Biomateriale utilizate în practica implantologică

Curs 2

UMF Carol DavilaFacultatea de Medicina DentaraCatedra de Implantologie Orala

European Society of Biomaterials defineştetermenul 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 realizareaimplanturilor endoosoase

• In cursul anilor s-a încercat utilizarea unuinumăr variabil de materiale pentru confecţio-narea implanturilor, din care au supravieţuitdoar câteva, care posedă anumite proprietăţiobligatorii ce se impun în vederea obţineriiunui succes pe termen lung.

• O condiţie obligatorie impusă tuturorbiomaterialelor este asigurarea lipsei de nocivitate locală şi generală. Trebuie evitatematerialele care au componentetoxice, 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 cliniceşi 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 biocompatibilitateaastfel: “un material este biocompatibil dacă la nivelulunui organism viu produce doar reacţii dorite sautolerate” sau “un material cu o biocompatibilitateoptimă 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, primul loc ca materiale pentru implanturile endoosoase îl ocupăaliajele metalice deoarece au proprietăţi rezistivecrescute (rezistenţă la compresiune, încovoiere, tracţiune, etc.), pentru a putea prelua şi transmiteosului forţele fiziologice care se exercită la acestnivel.

• In timp ce prin anii ’70 se utilizau aliaje Co-Cr-Mo şitantalul ca materiale pentru implanturile endoosoase, la ora actuală se preferă implanturile confecţionatedin titan pur şi aliaje de titan.

Titanul

• Titanul şi aliajele sale au devenit în ultimultimp de neînlocuit în multe domenii tehnice, şichiar şi în medicină.

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

• biocompatibilitate, conductibilitate termicăredusă, densitate scăzută, rezistenţă la coroziune, preţul de cost fiind de patru orimai scăzut decât al aurului.

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

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

• Stratul de oxizi se formează spontan în mediubiologic, 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 culoareînchisă (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 aluminoasa

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

• Ceramica pe bază de oxid de aluminiu se deosebeşteesenţial de metale. Astfel, implanturile din ceramicăaluminoasă au o duritate extrem de crescută, care permite o eventuală prelucrare doar cu instrumentediamantate, sub jet de apă, şi o rezistenţă la compresiune cu mult peste cea a implanturilormetalice.

Implanturile endoosoase din ceramica pe baza de ZrO2 (TCS)

• Implanturile TCS sunt tije din oxid de zirconiu ce pot fi incluse în categoria implanturilor de stabilizareendoosoasă a dintilor parodontotici . Au o rezistenţămecanică corespunzătoare şi o biocompatibilitate recunoscută. Tijele se inseră proximal, în raport cu dinţiinaturali.

• Ceramicile aluminoase şi pele pe bază de oxid de zirconiu produc osteogeneză de contact, deci în jurulimplantului 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 oxidde zirconiu. Este posibil ca pe viitor aceste implanturichiar sa le inlocuiasca pe cele realizate din titan, insa momentan studiile clinice sunt insuficiente.

Materiale utilizate in tehnicile de aditie osoasa

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

• Si la ora actuală acestea sunt intr-un continuu procesde optimizare şi perfecţionare, experimentându-se înpermanenţă noi tipuri de materiale care să întruneascăcât mai multe dintre condiţiile 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

++/-++/-+Siguranţă

-+/-+-Manevrabilitate

++/-+/-++Proprietăţi mecan

ice

+----Previzibil

+++++Disponibil

+++++Osteoconductiv

--+-+Osteoinductiv

----+Osteogen

DMBRefrigerat-

Uscat

AlopasticXenogen

Alogen

AutogenCaracteristici

Caracteristici ideale ale unui material de augmentare osoasă

Materiale autologe

• Materialele autologe (transplantele autogene) suntreprezentate de fragmente de ţesut osos recoltate la acelaşi individ. Mai exact sediul de recoltare şi locul de inserare aparţin aceluiaşi individ (organism). Aceastătehnică a fost şi este folosită în ortopedie de multăvreme.

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 foarte mult 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, cum ar fi epifiza tibiei şi calota craniană.

Materiale alogene

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

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

• 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 produsului.

• Demineralizarea osului alogen refrigerat şi uscat oferă prin efectul eliberării 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 nediferenţiate 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 estePepGen P-15 (Ceramed, SUA).

• Acest material contine peptidul P-15, un biomimetic sintetic al secventei de 15 aminoaciziai 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 cu gips. 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 baza 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 tricalcic (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 augmentare 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 cursul diferitelor 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 clasifică în:

• neresorbabile: fibre de celuloză hibridă, latex, politetrafluoroetilen expandat (PTFE-e), care trebuie îndepărtate după o anumită perioadă, printr-o nouă intervenţie

• resorbabile: pot fi sintetice (polimeri sintetici – acid poliactic, copolimeri ai acizilor glicolic sau lactic) sau naturale (ex. Colagen) şi care nu necesită a fi îndepărtate printr-o nouă intervenţie

Mijloace de menţinere a membranelor de augmentare osoasă

• Pentru mărirea stablităţii primare a membranelor pe lângă mijloacele care conferă o fixare primară a acestora (sutură, aderenţă prin procese de coagulare, compresiunea periferică a mucoasei) au fost imaginaţi pini de dimensiuni reduse care se inseră prin membrană intraosos realizând o fixare mecanică mai bună a acesteia. Din punct de vedere al designului pot 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 implanturilor endoosoase

Inserarea unui implant dentar de stadiul I presupuneefectuarea unei singure intervenţii chirurgicale.

Dacă implantul este de stadiul II, atunci sunt necesaredouă intervenţii chirurgicale (una de inserare şi altade descoperire pentru inlaturarea suruburilor de cicatrizare si montarea bonturilor protetice -după câteva luni).

Indiferent de tipul de implant (stadiul I sau II) intervenţiile trebuiesc făcute respectând 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 condiţiistandardizate, 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• specificeDin 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 impl

ant, • freze speciale pentru forarea patului osos, caract

eristice pentru aproape fiecare 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 şi orală) şi anestezia loco-regională.

Anestezia locală prin injectare se face vestibular şi lingual de-a lungul lungimii 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 sia 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 la apropierea de 1-2 mm de canal. Apariţiaunei 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 interpretatăgreşeală, de către expert, în situaţia lezării acestuinerv.

b) în regiunea anterioară mandibulară singurul trunchinervos care poate da o sensibilitate este situat încanalul 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. InciziaDupă 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 de implantare, atat mezial cat si distal, astfel încât după decolareamucoperiostului să permită o expunere a osului cât maifavorabilă prepararii neoalveolelor si insertiei ulterioare a implanturilor.

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 in permanenta mentinerea unui punct de sprijin pe versantulvestibular al crestei edentate ori pe dintii marginali breseiedentate. Deraparea bisturiului in acest moment poate conduce la 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 saudoua incizii verticale, de obicei vestibulare, care faciliteaza expunerea completa a campului pe care se intervine. Este de peferat a se evita pe cat posibilaceste incizii mai ales atunci cand dimensiunea mezio-distala a inciziei orizontale este redusa, dat fiindriscul 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 foarte atent, fărătraumatism excesiv.

Altfel plăgile vor sângera abundent intraoperator (factor generator de stres) şi vindecarea 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 se execută de obicei cu o frezăsferică 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 diametru 1,5mm cu două tăişuri

• Burghiul este confecţionat din oţel rapid a cărui parte activă a fost tratată cu titan. Acest burghiu nu a fost prevăzut cu irigare internă, răcirea în timpul găuririi făcându-se extern. Canalele elicoidale uşurează evacuarea aşchiilor (“rumeguşului osos”).

4. Verificarea paralelismului

• După execuţia forării primare va fi verificatparalelismul cu un cui de paralelism, realizatdin oţel inoxidabil

• Paralelismul se verifică introducând cuiul cu tija de diametru 1,5mm în gaura frezată anterior, extremitatea opusă a cuiului de paralelism putând fi comparată fie cu dinţii vecini (în cazulîn care există) fis cu alt cui cevin sau un implant vecin preexistent.

5. AlezareaAlezarea 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 unghiPartea activă prezintă două tăişuri cu canale drepte

prin care se realizează evacuarea “rumeguşuluiosos” şi a lichidului de răcire sub presiuneacontinuă exercitată asupra acestuia.

Frezele spada se folosesc succesiv in ordinecrescatoare, de la diametrul cel mai mic (2 mm) panala diametrul corespunzator implantului ce urmeazaa fi inserat

6. Teşirea cilindrică• Teşirea cilindrică este necesară pentru a obţine

locaşul în care se va fixa porţiunea lisă (nefiletată) a capului implantului. Intrumentul cu carese face această operaţie se numeşte teşitor cilindric:

• Partea activă a teşitorului este prevăzută cu o porţiune cilindrică care serveşte la ghidareainstrumentului în timpul prelucrării. Teşitorul esteprevăzut cu răcire internă şi cu un canal radial care marchează adâncimea de lucru.

7. Tarodarea• Tarodarea este operaţiunea executată înainte de

montarea efectivă a implantului şi constă în realizareafiletului în ţesutul osos. Tarodul prezintă la parteaactivă de forma unui şurub 3 canale longitudinalenecesare pentru mormarea dinţilor aşchietori şi la evacuarea eschilelor osoase.

• Tarodarea este necesara numai in cazul inserariiimplantului intr-un os cu densitate crescuta – de exemplu la mandibula in portiunea interforaminala.

• Tarodarea se poate realiza atât manual, cât şimecanic (pentru tarodarea mecanică se foloseşte o piesă intermediară între tarod şi piesa unghi).

• Este recomandabil ca pentru o mai mare siguranţătarodarea să se facă manual, lent şi cu răcireexternă. Pentru tarodare manuală în regiuneafrontală maxilară se foloseşte cheia tubulară. In celelalte regiuni se foloseşte cheia cu clichet.

8. Montarea implantului

• Inainte de montarea implantului alveola trebuie spălată cu jet sub presiune pentru antrenarea şieliminarea tuturor eschilelor osoase rezultate înurma tarodării.

• Implantul fiind steril în momentul inserarii in neoalveola, mâinile medicului nu trebuie să vină încontact direct cu suprafaţa implantului, deoareceprin contaminarea sa se pot aduce prejudiciiosteointegrării.

• După o perioadă de 2-4 luni, cu un bisturiucircular 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 lungimeabontului fixându-se pe implant şisolidarizându-se cu acesta.

• Se recomanda utilizarea bisturiului circular pentruavantajele care le confera 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 unui 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 sectionariiretelei vasculare, foarte importanta pentruconservarea calitatii ligamentului periimplantar, dar si a vascularizatiei prin difuziune a osului periimplantar)

• Nu expune inca o data implantul si osul adiacentacestuia in relatie directa cu mediul septic endobucal