ! ! 1.1.3.! Tipos…………………………………………………………………………! 42! ! ! ! ! ! ! 1.2.! Hueso!alveolar…………………………………………………………………………...! 45! ! ! 1.2.1.! Generalidades…………………….………………………………………! 45! ! ! 1.2.2.! Tipos………………………………………………………………….……...! 47! ! ! ! 1.2.2.1.! Hueso!cortical………………...…………………………….! 48! ! ! ! 1.2.2.2.! Hueso!trabecular!o!medular……………………...…..! 50! ! ! ! ! ! ! ! 1.3.! El!complejo!dentoalveolar………………………………………………………….! 55! ! ! ! ! ! 1.4.! Los!arbotantes!anatómicos…………………………………………………………! 61! ! ! 1.4.1.! Maxilar!superior.……………..…………………………………………! 62! ! ! 1.4.2.! Mandíbula…………………………………………………………………! 67! ! ! ! ! ! ! 1.5! Las!fuerzas!masticatorias…………………………………………………………...! 71! ! ! ! ! ! 1.6.! Biomecánica!de!transmisión!de!fuerzas!en!dientes……………….……..! 81! ! ! ! ! ! 1.7.! Biomecánica!de!transmisión!de!fuerzas!en!implantes.....…….….……..! 83! ! ! ! ! ! 1.8.! Patología!en!la!conexión!hueso-implante…..……………………………….! 93! ! ! ! ! ! 1.9.! Estudios!de!elementos!finitos……………………………………………………..! 100! ! ! ! ! ! 2.! ANTECEDENTES!Y!JUSTIFICACIÓN……………………………………………………….! 113! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 16! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 167! 69! Estado!tensional!(Von!Mises)!para!el!implante!M-12!bajo!carga!oclusiva.!Zona! de!hueso!trabecular![MPa].!Figura!original.! 175! 70! Tipos!de!cuello!en!implantes!dentales.!a)!De!paredes!paralelas;!b)!Divergente;! y!c)!Convergente.!Figura!original.! 181! 71! Diferencia! en! el! BIC! entre! implantes! con! espiras! e! implantes! sin! espiras.!! Figura!original.!! 182! 72! Comparativa! entre! número! y! tamaño! de! las! microespiras! en! diferentes! implantes.!Reproducido!de!Golmohammadi!y!cols.,!!con!permiso!de!Wolters! Kluwer!Medknow!Publications.! 185! 73! El!perfil!de!la!espira.!D!=!Profundidad;!Rt!=!Radio!superior!de!curvatura;!α!=! Ángulo! del! flanco;! Rb!=!Radio! inferior! de! curvatura;! S! =! Parte! recta,! y! L!=! Longitud! de! la! espira.! Reproducido! de! Hansson! y! Werke! con! permiso! de! Elsevier.! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 17! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 18! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 19! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 1.!INTRODUCCIÓN! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 20! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 21! 1.!INTRODUCCIÓN! ! 1.1.!Implante!dental! ! La! utilización! de! implantes! para! rehabilitar! casos! de! edentación! se! ha! convertido!en! un!proceso! habitual!en!la!práctica!odontológica!diaria.!Diferentes! tipos!de!implantes!han!sido!diseñados,!probados!y!presentados!en!el!mercado!con! la!finalidad!de!proveer!soluciones!protéticas,!anatómicas,!estéticas!y!funcionales! en! pacientes! desdentados! totales! o! parciales.! Actualmente! existen! múltiples! sistemas!de!implantes!en!el!mercado,!cuya!fiabilidad!ha!sido!verificada!a!través!de! estudios!clínicos,!alcanzándose!elevados!niveles!de!osteointegración!(1,2).! ! ! 1.1.1. Concepto!de!estabilidad!del!implante! ! Casi! todas! las! casas! comerciales! que! fabrican! y! comercializan! implantes! dentales! ofrecen! diversos! tipos!en! cuanto! a! morfología,! tamaño,! conexión! y! tratamiento!de!superficie.!Estas!variaciones!tratan!de!responder!a!las!exigencias! derivadas!de!los!tratamientos!con!implantes!y!a!situaciones!concretas!de!pacientes! una!vez!individualizados!los!casos.!! ! Uno! de! los! principales! factores! para! procurar! la! durabilidad! de! los! implantes! dentales! es! su! estabilidad,! aspecto! que! a! su! vez! se! relaciona! con! los! criterios!de!carga!y!con!su!éxito!(3).!Se!trata!de!la!capacidad!de!un!implante!dental! para!soportar!fuerzas!!o!cargas!horizontales/laterales,!oblicuas!y!rotacionales!(4).! ! En!función!del!momento!de!su!medición,!la!estabilidad!puede!clasificarse!en! primaria! y! secundaria.! La! estabilidad! primaria! o! estabilidad! mecánica! se! define! como!la!resistencia!y!rigidez!de!la!unión!hueso-implante!antes!de!producirse!la! osteointegración,! que! suele! ocurrir! entre! la! octava! y! duodécima! semana,! dependiendo! del! implante! analizado.! Es! una! necesidad! mecánica! que! evita! el! micromovimiento!inicial!y!su!existencia!es!imperativa!para!el!éxito!del!implante! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 22! (5),! previniendo! así,! la! formación! de! una! capa! de! tejido! conectivo! o! fibrointegración!en!la!interfase!hueso-implante!(5,6).!! ! Por!tanto,!la! estabilidad! primaria!o!mecánica! depende! principalmente!de! tres!factores:!el!procedimiento!quirúrgico!aplicado!(relación!entre!el!tamaño!del! implante!y!el!lecho!preparado),!la!densidad!ósea,!y!el!diseño!del!implante!tanto!a! nivel!macro!como!microscópico!(7–9).!! ! Esencialmente! distinguimos! tres! sistemas! para! medir! la! estabilidad! primaria!y!secundaria!de!un!implante!dental:!los!métodos!tradicionales,!el!análisis! de!vibración,!y!el!test!de!torque.!Entre!los!procedimientos!tradicionales!destaca!el! método! de! percusión;! cuyo! principal! inconveniente,! sin! embargo,! es! la! imposibilidad!de!obtener!una!medición!objetiva.!Otros!métodos!tradicionales!son! la!técnica!con!dos!instrumentos!y!técnica!con!radiografía,!siendo!ambos!de!baja! sensibilidad.! En! cuanto! al!análisis! de! vibración! o! análisis! de! frecuencia! de! resonancia! (RFA),! en! ellos! se! encuadra! el! Periotest ® ! (Siemens,! Medizintechnik! Gulden,!Bensheim,!Alemania),!el!Dental&Mobility&Checker!(J.!Morita,!Suita,!Japón)! (10),!el!coeficiente!de!estabilidad!implantaria!o!ISQ!(Implant&Stability&Quotient ® &,! Osstell,! Integration! Diagnostics,! Göteborg,! Suecia),! (Fig.! 1)! (11),! o! el! Implomate! (BioTech!one,!Taipei,!Taiwan).!Cuando!el!valor!de!ISQ!oscila!ente!60!y!70!se!reduce! la!micromovilidad!en!un!50%!(12).!Por!último,!la!medición!puede!llevarse!a!cabo!a! través!de!los!valores!de!torque!de!inserción!y!torque!inverso.!Ambos!presentan! una! gran! fiabilidad! y! viabilidad,! pero! como! desventaja,! permiten! una! única! medición! y,! en! el! caso! del! torque! inverso,! este! procedimiento! podría! resultar! invasivo!(10,11).!! ! La!interacción!entre!los!valores! de!torque!máximo!de!inserción! e!ISQ!no! parecen! guardar! relación!(13,14).! Por! el! contrario,! para! algunos! autores! ambos! parámetros! tienen! una! conexión! directa!(15,16);! bien! porque! los! implantes! utilizados! fueron! autorroscantes! en! el! caso! positivo! (15),! o! bien! debido! a! la! introducción! del! concepto! de! BIC! y! la! realización! de! las! pruebas! en! modelos! animales.! En! cualquier! caso,! el! resultado! fue!una! asociación! positiva! entre! el! análisis! de! ISQ! y! BIC,! pero! sin! hallar! correlación! entre! el! máximo! torque! de! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 23! inserción!y!el!BIC!ni!entre!el!máximo!torque!de!inserción!y!el!ISQ!en!el!supuesto! negativo!(13).!!Puede!haber!más!de!un!resultado!en!los!análisis!de!frecuencia!de! resonancia! que! se! corresponden! con! dos! direcciones! diferentes! para! un! mismo! implante.! Es! importante! identificar! el! valor! más! alto! y! el! más! bajo! ya! que! nos! permite! recoger! datos! sobre! los! cambios! en! el! BIC! que! serían! ignorados! si! únicamente!tomáramos!una!medición!(17).!! ! Valores!de!torque!superiores!a!70!N!o!ISQ!excesivamente!elevados!pueden! resultar! perjudiciales! para! las! estructuras! propias! del! implante! (daño! en! la! conexión!y!transportadores!del!implante,!fractura!del!implante,!etc.)!y!del!hueso! circundante!(11,18).!!Otros!autores!no!encontraron!ninguna!pérdida!ósea!crestal! (CBL)!en!implantes!insertados!con!torques!de!entre!45!y!70!N!(19),!de!entre!15!y! 150!N!(20)!y!de!110!N!(21,22).! ! ! ! ! Figura!1.!Valores!de!ISQ!y!estabilidad!del!implante.!Figura!original.!! ! ! La! cantidad! y! calidad! ósea,! las! características! del! implante! y! la! técnica! quirúrgica! empleada! desempeñan! un! papel! importante! en! el! valor! final! de! la! estabilidad!primaria!(Tabla!1).!Existen!diversos!procedimientos!quirúrgicos!para! incrementar! la! estabilidad! referida,! como! el! infrafresado! (o! disminución! de! la! secuencia!de!fresado),!el!uso!de!implantes!cónicos,!la!utilización!de!condensadores! de!hueso!y/o!el!empleo!de!fresas!a!bajas!revoluciones.!Falisi!y!cols.!en!2017!(23)! encontraron! que,! en! un! hueso! tipo! IV,! la! técnica! quirúrgica! aplicada!no! era! un! factor!modulador!de!la!estabilidad!primaria!y!además!observaron!que!la!presencia! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 24! de!una!doble!espira!condensante,!es!decir,!la!macrogeometría!del!implante,!podía! favorecer!la!consecución!de!valores!superiores!de!ISQ!en!hueso!de!baja!calidad.! ! ! FACTORES!QUE!CONDICIONAN!LA!ESTABILIDAD!PRIMARIA! ! ! Cantidad!y!calidad!ósea! ! Tipos!de!hueso!según!su!densidad! Grosor!del!hueso!cortical! Densidad!del!hueso!trabecular! ! ! Técnica!quirúrgica! ! Técnica!de!inserción!del!implante! Anclaje!mono!o!bicortical! Implante!postextracción! Experiencia!del!operador! ! ! Características!del!implante! ! Cónico!o!de!paredes!paralelas! Separación!entre!espiras! Diámetro!y!longitud! Tipo!de!superficie! Tipo!de!cuello ! Tabla!1.!Factores!que!afectan!a!la!estabilidad!primaria.! ! ! La! suma! de! la! estabilidad! primaria! más! la! estabilidad! conseguida! tras! la! osteointegración! (Fig.! 2)! es! conocida! como! “estabilidad! secundaria! o! biológica”! (24).!Dicha!estabilidad!se!consigue!cuando!los!elementos!biológicos!intervienen!en! el!contacto!entre!el!hueso!y!la!superficie!del!implante.!Se!trata!de!la!estabilidad!que! se!consigue!a!través!de!la!osteointegración!del!implante,!es!decir,!el!proceso!de! anquilosis!funcional!que!éste!sufre!durante!el!periodo!de!cicatrización!(Tabla!2).! Para! lograr!una! buena! estabilidad! secundaria! es! necesario! conseguir! una! estabilidad! primaria! mínima! con! el! objetivo! de! evitar! la!fibrointegración! del! implante,!debido!a!que!ambos!tipos!de!estabilidad!presentan!una!estrecha!relación! (11).! ! A! medida! que! transcurre! el! tiempo! desde! la! colocación! del! implante! se! produce! un! aumento! de! la! estabilidad! secundaria! a! la! vez! que! disminuye! la! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 25! estabilidad!primaria.!La!suma!de!ambas!en!cualquier!momento!de!la!cicatrización! se!conoce!como!“estabilidad!total”,!la!cual!será!menor!a!las!cuatro!semanas!de!la! colocación!del!implante!(25).! ! ! FACTORES!QUE!CONDICIONAN!LA!ESTABILIDAD!SECUNDARIA! ! Estabilidad!primaria! Modelado!y!remodelado!óseo! Superficie!del!implante! Propiedades!biomecánicas!del!tejido!óseo! ! ! Tabla!2.!Factores!que!afectan!a!la!estabilidad!secundaria.! ! ! ! ! ! Figura'2.'''Cambio'de'la'estabilidad'primaria'en'el'momento'de'la'colocación'del'implante'a'la' estabilidad)secundaria)obtenida)por)aposición)de)nuevo)hueso)(osteointegración))en) humanos.!Traducido!del!inglés!y!reproducido!de!(26)!con!acceso!libre.! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 32! sometidas!las!fijaciones.!No!obstante,!el!éxito!de!la!osteointegración!parece!estar! más! relacionado! con! variables! como! la! calidad! ósea! que! con! factores! como! la! longitud!y/o!diámetro!del!implante!o!el!anclaje!cortical!apical!(45).! ! Mientras! las! espiras! superficiales!facilitan!el! proceso! de! colocación! del! implante! (especialmente,! en! huesos! muy! densos),! las! espiras! más! profundas! incrementan!la!superficie!funcional!en!la!interfase!hueso-implante;!lo!cual!cobra! especial! importancia! a! la! hora! de! trabajar! con! huesos! de! baja! densidad.! La! profundidad!es!el!único!factor!de!la!espira!que!se!relaciona!con!el!diámetro!del! implante,! siendo! esta! relación! efectiva! en! la! disminución! de! la! probabilidad! de! reabsorción!ósea.!Por!ello,!un!buen!diseño!del!implante!podría!reducir!hasta!un! 30%! el! estrés! Von! Mises! máximo! en! el! hueso! trabecular! (44).! En! cambio,! la! anchura!de!la!espira!no!está!tan!vinculada!con!la!distribución!de!cargas!(43).! ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! Figura!5.!Representación!esquemática!de!los!parámetros!del!implante:!Profundidad!(H)!(0,20-0,60! mm)!y!anchura!(W)!(0,10-0,40!mm).!Espira!con!forma!trapezoidal!e!inclinación!de!30°.! Reproducido!de!(43)!con!permiso!de!Elsevier.! ! En!el!mercado!existen!implantes!con!profundidad!progresiva!de!espiras.!Es! decir:!su!profundidad!decrece!paulatinamente!desde!la!región!apical!hasta!la!zona! cervical! (ej.:! Ankylos®,! Dentsply-Sirona,! Suecia).! De! este! modo! se! evita! la! concentración! de! estrés! en! el! cuello! del! implante! y,! como! consecuencia,! una! posible!reabsorción!ósea!en!esta!zona!(29).!! ! Es!de!todos!conocido!que!las!fuerzas!compresivas!son!las!más!favorables! para!el!tejido!óseo,!a!diferencia!de!las!cargas!de!tracción!y!de!cizallamiento!(44).!El! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 33! tipo!de!fuerza!transmitida!dependerá!de!la!morfología!del!implante.!Por!ello,!un! implante!ideal!debería!inducir!un!balance!favorable!entre!fuerzas!compresivas!y! de! tracción,! minimizando! al! mismo! tiempo! las! fuerzas! de! cizalla.! Los! implantes! cónicos!determinan!más!fuerzas!compresivas!que!los!implantes!cilíndricos!(41).!La! forma!de!la!espira!en!cuanto!a!configuración,!angulación!de!las!caras,!anchura!de!la! espira!y!fuerzas!generadas,!condiciona!el!diseño!óptimo.!Se!ha!demostrado!que!el! ángulo!de!la!cara!de!una!espira!puede!cambiar!la!dirección!en!la!interfase!huesoimplante!(46).!Las!fuerzas!de!cizalla!aumentan!cuando!el!ángulo!de!la!cara!de!la! espira! se! amplía.! De! esto! se! infiere! que! las! espiras! en! V! y! buttress!inversa! presentan!más!fuerzas!de!cizalla!que!las!espiras!cuadradas,!lo!que!podría!conducir! a! la! formación! de! defectos! óseos! (47).! Ante! la! presencia! de! cargas! axiales,! las! espiras! cuadradas! y! buttress!son! capaces! de! disiparlas! a! través! de! fuerzas! compresivas! (46,48),! mientras! que! aquéllas! con! forma! de! V! generan! una! combinación! de! todo! tipo! de! fuerzas! (Fig.! 6).! Si! atendemos! al! patrón! de! distribución! del! contacto! hueso-implante! alrededor! de! la! espira! podemos! comprobar!que,!cuando!no!existe!carga!funcional,!el!contacto!a!través!de!la!espira! es!uniforme.!Una!vez!que!se!ejerce!carga!funcional,!la!densidad!ósea!es!mayor!bajo! la! espira! y! la! zona! más! débil! coincide! con! el! borde! de! la! espira! (49–51).! Esto! implica!una!correlación!entre!fuerzas!compresivas!y!resistencia!ósea!(Fig.!6).!Otra! configuración! de! la! espira! es! la! relacionada! con! la! formación! de! cámaras! de! cicatrizado! o! “healing& chambers”,& concepto! fundamentado! en! un! espira! única! cuadrada!en!la!que!se!aumenta!el!paso!de!rosca!para!permitir!un!buen!crecimiento! de!hueso!entre!cada!paso!(52).!Sin!embargo,!no!supone!una!gran!ventaja,!ya!que! con! una! espira! normal! puede! conseguirse! un! crecimiento! óseo! intraespira! adecuado!(46).!! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 34! ! ! Figura!6.!Dirección!de!las!fuerzas!generadas!en!la!interfase!hueso-implante!durante!una!carga!axial.! Traducido!del!inglés!y!reproducido!de!(29)!con!permiso!de!Elsevier.! ! Algunos!estudios!de!elementos!finitos!observan!que!la!unión!entre!implante! y!hueso!con!espiras!triangulares!con!borde!recto!es!más!eficiente!que!la!unión!con! espiras!cuadradas!cuando!se!evalúa!la!estabilidad!y!el!torque!inverso!en!conejos! (53);!distribuyéndose!las!fuerzas,!principalmente,!por!las!seis!primera!espiras!más! cervicales!y!optimizándose!a!medida!que!aumenta!el!diámetro!del!implante!(54).! Tal! y! como! muestra! la! figura! 7,! existen! espiras!estándar,! cuadradas,! buttress,&buttress!inversa!y!trapezoidales!o!espirales.!Algunos!estudios!registran!un! mayor!BIC!en!el!caso!de!las!espiras!cuadradas!!en!comparación!con!las!buttress,!las! espiras! trapezoidales,! y! las! espiras! en! V! (55,56),! ya! que! la! mayoría! de! fuerzas! generadas!son!de!tipo!compresivo!(46,48).!No!obstante,!el!trabajo!publicado!por! Andrade!y!cols.!en!2017!(39)!demuestra!un!mejor!comportamiento!mecánico!en!la! espira! de! tipo! triangular! en! comparación! con! las! espiras! cuadradas! y! trapezoidales.! Esto! puede! haberse! producido! por! la! falta! de! consenso! en! la! definición!de!los!diferentes!tipos!de!espiras,!ya!que!cualquier!espira!que!presente! un!mayor!ángulo!en!su!cara!apical!va!a!favorecer!la!preponderancia!de!fuerzas!de! cizalla!(57).!En!las!espiras!trapezoidales!podemos!encontrar!diferentes!ángulos!de! espira,! con! especial! atención! al! ángulo! formado! por! la! parte! más! externa! de! la! espira! y! la! línea! vertical! que! marca! el! diámetro! interno! del! implante.! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 35! Narendrakumar!!y!cols.!en!2018!(58)!encontraron!que!el!ángulo!de!espira!de!45°! se!asocia!a!un!menor!nivel!de!estrés!si!se!compara!con!ángulos!de!20°,!30°!y!60°.! ! ! ! Figura!7.!Tipos!de!rosca!en!cuanto!a!su!morfología.!! Reproducido!de!(29)!con!permiso!de!Elsevier.! ! ! AUMENTO!DE!ESTABILIDAD! PRIMARIA! ! DISMINUCIÓN!DE!ESTABILIDAD! PRIMARIA! Buena!calidad!ósea! Mala!calidad!ósea! Implante!largo! Implante!corto! Implante!ancho! Implante!estrecho! Mayor!número!de!espiras! Menor!número!de!espiras! Menor!paso!de!rosca! Mayor!paso!de!rosca! Espiras!profundas! Espiras!poco!profundas! Disminución!del!ángulo!de!la!hélice!de! las!espiras! Aumento!del!ángulo!de!la!hélice!de!las! espiras! ! Tabla!4.!Factores!de!la!rosca!del!implante!que!afectan!a!la!estabilidad!primaria.! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 36! Las! espiras! de! tipo! triangular! pueden! ser! llamadas! autorroscantes.!! Muktadar! y! cols.! en! 2018! ! (59)!usaron! cuatro! tipos! de! implantes! con! diferente! pitch&y!tipo!de!espira!(autorroscante!y!cuadrada!o!power-shape)!en!conejos!donde! analizaron!el!BIC!con!diferentes!configuraciones!para!la!profundidad!de!la!espira!y! dos!torques!de!inserción!(<30!N!y!>50!N)!mediante!un!estudio!histomorfométrico.! Concluyeron!que!la!profundidad!de!la!espira!no!representa!un!factor!significativo! en!el!BIC!cuando!la!espira!es!autorroscante.!Si!la!espira!es!rectangular!o!powershaped&thread,!la!profundidad!sí!que!afecta!al!BIC!de!forma!proporcional.!Cuando!la! espira!es!triangular!y!se!inserta!con!un!torque!superior!a!50!N!existe!una!mayor! neoformación!ósea.! ! Además! de! la! morfología! de! la! espira,! cabe! referenciar! su! disposición! respecto! al! cuerpo! del! implante,! es! decir,! la! inclinación! de! la! hélice.! El! estudio! desarrollado!por!Calí!y!cols.!en!2018!(60)!evidenció!el!beneficio!de!emplear!espiras! inclinadas! en! lo! que! se! refiere! a! la! transmisión! de! fuerzas! tanto! en! la! fase! de! osteointegración! como! una! vez! concluida! dicha! etapa.! Según! estos! autores,! los! picos!de!estrés!de!carga! podían! verse! reducidos!hasta!en!un!62%! simplemente! inclinando!la!espira!6°!con!respecto!al!eje!axial!del!implante.!En!definitiva,!la!forma! de!la!espiras!no!influye!significativamente!en!el!comportamiento!mecánico!de!la! unión!hueso-implante,!aunque!contribuye!a!la!reducción!de!los!picos!de!estrés!en! el!hueso!trabecular!en!todas!las!fases!de!la!osteointegración!(Tablas!4!y!5)!(60).!! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 37! ! ! Tabla!5.!Diferentes!morfologías!de!espira!(rectangular,!30°!trapezoidal,!45°!trapezoidal)!! y!diversas!inclinaciones!de!la!espira!con!respecto!al!eje!axial!del!implante!(0°,!3°!y!6°).! Traducido!del!inglés!y!reproducido!de!(60)!con!permiso!de!Elsevier.! ! !Como! tercer! y! último! punto! del! macrodiseño,! abordaremos! la! región! apical!del!implante.! ! El!ápice!de!un!implante!es!la!primera!parte!que!penetra!en!el!hueso!durante! su!inserción.!Puede!ser!autorroscante;!es!decir,!con!capacidad!para!entrar!en!el! hueso! por! sí! solo,! obteniendo! una! mayor! estabilidad! primaria! y! mejorando! el! pronóstico!para!la!realización!de!cirugía!de!carga!inmediata!en!hueso!tipo!IV!(Fig.! 8)! (61,62).! Esto! se! consigue! principalmente! mediante! el! uso! de! palas! o! blades.! Estas!palas!actuarían!como!condensadores!óseos!haciendo!que!la!calidad!del!hueso! aumente!a!medida!que!el!implante!es!insertado.!Algunos!autores!sugieren!que!un! implante!no!autorroscante!podría!alcanzar!una!mayor!estabilidad!primaria!inicial! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 38! (63),!si!bien!este!factor!parece!menos!relevante!a!este!respecto,!comparado!con! otros!tales!como!la!profundidad!de!inserción!y!la!densidad!ósea.!Este!resultado! puede!deberse!al!hecho!de!que!el!estudio!referido!(64)!se!realizó!in&vitro!en!placas! de!poliuretano,!condiciones!que!difieren!de!una!situación!clínica!real.!En!cualquier! caso,! aunque! la! principal! ventaja! que! se! le! atribuye! en! la! literatura! al! ápice! autorroscante! es! la! estabilidad! del! implante,! el! factor! fundamental! para! lograr! dicha!estabilidad!es!el!hueso!cortical!marginal!(64).! ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! ! Figura!8.!Implante!con!zona!apical!con!palas!autorroscantes.!! Reproducido!de!(64)!con!permiso!de!John!Wiley!&!Sons.! ! El!extremo!apical!del!implante!puede!ser!romo,!con!especial!indicación!para! la!realización!de!elevaciones!de!seno!maxilar!(Fig.!9)!y!a!su!ver!puede!ser!o!no! autorroscante;!lo!que!en!determinados!casos!podría!llegar!a!evitar!la!necesidad!de! colocación!de!un!injerto!óseo!intrasinusal!(65).! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 39! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! ! Figura!9.!Implante!con!zona!apical!roma!sin!palas!autorroscantes.!! Reproducido!de!(64)!con!permiso!de!John!Wiley!&!Sons.! ! ! Por!último,!hemos!de!tener!en!cuenta!el!tamaño!del!implante.!Si!atendemos! a! su! diámetro,! los! implantes! se! pueden! clasificar! en! implantes! estrechos! (<! 3,5! mm),!regulares!(3,6-4,5!mm)!y!anchos!(>!4,5!mm)(66).!Biomecánicamente!parece! más!eficiente!el!aumento!del!diámetro!externo!del!implante!que!el!incremento!de! la! longitud! o! número! de! espiras! (54).! No! obstante,! dicho! diámetro! debe! ser! proporcionado! al!hueso! alveolar! circundante,! evitando! colocar! implantes! demasiado!anchos!en!alvéolos!estrechos,!lo!que!conduciría!a!una!peor!transmisión! de!fuerzas!y!estrés!y!a!un!mayor!riesgo!de!fracaso.!! ! Los!implantes!de!diámetro!reducido!presentan!un!mayor!riesgo!de!fractura! y! suelen! ser! utilizados! en! casos! particulares.! En! esta! línea,! la! mejora! de! los! materiales! y! la! introducción! de! nuevos! tipos! de! titanio! o! titanio-circona! hace! posible!la!utilización!de!implantes!estrechos!para!rehabilitar!el!segundo!premolar! inferior!con!éxito!predecible!(57,!58).! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 40! En!cuanto!al!microdiseño,!tendremos!en!cuenta!los!siguientes!parámetros! para!clasificar!los!tipos!de!implantes!dentales.! ! La! microrrugosidad!es! una! característica! fundamental! en! la! osteointegración!del!implante.!Dependiendo!del!grado!de!rugosidad!superficial,!los! implantes!pueden!clasificarse!en!mecanizados!o!de!mínima!rugosidad!(±!0.5! μ m),! de!rugosidad!moderada!(1.0-2.0! μ m)!y!rugosos!o!de!rugosidad!elevada!(>!2.0! μ m)! (69).! De! forma! general,! los! implantes! rugosos! presentan! un! mayor! contacto! entre!el!hueso!y!el!implante!(BIC)!(70),!y,!por!tanto,!su!grado!de!osteointegración! es! mayor! (71).! Como! contrapunto,! este! alto! grado! de! rugosidad! propicia! la! adhesión!microbiana!a!su!superficie!haciendo!que!una!vez!expuesto,!el!implante! resulte!más!vulnerable!ante!el!ataque!bacteriano!(72).! ! Otro!factor!es!la!hidrofilicidad!que!viene!definido!por!la!“mojabilidad”!o! wettability& & (73)! que! presenta! la! superficie! de! un! implante.! Se! dice! que! una! superficie!es!hidrófila!cuando!el!ángulo!(Θ)!que!forma!la!superficie!con!la!tangente! de! la! gota! oscila! entre! 0°!y! 90°.! A! partir! de! 90°! se! estima! que! la! superficie! es! hidrófoba!(26)!(Fig.!10).!Este!factor!depende!de!la!energía!libre!superficial,!a!su!vez! determinada! por! la! interacción! entre! fuerzas! cohesivas! y! adhesivas! (74).! La! energía! libre! superficial! ! se! mide! indirectamente! mediante! el! valor! Θ!(26).! El! hecho! de! que! una! superficie! sea! hidrófila! favorece! la! adhesión! celular! para! la! formación! del! coágulo! inicial! (75)! siendo! a! partir! de! aquí! cuando! comienzan! a! desarrollarse! todos! los! mecanismos! necesarios! para! la! cicatrización! del! trauma! quirúrgico!(76).!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!! ! ! Figura!10.!Hidrofobicidad!de!una!superficie.!Definición!del!ángulo!Θ.!! Reproducido!de!(26)!con!acceso!libre.! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 41! Autores!como!Díaz-Sánchez!y!cols.!en!2019!(77)!no!encuentran!diferencias! en! cuanto! a! los! valores! de! ISQ! y! la! pérdida! ósea! marginal! entre! implantes! con! diferente!morfología!e!igual!tratamiento!de!superficie.! ! Por!último,!el!tratamiento!biológico!y!químico!de!la!superficie!va!a!tener! especial!importancia!en!las!características!físico-químicas!de!la!aleación!de!titanio,! ya!que!disponemos!de!diferentes!tipos!de!aleaciones!que!se!pueden!seleccionar! para!fabricar!el!implante!(Tabla!6).! ! ! GRADO!DE!TITANIO! PROPIEDADES!FÍSICAS! Grado!1! • Dúctil! • Blando! • Gran!formabilidad! • Excelente!resistencia!a!la!corrosión! • Dureza!al!alto!impacto! ! Grado!4! ! • Excelente!resistencia!a!la!corrosión! • Gran!formabilidad!y!soldabilidad! Grado!5! • Tratado!a!alta!temperatura!para!aumentar!su!fuerza! • Formabilidad!útil! • Elevada!resistencia!a!la!corrosión! ! Tabla!6.!Tipos!de!titanio!y!sus!propiedades!físicas.! ! El! tratamiento! de! superficie! hace! que! se! registren! mayores! áreas! de! concentración!de!tensión!bajo!carga!axial!en!el!hueso!cortical!y!que!aumenten!las! áreas!de!microestrés!bajo!carga!axial!y!oblicua!en!el!hueso!cortical!en!comparación! con!la!superficies!no!tratadas!(31).!Este!fenómeno!probablemente!se!relaciona!con! un! BIC! alto!en! la! zona! cervical! del! implante,! al! ser! la! región! donde! las! fuerzas! comienzan!a!disiparse.!! El!tratamiento!de!superficie!de!los!implantes!dentales!puede!favorecer!el! grado! de! osteointegración.! Así! pues,! las! casas! comerciales! han! desarrollado! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 48! !!!!!!!!!!!!!!! ! Figura!12.!Curva!carga-desplazamiento!del!comportamiento!biomecánico!característico!de!los! distintos!tipos!tisulares.!Reproducido!de!(85)!con!acceso!libre.! ! ! 1.2.2.1.!El!hueso!cortical! ! El! hueso! cortical! muestra! propiedades! biomecánicas! diferentes! dependiendo! de! la! naturaleza! de! las! fuerzas! que! le! son! aplicadas! (compresión,! tracción,!flexión,!o!torsión).!La!resistencia!a!la!tracción!es!menor!que!la!resistencia! a!la!compresión,!siendo!la!resistencia!a!la!torsión!la!menor!de!ellas,!aunque!estos! valores!pueden!fluctuar!dependiendo!de!la!región!analizada!y!la!edad!del!individuo! del! cual! procede! la! muestra.! Esto! es! debido! a! la! orientación! longitudinal! de! las! fibras!de!colágeno!y!osteonas.!El!hueso!cortical!ofrece!una!mayor!resistencia!a!las! fuerzas!axiales!que!a!las!transversales!(85).!! ! El!hueso!cortical!aporta!el!60%!de!la!resistencia!(86).!Su!densidad!depende! principalmente!de!su!porosidad!y!mineralización!(factores!que!explican!el!84%!de! la! variación! de! rigidez! del! hueso! cortical)! (87).! Dicho! valor! de! densidad,! de! aproximadamente!1,9!g/cm2!en!hueso!humano,!es!constante,!ya!que!la!estructura! cortical!resulta!bastante!compacta.!Hay!estudios!que!relacionan!la!densidad!de!la! cortical! con! sus! propiedades! biomecánicas,! estableciendo! una! proporcionalidad! directa.!Sin!embargo,!es!importante!señalar!que!un!aumento!de!la!mineralización! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 49! conduce! a! una! disminución! del! módulo! elástico! y,! por! tanto,! a! una! mayor! propensión!a!la!fractura.! ! El!grosor!y!diámetro!del!hueso!cortical,!junto!con!la!cantidad!de!masa!ósea,! están!íntimamente!relacionados!con!la!correcta!biomecánica!(85).! ! Uno! de! los! principales! aspectos!que! afectan!a" la" resistencia" del" hueso" cortical(es(la(porosidad,(la(cual(se(define(como(la(relación(entre(el(volumen(óseo(y( el! volumen! total! de! tejido,! y! se! determina! normalmente! sobre! una! sección! transversal!de! hueso!cortical.!Este! parámetro!tiene!su!importancia! a!la!hora!de! analizar!la!resistencia,!considerando!que!ésta!puede!variar!en!diferentes!zonas!de! un!mismo!hueso!(Fig.!13).! !!!!!!!!!!!! ! Figura!13.!Factores!que!afectan!a!la!resistencia!del!hueso!cortical.!Figura!original.! ! El! hueso! cortical! tiene! una! presencia! diferente! dependiendo! de! la! localización!en!los!maxilares.!Por!ejemplo,!la!densidad!en!la!sínfisis!mandibular!es! muy! elevada,! mientras! que! es! mucho! menor! en! la! región! posterior! del! maxilar! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 50! superior.!Éste!es!un!factor!fundamental!para!tomar!en!consideración!tanto!en!el! procedimiento!de!inserción!de!los!implantes!como!en!la!estimación!del!éxito!de!los! mismos.!! ! 1.2.2.2.!El!hueso!trabecular!o!medular! Al! igual! que! el! hueso! cortical,! ofrece! una! mayor! resistencia! a! las! cargas! compresivas!que!a!cualquier!otro!tipo!de!fuerza!(88).!Su!módulo!elástico!o!módulo! de!Young!varía!entre!10!y!1058!MPa.!La!densidad!del!hueso!trabecular!humano!es! de!0,43!g/cm2!y!su!resistencia!en!ensayos!de!compresión!oscila!entre!1,5!y!9,3!MPa! (85).! El! concepto! de! relación! volumétrica! ósea! trabecular! es! el! cociente! del! volumen!de!hueso!trabecular!y!el!volumen!de!tejido!total.!Si!este!valor!es!inferior! al!15%!existe!riesgo!de!fractura!(85).!! El!número!de!trabéculas!y!su!conectividad!constituyen!un!factor!importante! en! las! propiedades! biomecánicas! del! hueso! trabecular.! Existen! trabéculas! horizontales! y! verticales,! cuya! disminución! hace! que! la! resistencia! también! se! reduzca,!aún!de!forma!más!acentuada!si!se!pierden!las!trabéculas!horizontales.!En! cuanto!a!la!conectividad,!una!pérdida!de!resistencia!debido!al!estrechamiento!de! una! trabécula! puede! ser! reversible;! pero! si! desaparece! la! conectividad! entre! trabéculas,! esta! pérdida! es! irreversible.! Por! tanto,! a! igual! masa! ósea,! es! más! resistente! una! estructura! con! mayor! número,! grosor,! y! conectividad! intertrabecular!(Fig.!14)!(85).!! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 51! !!!! ! Figura!14.!Factores!que!afectan!a!la!resistencia!del!hueso!trabecular.!Figura!original.! ! La!orientación!de!la!trabéculas!en!el!hueso!define!el!grado!de!anisotropía.! Es!decir:!las!trabéculas!se!disponen!en!la!dirección!en!la!cual!son!más!resistentes!a! las!fuerzas!que!habitualmente!reciben.!Esta!propiedad!del!hueso!trabecular!resulta! clave! respecto! a! la! distribución! de! estrés! sobre! su! estructura.! Un! alto! grado! de! anisotropía!va!a!producir!un!aumento,!entre!tres!y!cuatro!veces!mayor,!del!estrés! en! la! interfase! hueso-implante! ante! fuerzas! tensivas! y! de! cizallamiento! en! comparación! con! una! trabecular! isotrópica.! No! obstante,! la! fuerza! de! cizalla! próxima! al! ápice! en! el! lado! contrario! al! de! aplicación! de! la! fuerza! bajo! carga! oblicua!disminuye!un!40%!(89).!! Cuando!hablamos!de!estructuras!óseas,!esta!combinación!es!dinámica,!ya! que! los! huesos! están! sujetos! a! un! continuo! proceso! de! remodelado.! Además,! debido!a!su!compleja!geometría!y!posibles!alteraciones!de!la!microestructura!o!de! la!matriz!extracelular,!las!propiedades!mecánicas!pueden!verse!modificadas!(83).! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 52! El#hueso#es#más#resistente#a#la#compresión#que#a#la#tracción,#y#es#todavía# más$ débil$ frente$ a$ fuerzas$ de$ corte$ (90)."Por" ejemplo,"cuando" un"hueso" largo"se" carga%en%dirección%perpendicular%a%su%eje%longitudinal%sufre%una%carga!de#flexión,# ya#que#la#cara#impactada#se#carga#por#compresión,#mientras#que#la#cara#opuesta#se# carga%por%tracción.%Como%resultado,%el%hueso%empezará%a%fracasar%mecánicamente% por$ el$ lado$ opuesto$ al$ impacto$ (la$ cara$ sometida$ a$ tracción),$ ya$ que$ alcanzará# primero'su'resistencia'máxima'en'el'lado'sometido'a'compresión.'! Las! propiedades! biomecánicas! del! hueso! cortical! y! del!trabecular! son! complementarias!y!optimizan!la!respuesta!ósea!en!su!conjunto.! ! ! ! En!1985,!Lekholm!y!Zarb!(91)!describieron!los!cuatro!tipos!de!densidades! óseas!que!podemos!encontrar!en!los!maxilares.!Tal!y!como!se!aprecia!en!la!figura! 15,!la!calidad!1!se!compone!de!hueso!compacto!homogéneo,!la!calidad!2!tiene!una! capa!gruesa!de!hueso!cortical!que!rodea!al!hueso!trabecular!denso,!la!calidad!3! consta!de!una!fina!capa!de!hueso!cortical!rodeada!de!hueso!trabecular!denso,!y,! finalmente,!la!calidad!4!tiene!una!fina!capa!de!hueso!cortical!que!rodea!un!núcleo! de!hueso!trabecular!de!baja!densidad.! ! ! ! Figura!15.!Clasificación!de!la!calidad!ósea!de!Lekholm!y!Zarb!1985.!Misch!CE,!Contemporary! Implant!Dentistry,!Elsevier,!(3a!ed.),!pág.!134.!Copyright!Elsevier!(2008).! ! Misch!en!2008!(44)!publicó!una!nueva!clasificación!para!describir!cuatro! tipos!de!densidades!óseas!macroscópicas,!indicando!las!regiones!maxilares!donde! se!ubican!con!mayor!frecuencia.!La!tabla!8!recoge!dicha!clasificación.! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 53! DENSIDAD!ÓSEA DESCRIPCIÓN LOCALIZACIÓN!ANATÓMICA D1 Cortical!densa Zona!anterior!mandibular D2 Cortical!porosa!y! trabecular!gruesa Zona!anterior!mandibular Zona!posterior!mandibular Zona!anterior!maxilar D3 Cortical!porosa!(fina)! y!trabecular!fina Zona!anterior!maxilar Zona!posterior!maxilar Zona!posterior!mandibular D4 Cortical!muy!delgada!y! trabecular!fina! Maxilar!posterior ! Tabla!8.!Clasificación!de!Misch!de!2008!(44)!de!las!calidades!ósea!y!su!localización.! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 54! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 55! 1.3.!El!complejo!dentoalveolar! ! Cuando!hablamos!del!complejo!dentoalveolar!nos!referimos!a!la!unión!entre! el! hueso! alveolar! y! el! diente! a! través! del! ligamento! periodontal.! Esta! unión! o! articulación! de! tipo! gonfosis! se! considera! como! un! amortiguador! de! fuerzas! masticatorias!que!favorece!la!distribución!de!cargas.!En!cambio,!en!el!caso!de!los! implantes!dentales,!no!existe!ningún!tipo!de!ligamento!y,!por!tanto,!las!fuerzas!se! transmiten!directamente!del!implante!al!hueso.!Como!consecuencia!de!este!hecho,! los! dientes! muestran! cierta! capacidad! de! adaptación! ante! la! acción! de! fuerzas! desfavorables.!Por!el!contrario,!los!implantes!carecen!de!esta!ventaja!biomecánica.! Nos! detenemos! en! este! punto! para! profundizar! en! aquella! estructura! de! la! que! adolece!el!implante!y,!que,!por!tanto,!deberá!ser!suplida!en!la!medida!de!lo!posible.! ! El! complejo! dentoalveolar! está! constituido! por! el! cemento! radicular! del! diente,!el!ligamento!periodontal!y!el!hueso!alveolar!adyacente.! ! El!cemento!radicular!es!un!tipo!de!tejido!especializado!que!se!dirige!desde! la!unión!amelo-cementaria!hasta!el!ápice!dentario.!Químicamente!se!compone!en! un!65%!de!sustancias!inorgánicas!(cristales!de!hidroxiapatita!de!menor!tamaño! que!los!del!esmalte!y!la!dentina)!y!en!un!35%!de!sustancias!orgánicas,!de!las!cuales! el! colágeno! tipo! I! representa! el! 90%.! Estructuralmente! consta! de! elementos! celulares!como!los!cementoblastos!y!cementocitos,!y!de!elementos!fibrilares,!como! las!fibras!de!colágeno!intrínsecas!y!extrínsecas!(92).!! ! Los! cementoblastos! son! las! células! formadoras! de! la! matriz! orgánica! del! cemento.!Se!ubican!en!la!superficie!del!cemento!y!configuran!la!zona!cementógena! del!ligamento!periodontal.!En!estado!activo!son!cúbicos!y!aplanados!cuando!están! inactivos.!Presentan!prolongaciones!citoplasmáticas.! ! Los!cementocitos!permanecen!incluidos!en!la!matriz!del!cemento.!También! cuentan!con!prolongaciones!citoplasmáticas!que!ocupan!los!canalículos!calcóforos! y! se! dirigen! hacia! la! membrana! periodontal.! El! cemento! puede! ser! acelular! o! primario! y! celular! o! secundario.! En! cuanto! al! acelular! o! primario,! su! secreción! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 56! comienza!antes!de!que!el!diente!erupcione,!se!forma!lentamente!y!se!concentra!en! el!tercio!medio!y!el!tercio!cervical!de!la!raíz.!Consiste!principalmente!en!haces!de! fibras! mineralizadas! con! predominio! de! fibras! extrínsecas.! Por! otra! parte,! el! cemento! celular! o! secundario! se! forma! cuando! el! diente! entra! en! oclusión,! tratándose!de!una!cementogénesis!rápida!que!se!ubica!apicalmente.!Se!deposita! durante!toda!la!vida!con!el!objetivo!de!compensar!el!desgaste!fisiológico!del!diente,! expresando!un!predominio!de!fibras!intrínsecas!(93).!! ! Las! funciones! del! cemento! son:! proporcionar! un! medio! de! anclaje! a! las! fibras! colágenas! del! periodonto! fijando! el! diente! al! hueso! alveolar,! controlar! la! anchura! del! espacio! periodontal,! transmitir! las! fuerzas! oclusales! al! ligamento! periodontal,!reparar!la!superficie!radicular,!y!compensar!el!desgaste!del!diente!por! atricción!(94).!! ! El! ligamento! periodontal! también! es! un! tejido! especializado.! Concretamente,! se! trata! de! un! tejido! conectivo! fibroso! ubicado! en! el! espacio! periodontal! y! su! espesor! (que! oscila! entre! 0,1! y! 0,38! μ m),! varía! según! el! individuo,!el!diente,!y!las!diferentes!regiones!radiculares.!Es!más!ancho!en!la!zona! periapical!y!cervical!y!más!fino!en!el!fulcrum!dentario.!Su!grosor!disminuye!con!la! edad!y!aumenta!con!la!función!masticatoria,!y!en!dientes!temporales!es!más!ancho! que!en!dientes!permanentes.!Su!espesor!disminuye!con!la!edad.!Estructuralmente! contiene!células!formadoras!(fibroblastos,!osteoblastos!y!cementoblastos),!células! resortivas! (osteoclastos! y! cementoclastos),! células! defensivas! (macrófagos,! mastocitos! y! eosinófilos),! células! epiteliales! de! Malassez! y! células! madre! extomesenquimales.! Además,! consta! de! elementos! fibrilares! como! las! fibras! colágenas!y!las!fibras!de!oxitalán!(92).! ! Las!fibras!pueden!ser!clasificadas!en!principales!y!secundarias!(Fig.!16).!Las! fibras! más! importantes! del! ligamento! periodontal! son! las! fibras! principales.! Su! orientación!va!a!venir!definida!por!la!demanda!funcional!y!además!su!trayectoria! ondulada!le!confiere!resiliencia.!Los!grupos!de!fibras!crestoalveolares!se!extienden! desde! la! cresta! alveolar! de! forma! oblicua! y! ascendente! hasta! la! unión! amelocementaria,!y!su!principal!función!es!la!de!evitar!los!movimientos!de!extrusión.!Los! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 57! grupos! de! fibras! horizontales! se! encuentran! por! debajo! de! los! grupos! crestoalveolares,!situándose!perpendicularmente!al!eje!axial!de!la!raíz!y!su!función! es!resistir!las!cargas!horizontales.!Los!grupos!transeptales!unen!dientes!contiguos! y! discurren! sobre! la! cresta! alveolar.! Los! grupos! de! fibras! oblicuas! son! los! más! numerosos! en! el! ligamento! periodontal! y! descienden! desde! el! hueso! hasta! el! cemento.!Son!los!más!potentes!y!mantienen!al!diente!en!su!alvéolo.!Su!función!es!la! de!soportar!las!fuerzas!masticatorias!e!impedir!los!movimientos!de!intrusión.!Por! último,!los!grupos!de!fibras!apicales,!formadas!por!un!tejido!conectivo!más!laxo! que!el!resto,!contrarrestan!los!movimientos!de!extrusión!y!lateralidad!(92).!! ! ! ! ! Figura!16.!Fibras!del!ligamento!periodontal.!Figura!modificada!a!partir!de!la!imagen!de!un!diente! mudo,!obtenida!de!la!página!web:!https://www.cerebriti.com/juegos-de-ciencias/partes-del- diente-y-tejidos-periodontales,!de!la!que!no!nos!consta!copyright.! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 64! ! La!líneas!de!transmisión!en!el!cráneo!(105)!son:! ! ! ! Figura!19.!Imagen!de!los!arbotantes!anatómicos!en!el!maxilar!superior!y!la!base!del!cráneo.!! Visión!caudal.!Figura!modificada!a!partir!de!la!imagen!obtenida!de!la!página!web:! https://www.ecured.cu/Anatom%C3%ADa_de_la_base_del_cráneo,!! de!la!que!no!nos!consta!copyright.! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 65! ! SISTEMAS!TRAYECTORIALES!EN!LOS!MAXILARES! ! ! Maxilar!superior! ! Maxilar!inferior! Columnas! ! Frontonasal-canino! Cigomática! Pterigoidea! Vomeriana! ! Columnas! Mentoniana! Coronoidea! Condilar! Arcos! ! Supra!e!infraorbitario! Supra!e!infranasal! Arco!cigomático! Palatino! Alveolar! Pterigoideo! ! Arcos! Basal! Alveolar! Línea!oblicua!interna!y!externa! Arco!condilar! ! Tabla!10.!Sistemas!trayectoriales!en!los!maxilares.! ! ! La! columna! frontomaxilar,! frontonasal,! o! pilar! canino! consiste! en! la! eminencia!canina,!la!apófisis!ascendente!del!maxilar!y!la!apófisis!orbitaria!interna! del!frontal.!! ! La! columna! cigomática! vincula! el! arco! alveolar! con! la! apófisis! orbitaria! externa! del! hueso! frontal.! Recorre! la! cresta! cigomatoalveolar! por! el! ángulo! superior! y! orbitario! externo! del! malar! y! de! ahí! termina! en! la! apófisis! orbitaria! externa!del!frontal.!Nace!a!la!altura!del!segundo!premolar!y!el!primer!molar.! ! La!columna!pterigomaxilar!une!la!apófisis!pterigoides!del!esfenoides!con!la! zona!distal!del!tercer!molar!y!alcanza!la!base!del!cráneo!por!la!pterigoides!a!nivel! del!ángulo!de!las!caras!internas!del!ala!externa!e!interna.!Este!pilar!está!reforzado! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 66! por!la!apófisis!piramidal!del!hueso!palatino!que!se!aloja!entre!las!dos!alas!de!la! apófisis!pterigoides!del!esfenoides!(Tabla!10).! ! Existen! más! pilares! a! lo! largo! del! cráneo,! los! cuales! se! describen! a! continuación:! ! • Pilar!vomeriano.!El!hueso!vómer,!que!se!encuentra!en!la!cara!inferior!del! cuerpo!del!esfenoides!y!el!suelo!de!la!fosa!nasal.!Su!borde!posterior!es!el! que!actúa!como!pilar.! • Arco! orbitario.! Conecta! el! hueso! cigomático! con! los! pilares! caninos,! frontonasales!o!frontomaxilar.! o Supraorbitario.!Hueso!frontal!y!apófisis!orbitaria.! o Infraorbitario.! Reborde! orbitario! del! maxilar! y! borde! anterior! superior!del!malar.! • Arco! supranasal! (huesos! propios! de! la! nariz)! e! infranasal! (región! subtabique).!Comunica!ambas!columnas!o!pilares!frontonasales.! • Arco!cigomático.!La!fuerza!se!transmite!por!el!ángulo!posterior!del!malar!y! continúa! por! el! arco! del! hueso! cigomático.! Termina! bifurcándose! por! las! dos!raíces!del!cigoma:!la!raíz!transversa!y!la!raíz!longitudinal.! • Arco! alveolar! superior.! Se! extiende! entre! las! tuberosidades! del! maxilar! superior!conectando!los!pilares!pterigomaxilar,!cigomático!y!frontonasal.! • Arco!pterigoideo!o!esfenoidal.!Recorre!la!cara!inferior!del!cuerpo!del!hueso! esfenoides!y!une!ambas!columnas!pterigopalatinas.! • Arco! o! bóveda! palatina.! Formada! por! la! apófisis! palatina! del! maxilar! superior!y!las!láminas!horizontales!de!los!huesos!palatinos.!Vincula!a!todas! las!columnas:!la! frontonasal!ventralmente,!la!vomeriana! cranealmente,!la! cigomática!por!el!exterior!y!la!pterigopalatina!dorsalmente.! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 67! 1.4.2.!Mandíbula! ! Debido' a' su' ubicación' y' al' hecho' de' ser' un' hueso' móvil' de' la' cara,' la' mandíbula)actúa)a)modo)de)parachoques.)Existen)zonas)más)débiles,)como)son)el) ángulo'mandibular,'el'cuello'del'cóndilo,'el'orificio'de'salida'del'nervio'mandibular,' las$ zonas$ edéntulas,!o!aquellas!que!albergan!dientes!incluidos!(106,107)(aunque! en!este!caso!depende!más!del!lugar!de!la!aplicación!de!la!fuerza!y!la!intensidad!de! la!carga!(108)),!siendo!lugares!más!proclives!a!sufrir!fracturas!(109).! ! Las!estructuras!de!refuerzo!que!se!presentan!en!la!mandíbula!son!(Figs.!20!y! 21):! ! • Pilar! mentoniano.! Se! ubica! a! ambos! lados! de! la! sínfisis! mentoniana! y! se! extiende! entre! el! arco! alveolar! inferior! y! el! borde! basilar! o! la! cara! anteroexterna!de!la!mandíbula.! • Pilar! coronoideo.! Se! inicia! desde! la! apófisis! coronoides,! desciende! por! el! borde! anterior! de! la! rama! mandibular,! pasa! por! el! trígono! retromolar! y! llega!hasta!el!arco!alveolar!inferior.!Se!relaciona!con!la!cresta!temporal!en!el! maxilar!superior!y!con!las!dos!líneas!oblicuas:!la!externa!y!la!interna.! • Pilar! condilar! o! parotídeo.! Discurre! desde! el! cóndilo! de! la! mandíbula! descendiendo!por!el!borde!posterior!de!la!rama!hasta!el!borde!basilar.! • Arco!basilar.!Recorre!el!borde!inferior!de!la!mandíbula!y!conecta!la!columna! parotídea,!la!línea!oblicua!externa,!y!la!columna!mentoniana.! • Línea! oblicua! externa.! Se! extiende! por! la! cara! externa! del! maxilar! oblicuamente!y!a!nivel!del!alvéolo!del!tercer!molar!se!hace!más!prominente.! • Línea!oblicua!interna.!Se!encuentra!en!la!cara!interna!de!la!mandíbula.!Se! origina!en!la!zona!del!trígono!y!discurre!por!encima!de!la!línea!milohioidea.! • Arco!alveolar!inferior.!Recorre!los!alvéolos!inferiores!y!dispersa!las!fuerzas! hacia!la!base!del!cráneo!a!través!del!cóndilo.!! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 68! ! ! Figura!20.!Imagen!de!los!arbotantes!anatómicos!en!el!maxilar!inferior.!Visión!frontal.!! Figura!modificada!a!partir!de!la!imagen!obtenida!de!la!página!web:! http://aprendicesdelmundo.blogspot.com/2014/09/el-craneo.html,!! de!la!que!no!nos!consta!copyright.! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 69! ! ! ! Figura!21.!Imagen!de!los!arbotantes!anatómicos!en!el!maxilar!inferior.!Visión!lateral.!! Figura!modificada!a!partir!de!la!imagen!obtenida!de!la!página!web:! http://aprendicesdelmundo.blogspot.com/2014/09/el-craneo.html,!de!la!que!no!nos!consta! copyright.! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 70! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 71! 1.5.!Las!fuerzas!masticatorias! ! La! fuerza! de! mordida! es! un! indicador! del! estado! funcional! del! sistema! masticatorio! y! su! definición! es! la! fuerza! máxima! generada! entre! los! dientes! maxilares! y! mandibulares.! Depende! de! varios!factores,! como! los! músculos! masticatorios,!la!articulación!temporomandibular,!el!sistema!nervioso!y!el!estado! clínico!estomatológico!(110).!! ! La!dinámica!mandibular!durante!la!masticación!se!refleja!en!el!plano!sagital! a! través! del! esquema! de! Posselt,! en! el! cual!existe! una! fase! articular! con! un! movimiento!de!rotación!y!traslación!de!la!articulación!temporomandibular!para! finalizar!con!una!fase!de!contacto!entre!los!dientes.!Esta!última!fase!también!se! denomina!“golpe!masticatorio”!y!dependiendo!del!tipo!de!diente!que!lo!realice,!su! resultado! final! será! el! corte! o! incisión! (incisivos),! prehensión! y! desgarro! o! trituración!(caninos!y!premolares),!y!molienda!(molares)!de!los!alimentos.! ! La! fuerza! masticatoria! puede! catalogarse! en! dos! tipos:! la!Fuerza! Masticatoria!Máxima!Anatómica!(FMMA)!(210-400!kg),!que!es!la!potencia!máxima! de! los! músculos! masticatorios! entre! la! fuerza! desarrollada! por! un! músculo! esquelético! y! su! unidad! de! área! transversal! muscular;! y! la!Fuerza! Masticatoria! Máxima!Funcional!(FMMF)!(60-100!kg),!que!se!define!como!la!máxima!fuerza!que! se! genera! entre! los! dientes! maxilares! y! mandibulares! (111)!y! se! relaciona! directamente! con! la! salud! del! complejo! estomatognático! (112,113).! Este! valor! proporciona!una!referencia!útil!y!objetiva!de!la!oclusión!de!un!paciente!(114).!La! fuerza!habitual!de!un!ciclo!masticatorio!normal!se!sitúa!entorno!a!15-25!kg.!Este! dato!se!registra!a!15!mm!de!apertura!y!se!calibra!con!un!gnatodinamómetro.!Las! fuerzas!oclusales!habituales!oscilan!entre!20!y!28!kg!(si!bien!pueden!alcanzar!hasta! 400!kg)!y!dependen!de!la!dureza!y!consistencia!del!alimento.!El! género!es!otro! factor!que!puede!afectar!a!la!fuerza!de!mordida,!siendo!mayor!en!varones!que!en! mujeres.!En!un!estudio!de!Curiqueo!y!cols.!en!2015!(115)!se!determinaron!valores! medios!en!la!fuerza!ejercida.!La!media!de!la!fuerza!ejercida!por!hombres!fue!de! 698,! 516,! 322! y! 220! N,! en! las! regiones! molar,! premolar,! canina! e! incisiva,! respectivamente.!Por!su!parte,!las!mujeres!registraron!valores!medios!de!466,!431,! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 72! 232!y!174!N!en!las!regiones!molar,!premolar,!canina!e!incisiva,!respectivamente.! Los!valores!registrados!para!un!mismo!individuo!en!la!zona!derecha!e!izquierda,! fueron!muy!similares.!Se!observaron!diferencias!significativas!de!FMMF!en!función! del! género! en! las! diferentes! regiones,! identificando! los! mayores! valores! en! los! individuos! de! género! masculino! en! la! región! molar.! Además,! se! encontraron! diferencias!significativas!en!cuanto!a!la!FMMF!sólo!en!la!región!canina!del!género! masculino!al!relacionarlas!con!el!lado!del!arco.! ! Por!otro!lado,!el!patrón!braquifacial!se!relaciona!con!una!mayor!fuerza!de! mordida!que!el!patrón!dolicofacial!debido!a!un!mayor!desarrollo!muscular!en!el! primer!caso!(116).!! ! Aquellos!sujetos!que!siguen!una!dieta!con!alimentos!más!duros!desarrollan! más! fuerza! por! hipertrofia! de! los! músculos! masticatorios! implicados! (117).! Sin! embargo!esta!fuerza!se!reduce!con!la!edad!(118);!aunque!otros!estudios!muestran! que!dicha!disminución!se!encuentra!más!ligada!a!la!pérdida!dentaria!(119).! ! Las!fuerzas!oclusales!comienzan!actuando!en!los!dientes,!se!transmiten!a! través!del!hueso!alveolar!hacia!los!maxilares!y!se!disipan!a!través!de!los!arbotantes! anatómicos.!Las!tres!escalas!a!través!de!las!cuales!se!disipan!las!fuerzas!se!detallan! a!continuación.! ! a)!Mecanismo!para!la!disipación!de!fuerzas!masticatorias!a!nivel!dentario.! - Curva! de! Wilson:! permite! desplazamientos! laterales! de! la! mandíbula! sin! interferencias!oclusales.!Evita!que!haya!fuerzas!laterales!nocivas.! - Cara! funcional! y! no! funcional! de! los! dientes.! Idealmente! las! cúspides! palatinas!de!los!molares!y!premolares!superiores!ocluirán!en!la!fosa!central! de!los!molares!y!premolares!antagonistas!inferiores.!! ! b)!Mecanismo!para!la!disipación!de!fuerzas!masticatorias!a!nivel!de!los!maxilares.!! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 73! El!sistema!masticatorio!funciona!como!una!palanca!de!tercer!grado!donde!la! articulación! temporomandibular! es! el! fulcro! o! punto! fijo,! los! músculos! masticatorios!son!la!potencia!y!los!dientes!son!la!resistencia!(Fig.!22).!! ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! ! Figura!22.!Sistema!de!palanca!de!tercer!grado!representado!en!el!aparato!estomatognático.! Figura!original.! ! Los! maxilares! quedan! conectados! entre! sí! a! través! de! la! articulación! temporomandibular!(ATM).!Esta!articulación!bilateral!es!diartrósica,!ginglimoide! (movimiento! rotacional! y! de! bisagra),! artrodial! (movimiento! traslacional! y! deslizamiento),!bicondílea!y!sinovial!como!lubricante.!! ! El!cóndilo!mandibular!se!articula!con!la!fosa!temporal!del!cráneo.!Tiene!una! forma!ovoide,!alargada!y!elíptica,!con!una!longitud!promedio!lateromedial!de!20! mm!y!anteroposterior!de!10!mm.!Sus!superficies!son!lisas!y!regulares.!! ! Entre! el! cóndilo! mandibular! y! la! fosa! temporal! se! encuentra! el! disco! articular.! Se! trata! de! un! tejido! conjuntivo! fibroso! y! denso,! avascular,! aneural! y! alinfático.!Desde!el!plano!sagital,!su!zona!anterior!y!posterior!son!más!gruesas!y!la! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 80! ! 3. En&el&plano&frontal,!los!desplazamientos!mandibulares!se!reflejan!a!través!de! la!Gota!de!Glickman!(Fig.!29),!que!representa!los!movimientos!de!apertura!y! cierre!y!lateralidad!mandibular.!! ! Figura!29.!Gota!de!Glickman.!PIC:!Máxima!intercuspidación.!PP:!Punto!de!reposo.!1:!Bordeante! superior!lateral!derecho.!2:!Bordeante!de!apertura!lateral!derecho.!3:!Bordeante!superior!lateral! izquierdo.!4:!Bordeante!de!apertura!lateral!izquierdo.!Figura!original.! ! ! ! ! c)!Mecanismo!para!la!disipación!de!fuerzas!masticatorias!a!nivel!craneal.!! ! Este! concepto! ya! ha! sido! abordado!en! la! sección! de! los! arbotantes! anatómicos,!en!el!apartado!1.4.! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 81! 1.6.!Biomecánica!de!transmisión!de!fuerzas!en!dientes! ! Tal! y! como! se! ha! descrito! anteriormente,! las! fuerzas! masticatorias! dependen!de!numerosos!factores.! ! Una!condición!especial!en!esta!transmisión!de!fuerzas!es!la!pérdida!ósea! peridentaria.! Dicha! reabsorción! tiene! dos! consecuencias! principales:! el! traslado! del! centro! de! gravedad! del! diente! a! un! nivel! más! apical! y! el! cambio! de! la! proporción!coronorradicular!del!diente!afectado!(125).!! ! Además,!pueden!existir! hábitos!no!funcionales! como!son!la! onicofagia,!la! interposición! lingual! o! labial,! la! succión! digital,! o! el! bruxismo.! Esta! última! parafunción! produce! un! apretamiento! y/o! rechinamiento! entre! los! dientes! de! forma!involuntaria.!Su!etiología!es!multifactorial,!asociándose!sobre!todo!a!estrés!y! a! alteraciones! del! sueño;! si! bien! puede! también! manifestarse! durante! la! vigilia! (126).!El!bruxismo!se!clasifica!en!primario!y!secundario.!El!bruxismo!primario!es! aquél!que!ocurre!durante!el!día!o!durante!el!sueño!sin!derivar!de!patologías!preexistentes.!El!bruxismo!secundario!es!aquél!que!se!asocia!a!otra/s!patología/s!de! base! como! pueden! ser! problemas! psicológicos,! alteraciones!neurológicas,! desórdenes!del!sueño!o!consumo!de!drogas!(126).!La!fisiopatología!del!bruxismo! se!relaciona!con!factores!periféricos!y!factores!centrales,!aunque!algunos!autores! creen! que! se! debe! únicamente! a! estos! últimos! (127).! Entre! ellos! destacan! los! factores! morfológicos! (alteraciones! en! la! oclusión,! anormalidades! articulares! y! óseas),! los! factores! fisiopatológicos! (principalmente! durante! el! sueño)! y! los! factores!psicológicos!(estrés!psicológico).!La!prevalencia!del!bruxismo!aumenta!en! el! tiempo! desde! la! infancia! a! la! edad! adulta! mientras! que! otras! parafunciones! orales! disminuyen! paulatinamente! y! se! vinculan! directamente! con! la! fatiga! muscular!(128).!Los!pacientes!con!bruxismo!presentan!una!distribución!desigual! de! las! fuerzas! en! máxima! intercuspidación! (MI)! a! lo! largo! de! la! arcada,! en! comparación!con!pacientes!sin!esta!parafunción!(129).!Cioffi!y!cols.!en!2017!(130)! analizaron!el!número!de!episodios,!amplitud!y!duración!del!rechinamiento!diurno! en! pacientes! con! y! sin! dolor! muscular.! Observaron! que! los! pacientes! con! dolor! registraban! una! mayor! frecuencia! de! episodios,! tanto! de! alta! como! de! baja! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 82! intensidad,! que! a! su! vez! se! veían! influenciados! por! el! tipo! de! actividad! que! desempeñaban.!Entre!las!principales!consecuencias!del!bruxismo!cabe!destacar!el! desgaste!y/o!movilidad!dentaria,!los!refuerzos!óseos!o!exóstosis!en!los!maxilares,! la! hipertrofia! muscular,! la! miositis! y! los! dolores! musculares! y! articulares.! Se! conocen!dos!patrones!de!bruxismo!diferentes:!céntrico!y!excéntrico.!El!bruxismo! céntrico! es! aquel! en! el! que! se! produce! apretamiento! dentario! pero! no! rechinamiento!y!cuya!principal!característica!es!la!aparición!de!cúspides!invertidas! y!abfracciones!a!nivel!del!cuello!de!los!dientes.!El!bruxismo!excéntrico,!que!por!el! contrario! sí! cursa! con! rechinamiento,! se! caracteriza! por! un! desgaste! de! toda! la! superficie! masticatoria! de! los! dientes,! tendiendo! éstos! a! perder! su! anatomía! y! quedar!de!forma!aplanada!(131,132).!Las!fuerzas!generadas!por!un!bruxista!son! muy! superiores! a! las! fisiológicas! tanto! en! magnitud! como! en! duración.! En! presencia!de!esta!parafunción,!el!tipo!de!fuerza!suele!ser!de!cizalla!y!la!dirección! oblicua!al!eje!dentario!(133).!! ! ! ! Aunque!la!intensidad!de!las!fuerzas!masticatorias!varía!mucho!según!el! género,!la!edad!y!la!ubicación!en!el!arco!dental,!se!estima!que!las!cargas!fisiológicas! para!adultos!sanos!jóvenes!rondan!los!700!N!(134,135).!No!obstante,!las!cargas! parafuncionales!pueden!incluso!sobrepasar!los!1000!N!(136,137).!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 83! 1.7.!Biomecánica!de!transmisión!de!fuerzas!en!implantes! ! La!biomecánica!se!basa!en!la!aplicación!de!los!principios!y!métodos!físicos!a! los!sistemas!biológicos!y!determina!las!cargas!y!deformaciones!que!tienen!lugar!en! el! complejo! estomatognático! como! resultado! de! la! actuación! de! las! fuerzas! funcionales!y!parafuncionales.!! ! La! biomecánica! clínica! guarda! una! estrecha!relación! con! la! viabilidad! a! largo!plazo!tanto!de!los!implantes!dentales!como!de!los!aditamentos!protéticos.!De! forma!genérica!podemos!distinguir!entre!cargas!estáticas!y!cargas!dinámicas.!Las! cargas! estáticas! son! aquéllas! que! afectan! a! las! prótesis! atornilladas! debido! a! la! fijación! de! las! distintas! partes! del! sistema! mediante! tornillos.! Se! trata! de! la! precarga!(o!torque!al!que!el!tornillo!es!apretado)!y!el!ajuste!pasivo!(previniendo!el! desajuste! y! fractura! por! fatiga! de! los! elementos! implantoprotésicos).! A! mayor! ajuste!pasivo!y!mayor!precarga! sin! deformación!mecánica!del!tornillo,!menores! fuerzas! desfavorables! se! disiparán! en! el! sistema.! Por! su! parte,! las! prótesis! cementadas!basan!su!buen!funcionamiento!en!tres!principios,!que!son:!la!retención! (resistencia! de! los! pilares,! convergencia,! superficie,! altura,! rugosidad! y! vía! de! inserción),!soporte!(capacidad!de!resistir!las!fuerzas)!y!estabilidad!(capacidad!de! la!prótesis!de!oponerse!a!fuerzas!horizontales!o!de!cizalla!y!rotación).!! ! Las! cargas! dinámicas! están! representadas! por! los! factores! odontológicos! que!condicionan!la!intensidad!y!dirección!de!las!fuerzas!a!las!que!se!ven!sometidos! los!implantes!dentales!con!independencia!del!tipo!de!supraestructura!utilizada.!Así! pues,!además!de!la!fuerza!masticatoria!ejercida,!debemos!considerar!otros!factores! como!el!volumen!y!la!densidad!ósea,!la!posición!del!pilar!en!la!arcada,!la!relación! superficie!oclusal/superficie!de!anclaje,!las!características!de!la!arcada!opuesta,!la! proporción! corona/implante,! la! dinámica! masticatoria,! la! presencia! de! parafunciones,! las! características! de! las! fuerzas! dinámicas! y! el! modelo! oclusal! (Tabla!11).!! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 84! ! TIPOS!DE!CARGAS! ! Prótesis!a!las!que!afectan! ! Modo!de!contrarrestarlas! Cargas!estáticas! Sólo!en!prótesis!atornilladas! -!Conseguir!ajuste!pasivo! -!Seguir!norma!de! apretamiento!de!tornillos! del!fabricante! Cargas!dinámicas! En!cualquier!tipo!de!prótesis! (atornillada!o!cementada)! Buen!estudio!y!planificación! identificando!factores! relacionados!con!las!fuerzas! dinámicas! ! Tabla!11.!Tipos!de!cargas.! ! El! volumen! y! la! densidad! ósea! son! factores! fundamentales,! ya! que! representan!la!calidad!del!lecho!receptor!de!la!carga!desde!el!implante!a!través!de! las!zonas!de!osteointegración.!Por!ello,!cuanto!mayor!sea!la!superficie!de!contacto,! mejor! será! la! distribución! de! dichas! cargas! y! menor! la! tensión! (138,139).! Los! espacios! medulares! abiertos! o! los! reductos! de! tejido! fibroso! no! permiten! la! transmisión!de!fuerzas!ni!los!incrementos!fisiológicos!controlados!en!el!hueso!de! soporte!(139).! La!geometría!del!hueso!alveolar!remanente!ejerce!una!notable!influencia!en! cuanto!a!la!transmisión!de!cargas!y!la!generación!de!fuerzas!desfavorables.!De!este! modo,!los!aditamentos!con!cambio!de!plataforma!utilizados!en!casos!de!mínima! pérdida!ósea!crestal!parecen!favorecer!una!transmisión!de!fuerzas!más!efectiva,!ya! que!la!posición!del!implante!se!asemeja!más!a!la!del!diente!al!que!reemplaza!y! además!presenta!una!mayor!cantidad!de!hueso!remanente!(Fig.!30).! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 85! ! ! Figura!30.!Clasificación!del!grado!de!reabsorción!de!los!maxilares!edéntulos!según!Lekholm!y!Zarb! (1985).!A)!Cresta!alveolar!intacta.!B)!Ligera!reabsorción!de!la!cresta!alveolar.!C)!Reabsorción! avanzada!de!la!cresta!alveolar.!D)!Reabsorción!inicial!del!hueso!basal.!E)!Reabsorción!extrema!del! hueso!basal.!Permiso!de!imagen!obtenido!de!Misch!CE,!Contemporary!Implant!Dentistry,!Elsevier! (3a!ed.),!pág.!179.!Copyright!Elsevier!(2008).! ! ! La!relación!entre!el!diámetro!del!implante!y!las!cargas!puede!ser!descrita!de! la!siguiente!forma:!a!menor!tamaño!de!un!implante,!las!áreas!de!concentración!de! fuerzas!son!menores,!ya!que!en!un!mismo!volumen!de!hueso!alveolar,!habría!más! hueso!que!actuaría!como!amortiguador!de!fuerzas.!Por!ello,!cuando!la!tabla!ósea! vestibular!presenta!un!grosor!igual!o!mayor!a!2!mm,!la!implantación!entrañará!un! menor!riesgo!para!dicha!tabla!(140).!! ! La!posición!del!pilar!en!la!arcada!influye!en!la!fuerza!que!va!a!recibir.!La! región!del! primer!molar!es!la!zona!en!la!que!incide!la!máxima!fuerza!y!ésta!va! decreciendo!en!sentido!anterior!(141).!Los!implantes!anterosuperiores!tienden!a! recibir! cargas! oblicuas! por! su! orientación,! generalmente! palatina.! Además,! los! implantes! mandibulares! posteriores! presentan! ápices! más! labializados! con! el! objetivo!de!evitar!la!penetración!en!la!fosa!submandibular,!por!lo!que!sobre!estas! fijaciones!suelen!actuar!más!fuerzas!transversales!de!las!habituales.! ! Cuando!hablamos!de!la!posición!del!implante!con!respecto!al!hueso!alveolar! nos!referimos!al!lugar!que!ocupa!el!cuello!o!la!zona!de!conexión!del!implante!con! respecto! al! hueso! subyacente.! En! esta! categoría! podemos! encuadrar! tres! tipos:! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 86! supracrestal,!yuxtacrestal!y!subcrestal!(Fig.!31).!Esto!va!a!determinar!la!posición! del!fulcro!del!sistema!de!palanca!y!la!relación!corona-implante.!! ! ! Figura!31.!Tipos!de!posicionamiento!del!implante!con!respecto!al!hueso!alveolar!coronal.!! Figura!original.! ! Este! factor! es! de! vital! importancia! a! la! hora! de! prevenir! reabsorciones! óseas.!La!colocación!subcrestal!de!un!implante!va!a!desencadenar!un!mayor!grado! de! remodelación! marginal! durante! el! primer! año! (142).! Cuando! el! implante! se! inserta!de!forma!angulada,!la!gran!mayoría!de!las!cargas!recibidas!serán!oblicuas.! Estas!fuerzas,!que!son!las!más!desfavorables!para!su!disipación,!resultan!aún!más! nocivas!cuando!la!conexión!es!externa!(143).! ! Otro! factor! que! condiciona! las! cargas! dinámicas! es! la! relación! entre! superficie!oclusal!y!superficie!de!anclaje.!Una!gran!discrepancia!entre!la!superficie! oclusal! del! implante! y! la! conexión! implantoprotésica! puede! producir! cargas! oblicuas!en!sentido!vestíbulo-lingual.!Se!evitará!que!las!cúspides!tengan!vertientes! muy!marcadas!y!se!procurará!que!los!contactos!oclusales!coincidan!dentro!de!la! sección!transversal!del!implante!(144).! ! En!cuanto!a!las!características!de!la!arcada!opuesta,!los!dientes!naturales! transmiten!cuatro!veces!más!carga!que!las!prótesis!convencionales!completas.!Esta! fuerza! es! mayor! en! pacientes! que! han! empezado! a! usar! una! dentadura! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 87! recientemente!y!disminuye!con!el!tiempo.!Los!pacientes!con!prótesis!parciales!son! capaces!de!generar!fuerzas!de!unos!13!kg,!que!es!un!valor!intermedio!entre!las! producidas!por!pacientes!con!prótesis!completas!y!pacientes!con!dentición!natural.! Estas!fuerzas!van!a!estar!directamente!relacionadas!con!la!localización!y!estado!de! los!dientes!restantes,!los!músculos!y!la!articulación.! ! Las!fuerzas!generadas!durante!la!masticación!pueden!variar!en!función!de! la! persona! y! su! género,! patrón! facial,! movimientos! efectuados,! la! dirección! de! dichos!movimientos,!la!existencia!de!parafunciones!como!el!bruxismo,!etc.;!tal!y! como!se!detalla!a!continuación.! • Género.!Las!fuerzas!masticatorias!suelen!ser!mayores!en!hombres!que!en! mujeres.!!! • Edad.!La!fuerza!generada!disminuye!con!el!paso!de!los!años.! • Patrón!facial.!Los!patrones!braquifaciales!se!asocian!a!fuerzas!más!intensas! que!los!patrones!meso!o!dolicofaciales.! • Tipos!de!movimientos.!Los!movimientos!pueden!ser!axiales!o!laterales.!Las! cargas!laterales!u!oblicuas!dan!lugar!a!diferentes!componentes!de!fuerzas,!! como!brazos!de!palanca!o!momentos!de!fuerza,!siendo!éstas!más!intensas!y! desfavorables.!! • Presencia! de! parafunciones.! Las! personas! bruxistas! generan! cargas! más! elevadas!y!frecuentes.! ! !Respecto!a!!la!relación!corona/implante,!la!longitud!de!la!corona!y!la!del! implante!influyen!en!la!cantidad!y!tipo!de!fuerzas!que!se!transmiten!por!el!sistema! implantoprotésico.!Para!prevenir!las!cargas!derivadas!de!momentos!de!flexión,!la! longitud!de!la!corona!clínica!no!debería!superar!la!del!implante.!! La!dinámica!masticatoria!está!representada!por!el!estado!y!potencia!de!los! músculos!masticatorios.! ! Con!relación!a!la!presencia!de!parafunciones,!cabe!destacar!que!constituye! una! de! las! principales! causas! de! pérdida! ósea! periimplantaria! y! de! fallo! en! la! osteointegración.!Las!más!importantes!son!la!protrusión!lingual,!el!apretamiento!y! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 88! el! bruxismo.! La! protrusión! lingual! es! la! fuerza! lateral! producida! por! la! lengua! sobre! los! implantes,! que! con! frecuencia! aparece! en! pacientes! que! hubiesen! presentado!un!edentulismo!parcial!o!total!prolongado.!El!apretamiento!se!basa!en! fuerzas!que!actúan!en!el!plano!vertical!y!resultan!menos!nocivas!que!las!cargas! horizontales!(junto!a!las!oblicuas!e!incluso!las!de!tracción),!de!los!bruxistas.!Esto!es! debido! a! que! las! fuerzas! compresivas! tienden! a! preservar! la! interfase! huesoimplante!y,!por!el!contrario,!las!fuerzas!de!tracción!alteran!dicha!interfase.! ! Por! último,! los! factores! que! determinan! las! características! de! las! fuerzas! dinámicas!y!el!modelo!oclusal!son!la!magnitud,!la!dirección!y!la!frecuencia!de!las! cargas.!La!suma!de!todos!los!contactos!dentarios!que!se!producen!duran!un!día!no! superan!los!9!min!(145)!ó!20-30!min!(146)!y!la!fuerzas!ejercida!en!ellos!no!debe! sobrepasar! el! 30%! de! la! fuerza! máxima! oclusal.! En! bruxistas,! estos! contactos! pueden! prolongarse! durante! varias! horas! diarias! y! la! fuerza! ejercida! puede! ser! muy! superior! a! la! habitual.! La! confección! de! prótesis! en! extensión! o! cantiléver! puede!hacer!que!aparezcan!momentos!de!fuerza.!El!momento!se!describe!con!la! fórmula! M! =! F! ×! d,! donde! “F”! es! la! magnitud! de! la! fuerza! aplicada! y! “d”! es! la! distancia!entre!el!punto!de!aplicación!de!dicha!fuerza!y!su!centro!de!resistencia.! Las!extensiones!distales!de!las!prótesis!de!arco!completo,!en!caso!de!existir,!no! deberían! ser! mayores! de! 10-15! mm! en! el! maxilar! superior! ó! 15-20! mm! en! la! mandíbula.!Finalmente,!en!la!medida!de!lo!posible,!se!debe!procurar!(mediante!el! correcto!diseño!de!la!prótesis!y!la!posición!pertinente!de!los!implantes!dentales)! generar! cargas! axiales! y! minimizar! la! presencia! de! fuerzas! oblicuas! o! de! cizallamiento.!Además,!Rubin!y!cols.!en!2001!(147)!han!demostrado!que!el!índice! de!carga!(frecuencia)!es!más!importante!que!la!amplitud!de!carga!(cantidad)!para! inducir! la! formación! de! hueso.! Esto! podría! extrapolarse! a! la! conservación! de! hueso.! De! hecho,! se! ha! visto! que! una! carga! de! baja! amplitud! (<10! με)! a! alta! frecuencia! (10-100! Hz)! es! capaz! de! estimular! el! crecimiento! óseo! e! inhibir! la! osteoporosis!por!desuso.! ! !Otros! aspectos! que! condicionan! la! distribución! de! fuerzas,! con! independencia!de!la!posición!que!ocupe!el!implante!respecto!al!hueso!alveolar,!son! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 89! el!diseño!del!implante,!el!material!del!implante,!la!geometría!del!hueso!crestal!y!la! existencia!y!distribución!de!las!cargas!(148)!.!! ! Dentro!del!diseño!del!implante,!el!cuello!es!la!parte!más!crítica!en!lo!que! concierne!a!la!transmisión!de!fuerzas.!A!este!respecto,!las!cargas!se!caracterizan! por!ser!compresivas!en!el!hueso!cortical!compacto!y!tensivas!en!la!interfase!entre! el!hueso!cortical!y!trabecular!(debido!al!componente!intrusivo!de!las!fuerzas).!! ! Así!pues,!existen!estudios!que!recomiendan!las!dimensiones!mínimas!que! deben!tener!los!implantes!dentales!en!función!de!las!cargas!que!vayan!a!recibir! (149).! Según! esto,! el! incremento! de! carga! se! compensa! con! un! aumento! de! diámetro!y!longitud!del!implante!dental!(150)!(Figs.!32!y!33).!Esto!hace!que!se! sugieran! longitudes! y! diámetros! mínimos! para! los! implantes! dentales! dependiendo! de! las! cargas! que! vayan! a! ser! recibidas.! El! estudio! citado! es! un! análisis! de! elementos! finitos! en! 2-D! en! el! que! no! se! toma! en! cuenta! el! hueso! subyacente,!es!decir,!la!calidad!y!cantidad!ósea.!! ! ! ! Figura!32.!Cuadro!de!toma!de!decisiones!de!las!dimensiones!del!implante!dental!en!función!de!la! carga!masticatoria!recibida.!Obtenido!de!Kumararama!y!cols.!en!2017!(149)!con!permiso!de! Wolters!Kluwer!Medknow!Publications.! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 96! ligamento! periodontal! son:! propiocepción,! resistir! las! fuerzas! oclusales! y! transmitirlas! al! hueso,! insertar! el! diente! al! hueso,! protección! mecánica! a! vasos! sanguíneos! y! nervios,! formación! de! células! implicadas! en! la! formación! y! reabsorción! (fibroblastos,! células! endoteliales,! cementoblastos! y! osteoblastos)! y! formación!de!colágeno,!mucopolisacáridos!y!sustancia!fundamental!amorfa.! ! Además,!el!tejido!periimplantario!es!diferente!al!tejido!periodontal.!En!el! primero!diferenciamos!un!componente!de!tejidos!blandos!(anchura!de!la!mucosa! queratinizada,!grosor!de!encía!y!altura!de!tejido!supracrestal)!y!un!componente! óseo!(grosor!del!hueso!que!rodea!al!implante).!La!presencia!de!cada!componente! tiene!vital!importancia!en!el!estado!de!salud!de!un!implante!(163)!(Figs.!37!y!38).!! ! ! ! Figura!37.!Tejidos!periodontales.!Parámetros!a!tener!en!cuenta!en!la!valoración!de!!tejidos! periodontales.!A1!=!Anchura!de!encía!queratinizada.!A2!=!Grosor!de!la!encía.!B1!=!Grosor!del!hueso! alveolar.!Traducido!del!inglés!y!reproducido!de!(163)!con!permiso!de!John!Wiley!&!Sons.! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 97! ! ! Figura!38.!Tejidos!periimplantarios.!Parámetros!para!la!valoración!de!tejidos!periimplantarios.!! A1!=!Anchura!de!encía!queratinizada.!A2!=!Grosor!de!la!mucosa.!A3!=!Altura!de!tejido!supracrestal.!! B1!=!Grosor!de!hueso!periimplantario.!! Traducido!del!inglés!y!reproducido!de!(163)!con!permiso!de!John!Wiley!&!Sons.! ! La!ausencia!o!presencia!de!menos!de!2!mm!de!encía!queratinizada!puede! afectar!a!la!integración!del!implante!a!largo!plazo!(164).!!! ! La!pérdida!de!hueso!alveolar!alrededor!de!un!implante!es!una!patología!de! origen! multifactorial.! Entre! sus! posibles! causas! se! han! descrito:! el! trauma! quirúrgico,! la! sobrecarga! oclusal,! la! periimplantitis,! el! microgap& (espacio! físico! entre!el!implante!y!los!elementos!protéticos),!la!anchura!biológica,!y!la!morfología! de!la!porción!crestal!del!implante!(165).!De!todos!modos,!su!origen!no!está!claro,!lo! cual!se!trasluce!por!la!falta!de!acuerdo!a!la!hora!de!definir!un!nombre!para!esta! patología.! Algunos! autores! lo! llaman! periimplantitis,! otros! lo! denominan! periodontitis! periimplantaria! e! incluso! mucositis! periimplantaria.! La! nueva! clasificación! de! las! enfermedades! periimplantarias! presentada! en! el! Congreso! Europerio!de!Ámsterdam!en!2018!considera!la!edad!del!paciente!como!factor!para! evaluar! la! periimplantitis! (166).! Es! decir,!que! una! pérdida! ósea! de! varios! milímetros!podría!ser!fisiológica!dependiendo!de!la!edad!del!sujeto.! ! En! general,! los! factores! que! favorecen! el! desarrollo! de! periimplantitis! pueden!estar!relacionados!con!el!implante!o!con!el!paciente!(167).!En!cuanto!a!los! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 98! factores!relacionados!con!el!implante!destacamos:!la!profundidad!de!sondaje,!la! existencia! de! placa,! el! grosor! de! encía! queratinizada,! los! dientes! presentes,! la! posición! en! la! arcada,! el! tiempo! transcurrido! desde! la! carga,! la! utilización! de! injertos!óseos,!el!tipo!de!edentulismo,!el!tipo!de!prótesis!(atornillada!o!cementada! y! removible! o! fija).! Entre! los! factores! que! dependen! del! paciente,! cabe! citar! el! género,!la!edad,!la!presencia!de!hábito!tabáquico,!el!índice!de!placa,!el!índice!de! sangrado,!el!número!de!implantes!y!la!frecuencia!del!mantenimiento!y!revisiones.! ! En!el!Congreso!Europerio!de!Ámsterdam,!el!grupo!de!trabajo!4!!definió!el! término!de!“salud!periimplantaria”!(166),!basando!dicho!concepto!en!la!ausencia! de:!eritema,!sangrado!al!sondaje,!hinchazón,!supuración,!y!pérdida!ósea!más!allá! de!los!niveles!crestales!resultantes!tras!la!remodelación!inicial!del!hueso!(Tabla! 12).! ! ! ! ! Salud! periimplantaria! ! Mucositis! periimplantaria! Periimplantitis! Signos!clínicos! ! Signos! visuales!de! inflamación ! Ausente Puede!estar! presente Puede!estar! presente Sangrado!al! sondaje ! Ausente Presente Presente Supuración Ausente Puede!estar! presente Normalmente! presente Profundidad! de!sondaje! aumentada ! Ausente Puede!estar! presente Presente Signos! radiográficos! ! Pérdida!ósea! progresiva ! ! Ausente Ausente Presente ! Tabla!12.!Criterios!diagnósticos!para!enfermedades!periimplantarias.! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 99! ! ! El!primer!estadío!de!esta!patología!se!denomina!mucositis!periimplantaria.! Se!considera!que!la!placa!bacteriana!es!el!causante!principal!aunque!puede!estar! favorecido! por! otros! factores! coadyuvantes! como! el! tabaquismo,! la! diabetes! mellitus!y!la!radioterapia.!Se!trata!de!un!cuadro!clínico!que!puede!ser!revertido.! Para!su!diagnóstico!se!requiere!la!presencia!de!sangrado!y!supuración!al!sondaje! con!o!sin!incremento!de!la!profundidad!de!sondaje!y!ausencia!de!pérdida!ósea!más! allá! de! los! niveles! óseos! crestales! resultantes! tras! la! remodelación! ósea! inicial.! Constituye!el! paso! previo! a! la! periimplantitis,! especialmente! en! pacientes! susceptibles!y/o!ausencia!de!un!mantenimiento!regular.! ! Por! último,! abordamos! la! periimplantitis.! Se! define! como! una! situación! patológica!asociada!a!la!placa!bacteriana!producida!en!los!tejidos!que!rodean!a!los! implantes! dentales! y! caracterizada! por! una! inflamación! de! la! mucosa! periimplantaria! que! cursa! con! una! pérdida! progresiva! del! hueso! de! sostén.! Su! avance!es!más!rápido!en!comparación!con!la!enfermedad!periodontal!(168).!Para! su!diagnóstico!se!requiere!presencia!de!sangrado!y/o!supuración!al!sondaje,!así! como! un! incremento! de! la! profundidad! de! sondaje! en! comparación! con! exploraciones! previas.! Finalmente,! se! registrará! pérdida! ósea! más! allá! de! los! niveles!óseos!crestales!resultantes!tras!la!remodelación!ósea!inicial!(166).! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 100! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 101! 1.9.!Análisis!de!elementos!finitos:!Finite!Elements!Analysis!(FEA)!o!Método!de! elementos!finitos!(MEF)! ! El#origen#del#MEF#podría#situarse#a#principios#del#siglo#XX#cuando#algunos# investigadores,usaron,un,método,comparable!para$simular$un$modelo$elástico$en$ barras.!No!obstante,!de!modo!más!oficial,!se# considera#que# fue#concebido#por# el# matemático)alemán)Richard)Courant)en)1943)en)el)curso)del)estudio)de)la)torsión.) Para$ ello$ usó$ la$ interpolación$ polinómica$ sobre$ pequeñas$ regiones$ triangulares$ (169).! ! El!análisis!de!elementos!finitos!es!un!método!numérico!que!permite!evaluar! el!estrés!mecánico!y!las!deformaciones!en!cualquier!modelo!geométrico!dado.!Se! trata! de! una! excelente! herramienta! para! efectuar! análisis! biomecánicos! y,! por! tanto,! estudiar! la! influencia! de! las! fuerzas! mecánicas! en! los! sistemas! biológicos! (170).! Consiste! en! una! discretización,! una! pieza! en! una! cantidad! finita! de! elementos!para!los!cuales!se!resuelven!simultáneamente!ecuaciones!diferenciales! que! describen! el! desplazamiento! de! los! nodos! o! puntos! de! intersección! de! los! elementos.!En!otras!palabras,!es!un!conjunto!de!puntos!y!líneas!interconectados! entre! sí! que! son! capaces! de! transmitir! estrés! entre! ellos! para! poder! ser! cuantificados!en!determinadas!situaciones!de!la!mecánica!(170).! ! Entre! las! ventajas! que! ofrece! el! uso! del! MEF! encontramos! (171):! el! tratamiento! de! geometrías! complicadas;! la! asignación! de! las! propiedades! de! materiales! no! lineales! o! variables;! la! creación! de! códigos! multipropósitos! generales;!los!fundamentos!teóricos!sólidos;!los!resultados!fiables;!y!la!posibilidad! de!estimación!del!error.! ! Para$ entender$ en$ qué$ consiste$ el$ MEF!se! han! de! esclarecer! previamente! ciertos!conceptos!(169):! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 102! • Dominio:!Región'geométrica'que'conforma'el'sistema'a'estudiar.'Puede'ser' una$línea,$un$área,!o!un!volumen.!! • Condición( de( contorno:!Valores( de( variables( que( se( establecen( como( constantes(a(lo(largo(de(la(evolución(del(sistema(y(que,(por(tanto,(limitan(su( comportamiento.!! • Elemento:!Cada$uno$de$los$subdominios$que$surgen$de$la$partición$de$un$ dominio;' también' llamado' “discretización”.# Los# elementos# actúan# como# volúmenes)de)control)donde)se)aplican)las)ecuaciones)de)comportamiento,) equilibrio,!y" compatibilidad" pertinentes." En" función" de" la" dimensión" del" dominio! al! que! dividen! se! distinguen:! elementos! unidimensionales! para! dominios!lineales,( elementos( bidimensionales( si( el( dominio( es( un( área,!o! elementos!tridimensionales!cuando!el!dominio!es!un!volumen.!! • Nodo:!Punto!representativo!de!un!elemento!en!el!que!confluyen!dos!lados! del!mismo.!El!nodo!puede!pertenecer!simultáneamente!a!varios$elementos.$ Los$ nodos$ son$ los$ puntos$ donde$ se$ establecen$ las$ ecuaciones$ antes$ mencionadas* para* así* describir* la* evolución* del* elemento* con* las* condiciones!de!contorno!que!se!establezcan.!! • Malla:!Conjunto' de' nodos' presentes' en' un' dominio.' El' tamaño' de' malla$ refleja' la' distancia' internodal' y' se' hablará' de' “refinamiento' de' malla”' cuando!se!determinen! menores!distancias! internodales." Este" hecho," dado" que$ el$ tamaño$ del$ dominio$ permanece$ invariable,$ conlleva!el# uso# de# un# mayor&número&de&elementos.&! • Grado!de!libertad!(GDL):!En#el#ámbito#estructural#se#define#el#GDL#de#un# nodo$ como$ el$ mínimo$ número$ de$ parámetros$ independientes$ necesarios$ para!establecer!la!velocidad!de!ese!nodo.!! ! Las! aplicaciones! del! método! son! muy! amplias,! como! por! ejemplo! en! mecanismos! especiales,! sistemas! mecánicos,! procesos! de! manufactura,! transferencia! de! calor! y! energía,! industria! aeroespacial,! robótica,! biomedicina,! cardiología,!mecánica!del!deporte,!etc.!(172,173).!! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 103! !Los!pasos!a!seguir!para!realizar!el!MEF!son!los!siguientes!(171):!! a) Discretización, o, modelado, de, la, estructura.!La!estructura!se!divide!en!una! cantidad!finita!de!elementos!con!ayuda!de!un!pre-procesador."Este"paso"es" crucial'para' obtener'una' solución'exacta' del'problema.' Así,'determinar' el' tamaño&o&la&cantidad&de&elementos&en&cierta&área&o&volumen&del&elemento$a$ analizar' representa' una' ventaja' del' método,' pero' a' la' vez' implica' que' el' usuario'debe'evitar'generar'cálculos'innecesarios'o'soluciones'erróneas.'! b) Definir&las&propiedades&del&elemento.!En!este!paso!el!usuario!debe!definir!las! propiedades!físicas!del!elemento!(como!su!morfología).!! c) Ensamblar&las&matrices&de&rigidez&de&los&elementos.!La#matriz#de#rigidez#de# un# elemento# consiste# en# un# conjunto# de# coeficientes,# los# cuales# pueden# derivar'del'equilibrio,'residuos'ponderados'o'métodos'de'energía.'La'matriz! de!rigidez!del!elemento!alude!a!los!desplazamientos!nodales!al!ser!aplicadas! fuerzas! en! los! nodos! (K*F! =! U).! El! ensamble! de! las! matrices! de! rigidez! supone!la#aplicación#de#equilibrio#para#toda#la#estructura.#! d) Aplicar& las& cargas.! Alude! a! la! especificación! de! fuerzas! externas! concentradas!o!fuerzas!uniformes!y!momentos.!! e) Definir& las& condiciones& de& frontera.! Las! condiciones! de! apoyo! deben! ser! dadas,! por! ejemplo,! si! el! desplazamiento! de! ciertos! nodos! es! conocido.! Usando!los!elementos!de!la!frontera!se!pueden!determinar!las!reacciones!en! los!mismos.!! f) Solucionar& el& sistema& de& ecuaciones& algebraicas& lineales." La" aplicación" secuencial) de) los) pasos) descritos) conduce) a) un) sistema) de) ecuaciones) algebraicas* simultáneas,* donde* los* desplazamientos* nodales* son* desconocidos.!! g) Calcular& los& esfuerzos." El" usuario" puede" entonces" calcular" los" esfuerzos," reacciones,*deformaciones* u*otra* información*relevante.* En*este* punto,*el* post-procesador!ayuda!a!visualizar!la!salida!en!formato!gráfico.!! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 104! Por! tanto,! la! estructura! se! separa! en! elementos! conectados! entre! sí! mediante! nodos! (Fig.! 38).! Los! nodos! pueden! ser! primarios,! secundarios,! o! intermedios.!La!elección!del!modelo!matemático,!el!tipo!de!elementos!y!el!grado!de! separación!entre!ellos!va!a!favorecer!la!exactitud!del!modelo!(174).!A!su!vez,!los! elementos! que! conforman! la! malla! pueden! ser! lineales! (dos! o! tres! nodos);! triangulares!(tres!o!seis!nodos);!cuadriláteros!(lineal,!serindípico!de!ocho!nodos!si! existen!nodos!primarios! y!secundarios,!o! lagrantiano! de!nueve!nodos! si!existen! nodos!intermedios);!tetraedros!(cuatro!o!diez!nodos)!(Fig.!43);!hexaedros!(ocho,! veinte,!o!veintisiete!nodos);!o!prisma!de!base!triangular!con!seis!nodos!(Fig.!40).! Por!lo!general!el!nodo!se!representa!con!dos!valores.!Por!ejemplo:!C3D4.!En!este! supuesto! las! dos! primeras! cifras! muestran! si! el! elementos! es! lineal! (C3),! con! desplazamiento!(Q3),!etc.!y!las!siguientes!dos!cifras!revelan!el!número!de!nodos! con! los! que! cuenta! el! elemento.! Con! el! fin! de! verificar! la! calidad! de! la! matriz! conformada! es! necesario! realizar! un! estudio! de! convergencia.! Mediante! este! proceso!se!puede!seleccionar!el!número!correcto!de!elementos!y!su!tamaño,!así! como!la!cantidad!necesaria!de!nodos!(175).!En!algunos!casos!donde!se!incluyen! elementos!curvos!en!el!modelo!de!referencia,!se!puede!conseguir!un!mayor!ajuste! a!la!geometría!de!los!cuerpos!mediante!una!interpolación!geométrica!(176).!! ! ! Figura!39.!Tipos!de!nodos!de!un!elemento.!Figura!original.! ! La!aplicación!del! método,! desde!un!punto! de! vista!estructural,!se! explica! como!una!generalización!del!cálculo!matricial!de!estructuras!al!análisis!de!sistemas! continuos.! Un! elemento! finito! “e”! se! define! por! sus! nodos! y! por! su! contorno;! formado!por!las!líneas!que!los!unen.!(176).! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 105! ! ! Figura!40.!Tipos!de!elementos!y!su!nomenclatura.!Ejemplos.!Figura!original.!! ! La! configuración! de! la! malla! puede! ser! estructurada,! es! decir,! con! nodos! interiores! que! poseen! igual! número! de! elementos,! o! no! estructurada! (Fig.! 41),! cuyos! nodos! difieren! en! el! número! de! elementos.! La! malla! también! puede! ser! conforme!o!no!conforme!(Fig.!42).!Una!malla!conforme!es!aquélla!en!la!que!los! elementos! vecinos! comparten! sus! nodos! y! en! la! que! cada! lado! de! un! elemento! coincide!con!el!lado!del!elemento!vecino.!La!malla!no!conforme!presenta!elementos! independientes!entre!sí!(177).! ! Figura!41.!Diferencia!entre!malla!no!estructurada!(izquierda)!y!malla!estructurada! (derecha).!Reproducido!de!(177)!con!acceso!libre.! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 112! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 113! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 2.!ANTECEDENTES!Y! JUSTIFICACIÓN! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 114! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 115! 2.!ANTECEDENTES!Y!JUSTIFICACIÓN! ! La!implantología!forma!parte!de!la!práctica!odontológica!cotidiana.!Hasta!el! momento! actual! se! han! diseñado,! probado! y! comercializado! múltiples! tipos! de! implantes!dentales!para!proporcionar!soluciones!protéticas,!anatómicas,!estéticas! y!funcionales!para!pacientes!parcial!o!totalmente!edéntulos.!A!pesar!de!la!elevada! tasa! de! éxito! de! los! implantes! dentales,! varios! factores! pueden! conducir! a! la! aparición! de! complicaciones! (200,201).! Clínicamente,! algunas! de! las! principales! causas! de! fracaso! del! implante! son! la! osteointegración! incompleta! (201),! las! alteraciones! de!los! tejidos! blandos! circundantes! (201),! los! problemas! biomecánicos!(200,201),!la!mala!calidad!del!hueso!maxilar!(201),!la!carga!no!axial! del! implante! (201),! y! los! hábitos! parafuncionales,! como! el! bruxismo,! por! su! asociación!con!la!pérdida!ósea!e!implantológica!(133).!! ! La! osteointegración! es! el! primer! concepto! a! considerar.! Este! factor! clave! está! significativamente! condicionado! por! el! estímulo! biomecánico! (133),! que! puede! afectar! directamente! al! contacto! hueso-implante! (BIC)! (202).! Por! tanto,! únicamente!la!zona!del!implante!que!se!ha!integrado!en!el!hueso!alveolar!(BIC)! puede!disipar!la!tensión!a!través!de!él.!La!osteointegración!parcial!de!un!implante! dental! puede! conducir! a! una! incorrecta! distribución! de! las! tensiones,! comprometiendo!así!la!longevidad!de!la!fijación!(133).!! ! El! hueso! alveolar! es! un! tejido! vivo! que! sufre! un! proceso! continuo! de! remodelación! tras!la! pérdida! dentaria.! Por! tanto,! el! estudio! de! variables! biomecánicas,! como! las! fuerzas! ejercidas! sobre! la! cresta! alveolar,! es! de! vital! importancia.!Para!comprender!y,!por!tanto,!poder!evitar!el!fallo!del!implante!una! vez! que!la! osteointegración! se! ha! producido! correctamente,! debemos! tener! en! cuenta! la! distribución! de! las! fuerzas! masticatorias! a! lo! largo! del! eje! axial! del! implante,!ya!que!son!absorbidas!por!el!hueso!circundante.!Las!cargas!generadas!y! su!disipación!a!lo!largo!del!implante!dependen!de!la!magnitud!y!dirección!de!las! fuerzas! que! inciden;! la! calidad,! el! tipo! y! la! geometría! del! hueso! que! rodea! a! la! fijación;!y!la!calidad!de!la!interfaz!del!implante.!En!síntesis,!se!deben!valorar!los! siguientes! elementos! a! la! hora! de! evaluar! la! distribución! de! cargas! (203):! el! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 116! implante,!el!hueso!alveolar,!la!unión!hueso-implante!o!grado!de!osteointegración,! la!geometría!ósea,!el!tipo!o!densidad!ósea,!el!tipo!de!fuerzas!aplicadas,!el!tipo!de! conexión!y!el!pilar!del!implante.!Además,!debemos!conocer!el!comportamiento!de! los! factores! mencionados! cuando! interactúan.! Más! aún,! el! diseño! de! implantes! desempeña!un!papel!fundamental.!De!esta!forma,!existen!implantes!cónicos!o!de! paredes!paralelas,!implantes!con!roscas!de!mayor!o!menor!tamaño,!implantes!con! micro-roscas!en!el!cuello,!e!implantes!con!conexiones!externas!o!internas.! ! Se!han!realizado!numerosas!investigaciones!para!esclarecer!los!efectos!de! las! cargas! recibidas! por! los! implantes! dentales.! Estos! estudios! se! focalizan! esencialmente!en!la!sección!de!la!conexión!del!implante!con!su!parte!protética!(39)! o! bien! evalúan! las! fuerzas! generadas! en! implantes! de! diferente! dimensión! (longitud! y/o! diámetro)! (204).! El! complejo! prótesis-implante-hueso! puede! presentar!diferentes!variaciones!en!cada!uno!de!sus!elementos.!Sólo!algunas! de! dichas! variantes!podrán!ser! controladas! por! el! clínico;! razón! que! justifica! la! importancia! de! conocer! en! primera! instancia! los! factores! que! dependen! directamente!de!su!actuación.! !! Nuestra! investigación!se!centra!en!analizar! la!variable!de! la! calidad!ósea! como!factor!fundamental;!así!como!en!evaluar!la!influencia!de!la!morfología!del! implante!en!los!distintos!patrones!clínicos.!Al!no!incluir!la!conexión!al!implante,! prescindimos!de!una!variable!que,!aunque!parece!ejercer!una!influencia!relevante! en! la! confección! final! de! una! implantoprótesis,! podría! actuar! como! factor! de! confusión!en!el!análisis!planificado!en!esta!Tesis!Doctoral;!si!bien!tenemos!pensado! incluirla! en! estudios! futuros! una! vez! hayan! sido! valorados! en! profundidad! los! hallazgos!de!este!proyecto.! ! Éste! es! el! primer! estudio! de! elementos! finitos! sobre! osteointegración! de! implantes!dentales!en!el!que!se!efectúa!una!diferenciación!entre!hueso!cortical!y! trabecular!a!la!hora!de!diseñar!el!modelo.!En!nuestra!investigación,!planteamos! que!las!características!ideales!de!un!implante!pueden!estar!condicionadas!por!el! tipo! de! hueso! circundante! y! su! respuesta! en! cuanto! a! la! transmisión! de! cargas! oclusales,! considerando,! a! su! vez,! dos! posibles! vectores! direccionales! de! fuerza.! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 117! Con!ello,!el!estudio!trata!de!mostrar!cómo!la!macrogeometría!y!microgeometría!de! un!implante!dental!podría!influir!de!forma!relevante!en!su!éxito!a!largo!plazo.! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 118! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 119! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 3.!OBJETIVOS! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 120! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 121! 3.!OBJETIVOS! ! !El! objetivo! general! de! este! estudio! es! utilizar! técnicas! de! simulación! numérica! basadas! en! el! método! MEF!para! evaluar! la! influencia! de! diferentes! densidades! óseas! y! espesores! de! la! zona! cortical! de! varios! tipos! de! hueso!(de! acuerdo!con!la!clasificación!de!Misch!(210)),!sobre!las!tensiones!inducidas!por!dos! modelos! de! implantes! morfológicamente! distintos,! tras! ser! sometidos! a! cargas! axiales!y!oblicuas.!! ! ! A! partir! de! este! objetivo! general,! establecemos! los! siguientes! objetivos! específicos:! ! 1. Investigar!los!efectos!de!los!diferentes!tipos!de!cargas!en!su!distribución!a! lo! largo! del! implante! y! el! hueso! para! ambos! diseños! de! implantes! analizados!(M-12&vs.&Astra).! 2. Evaluar!cómo!la!disminución!en!la!calidad!ósea!afecta!a!la!distribución!de! las!tensiones!producidas.! 3. Analizar! la! concentración! de! las! tensiones! en! hueso! cortical! y! trabecular! para!ambos!tipos!de!implantes!estudiados!(M-12&vs.&Astra)!en!función!de!la! densidad!ósea.! 4. Estimar!si!las!cargas!generadas!favorecen!la!reabsorción!ósea!y!determinar! la!influencia!del!tipo!de!implante!a!este!respecto.! 5. Evaluar!si!la!morfología!del!implante!puede!ayudar!a!distribuir!las!cargas! generadas!de!una!forma!eficiente.!Analizar!y!comparar!el!efecto!del!tipo!de! microespira!(gruesa!en!el!implante!M-12!y!fina!en!el!Astra)!y!de!la!conicidad! del! implante! (M-12! cónico! y! Astra! cilíndrico)! en! la! distribución! de! las! tensiones.!! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 128! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 129! 5.!MATERIAL!Y!MÉTODO! ! Tal!y!como!apuntábamos!en!apartados!anteriores,!para!poder!alcanzar!el! objetivo!de!nuestro!estudio!usamos!un!modelo!mediante!técnicas!de!simulación! numérica! basadas! en! el! método! de! elementos! finitos! (MEF)!o! finite& elements& analysis!(FEA),!que!nos!permite!observar!la!influencia!de!los!diferentes!tipos!de! hueso,!atendiendo!a!sus!distintas!densidades!óseas!y!espesores!de!zona!cortical,!en! las!tensiones!inducidas!por!dos!diseños!de!implantes!dentales!sometidos!a!cargas! estáticas!compresivas!y!oblicuas.! ! 2.1.!Configuración!del!modelo!óseo! ! La!geometría!básica!y!dimensiones!del!hueso!a!modelar!han!sido!definidas!a! partir!de!la!información!proporcionada!por!una!tomografía!axial!computarizada!de! haz!cónico!(CBCT)!tomada!en!la!localización!de!un!primer!molar!inferior.!De!este! modo,!conseguimos!que!el!fragmento!resulte!morfológicamente!lo!más!parecido! posible!a!una!mandíbula!normal!en!la!posición!de!un!seis.!Otros!estudios!como!el! de!Hudieb!y!cols.!en!2011!(205)!o!el!de!Yalçin!y!cols.!en!2019!(206)!reprodujeron,! para!una!investigación!de!similares!características,!la!zona!anatómica!del!primer! premolar! inferior! (coincidiendo! la! morfología! final! con! la! media! de! diferentes! tomografías!tomadas!para!esta!región).!El!área!del!primer!molar!mandibular!se!ve! sometida!a!mayores!cargas;!las!cuales!disminuyen!a!medida!que!nos!desplazamos! mesialmente!en!la!arcada!(207).!!Watanabe!y!cols.!en!2005!(208)!observaron!que! el!25%!de!la!fuerza!que!puede!realizar!una!arcada!recae!en!el!segundo!molar!y!el! 15%!en!el!primer!molar.!! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 130! ! Figura!46.!Radiografía!CBCT!empleada!como!referencia.!Figura!original.! ! Al!seleccionar!esta!imagen!tomográfica!como!referencia!para!la!confección! del! modelo! finito! de! hueso,! eliminamos! la! presencia! de! distintos! factores! de! confusión! generados! por! la! elección! de! diferentes! modelos! óseos! (ej.:! modelos! tomados!del!maxilar!superior!o!de!sectores!anteriores)!y!además!elegimos!la!zona! de!la!mandíbula!donde!se!generan!fuerzas!de!mayor!intensidad!(115).!! A!partir!de!aquí!se!confecciona!la!figura!que!muestra!la!geometría!y!cotas!en! milímetros!empleadas!en!la!definición!del!modelo!numérico.!La!figura!resultante! es! un! octógono! irregular! en! su! corte! transversal! bidimensional,! a! cada! uno! de! cuyos!lados!se!otorgan!valores!dimensionales!y!angulares!(Figs.!46!y!47;!Tabla!15).!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 131! LADO! Localización! Longitud!(mm)! Ángulo! A! Plataforma!oclusal! 3,14! AB!–!135°! AC!–!150°! B! Zona!ocluso-vestibular! 7,95! AB!–!135°! BD!–!135°! C! Zona!ocluso-lingual! 5,53! AC!–!135°! CE!–!120°! D! Zona!vestibular! 12,54! BD!–!135°! DF!–!135°! E! Zona!lingual! 13,02! CE!–!120°! EG!–!135°! F! Zona!basal-vestibular! 4,98! FH!–!135°! DF!–!135°! G! Zona!basal-lingual! 8,60! EG!–!135°! GH!–!135°! H! Zona!basal! 3,73! FH!–!135°! GH!–!135°! ! Tabla!15.!Mediciones!de!aristas!y!ángulos!que!forman!el!octógono!del!modelo!óseo.! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 132! ! Figura!47.!Modelo!numérico!creado!a!partir!del!corte!tomado!de!la!CBCT.!! Unidades!lineales!en!milímetros!y!unidades!angulares!en!grados.!Figura!original.! ! Con! el! fin! de! poder! alojar! correctamente! al! implante! se! ha! procedido! a! cortar!la!zona!crestal!del!modelo!numérico!hasta!dejar!una!superficie!libre!de!6,5! mm!(Fig.!48;!Tabla!16).!La!finalidad!es!proporcionar!un!grosor!de!hueso!suficiente! alrededor!del!implante!y!evitar!cualquier!tipo!de!dehiscencia!ósea,!o,!en!el!caso!del! modelo!numérico,!impedir!que!haya!una!zona!de!hueso!débil.!Yalçin!y!cols.,!en!su! estudio!de!2019!(206),!utilizan!una!plataforma!oclusal!ósea!de!8!mm!en!la!zona! premolar!debido!a!que!su!diseño!es!rectangular!y,!a!diferencia!de!nuestro!modelo,! no! representa! zonas! de! reabsorción! coronal! que! suelen! registrarse! en! áreas! edéntulas.!Hudieb!y!cols.!en!2011!(205)!representaron!en!su!modelo!numérico!1,5! mm!de!hueso!cortical!alrededor!del!implante.!En!nuestro!trabajo,!el!implante!tiene! al!menos!1,25!mm!de!hueso!cortical!en!toda!su!periferia.!Como!consecuencia!se! afectan!la!longitud!de!los!lados!del!octógono!original!y!sus!ángulos!en!A,!B!y!C.!! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 133! ! Figura!48.!Geometría!del!hueso!empleada!en!el!modelo!numérico.!! Unidades!lineales!en!milímetros!y!unidades!angulares!en!grados.! ! ! ! LADO! Localización! Longitud!(mm)! Ángulo! A! Plataforma!oclusal! 6,50! AB!–!137°! AC!–!153°! B! Zona!ocluso-vestibular! 5,64! AB!–!137°! BD!–!135°! C! Zona!ocluso-lingual! 2,05! AC!–!153°! CE!–!120°! ! Tabla!16.!Cambio!de!longitud!de!los!lados!del!octógono!y!sus!ángulos!tras!corte!oclusal!del!modelo.! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 134! La!profundidad!del!modelo,!que!se!ha!fijado!en!10!mm,!se!describe!en!el! plano!sagital!o!mesiodistal.!Esto!significa!que!el!implante!en!el!modelo!numérico!va! a!tener!3!mm!desde!mesial!del!implante!hasta!el!borde!del!modelo!óseo!y!otros!3! mm!desde!distal!del!implante!hasta!el!borde!del!modelo!óseo!(Fig.!48).!! ! La! colocación! del! implante! en! el! modelo! numérico! ha! sido! realizada! de! forma!centrada!con!respecto!a!la!superficie!libre!superior.!De!tal!manera!que!en!la! superficie!superior!que! presenta!6,5!mm! de!ancho!y! 10!mm!de! profundidad,!el! centro! del! implante! queda! encuadrado! a! 3,25! mm! y! a! 5,0! mm! de! los! bordes! mesiodistal!y!bucolingual,!respectivamente!(Fig.!49).!! ! ! Figura!49.!Posición!del!implante!en!el!hueso.!Plano!coronal.!Unidades!en!milímetros.! ! ! Siguiendo!el!esquema!de!densidad!ósea!propuesto!por!Misch!(44)!existen! cuatro!tipos!de!hueso!en!los!maxilares!en!función!de!la!densidad!y!espesor!del!área! cortical.! Para! el! presente! estudio! comparativo,! se! ha! proporcionado! un! grosor! superior! al! hueso! cortical! en! D1,! que! se! ha! ido! disminuyendo! gradualmente! a! medida!que!llegamos!al!D4!(Fig.!50;!Tabla!17).! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 135! ! ! ! ! Figura!50.!Relación!hueso!cortical!/!trabecular!para!la!confección!de!los!modelos!MEF.! ! ! Cada! localización! de! los! maxilares! va! a! tener! un! tipo! de! hueso! característico;!si!bien!existen!variaciones!individuales.! ! ! & Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 136! Densidad!ósea Descripción Localización!anatómica D1! Cortical!densa Zona!anterior!mandibular D2! Cortical!porosa y!trabecular!gruesa Zona!anterior!mandibular Zona!posterior!mandibular Zona!anterior!maxilar D3! Cortical!porosa!(fina) y!trabecular!fina Zona!anterior!maxilar Zona!posterior!maxilar Zona!posterior!mandibular D4! Trabecular!fina Maxilar!posterior ! Tabla!17:!Esquema!de!densidad!ósea!según!Misch!(44).! ! Al!hueso!cortical!se!le!otorgó!un!módulo!de!Young!de!13,7!GPa!(209)!a!lo! largo!de!todo!su!espesor!para!cada!uno!de!los!tipos!de!densidades!óseas!descritas.! Por! tanto,! no! se! tuvo! en! cuenta! la! heterogeneidad! y! la! compleja! geometría! del! hueso!real,!ya!que!se!asume!que!el!hueso!es!homogéneamente!uniforme!y,!por!ello,! se! trata! de! un! valor! aproximado! (210).! Estos! valores! han! sido! utilizados! por! numerosos! estudios,! los! cuales! aparecen! recogidos!en! la! tabla! 14,! dentro!del! apartado!1.9.! En! cuanto! al! hueso! trabecular,! tal! y! como! se! refleja! en! la! tabla! 16,! se! asignaron!diferentes!valores!para!el!módulo!de!Young!en!función!del!tipo!de!hueso.! Un!estudio!realizado!por!Holmes!y!cols.!en!1997!(211)!asignaba!1,47!GPa!a!los! huesos!tipo!D2!y!D3;!y!0,231!GPa!al!hueso!tipo!D4.!Dichos!valores!de!tensión!en!el! hueso!trabecular!son!aparentes,!es!decir,!que!no!tienen!en!cuenta!la!concentración! o!incremento!de!tensiones!derivadas!del!porcentaje!de!porosidad!ni!la!dimensión! de! las! cavidades! que! conforman! el! tipo! de! hueso! estudiado.! El! coeficiente! de! Poisson! fue! siempre! de! 0,3! (Tabla! 18);! siendo! éste! un! valor! pertinente! a! los! encontrados!en!estudios!similares!(ver!tabla!14!en!el!apartado!1.9)!(198).!Si!se! somete! un! objeto! a! una! fuerza! de! compresión! uniaxial,! sus! dimensiones! disminuyen!en!la!dirección!de!la!carga!(longitudinal)!y!aumentan!en!la!dirección! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 137! transversal.!Si!por!el!contrario,!aplicamos!sobre!el!objeto!una!fuerza!!de!tracción!o! tensión,! las! dimensiones! del! objeto! disminuyen! en! la! dirección! transversal! y! se! magnifican!en!la!longitudinal.!La!relación!entre!ambas!deformidades!viene!dada! por!el!coeficiente!de!Poisson,!ν,!de!modo!que!ν!=!εtrans!/!εlong!(212).!!! ! ! HUESO!CORTICAL! HUESO!TRABECULAR! Tipo!de! hueso Espesor! (mm) Módulo!de! Young!(GPa) Coef.! Poisson Módulo!de! Young!(GPa)!(*) Coef.! Poisson D1! 2,5 13,7 0,3 9,5 0,3 D2! 2,0 13,7 0,3 5,5 0,3 D3! 1,5 13,7 0,3 1,6 0,3 D4! 1,0 13,7 0,3 0,69 0,3 (*)!Módulo!de!Young!aparente.!Coef.:&coeficiente.&! ! Tabla!18:!Propiedades!mecánicas!y!geométricas!según!el!tipo!de!hueso.! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 144! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 145! 2.3.!Ensamblaje!!o!creación!de!la!interfase!del!modelo!numérico!óseo!con! los!implantes! La!siguiente!figura!muestra!el!ensamblaje!entre!el!hueso!y!el!implante.!Para! caracterizar!el!implante!y!el!hueso!se!ha!empleado!un!modelo!constitutivo!de!tipo! elástico!lineal,!homogéneo!e!isotrópico!(7,213,214),!con!módulos!de!Young!para!el! hueso!definido!en!función!de!la!densidad!del!tipo!de!hueso!a!estudiar!(Fig.!55).!Los! implantes!son!representados!a!nivel!yuxtaóseo.!& ! ! Figura!55.!Visión!del!implante!M-12!dentro!del!modelo!numérico.! ! ! La! adherencia! perfecta! entre! hueso! e! implante! se! ha! modelado! considerando! que! los! elementos! finitos! de! hueso! e! implante! en! la! superficie! de! interacción!comparten!nodos,!es!decir,!la!unión!hueso-implante!o!BIC!es!del!100%.! En! el! modelo! matemático! esto! se! consiguió! haciendo! que! implante! y! hueso! compartiesen!nodos!en!la!superficie!de!interacción.! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 146! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 147! 2.4.!Cargas!aplicadas! Las! cargas! fueron! aplicadas! 5! mm! por! encima! del! cuello! del! implante,! coincidiendo! con! su! punto! central.! Los! implantes! han! sido! analizados! para! dos! condiciones!de!carga!diferentes!con!amplitud!igual!a!400!N!(Fig.!56):! • Carga!axial!compresiva!u!oclusiva.! • Carga!oblicua!con!un!ángulo!de!inclinación!de!15°.!En!este!caso,!la!fuerza!se! orienta!hacia!la!pared!vestibular!(Figs.!56!y!57).! ! Para!poder!aplicar!las!cargas!usamos!el!concepto!de!restricción!cinemática.!! Por!tanto,!se!empleó!un!elemento!de!interpolación!rígida!5!mm!por!encima!de!la! superficie!superior!del!hueso!cortical!con!el!fin!de!imponer!restricciones!entre!los! grados!de!libertad!de!un!conjunto!de!nodos!y!el!movimiento!de!un!cuerpo!rígido,! definido!por!un!nodo!de!referencia!(170).!La!carga!oblicua!fue!ejercida!hacia!la! zona!vestibular!del!modelo.!La!elección!de!400!N!como!módulo!de!carga!se!tomó! tratando!de!elegir!un!valor!medio!entre!la!fuerza!habitual!y!la!fuerza!masticatoria! máxima! funcional! (FMMF),! con! el! fin! de! obtener! un! resultado! lo! más! cercano! posible!a!la!realidad.!A!este!respecto,!Curiqueo!y!cols.!en!2015!(115)!obtuvieron! como!valores!de!FMMF!466!±!9,12!N!para!el!género!femenino!y!698!±!7,34!N!para! el! género! masculino.! Otros! autores! como! Raadsheer! y! cols.! en! 1999! (215)! cuantificaron! la! FMMF! con! una! media! en! varones! de! 545,7! N! y! de! 383,6! N! en! mujeres;!registrando!máximos!de!888!N!y!576!N,!respectivamente.!No!obstante,! existe!una!gran!variabilidad!individual,!y!otros!autores!como!Watanabe!y!cols.!en! 2007! (208)!recogieron,! en! su! estudio! observacional,! una! muestra! de! pacientes! dentados!adultos!sanos!encontrando!una!media!mucho!mayor,!de!hasta!1024!N.!! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 148! ! Figura!56.!Condiciones!de!carga!estudiadas.! ! Todos! los! análisis! se! han! realizado! aplicando! el! Método! de! Elementos! Finitos! (MEF)! mediante! el! empleo! del! software! comercial! Abaqus! Standard! 6.14.2®.!El!mallado!de!los!dos!materiales!se!ha!llevado!a!cabo!mediante!elementos! C3D4,!tetraedros!de!primer!orden,!con!un!tamaño!medio!de!malla!de!0,05!mm.!A! su!vez,!se!han!impuesto!condiciones!de!contorno!de!empotramiento!en!la!base!y!se! ha!restringido!el!movimiento!en!Y!en!los!cortes!laterales!del!diente!(Fig.!56).! ! Figura!57.!Condiciones!de!contorno!y!estado!de!cargas!para!el!modelo!del!implante!M-12.! 2 mm Oblicua 15º Oclusal Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 149! La!confección!de!los!modelos!de!elementos!finitos!para!los!implantes!fue!la! siguiente! • M-12:! o Nodos:!330.492.! o Elementos!(tetraedro!lineal!de!4!nodos):!1.973.646.! ! • Astra:!! o Nodos:!432.276.! o Elementos!(tetraedro!lineal!de!4!nodos):!2.567.561.! ! ! ! La!precisión!de!los!resultados!fue!evaluada!mediante!la!discontinuidad!de! esfuerzos.!Los!valores!de!esfuerzos!son!discontinuos!entre!sus!elementos.!Así!pues,! el! nivel! de! discontinuidad! de! esfuerzos! entre! unos! elementos! y! sus! vecinos! arrojaría!una!medida!de!la!precisión!de!los!resultados!obtenidos!en!este!punto.!Se! considera!muy!preciso!si!la!diferencia!de!esfuerzos!entre!dos!elementos!contiguos! es!inferior!al!5%;!preciso!si!esta!diferencia!se!encuentra!entre!un!5%!y!un!10%;! medio!si!se!sitúa!entre!10%!y!20%;!y!grosero!si!supera!el!20%.!Nuestra!malla!era! muy! densa! y! la! discontinuidad! de! tensiones! era! muy! baja! (inferior! al! 5%),! correspondiéndose,!por!tanto,!con!un!modelo!muy!preciso.!Por!ejemplo,!cuando!un! elemento!ha!recibido!un!estrés!de!200!Von!Mises,!se!considera!que!el!modelo!es! muy!preciso!si!el!elemento!adyacente!registra!un!estrés!de!entre!190!y!200!(es! decir,! representando! un! 5%).! En! este! caso! se! puede! afirmar! que! hay! un! decrecimiento!lineal!no!abrupto!de!las!tensiones.! ! Las! tensiones! obtenidas! en! la! zona! de! hueso! trabecular! serán! tensiones! aparentes,! en! tanto! no! consideran! la! concentración! o! incremento! de! tensiones! derivadas! del! porcentaje! de! porosidad! ni! la! dimensión! de! las! cavidades! que! conforman!el!tipo!de!hueso!estudiado.! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 150! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 151! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 6.!RESULTADOS! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 152! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 153! 6.!RESULTADOS! ! Tras! el! análisis! de! las! cuatro! configuraciones! de! hueso! para! las! dos! condiciones!de!carga!propuestas!se!han!obtenido!los!valores!de!tensión!máxima! tanto!en!la!zona!de!hueso!cortical!como!en!la!región!de!hueso!trabecular.! Se!ha!tomado!la!variante!de!Von!Mises!como!valor!de!tensión!de!evaluación;! que!es!una!magnitud!física!proporcional!a!la!energía!de!distorsión.!! Aunque!el!criterio!de!Von!Mises!se!establece!principalmente!para!definir!el! comportamiento!en!materiales!dúctiles,!su!uso!es!adecuado!en!el!análisis!tensional! del!hueso!para!cargas!en!régimen!elástico.! ! 6.1.!Carga!oclusiva! Ambos!implantes!presentan!una!mayor!tensión!en!la!zona!ósea!cortical!que! en! la! trabecular,! consecuencia! de! la! mayor! rigidez! del! hueso! cortical! en! comparación!con!el!hueso!trabecular.!! En!la!tabla!20,!así!como!en!las! figuras!58!y!59!se!recogen!los!niveles!de! estrés! en! MPa! obtenidos! en! hueso! cortical! y! trabecular,! en! función! del! tipo! de! hueso! (D1-D4)! para! ambos! diseños! de! implantes! testados,! sometidos! a! carga! oclusiva.!! !!! El! efecto! se! incrementa! a! medida! que! disminuye! la! calidad! del! hueso! trabecular,! y,! en! consecuencia,! aumenta! la! diferencia! de! rigidez! entre! la! zona! cortical!y!la!trabecular.! El!implante!M-12!presenta!un!menor!soporte!mecánico!en!la!zona!de!hueso! cortical!que!el!implante!Astra.!Este!efecto!se!traduce!en!menores!tensiones!en!la! zona! cortical! pero! al! mismo! tiempo! deriva! en! mayores! tensiones!en! la! zona! de! hueso! trabecular! (Figs.! 60–62).! Este! fenómeno! aumenta! según! disminuye! la! calidad!ósea.! Las! prótesis! dentales! muestran! tensiones! similares! en! la! zona! de! hueso! trabecular!para!las!tipologías!óseas!D1!y!D2.!Sin!embargo,!para!los!tipos!D3!y!D4!se! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 256! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 257! 3. Permiso!de!reproducción!de!la!figura!5!en!la!página!32!de!la!Tesis!Doctoral.! Obtenida!de!la!referencia!(43).! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 258! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 259! 4. Permiso!de!reproducción!de!la!tabla!5!en!la!página!37!de!la!Tesis!Doctoral.! Obtenida!de!la!referencia!(60).! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 260! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 261! 5. Permiso!de!reproducción!de!la!figura!8!en!la!página!38!de!la!Tesis!Doctoral! y!de!la!figura!9!en!la!página!39.!Ambas!obtenidas!de!la!referencia!(64).! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 262! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 263! 6. Permiso! de! reproducción! de! la! figura! 11! en! la! página! 46!de! la! Tesis! Doctoral.!Obtenida!de!la!referencia!(81).! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 264! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 265! 7. Permiso! de! reproducción! de! la! figura! 12! en! la! página! 48! de! la! Tesis! Doctoral.!Obtenida!de!la!referencia!(85).! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 272! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 273! 11. Permiso! de! reproducción! de! la! figura! 30! en! la! página! 85!de! la! Tesis! Doctoral.!Obtenida!de!la!referencia!(44).! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 274! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 275! 12. Permiso!de!reproducción!de!la!figura!32!en!la!página!89!de!la!Tesis!Doctoral! y!de!la!figura!34!en!la!página!91.!Ambas!obtenidas!de!la!referencia!(149).! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 276! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 277! 13. Permiso! de! reproducción! de! la! figura! 33! en! la! página! 90!de! la! Tesis! Doctoral.!Obtenida!de!la!referencia!(150).! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 278! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 279! 14. Permiso!de!reproducción!de!la!figura!35!en!la!página!94!de!la!Tesis!Doctoral! y!de!la!figura!36!en!la!página!95.!Ambas!obtenidas!de!la!referencia!(159).! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 280! ! ! ! ! ! Tesis!Doctoral!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Francisco!Azcárate!Velázquez! 281! 15. Permiso!de!reproducción!de!la!figura!37!en!la!página!96!de!la!Tesis!Doctoral! y!de!la!figura!38!en!la!página!97.!Ambas!obtenidas!de!la!referencia!(163).! ! !