Introducción

Han sido numerosos los progresos en el campo de la Implantología y han provocado altos porcentajes de éxito. Un ejemplo de ello son las mejoras en las superficies de implantes que permiten más rápida integración, diseños con mayor estabilidad y el desarrollo de biomateriales óseo-artificiales. ¹

Whicker et al. ² han expresado que un implante dental es un dispositivo hecho de un material biológicamente inerte que es insertado mediante cirugía en el hueso alveolar y que sustituye la raíz de un diente ausente. Éstos se componen de un cuerpo que es la porción diseñada para ser introducida en el hueso con el fin de anclar los componentes protésicos; generalmente, presenta un aspecto de tornillo que posee tres porciones: el módulo de cresta (porción superior), el cuerpo propiamente dicho (porción intermedia) y el ápice; ³ y ofrecen dos tipos de conexión con la porción protésica, interna y externa. ^{4, 5}

Numerosas investigaciones ^6-8 han identificado un gran número de procesos químicos que pueden ocurrir en las interfaces de los implantes, como el transporte iónico, la disolución (corrosión) del óxido, la absorción, la fragmentación de biomoléculas, la incorporación de iones minerales en óxido, la oxidación metabólicamente dirigida, la desnaturalización de proteínas, los procesos catalíticos, etc.

La importancia de dichos procesos motivó seleccionar al titanio como material para la fabricación de los implantes dentales ⁹ así como sus características de biocompatibilidad, resistencia por tensión máxima y fatiga, no toxicidad y resistencia a la corrosión. ¹⁰

En general, el tipo de titanio seleccionado para la confección de la mayoría de los implantes es el titanio comercialmente puro; sin embargo, otros fabricantes utilizan aleaciones de titanio, que han sido muy estudiadas. ^11-13 La oseointegración es sensiblemente influida por la capacidad del implante para soportar mecánica y funcionalmente fuerzas. ¹⁴ O’Sullivan et al., ¹⁵ Ottoni et al. ¹⁶ y Trisi et al. ¹⁷ sugirieron que un elevado torque de inserción de los implantes es deseable para mejorar los fenómenos de oseointegración, y que el torque tiene relación proporcional con la estabilidad primaria. ¹⁸ De esta manera, ante la necesidad de lograr una alta estabilidad primaria se busca aumentar la fuerza de torsión en la que el implante se inserta en el hueso.

Es necesario definir el concepto de torque como el “momento de torsión” o medida de la capacidad de una fuerza para hacer girar un cuerpo. En este sentido, el torque de inserción promueve un giro en el implante sobre el cual se aplica la fuerza siendo expresada en unidades Ncm. ¹⁹

Sin embargo, un elevado torque de inserción también se ha asociado con la posible aparición de sobrecompresión ósea y necrosis ósea, que podría ocasionar la pérdida de fijación del implante dental al hueso. ²⁰ Barone et al. ²¹ sugirieron que los implantes insertados a alto torque (≥ 50 Ncm) en crestas óseas cicatrizadas mostraron más periimplantitis y recesión de los tejidos blandos que cuando los implantes son insertados con torque regular (< 50 Ncm). Por otro lado, Li et al., ²² en un metaanálisis de la literatura acerca de la correlación entre la pérdida ósea marginal y el alto torque de los implantes, revelaron que ninguno de los metaanálisis mostraron diferencias estadísticamente significativas entre el alto torque (> de 50 Ncm) y el torque convencional en términos del efecto sobre la reabsorción ósea marginal.

Hasta el momento, la influencia del alto torque de inserción sobre el hueso y la remodelación de las crestas óseas alrededor del implante ha sido bastante estudiada. ^20-24 Pero poco se sabe sobre los efectos del alto torque en la estructura del implante propiamente dicha. Es decir, los implantes podrían sufrir interna y/o externamente cambios morfológicos durante la torsión de inserción.

Teixeira et al. ²⁵ mostraron que sometidos a una torsión de 80 y 120 Ncm se produce una deformación de los componentes de los implantes cónicos Titaniumfix al analizar los tres tipos de conexiones (hexágono interno, externo y cono morse). Nary Filho et al. ²⁶ cuantificaron la resistencia al torque de inserción de diferentes sistemas de implantes (Biomet 3i Osseotite, Biomet 3i Certain, Bonelike 2, Bonelike 3, Nobel Biocare) y de sus dispositivos de conexión en ensayos de torsión in vitro. Concluyeron que a mayor área de contacto sobre la que se construye el sistema y mayor resistencia al torque de inserción, los implantes de hexágono interno y los implantes de hexágono externo con dispositivo de montaje mostraron mayor resistencia al torque de inserción.

Es importante contar con un método preciso para medir clínicamente el torque de inserción al alcance del implantólogo. Los métodos más utilizados son: llave quirúrgica dinamométrica electrónica de acción manual ¹⁹ y torquímetros de alto torque, unidades de control eléctrico o unidades quirúrgicas con contrángulo con control de torque, ²⁷ e incluso aparatos dinamométricos industriales utilizados en investigaciones en animales de experimentación. ²⁸

Según lo mencionado hasta aquí, cada sistema de implantes podría tener una resistencia específica a la fuerza de alto torque de inserción, ya que algunos fabricantes recomiendan que el torque para colocar los implantes no debería superar los 50 Ncm. Por eso, se realizó esta investigación experimental in vitro cuyos objetivos fueron describir las fallas en diferentes sistemas de implantes al ser sometidos a fuerzas de torsión creciente, determinar el torque en el cual aparece un daño medible en el implante o alguno de sus componentes y especificar la falla más frecuente.

Materiales y métodos

Diseño experimental

Se realizó una investigación de tipo experimental in vitro desde agosto de 2014 a diciembre de 2015.

Se determinaron las fallas mecánicas y el momento de fuerza de torsión (medida en Ncm) en que se produjeron las mismas en 88 implantes agrupados según diseño de la conexión y marca comercial: Federa® (Federa S.R.L., C.A.B.A., Argentina), Rosterdent® (Rosterdent, Buenos Aires, Argentina), Biomet 3i® (Biomet 3i, Implant Innovations Inc. Palm Beach Gardens, FL), Tree-Oss® (Tree-Oss, C.A.B.A, Argentina), B&W® (B&W, Buenos Aires, Argentina), ML® (Ml Implant System®, Buenos Aires, Argentina), sometidos a fuerzas de torsión creciente. Los criterios de inclusión fueron: implantes de conexión interna, externa y cono morse independientemente si variaba el diámetro o la longitud o diseño del cuerpo de éstos.

Los implantes fueron agrupados según marca comercial y diseño en 11 grupos de 8 implantes cada uno:

Grupo 1: Federa modelo Estándar/Estético (conexión cono morse de 8 grados) 4,1 mm de diámetro copa 4,8 mm.

Grupo 2: Rosterdent modelo HEX (conexión hexagonal externa) 4 mm de diámetro.

Grupo 3: Rosterdent modelo CONICAL (conexión interna tipo cono morse 8 grados) 3,5 mm de diámetro.

Grupo 4: Rosterdent modelo CONICAL GOLD (conexión interna tipo trilob) 3,5 mm de diámetro.

Grupo 5: Biomet 3i modelo paredes paralelas (conexión hexagonal externa) 5 mm de diámetro.

Grupo 6: TREE OSS modelo RAPID CE (conexión hexagonal externa) 4 mm de diámetro.

Grupo 7: B&W modelo CIH (conexión hexagonal interna) 4 y 5 mm de diámetro.

Grupo 8: ML modelo SHe (conexión hexagonal externa sin montar) 3,7; 4 y 4,7 mm de diámetro.

Grupo 9: ML modelo SHi (conexión hexagonal interna sin montar) 4,2 y 5 mm de diámetro.

Grupo 10: ML modelo SHe (conexión hexagonal externa montado) 3,7; 4 y 4,7 mm de diámetro.

Grupo 11: ML modelo SHi (conexión hexagonal interna montado) 3,7; 4,2 y 5 mm de diámetro.

Los grupos fueron conformados de forma tal que cada uno tuviera el mismo tipo de conexión independientemente de la superficie, longitud y en algunos casos diámetro de los implantes, ya que el diámetro de la conexión es exactamente igual según los datos aportados por los fabricantes (figs. 1 y 2). Las características de los implantes y aditamentos utilizados se detallan en la tabla 1.

Figura 1 Implantes utilizados correspondientes a los grupos 1, 2, 3, 4, 5, 6. 

Figura 2 Implantes utilizados correspondientes a los grupos 7, 8, 9, 10 y 11. 

Tabla 1 Características y material de los implantes y aditamentos. 

Cada implante fue sumergido hasta la mitad de su longitud en un taco de acrílico Duralay (Reliance Dental Mfg. Co., Worth IL, USA) en estado plástico, de forma tal que al momento del fraguado del acrílico el implante haya quedado fijado y sea capaz de resistir fuerzas de torsión. Posteriormente, se colocaron en una prensa marca Silver Shadow de 50 mm (Silver Shadow-India) para mantener el taco firme en posición y se sometieron a fuerzas crecientes de torsión, por medio de un torquímetro industrial Mark-10 de precisión digital (Mark-10., USA., Digital Torque Gauge Series TTT/Modelo No: MTT03- 50/ Serie No: 1234567/ versión 1.0 © Mark 10 Corp. USA) (fig. 3).

Figura 3 Torquímetro digital. 

Antes de comenzar el ensayo, cada uno de los sistemas de implante –el implante, montador (y tornillo) o llave montadora– se observó macroscópicamente para verificar que no estuvieran dañados. La fuerza de torsión se aplicó sobre los implantes según su diseño, ya sea sobre el portaimplante, la montura o directamente sobre la conexión a través de una llave montadora (driver) (figs. 4 y 5).

Figura 4 Ejemplificación del momento de torque de implantes grupo 5 (Implante Biomet 3i). 

Figura 5 Ejemplificación de falla: Grupo 5 de implantes Biomet 3i. Fractura del tornillo del portaimplante por encima del nivel del hexágono que permite observar los ángulos falseados tanto del implante como del portaimplante. 

A medida que las fuerzas de torsión fueron en aumento, se registró lo ocurrido con cada tipo de implante y el lugar en donde se produjo la falla (implante, porta implante o llave montadora). Se registró el momento de resistencia máxima a la torsión en que se produjo la falla. Se consideró falla de alguno de los componentes del sistema en el momento en el que el torquímetro digital marcó un corte y dejó de medir.

Resultados

En el 100% de los implantes o en alguno de sus componentes se detectaron fallas macroscópicas cuando fueron sometidos a fuerzas de torsión creciente.

La falla más común fue la fractura del tornillo del portaimplante y falseo del hexágono en el mismo momento (28,40%), luego la fractura del tornillo del portaimplante (18,18%), el falseo de la llave montadora (18,18%) y por último la fractura del portaimplante y de su tornillo (18,18%) (Tabla 2).

Tabla 2 Distribución de los daños o fallas frecuentes. 

El rango de torque aplicado en el cual se encontraron fallas en alguno de los componentes del sistema de implantes fue entre 83,5 Ncm en un implante del grupo 1 (marca Federa diseño Estándar/estético conexión cono morse de 8 grados) y 384 Ncm en un implante del grupo 9 (marca ML modelo SHi de conexión hexagonal interna sin montar).

Los resultados para cada grupo en particular sobre el rango de torque, como así también la falla más frecuente y el torque promedio donde se produjeron estas, se muestran en la tabla 3.

Discusión

El 100% de los implantes o alguno de sus componentes estudiados sufrieron una falla detectable cuando fueron sometidos a fuerzas de torsión creciente, superiores a las indicadas por el fabricante.

El rango de torque aplicado en el cual se encontraron fallas fue entre 83,5 Ncm en un implante del grupo 1 (marca Federa, diseño Estándar/Estético y conexión cono morse de 8 grados) y 384 Ncm en un implante del grupo 9 (marca ML, diseño SHi de conexión hexagonal interna sin montar). Conocer el valor mínimo de torque que debe ser respetado según cada diseño/tipo de conexión de implante es relevante desde el punto de vista clínico, para evitar complicaciones mecánicas. La falla más común fue la fractura del tornillo del portaimplante y falseo del hexágono en el mismo momento (28,4% de los casos estudiados).

Teixeira et al. ²⁵ evaluaron la deformación de los componentes de implantes Titaniumfix conexión hexágono interno, externo y cono morse, sometidos a test de deformación entre 80 y 120 Ncm. Concluyeron que todos los implantes sufrieron deformación en la plataforma del implante; los implantes cono morse mostraron menor deformación que los de hexágono interno y externo. Indicaron que altos valores de torque amenazarían y pondrían en riesgo la plataforma del implante. Similares resultados se obtuvieron en el presente trabajo, ya que en el 100% de los implantes o sus componentes se detectaron fallas; sin embargo, los implantes con cono morse (grupo 1 y grupo 3) mostraron fallas a fuerzas de torsión más bajas (83,5 Ncm y 90,5 Ncm, respectivamente) que los grupos con conexión hexagonal interna y externa.

Otro estudio ²⁹ de torsión en implantes MPI Privilage de hexágono externo medidos con llave dinamométrica, obtuvo un valor medio de 183 Ncm, con una tolerancia de +- 17. En el presente trabajo los implantes ML SHe montados y Rosterdent HEX (ambos conexión hexagonal externa) presentaron valores similares (184,37 y 187,63 Ncm, respectivamente), mientras que los otros sistemas de conexión hexagonal externa Tree-Oss Rapid y ML SHe sin montar presentaron valores más bajos (167,37 y 139,87 Ncm, respectivamente); Biomet 3i de conexión hexagonal externa mostró un valor promedio (229 Ncm) más próximo al valor máximo encontrado en los implantes MPI Privilage.

Gehrke et al. ³⁰ estudiaron el efecto del torque de inserción en la estructura de los implantes dentales Implacil De Bortoli, de 3,5 y 4 mm de diámetro, con tres conexiones diferentes (hexágono interno, hexágono externo y cono morse) sometidos a 4 intensidades de torque 60, 80, 100 y 120 Ncm. Los resultados mostraron que los implantes de conexión cono morse soportaron los mayores valores de torque. En todas las muestras de los grupos al aplicar un torque de 60 y 80 Ncm, solo se observaron marcas en las paredes donde el destornillador hace contacto con el implante, sin generar mayores daños. Al aplicar 100 y 120 Ncm, todas las muestras mostraron redondeo de los ángulos donde el destornillador hace la fuerza sobre el implante. En los implantes de diámetro estrecho de los grupos de hexágono interno y externo además del redondeo se observaron fisuras en los hexágonos de los implantes. Mientras que en ambas muestras de los grupos de cono morse, el dodecágono mostró redondeo de sus ángulos. Por último, en los implantes que recibieron máximo torque, de hexágono interno y externo, se presentaron fracturas de los hexágonos y en los implantes de cono morse los aditamentos de inserción se rompieron. Por lo tanto, concluyeron que los valores de alto torque generaron daños mecánicos en los implantes estudiados. En el presente trabajo, cuando se aplicaron valores de alto torque también ocurrieron fallas mecánicas en los implantes o sus componentes, en cuyo caso la falla más común fue la fractura del tornillo del portaimplante y el falseo del hexágono en el mismo momento (28,4% de los casos estudiados). Sin embargo, los implantes con cono morse (grupo 1 y grupo 3) mostraron fallas a fuerzas de torsión más bajas (83,5 y 90,5 Ncm, respectivamente) que los grupos con conexión hexagonal interna y externa.

En un estudio sobre integridad de los hexágonos de conexión interna y externa, tras la colocación de la prótesis ante la aplicación de diferentes torques, Davi et al. ³¹ indicaron que ante un torque de 45 Ncm no había diferencias significativas, pero según aumentaba el torque a 60 Ncm y a 80 Ncm, los implantes de hexágono externo comenzaban a tener deformación en los ángulos del hexágono. Por lo tanto, concluyeron que en los casos en que el implante fuese a recibir un torque > 60 Ncm es preferible el uso de un sistema de conexión interna. Según la presente investigación, en los implantes de conexión externa estudiados las fallas más comunes fueron la fractura del tornillo del portaimplante y el falseo del hexágono, en concordancia con lo propuesto por estos autores.

Teixeira et al. ³² evaluaron el perfil de implantes de 11,5 x 3,75 sujetos a test de torsión de 4 tipos de conexiones de implantes: A) Master Porous (MP cilíndrico de hexágono externo con superficie de doble porosidad); B) Master Screw (MS cilíndrico de hexágono externo superficie maquinada); C) Conect Conic (CC conexión cónica) cilíndrico de hexágono externo maquinado; D) Master Conect AR (CA hexágono interno, cilíndrico, con doble porosidad).

El test de torsión causó una deformación visible en el perfil externo del implante. Hubo diferencias estadísticamente significativas entre los implantes antes y después de la torsión. Se observaron cambios a la altura de las plataformas de CC y CA, fractura de implantes CA, fractura de conectores en MP y MS.

Los implantes CA mostraron la media de torque más alta (1,498 ± 0.327 Nm) hasta que la fractura se produjo a la altura de corte del implante (donde se fija el tornillo al banco). Sin embargo, no hubo diferencias estadísticamente significativas entre MP y MS con torques medios de 1.298 ± 0.294 y 1.254 ± 0.217 Nm, respectivamente. Los implantes de hexágono externo colocados con conectores con carga aplicada directamente a la conexión estuvieron sujetos a las deformaciones en la región del hexágono cuando el torque excedió los 55 Ncm y al falseo del hexágono cuando el torque se acercó a los 70 Ncm. Los implantes de hexágono interno soportaron torques de alrededor de 80 Ncm sin deformarse y el torque de ruptura fue por encima de los 150 Ncm y presentaron mejor rendimiento mecánico. Por lo tanto, los valores encontrados por Texeira et al. ³² fueron inferiores a los encontrados en el presente trabajo para implantes de conexión externa. En relación con los de conexión interna, la ruptura se presentó siempre a más de 150 Ncm mientras que en los sistemas testeados en el presente trabajo los valores de ruptura fueron superiores para conexión interna hexagonal e inferiores para conexión de tipo cono morse.

Soares et al. ³³ mostraron que no hubo ruptura de los componentes del implante de hexágono externo sometidos a torque de 129,8 Ncm, y en los tornillos de implantes de hexágono interno el valor ascendió a 149,8 Ncm. La mayor resistencia a la fuerza de torsión en conexión interna puede ser debido a la mayor área interna de la conexión. En el presente trabajo los implantes de conexión interna que presentaron valores concordantes a los obtenidos por Soares et al. ³³ fueron Rosterdent Conical Gold, B&W CIH, ML SHi montado y sin montar mientras que en los sistemas Federa y Rosterdent Conical los valores fueron menores, teniendo en cuenta que son una conexión cono morse y no interna hexagonal.

Conclusión

En base a los resultados, las fallas detectables a fuerzas de torsión creciente ocurrieron entre 83,5 Ncm en un implante de conexión cono morse de 8 grados y 384 Ncm en un implante de conexión hexagonal interna sin montar. La falla más común fue la fractura del tornillo del portaimplante y falseo del hexágono externo en el mismo momento.