Influencia de la rugosidad y el estrés residual sobre la fatiga de los implantes dentales con superficie arenada
- Autores: Enrique Núñez-Márquez
- Directores de la Tesis: Eugenio Velasco Ortega (dir. tes.), Iván Ortiz García (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Número de páginas: 103
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Javier Gil Mur (presid.), María Carmen Machuca Portillo (secret.), Maximino González Jaranay (voc.), Juan José Segura Egea (voc.), Gerardo Moreu Burgos (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias de la Salud por la Universidad de Jaén y la Universidad de Sevilla
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Idus
- Resumen
Los implantes oseointegrados son ampliamente utilizados en la clínica dental, y han permitido avances considerables en la cirugía oral y maxilofacial. A día de hoy, representa una de las opciones que aporta mayor tasa de éxito, predictibilidad y ventajas, permitiendo la rehabilitación de pacientes con edentulismo unitario, múltiple o total. En implantología oral, el material más frecuentemente utilizado es el titanio comercialmente puro. Es el material ideal para conseguir oseointegración con éxito a largo plazo tras su carga funcional, debido a que presenta una gran biocompatibilidad. Esto está relacionado con las propiedades de su óxido de superficie. En contacto con aire o agua, el titanio forma rápidamente un espesor de óxido de 3-5nm a temperatura ambiente.
La oseointegración del implante, depende de factores biológicos y sistémicos del paciente, pero también es importante la distribución de cargas entre hueso e implante, el procedimiento quirúrgico para su colocación, y el diseño y superficie del implante. Para favorecer en medida de lo posible el proceso de cicatrización entre el hueso y el implante, varios estudios se han centrado en el diseño de la superficie de estos, modificando sus características físicas y químicas y topográficas. Los implantes en los estudios generalmente han sido de titanio, debido a la gran compatibilidad demostrada por este material en contacto con el hueso.
A partir de aquí, se han utilizado implantes con superficies tratadas de diversas formas: grabadas con ácido, chorreadas con plasma, de hidroxiapatita, tratadas con láser, arenadas, y varias técnicas combinadas para mejorar su oseointegración y aplicación clínica.
Mediante estudios in vitro se ha comprobado que las superficies arenadas crean un entorno único para la fijación inicial de células osteoblásticas, y parecen afectar a componentes del citoesqueleto celular para la propagación y locomoción de estas. Pueden facilitar el desarrollo de una matriz bioactiva para mejorar la diferenciación de los osteoblastos, mostrándose una mayor cantidad de células adheridas en estas superficies.
En estudios in vivo, se observa una gran cantidad de hueso neoformado en torno a estas superficies cuando se realiza la histología. A su vez, se aprecia un incremento del contacto hueso-implante (BIC), y son necesarios torques de desinserción más altos en estos implantes cuando los comparamos con otros tipos de superficies.
La rugosidad de la superficie del implante es considerada como uno de los aspectos más relevantes para establecer una unión estable con el hueso del huésped. La rugosidad se obtiene por diversos métodos como la deposición electroquímica, el arenado, el grabado ácido o la combinación de estos tratamientos. La adherencia, proliferación y diferenciación celular in vitro sugiere que hay una positiva relación entre la superficie rugosa de los implantes y la unión de los osteoblastos. En este sentido, el objetivo del presente estudio doctoral era la valoración de la rugosidad, topografía y estrés residual de los implantes arenados comparados con otras superficies.
Se prepararon 4 tipos diferentes de superficies, mecanizadas, arenadas, grabadas con ácidos y anodizadas.Las superficies mecanizadas fueron obtenidas directamente del proceso de fabricación sin ningún tipo de tratamiento posterior.Las superficies grabadas fueron obtenidas por un tratamiento con ácido fluorhídrico 0,35 M durante 15 segundos. Las superficies arenadas fueron obtenidas por la acción de partículas de alúmina de 600 µm con una presión de 0,25 MPa.Las superficies anodizadas fueron obtenidas por la acción de ácido clorhídrico 0,5 M y un voltaje de 320 v. Se procedió a la observación de la superficie del implante utilizando un microscopio electrónico de barrido SEM modelo “JSM-6400 Scanning Microscope” bajo unas condiciones de potencial de 20 KV; y una sonda de análisis composicional mediante energía dispersiva de rayos X (EDX), se utilizó para el análisis composicional semicuantitativo de los diferentes elementos presentes en la composición del implante.
La evaluación de la rugosidad superficial de los componentes de las superficies analizadas ha sido efectuada mediante la utilización de un equipo de intereferometría de luz blanca (Optical Profiling System, Wyko NT9300, Veeco Instruments, EEUU). El estrés residual fué medido con un difractómetro incorporado a una configuración Bragg-Bentano (D500, Siemens, Germany). Las mediciones fueron realizadas por planos (213), con difracción 2 = 139,5o. Las constantes elásticas del titanio en la dirección de los planos fueron EC = (E/1+ )(213) = 90,3 (1,4) GPa.
El comportamiento a fatiga y el límite a fatiga del prototipo se determinan a partir de las curvas S-N (Tensión-Número de Ciclos) o curvas de Wöhler, que explican la relación entre la amplitud de las tensiones cíclicas y el número de ciclos para su rotura.
Se utilizó un programa de software estadístico Minitab 13.1 (Minitab, Pensilvania, EE.UU.) Para observar si las diferencias entre las diferentes superficies de eran estadísticamente significativas se procedió a realizar un análisis de la varianza con el test de comparación múltiple de Fisher con muestras pareadas y no pareadas. El presente estudio doctoral analiza dos factores relacionados con la superficie de los implantes dentales, la rugosidad y la topografía. Los resultados demuestran que las superficies arenadas analizadas (Ra 3,43 ± 0,4 µm) presentan, significativamente, un mayor grado de rugosidad que las anodizadas, las grabadas y las mecanizadas.
Todas las superficies ensayadas mostraron un estrés residual de tipo compresivo, ya los valores fueron negativos. Los resultados demuestran que el estrés residual de los diferentes tipos de superficies de los implantes ensayados mostraba que la superficie arenada indicaba un mayor estrés residual compresivo que las demás superficies tratadas, anodizada y grabada, que eran similares a la mecanizada.
Los resultados del presente estudio doctoral demuestran que existían cambios relacionados con la resistencia a la fatiga cíclica. De hecho, se observa que los implantes con superficie arenada presentaban una mayor resistencia a la fatiga cíclica ya que es la única superficie ensayada que resiste la fractura del implante por encima de 5 millones de ciclos, superando a las demás superficies.
Las conclusiones del presente estudio indican que el arenado incrementa la rugosidad de la superficie del implante y el estrés residual compresivo de la superficie de los implantes mejora la respuesta biomecánica en la superficie arenada, aunque incrementa modificaciones en las otras superficies, especialmente, la grabada y anodizada. Los implantes con superficie arenada presentan una mayor resistencia a la fatiga cíclica.
