Biomateriale utilizate în practica

implantologică

UMF Carol Davila

Facultatea de Medicina Dentara

Catedra de Implantologie Orala

European Society of Biomaterials defineşte termenul de “biomateriale” ca fiind

“materiale fără viaţă, utilizate în domenii medicale (de exemplu, implanturi dentare), cu scopul de a produce o interacţiune cu sistemul biologic”(Wagner, 1991)

Materiale utilzate pentru realizarea implanturil

or endoosoase

• In cursul anilor s-a încercat utilizarea unui număr variabil de materiale pentru confecţio-narea implanturilor, din care au supravieţuit doar câteva, care posedă anumite proprietăţi obligatorii ce se impun în vederea obţinerii unui succes pe termen lung.

• O condiţie obligatorie impusă tuturorbiomaterialelor este asigurarea lipsei de nocivitate locală şi generală. Trebuie evitate materialele care aucomponente toxice, cancerigene, alergice şi/sauradioactive.

• In general, biomaterialele trebuie să fie compatibile din punct de vedere biologic, mecanic, funcţional, rezistente la coroziune, şi să se adapteze uşor unor tehnologii clinice şi de laborator.

Biocompatibilitatea

• Prin biocompatibilitate se înţelege posibilitatea ca un organism viu să tolereze, în anumite limite (fără a determina apariţia unor reacţii de apărare), un material străin de el,inserat în intimitatea lui.

• Rateitschack şi Wolf au definit biocompatibilitatea astfel:“un material este biocompatibil dacă la nivelul unui organism viu produce doar reacţii dorite sau tolerate” sau “unmaterial cu o biocompatibilitate optimă nu produce reacţii tisulare nedorite”.

• Există mai multe grade de compatibilitate.

“O biocompatibilitate absolută este o utopie” (Williams).

• Din punct de vedere ştiinţific şi practic, primulloc ca materiale pentru implanturile endoosoaseîl ocupă aliajele metalice deoarece auproprietăţi rezistive crescute (rezistenţă lacompresiune, încovoiere, tracţiune, etc.), pentrua putea prelua şi transmite osului forţelefiziologice care se exercită la acest nivel.

• In timp ce prin anii ’70 se utilizau aliajeCo-Cr-Mo şi tantalul ca materiale pentruimplanturile endoosoase, la ora actuală sepreferă implanturile confecţionate din titan pur şialiaje de titan.

Titanul

• Titanul şi aliajele sale au devenit în ultimul timp de neînlocuit în multe domenii tehnice, şi chiar şi în medicină.

• Acest material a atras atenţia lumii stomatologice prin proprietăţile sale deosebit de avantajoase:

• biocompatibilitate, conductibilitate termică redusă, densitate scăzută, rezistenţă la coroziune, preţul de cost fiind de patruori mai scăzut decât al aurului.

• Printre primii care au realizat implanturi dentare din titan au fost Linkow (1968), Branemark (1969) şi Hofmann (1985), care utilizează un aliaj al titanului (TiAl6V4).

• Proprietăţile chimice şi biologice ale titanului sunt dictate de stratul superficial de oxizi.

• Stratul de oxizi se formează spontan în mediu biologic, grosimea lui ajungând într-un minut la 100A, şi creşte până la 2000A după o perioadă mai mare de timp.

• Pentru stabilizarea mecanică a stratului de oxizi de titan,unii autori recomandă acoperirea implantului cu oxid de zirconiu, care-i conferă însă o culoare închisă (implanturile Bio-Lock).

• Una din proprietatile care deosebesc titanul de celelalte metale care fac parte din sfera biomaterialelor este stabilitatea fizico-chimica in timpul turnarii.

Titanul

Implanturile endoosoase din ceramica alum

inoasa

• Implanturile endoosoase din ceramică aluminoasă (Frialit, Biolok, Bionit) au fost primele realizări în domeniu.

• Ceramica pe bază de oxid de aluminiu se deosebeşte esenţialde metale. Astfel, implanturile din ceramică aluminoasă auo duritate extrem de crescută, care permite o eventuală prelucrare doar cu instrumente diamantate, sub jet de apă, şio rezistenţă la compresiune cu mult peste cea a implanturilor metalice.

Implanturile endoosoase din ceram

ica pe baza de ZrO2 (TCS)

• Implanturile TCS sunt tije din oxid de zirconiu ce pot fi incluse în categoria implanturilor de stabilizare endoosoasăa dintilor parodontotici. Au o rezistenţă mecanică corespunzătoare şi o biocompatibilitate recunoscută. Tijele se inseră proximal, în raport cu dinţii naturali.

• Ceramicile aluminoase şi pele pe bază de oxid de zirconiu produc osteogeneză de contact, deci în jurul implantului se va depune os lamelar, rezistent din punct de vedere mecanic.

• In ultima vreme se incearca introducerea pe piata a implanturilor endoosoase realizate exclusiv din oxid de zirconiu. Este posibil ca pe viitor aceste implanturi chiar sa le inlocuiascape cele realizate din titan, insa momentan studiile clinice sunt insuficiente.

Materiale utilizate in tehnicile de aditie oso

asa

• In tehnicile de augmentare osoasă (numite şi regenerare osoasă ghidată – ROG) se utilizează cu precădere două tipuri de materiale: materiale de adiţie şi membrane de regenerare.

• Si la ora actuală acestea sunt intr-un continuu proces de optimizare şi perfecţionare, experimentându-se în permanenţă noi tipuri de materiale care să întrunească cât mai multe dintrecondiţiile cerute.

Materiale de adiţie osoasa

In ultima perioadă tehnicile de regenerare osoasă ghidată sunt utilizate tot mai des în diferite situaţii clinice. Astfel se poate obţine:

• un substrat osos favorabil inserării implanturilor

• un oarecare control al atrofiei crestelor alveolare

• refacerea unor defecte osoase

Caracteristici Autogen

Alogen

Xenogen AlopasticRefrigerat-

UscatDMB

Osteogen + - - - -

Osteoinductiv + - + - -

Osteoconductiv + + + + +

Disponibil + + + + +

Previzibil - - - - +

Proprietăţi mecani

ce+ + +/- +/- +

Manevrabilitate - + +/- -

Siguranţă + +/- + +/- +

Caracteristici ideale ale unui material de

augmentare osoasă

Materiale autologe

• Materialele autologe (transplantele autogene) sunt reprezentate de fragmente de ţesut osos recoltate la acelaşi individ.Mai exact sediul de recoltare şi locul de inserare aparţin aceluiaşi individ (organism). Această tehnică a fost şi este folosită în ortopedie de multă vreme.

Materialele autologe se pot clasifica în funcţie de regiunea de recoltare în:

• intraorale

• extraorale

Transplantele autologe intraorale

• Transplantele autogene de dinţi au fost practicate de foartemult timp, dinţii aceluiaşi individ fiind replantaţi sau transplantaţi se încorporează în os, cu timpul însă apare resorbţia rădăcinii lor. Transfixarea acestor dinţi le poate prelungi într-o oarecare măsură persistenţa pe arcade, procedeul neinfluenţând însă resorbţia rădăcinilor.

• Există şi posibilitatea efectuării unor osteo-dento- transplante autogene, când reuşitele sunt mai longevive dacă interfeţele transplantului sunt exclusiv osoase.

• Sediile de recoltare intraorală pot fi: tuberozitatea maxilară, mentonul sau crestele edentate.

Transplantele autogene extraorale

• In recoltările extraorale se preferă spongioasa şi medulara din creasta

iliacă, datorită potenţialului osteogen ridicat. Acest tip de transplante

prezintă avantajul că fragmentele osoase obţinute sunt suficient de

mari, sunt constituite dintr-o corticală şi un miez spongios asemănător

ca dispoziţie structurală cu oasele maxilare.

• Mai există şi alte zone de recoltare a grefelor osoase extraorale, cu

m ar fi epifiza tibiei şi calota craniană.

Materiale alogene

Transplantele de os alogen se realizează între indivizii diferiţi din punctde vedere genetic ai aceleiaşi specii.

Se descriu trei tipuri de os alogen uman care se pot obţine de la bănci deos :

• spongioasă refrigerată conţinând medulară din creasta iliacă şi os spongios crioconservat din capul femural

• os alogen refrigerat şi uscat – FDBA (freeze dried bone allografts)

• os demineralizat refrigerat şi uscat – DFDBA (demineralised freeze-dried bone allografts)

• Prin refrigerare şi uscare se obţine o scădere marcată a antigenităţii produsu

lui.

• Demineralizarea osului alogen refrigerat şi uscat oferă prin efectul eliberări

i unor proteine inductive – bone morphogenic proteins (BMP) – o creştere

marcată a potenţialului osteogen. BMP-urile stimulează formarea de os

prin osteoinducţie, favorizând diferenţierea celulelor primare nediferenţ

iate în osteoblaşti.

• Din acest motiv, DFDBA are proprietăţi osteoinductive, pe când FDBA are

caracter osteoconductiv.

Materiale de aditie heterologe (xenogene)

• Un material din aceasta categorie utilizat cu rezultate foarte bune pe termen lung este PepGen P-15 (Ceramed, SUA).

• Acest material contine peptidul P-15, un biomimetic sintetic al secventei de 15 aminoacizi ai colagenului tip I, implicat in adeziunea celulara, in special a fibroblastilor si osteoblastilor.

Substituenţi sintetici de os

• In istoria modernă a stomatologiei, decenii de-a rândul gipsul sterilizat a fost utilizat ca substituent sintetic de os. Defecte osoase importante care rezultau în urma chistectomiilor sau a unor tumor benigne erau umplute cugips. In multe din asemenea cazuri, chiar după 20-30 de ani de la inserarea materialului nu apărea nici o reacţie.

• De altfel există o tendinţă de a reactualiza metoda, bineînţeles, cu produse mai sofisticate decât CaSO4. Un exemplu în acest sens este produsul Capset (Lifecare Biomedical SUA), care conţine 35% sulfat de calciu semihidratat.

Materiale sintetice de augmentare osoasa pe ba

za de biosticle

• Stratul superficial al biosticlelor conţine ioni de fosfat, care influenţează pozitiv cristalizarea hidroxiapatitei şi cristale de cuarţ, care detemină precipitarea dirijată a proteinelor de pe suprafaţa lor.

• Datorită faptului că stratul superficial al biosticlelor prezintă un grad variabil de solubilitate, în funcţie de compoziţia chimică succesul lor pe termen lung este redus. Prin creşterea conţinutului de elemente alcaline se obţine o reactivitate osoasă superioară, dar care concomitent creşte şi solubilitatea biosticlelor.

Materiale sintetice de augmentare osoasa pe baza de fosfat t

ricalcic (TCP)

• Ceramicile pe bază de fosfat tricalcic (TCP) se pot obţine din hidrogenfosfat de calciu şi carbonat de calciu prin sinterizare la 1200ºC, iar printr-o încălzire continuă la 1370ºC se realizează trecerea fazei beta-TCP în faza alfa-TCP.

• Ceramica pe bază de TCP mai este folosită şi în terapia defectelor din otochirurgie şi traumatologie ca suport medicamentos (de exemplu pentru Gentamicină) în terapia osteomielitelor.

Membrane utilizate în tehnicile de augmenta

re osoasa

• In regenerarea osoasă ghidată (ROG) se utilizează constant o serie de folii din diferite materiale (care se resorb sau nu în timp), pentru izolarea defectului osos pe parcursul refacerii acestuia. Aceste folii sunt cunoscute sub numele de membrane.

• Asadar membranele sunt bariere confecţionate din diferite materiale resorbabile sau neresorbabile care separă defectul osos refăcut sau nu cu materiale autologe, omologe, heterologe sau aloplastice, de lamboul muco-periostal.

• Pe lângă rolul de contenţie al implanturilor de adiţie, membranele împiedică proliferarea celulelor epiteliale din lamboul muco-periostal spre defectul osos, proliferare care poate compromite o regenerare osoasă de calitate.

Membranele se utilizează în următoarele situaţii clinice:

• terapia recesiunilor gingivale şi a furcaţiilor descoperite ale molarilor din cursuldiferitelor forme de parodontopatii marginale

• umplerea defectelor rezultate în urma chirurgiei afecţiunilor parodonţiului apical

• alte situaţii în care defectele osoase apărute după pseudotumori inflamatorii, traumatisme, etc. necesită o ROG

• corecţii ale suprafeţelor periimplantare şi terapia periimplantitelor

• tehnici de augmentare a rezervei osoase în implantologia orală

In funcţie de materialul din care sunt confecţionate, membranele se clasific

ă în:

• neresorbabile: fibre de celuloză hibridă, latex, politetrafluoroetilen

expandat (PTFE-e), care trebuie îndepărtate după o anumită perioadă, pri

ntr-o nouă intervenţie

• resorbabile: pot fi sintetice (polimeri sintetici – acid poliactic, copolimeri

ai acizilor glicolic sau lactic) sau naturale (ex. Colagen) şi care nu necesit

ă a fi îndepărtate printr-o nouă intervenţie

Mijloace de menţinere a membranelor de augme

ntare osoasă

• Pentru mărirea stablităţii primare a membranelor pe lângă mijloacele ca

re conferă o fixare primară a acestora (sutură, aderenţă prin procese d

e coagulare, compresiunea periferică a mucoasei) au fost imaginaţi pini de

dimensiuni reduse care se inseră prin membrană intraosos realizând o fixar

e mecanică mai bună a acesteia. Din punct de vedere al designului p

ot fi comparaţi cu pionezele.

Pinii pot fi:

• neresorbabili – din titan• Frios (Friatec, Germania)

• Memfix (Institute Straumann, Elveţia)

• Resorbabili – din materiale resorbabile (acid polilactic)• Resor-Pin (Geistlich, Elveţia)

• Leadfix (Calcitek, SUA)

Utilizarea pinilor conferă mai multe avantaje în cadrul tehnicilor de regenerare tisulară ghidată:

• diminuă semnificativ complicaţiile postoperatorii: expunerea membranei, deplasarea membranei de pe defect, plicaturarea membranei

• simplifică tehnica operatorie nemaifiind necesară urmărirea fixării membranei prin mijloacele convenţionale

• simplifică traseul inciziilor care nu mai trebuiesc făcute larg pentru a se acoperi porţiunile libere ale membranei (cu mult mai mari în cazul neutilizării pinilor

Timpii chirurgicali de inserare a implant

urilor endoosoase

Inserarea unui implant dentar de stadiul I presupune efectuarea unei singur

e intervenţii chirurgicale.

Dacă implantul este de stadiul II, atunci sunt necesare două intervenţii chirur

gicale (una de inserare şi alta de descoperire pentru inlaturarea suru

burilor de cicatrizare si montarea bonturilor protetice - după câteva

luni).

Indiferent de tipul de implant (stadiul I sau II) intervenţiile trebuiesc făcute r

espectând anumite reguli şi condiţii de asepsie şi antisepsie.

Materiale si dotare minimă

Intervenţiile se pot desfăşura în clinici sau servicii clinice de specialitate,unde există de obicei condiţii standardizate, sau în anumite cabinete stomatologice care la rândul lor trebuie să beneficieze de anumite condiţii minime:

• pereţi placaţi cu faianţă sau vopsiţi cu vopsele lavabile

• unit dentar echipat cu micromotoare

• fiziodispenser

• sursă de lumină UV bactericidă

• sisteme moderne de aspiraţie chirurgicala

Materialele necesare se pot clasifica în:

• clasice de chirurgie dento-alveolară

• specifice

Din prima categorie amintim:

- bisturie,

- sonde parodontale,

- depărtătoare,

- decolatoare,

- elevatoare,

- chiurete alveolare,

- foarfeci,

- sindesmotoame,

- pense port-ac

- câmpuri şi comprese sterile,

- fire de sutură,

- canule de aspiraţie,

Dintre materialele specifice enumerăm:

• truse de instrumentar proprii fiecărui sistem de implant,

• freze speciale pentru forarea patului osos, caracteristice pentru aproapefiecare gen de implant (lamă, cilindru, şurub, etc.),

• dispozitive indicatoare de paralelism,

• chei şi portchei,

• portimplanturi,

• dispozitive indicatoare de adâncime,

• implanturi şablon,

• stâlpi analogi,

• şuruburi de cicatrizare, etc.

Anestezia

Osul nu are o inervaţie senzitivă proprie (Bert, Picard, Toubae). In implantologia orală neinvazivă se practică anestezia locală (vestibulară şiorală) şi anestezia loco-regională.

Anestezia locală prin injectare se face vestibular şi lingual de-a lungullungimii zonei de implantare astfel încât să rezulte o zonă de siguranţă de 1-1,5 cm de o parte şi de alta a liniei de incizie asigurând astfel decolarea unui lambou suficient.

Produsul anestezic utilizat trebuie să conţină un vasoconstrictor pentru asigurarea unui interval suficient persistenţei unei anestezii de calitate si a unei hemostaze (indusa de vasoconstrictor) care confera confort atat pentru pacient, cat si pentru medic in timpul interventiei.

Anestezia loco-regională este uneori contraindicată deoarece:

a) în regiunile laterale mandibulare există riscul de a perfora canalul mandibular şi a leza astfel nervul alveolar inferior. Anestezia locală permite menţinerea sensibilităţii acestui nerv, care clinic se manifestă prin dureri laapropierea de 1-2 mm de canal. Apariţia unei sensibilităţi la forajul acestor zone poate duce la reconsiderarea dimensiunii implantului ales. Anestezia tronculară periferică a nervului alveolar inferior la spina lui Spix poate fi interpretată greşeală, de către expert, în situaţia lezării acestui nerv.

b) în regiunea anterioară mandibulară singurul trunchi nervos care poate dao sensibilitate este situat în canalul incisiv, structură descrisă dar inconstantă. Cele mai multe intervenţii se derulează sub anestezie locală, uneori dacă persistă o oarecare sensibilitate anestezia se poate completa la găurile mentoniere. Anestezia generală se utilizează ceva mai rar, de obicei la bolnavii spitalizaţi şi mai ales în procedeele invazive ale implantologiei orale.

1. Incizia

După anestezie, incizia este primul timp operator.

El constă în incizia propriu-zisă a ţesuturilor mucoperiostale,care este de preferat a se realiza la dinstanţă de locul deimplantare, atat mezial cat si distal, astfel încât după decolareamucoperiostului să permită o expunere a osului cât maifavorabilă prepararii neoalveolelor si insertiei ulterioare aimplanturilor.

Este recomandabil ca incizia să fie continuă, în acelaşi timpsecţionându-se atât gingivo-mucoasa cât şi periostul. Pentruaceasta varful lamei bisturiului va fi in contact permanent cu osul.Intrucat anumite denivelari (exostoze ori defecte osoase majore)pot schimba directia bisturiului in timpul inciziei, se impune inpermanenta mentinerea unui punct de sprijin pe versantulvestibular al crestei edentate ori pe dintii marginali breseiedentate. Deraparea bisturiului in acest moment poate conducela incizii neregulate care vor ingreuna decolarea mucoperiostalasi toate celelalte etape ulterioare, inclusiv vindecarea, ori lezareaunor formatiuni anatomice importante (vase, nervi, canalesalivare).

Uneori, incizia orizontala este completata de una sau doua incizii verticale,de obicei vestibulare, care faciliteaza expunerea completa a campuluipe care se intervine. Este de peferat a se evita pe cat posibil aceste inciziimai ales atunci cand dimensiunea mezio-distala a inciziei orizontale este redusa, dat fiind riscul necrozarii lamboului rezultat ca o consecinta a unui pedicul vasculo-nervos necorespunzator.

Este recomandabil ca decolarea muco-periostului să se realizeze cu blândeţe,şi în general comportamentul medicului faţă de ţesuturile moi să fie foarteatent, fără traumatism excesiv.

Altfel plăgile vor sângera abundent intraoperator (factor generator de stres) şivindecarea va fi greoaie cu riscul formării unui hematom sub lambou, sau într-un caz nefericit de suprainfecţie a plăgii şi compromiterea intervenţiei chirurgicale.

1. Incizia

2. Marcarea

• Marcarea este a doua etapa şi constă în marcarea locului unde urmeaza a se insera implantul, având rolul de ghidare a instrumentarului de forare pentru fazele următoare. Forarea seexecută de obicei cu o freză sferică sau cu taietura transversala.

3. Forarea primară a neoalveolei

• După marcare se va realiza operaţia de forare primară a ţesutului

osos, operaţiune care se realizează cu un burghiu elicoidal de diam

etru 1,5mm cu două tăişuri

• Burghiul este confecţionat din oţel rapid a cărui parte activă a fost tra

tată cu titan. Acest burghiu nu a fost prevăzut cu irigare internă, răcire

a în timpul găuririi făcându-se extern. Canalele elicoidale uşur

ează evacuarea aşchiilor (“rumeguşului osos”).

4. Verificarea paralelismului

• După execuţia forării primare va fi verificat paralelismul cu un cui de paralelism, realizat din oţel inoxidabil

• Paralelismul se verifică introducând cuiul cu tija de diametru1,5mm în gaura frezată anterior, extremitatea opusă a cuiului deparalelism putând fi comparată fie cu dinţii vecini (în cazul în care există) fis cu alt cui cevin sau un implant vecin preexistent.

5. Alezarea

Alezarea se realizează cu un burghiu special denumit freza spadă, prevăzut cu răcire internă şi format din două segmente distincte:

• partea activă cu diametrul corespunzator cu diametrul implantului care urmeaza a fi inserat

• coada adaptabilă la piesa unghi

Partea activă prezintă două tăişuri cu canale drepte prin care se realizează evacuarea “rumeguşului osos” şi a lichidului de răcire sub presiunea continuă exercitată asupra acestuia.

Frezele spada se folosesc succesiv in ordine crescatoare, de la diametrul cel mai mic (2 mm) pana la diametrul corespunzator implantului ce urmeaza a fi inserat

6. Teşirea cilindrică

• Teşirea cilindrică este necesară pentru a obţine locaşul în care se v

a fixa porţiunea lisă (nefiletată) a capului implantului. Intrumentul cu c

arese face această operaţie se numeşte teşitor cilindric:

• Partea activă a teşitorului este prevăzută cu o porţiune cilindrică c

are serveşte la ghidarea instrumentului în timpul prelucrării. Teş

itorul este prevăzut cu răcire internă şi cu un canal radial care march

ează adâncimea de lucru.

7. Tarodarea

• Tarodarea este operaţiunea executată înainte de montarea efectivă a im

plantului şi constă în realizarea filetului în ţesutul osos. Tarodul prezintă l

a partea activă de forma unui şurub 3 canale longitudinale neces

are pentru mormarea dinţilor aşchietori şi la evacuarea eschilelor osoas

e.

• Tarodarea este necesara numai in cazul inserarii implantului intr-un os

cu densitate crescuta – de exemplu la mandibula in portiunea interfora

minala.

• Tarodarea se poate realiza atât manual, cât şi mecanic (pentru taro

darea mecanică se foloseşte o piesă intermediară între tarod şi piesa un

ghi).

• Este recomandabil ca pentru o mai mare siguranţă tarodarea să se fac

ă manual, lent şi cu răcire externă. Pentru tarodare manuală în re

giunea frontală maxilară se foloseşte cheia tubulară. In celelalte r

egiuni se foloseşte cheia cu clichet.

8. Montarea implantului

• Inainte de montarea implantului alveola trebuie spălată cu jet sub presiune pentru antrenarea şi eliminarea tuturor eschilelor osoase rezultate în urma tarodării.

• Implantul fiind steril în momentul inserarii in neoalveola, mâinile mediculuinu trebuie să vină în contact direct cusuprafaţa implantului, deoarece prin contaminarea sa se pot aduce prejudiciiosteointegrării.

• După o perioadă de 2-4 luni, cu un bisturiu circular se îndepărtează mucoperiostul din dreptul şurubului de cicatrizare, apoi se montează bontul protetic (cilindric sau tronconic) cu filetul ataşat de bont sau fixat cu un şurub intermediar ce străbate lungimea bontului fixându-se pe implant şisolidarizându-se cu acesta.

• Se recomanda utilizarea bisturiului circular pentru avantajele care le con

fera aceasta metoda:

• Reduce la minim timpul de lucru al practicianului

• Pacientul este supus la o trauma chirurgicala minima

• Se reduce timpul de tratament la minim

• Se asigura o vindecare rapida mucoperiostala, cu posibilitatea obtinerii u

nui ligament periimplantar de foarte buna calitate (mucoperiostul este ferit

de inca o incizie, care de cele mai multe ori conduce la o fibrozare in

urma vindecarii, consecinta a sectionarii retelei vasculare, foarte important

a pentru conservarea calitatii ligamentului periimplantar, dar si a

vascularizatiei prin difuziune a osului periimplantar)

• Nu expune inca o data implantul si osul adiacent acestuia in relatie dire

cta cu mediul septic endobucal