Un estudio preclínico que compara solo

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 862 (2023) Citar este artículo

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Recientemente, los implantes de doble raíz se han investigado utilizando tecnología impresa en 3D. Aquí, investigamos la capacidad de amortiguación, la tomografía microcomputarizada (micro-CT) y los análisis histológicos de los implantes impresos en 3D de doble raíz en comparación con los implantes impresos en 3D de una sola raíz. Se fabricaron implantes impresos en 3D de una y dos raíces y se colocaron a ambos lados del tercer y cuarto premolares mandibulares en cuatro perros beagle. Se midió la capacidad de amortiguamiento y se tomaron radiografías periapicales cada 2 semanas durante 12 semanas. El volumen óseo/volumen de tejido (BV/TV) y la densidad mineral ósea (BMD) alrededor de los implantes se midieron con micro-CT. Se midió el contacto hueso-implante (BIC) y la fracción de ocupación del área ósea (BAFO) en muestras histológicas. Los valores de estabilidad de los implantes entre los grupos no fueron significativamente diferentes, excepto a las 4 y 12 semanas. Los cambios en el hueso marginal fueron similares en las áreas mesial y distal entre los grupos. Los valores BV/TV y BMD de los implantes impresos en 3D de doble raíz no mostraron diferencias estadísticas a través del análisis de micro-CT, pero los implantes impresos en 3D de doble raíz mostraron valores más bajos de BIC y BAFO a través del análisis histomorfométrico en comparación con los de raíz única. Implantes impresos en 3D. En comparación con los implantes de una sola raíz, los implantes de doble raíz impresos en 3D demostraron una estabilidad y una remodelación ósea comparables alrededor de las fijaciones, pero la pérdida ósea estadísticamente significativa en el área de la bifurcación sigue siendo problemática.

Con el aumento reciente de la población anciana, también están aumentando los que necesitan rehabilitación dental en áreas edéntulas1. La investigación sobre diseños, materiales y técnicas de implantes ha florecido en las últimas décadas, y estos avances han llevado a una tasa de supervivencia de los implantes de aproximadamente el 95% según observaciones clínicas de 10 años2,3,4,5. A partir de esta evidencia, los implantes dentales se consideran una opción ideal para restaurar funcional y estéticamente las áreas dentales faltantes. Sin embargo, los implantes dentales convencionales están algo fuera de sintonía con las estrategias de tratamiento específicas del paciente, lo que requiere procedimientos quirúrgicos adicionales, como la perforación o el injerto óseo.

Se han hecho varios esfuerzos para implementar implantes de análogos de raíz para proporcionar un tratamiento dental específico para el paciente. El primer intento de aplicar un implante análogo de raíz específico para el paciente fue realizado por Hodosh et al. en 19696. Informaron que las fibras colágenas del ligamento periodontal se insertan en el implante; sin embargo, cuando se interpretó con base en el conocimiento histológico actual, la osteointegración falló y se consideró fibrointegrada7. A medida que el material se cambió de polimetacrilato a titanio, se hizo posible la fabricación de implantes de análogos de raíz, y numerosos estudios informaron resultados preclínicos y clínicos exitosos de los implantes de análogos de raíz7.

Con el avance de las tecnologías y los materiales digitales, se ha hecho posible la fabricación elaborada de implantes personalizados impresos en 3D8,9,10. En virtud del desarrollo de la tomografía computarizada (TC) de haz cónico, el escaneo oral y el software de diseño asistido por computadora, las estructuras de implantes impresas en 3D personalizadas se pueden manipular y posteriormente fabricar con fabricación aditiva. Una gran cantidad de estudios han informado sobre implantes impresos en 3D que muestran una osteointegración exitosa y una buena biocompatibilidad in vivo11,12,13. En cuanto al material, la muestra de Ti–6Al–4V impresa en 3D y chorreada con arena tenía propiedades biológicas similares en términos de número de células adherentes, intensidad de vinculina, expresión de genes osteogénicos y biomineralización a las de la contraparte cortada a máquina, lo que indica el potencial utilidad de la tecnología de impresión 3D en implante dental14. Los estudios in vitro de implantes de Ti–6Al–4V impresos en 3D también revelaron que no tienen efectos nocivos o adversos sobre la proliferación o propagación celular, lo que indica que es biocompatible. Como era de esperar, los implantes micro/nanoestructurados de superficie superaron a los implantes pulidos en términos de diferenciación osteogénica tanto a nivel de proteínas como de genes13. Además, Shaoki et al. demostraron que los implantes impresos en 3D tenían valores BV/TV y proporciones BIC similares a los implantes mecanizados, aunque la adhesión celular, la diferenciación de osteoblastos y el par de extracción eran más altos en los primeros15.

Los implantes impresos en 3D con raíces múltiples en la región posterior se han sugerido como una alternativa para aliviar las complicaciones mecánicas de los implantes convencionales y los procedimientos regenerativos. Recientemente, investigamos implantes de doble raíz impresos en 3D diseñados bajo un flujo de trabajo digital con datos digitales, software y fabricados con una máquina de sinterización directa de metal por láser que utiliza polvo de Ti–6Al–4V in vivo16. A partir de este estudio, descubrimos que el macrodiseño de un implante impreso en 3D con una ranura tiene un efecto positivo significativo en la estabilidad del implante secundario.

Sin embargo, se encontró una peculiaridad en que los cambios óseos marginales en el área de la furca eran más grandes que los de las áreas mesial o distal para los implantes impresos en 3D de tipo celosía. Como es difícil realizar la autolimpieza diaria de los dientes con furca, la acumulación bacteriana progresa continuamente y no se puede garantizar el pronóstico a largo plazo de los dientes17. Por lo tanto, antes de implementar implantes de doble raíz en situaciones clínicas, es necesario investigar el resultado de los implantes de doble raíz con furca y examinar si se pueden asegurar condiciones periodontales saludables en comparación con los implantes de una sola raíz.

Por lo tanto, el propósito de este estudio es investigar los cambios en el hueso marginal de los implantes impresos en 3D de raíz doble que utilizan polvo de Ti–6Al–4V en comparación con los implantes impresos en 3D de raíz única, además de la estabilidad del implante y micro-CT e histológicos. análisis

Todos los métodos en este experimento con animales se realizaron de conformidad con los principios de las 3R (Reemplazo, Reducción y Refinamiento) y dos leyes principales en Corea, que son la Ley de Protección Animal establecida por el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Asuntos Rurales, y la Ley de Animales de Laboratorio. Ley establecida por el Ministerio de Seguridad de Alimentos y Medicamentos. El experimento con animales fue evaluado y autorizado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Nacional de Seúl (IACUC; número de aprobación SNU-210115-–1) y se realizó de acuerdo con las pautas de Investigación con animales: informes de experimentos in vivo (ARRIVE). . El estudio comprendió cuatro perros beagle machos de 1 año de edad, con un peso aproximado de 10 a 12 kg. El manuscrito fue escrito de conformidad con las directrices ARRIVE. La cronología de este estudio se presenta en la figura 1.

Fotografía clínica y radiográfica del implante impreso en 3D de una y dos raíces. Se retiraron todas las tapas protectoras 2 semanas después de la colocación del implante para controlar la placa y medir la estabilidad del implante. No hubo signos clínicos de inflamación periimplantaria, incluidos enrojecimiento, sangrado espontáneo, hinchazón o ulceración. Las fotos clínicas y radiográficas se tomaron en el momento de la colocación del implante y 2, 4, 6, 8, 10, 12 semanas después de la colocación del implante.

El proceso de fabricación de los implantes impresos en 3D se realizó de acuerdo con un estudio previo16. En resumen, los conjuntos de datos de TC de la mandíbula se obtuvieron utilizando un escáner de TC (GE, Boston, EE. UU.) y se importaron a un software de reconstrucción 3D (Materialise, Lovaina, Bélgica) a través del formato Digital Imaging and Communications in Medicine. Ambos lados de los premolares mandibulares tercero y cuarto se extrajeron virtualmente y se aislaron como un archivo de estereolitografía (STL) con el software. El archivo STL se transfirió al software (Materialise) para fabricar implantes de raíz única en 3D en la raíz distal del área del tercer premolar e implantes de raíz doble en el área del cuarto premolar (Fig. 1) con una máquina de sinterización directa de metal por láser que utiliza Ti –6Al–4V en polvo a través de Dentium Build Processor 1.4.7 (Dentium, Seúl, Corea) impulsado por KETI Slicing Engine. El implante de raíz única y la raíz mesial de los implantes de doble raíz se fabricaron para ser 2 mm más largos que los dientes correspondientes con un surco para obtener estabilidad primaria. Los implantes se marcaron con números y letras en el área superior para indicar animales y ubicaciones. Las dimensiones de la raíz de los implantes impresos en 3D eran diferentes para cada diente, pero el pilar se fabricó con un tamaño constante. Después de un tratamiento de superficie con chorro de arena de grano grande y grabado con ácido (SLA) según un estudio anterior, los implantes impresos en 3D se esterilizaron mediante irradiación de rayos gamma, que emite luz de longitud de onda corta de un isótopo radiactivo de cobalto-60 (60Co). Se fabricaron una guía quirúrgica y brocas para realizar osteotomías en las raíces mesiales de los sitios planificados a través de una impresora 3D de procesamiento de luz digital (DLP) (Dental 3DPrinter-P, Dentium, Seúl, Corea) utilizando material Guía quirúrgica (DG-1). La tapa protectora se fabricó con polímero con un espesor de 1 mm para minimizar la carga sobre el implante (DG-1, Hephzibah, Inchon, Korea).

Los animales fueron anestesiados por un veterinario mediante inyecciones intravenosas de tiletamina/zolazepam (5 mg/kg, Virbac, Carros, Francia), xilazina (2,3 mg/kg, Bayer Korea, Ansan, Korea) y 0,05 mg/kg de sulfato de atropina para la cirugía. Se inyectó anestesia local complementaria en el área del tercer y cuarto premolar mandibular con HCl de lidocaína al 2% con epinefrina (1:1,000,000, Huons, Seongnam, Corea). Los premolares tercero y cuarto fueron hemiseccionados con una fresa de fisura de diamante en dirección bucolingual de los dientes y extraídos atraumáticamente con elevador y fórceps sin reflejo de colgajo. La porción apical del alvéolo de extracción se preparó con un taladro de 2,3 mm con una pieza de mano motorizada (EXPERTsurg LUX, KaVo, Warthausen, Alemania) para que fuera 2 mm más larga que la raíz correspondiente para implante impreso en 3D de raíz única y mesial. raíz para implante impreso en 3D de doble raíz. Las cabezas de los implantes impresos en 3D se golpearon directamente con un mazo quirúrgico. La tapa protectora se fijó a los dientes adyacentes utilizando cemento de ionómero de vidrio modificado con resina (GC FujiCEM2, Tokio, Japón).

Un antibiótico (cefazolina, 20 mg/kg, Chongkundang Pharm., Seúl, Corea) y un analgésico (clorhidrato de tramadol, 5 mg/kg, Samsung Pharm., Hwaseong, Corea) se inyectaron por vía intravenosa después de la cirugía para aliviar el dolor y la inflamación posoperatorios. Durante 3 días después de la cirugía, se administraron antibióticos y analgésicos mezclados con la dieta de los animales. Para evitar cualquier presión mecánica que pudiera dificultar la cicatrización de la herida, se le proporcionó una dieta blanda durante un mes. Los sitios quirúrgicos se inspeccionaron cada 2 semanas y se enjuagaron con una solución de gluconato de clorhexidina al 0,12% (Hexamedine, Bukwang Pharm., Seúl, Corea).

Sobre la base de un estudio anterior11,16,18, se realizó un análisis de la capacidad de amortiguamiento (Anycheck, Neobiotech, Seúl, Corea) en el momento de la colocación del implante y cada dos semanas hasta las 12 semanas para medir la estabilidad del implante. Las medidas se tomaron cinco veces desde el lado bucal de cada implante, y el valor promedio se consideró representativo.

El nivel del hueso marginal se midió con radiografías periapicales tomadas en la colocación del implante, 6 semanas y 12 semanas después de la colocación del implante. La medición se realizó en los sitios mesial y distal de cada implante y en los sitios medios en el caso de los implantes de doble raíz. Se comparó la pérdida ósea marginal mesial y distal a las 6 y 12 semanas entre los dos grupos de implantes impresos en 3D. Se comparó la pérdida de hueso marginal de los implantes impresos en 3D de raíz doble a las 6 y 12 semanas entre los sitios mesial, medio y distal.

Los animales se sacrificaron 12 semanas después de la colocación del implante con cloruro de potasio (75 mg/kg, Jeil Pharm., Daegu, Corea). La biopsia en bloque de cada sitio experimental se recolectó para micro-CT y preparación histológica. El escaneo se realizó con una energía de 60 kV, una intensidad de 167 μA y una resolución de 13,3 μm utilizando un filtro de aluminio de 0,5 mm y una máquina micro-CT tridimensional (SkyScan 1172, SkyScan, Aartselaar, Bélgica). Los datos se reconstruyeron con el software del fabricante (DataViewer 1.5.2.4 versión de 64 bits, Bruker micro-CT, Skyscan, Kontich, Bélgica) y se analizaron cuantitativamente con CTAn (Bruker-CT, Kontich, Bélgica). Según un estudio anterior16, el volumen de interés (VOI) se estableció en una banda circular de 190 μm que se extendía entre 60 y 2250 μm desde la superficie del implante de cada raíz, limitando de 1 mm a 4 mm por encima del ápice del accesorio.

Después de 1 semana en una solución fijadora que contenía tampón de formalina neutra al 10 %, las secciones de tejido se deshidrataron en una serie de soluciones de etanol. Posteriormente, las muestras se embebieron en metacrilato (Technovit 7200, Heraeus Kulzer, Hanau, Alemania). Las secciones mesiodistales centrales se prepararon y pulieron a aproximadamente 45 ± 5 μm y se tiñeron con tricrómico de Goldner.

Los portaobjetos histológicos se almacenaron como imágenes digitales después de escanear con Panoramic 250 Flash III (3DHISTECH, Budapest, Hungría). La región de interés (ROI) se seleccionó de 1 a 4 mm por encima del ápice del accesorio utilizando un programa de análisis de imágenes de diapositivas asistido por computadora (CaseViewer 2.2; 3DHISTECH Ltd., Budapest, Hungría). Como se describió en un estudio anterior16, se midieron el contacto hueso-implante (BIC) y la fracción de ocupación del área ósea (BAFO) de cada implante impreso en 3D.

No se realizó un cálculo del tamaño de la muestra debido a la naturaleza piloto del estudio. Todos los datos de los dos tipos de implantes impresos en 3D se presentan como medias ± DE. Se realizó ANOVA de dos vías (tipo de implante y período de tiempo), y se realizó la prueba de comparaciones múltiples de Sidak para la estabilidad del implante y los cambios en el hueso marginal. Se realizó una prueba t no pareada en el análisis de micro-CT. Debido a la falta de aprobación de la prueba de normalidad, se realizó la prueba de Mann‒Whitney para BIC y BAFO.

Todos los implantes de una y dos raíces sobrevivieron (Fig. 1). No hubo signos clínicos de inflamación periimplantaria, incluidos enrojecimiento, sangrado espontáneo, hinchazón o ulceración. Todas las tapas protectoras se retiraron 2 semanas después de la instalación del implante, como se describe en un estudio anterior16.

Los valores de estabilidad del implante se presentan en la Fig. 2. El valor de estabilidad del implante de los implantes impresos en 3D de raíz única fue 72,53 ± 3,38 en el momento de la cirugía del implante y 70,83 ± 3,63, 70,60 ± 0,89, 71,73 ± 4,16, 73,73 ± 2,79, 72,93 ± 2,04 y 72,60 ± 1,46 cada 2 semanas hasta 12 semanas después de la colocación del implante. El valor de estabilidad del implante de los implantes impresos en 3D de doble raíz fue 75,71 ± 2,03 en la colocación del implante y 73,97 ± 3,24, 72,92 ± 1,65, 74,51 ± 1,81, 73,65 ± 1,80, 74,20 ± 2,15, 75,54 ± 0,96 a las 2 semanas hasta las 12 semanas. después de la colocación del implante. No hubo diferencias significativas dentro del grupo durante cada punto de tiempo, pero se observaron diferencias estadísticamente significativas entre los implantes de una y dos raíces a las 4 y 12 semanas (p = 0,0143 y 0,0320).

Valores de la prueba de estabilidad del implante (IST) de implantes impresos en 3D de una y dos raíces. Los valores de IST fueron significativamente mayores para los implantes impresos en 3D de raíz doble a las 4 y 12 semanas que para los implantes impresos en 3D de raíz única, como lo muestra la prueba de comparación múltiple de Sidak (p = 0,0143, p = 0,0320). No hubo diferencias significativas dentro del grupo durante cada punto de tiempo.

Las pérdidas de hueso marginal en los sitios mesiales de los implantes impresos en 3D de una y dos raíces fueron de 0,85 ± 0,45 mm y 1,06 ± 0,95 mm, respectivamente, a las 6 semanas. Estos valores fueron 1,17 ± 1,00 mm y 1,24 ± 1,30 mm, respectivamente, a las 12 semanas. No se observaron diferencias significativas en cuanto al tipo de implante o al momento (Fig. 3a). Las pérdidas de hueso marginal en los sitios distales de los implantes impresos en 3D de una y dos raíces fueron de 1,33 ± 0,94 mm y 1,30 ± 0,99 mm a las 6 semanas, respectivamente. Los valores fueron 1,70 ± 1,68 mm y 1,42 ± 0,99 mm a las 12 semanas. No se observaron diferencias significativas en términos de tipo de implante o punto de tiempo (Fig. 3b).

Cambios radiográficos (a) pérdida ósea mesial en implantes impresos en 3D de una y dos raíces a las 6 y 12 semanas (b) pérdida ósea distal en implantes impresos en 3D de una y dos raíces a las 6 y 12 semanas (c) Mesial Pérdida ósea media, media y distal en implante impreso en 3D de doble raíz a las 6 y 12 semanas. Los asteriscos (*) indican una diferencia estadísticamente significativa en la pérdida de hueso marginal en el área media en comparación con las áreas mesial y distal a las 6 y 12 semanas. 3D: tridimensional.

Las pérdidas de hueso marginal en los sitios mesial, medio y distal de los implantes impresos en 3D de doble raíz a las 6 semanas fueron de 1,06 ± 0,95 mm, 2,55 ± 0,50 mm y 1,30 ± 0,99 mm, respectivamente. Las pérdidas de hueso marginal en los sitios mesial, medio y distal de los implantes impresos en 3D de doble raíz a las 12 semanas fueron de 1,24 ± 1,30 mm, 3,00 ± 0,85 mm y 1,42 ± 0,99 mm, respectivamente. La pérdida de hueso marginal en el sitio medio del implante impreso en 3D de doble raíz en cada punto de tiempo mostró valores más altos que en los sitios mesial y distal del implante impreso en 3D de doble raíz (Fig. 3c).

Los resultados del análisis de micro-CT se describen en la Fig. 4. Los valores de BV/TV de los implantes impresos en 3D de una y dos raíces fueron 67,11 ± 13,05 % y 60,76 ± 5,43 %, respectivamente, sin mostrar una significación estadística. diferencia. Las densidades minerales óseas de los implantes impresos en 3D de una y dos raíces fueron de 1,11 ± 0,23 g mm−3 y 1,02 ± 0,08 g mm−3, respectivamente, sin mostrar diferencias estadísticamente significativas.

Microtomografía computarizada representativa (a) y análisis (b, c). (a) Las áreas grises y verdes indican los implantes VOI e impresos en 3D, respectivamente. La BMD y BV/TV se midieron en el área gris. (b) El BV/TV de los implantes impresos en 3D de raíz única y raíz múltiple fue de 67,11 ± 13,05 % y 60,76 ± 5,43 %, respectivamente, sin mostrar una diferencia estadísticamente significativa. (c) La densidad mineral ósea del implante impreso en 3D de raíz única y multirraíz fue de 1,11 ± 0,23 g mm−3 y 1,02 ± 0,08 g mm−3, respectivamente, sin mostrar una diferencia estadísticamente significativa. CT: tomografía computarizada, VOI: volumen de interés, 3D: tridimensional, DMO: densidad mineral ósea, BV/TV: volumen óseo/volumen tisular.

Los ocho implantes impresos en 3D de una sola raíz y los ocho de doble raíz sobrevivieron. No hubo signos específicos de inflamación. Se observó pérdida ósea marginal en los sitios mesial y distal en ambos grupos sin diferencias significativas. Se observó un patrón de pérdida de hueso marginal en el área de la bifurcación para los implantes impresos en 3D de doble raíz.

Los resultados del análisis de micro-CT se describen en la Fig. 5. Los valores BIC para los implantes impresos en 3D de una y dos raíces fueron significativamente diferentes (75,87 % ± 6,32 % y 64,18 ± 5,23 %, respectivamente, p = 0,0070). Los valores BAFO fueron significativamente diferentes (p = 0,0104) para los implantes impresos en 3D de una y dos raíces (64,88 ± 14,37 % y 45,81 ± 9,01 %, respectivamente).

Representante de vista histológica (a, b) y análisis (b, d). (a) Vista histomorfométrica del implante impreso en 3D de doble raíz. Obsérvese la reabsorción ósea en la zona de la furcación. (b) Vista histomorfométrica del implante impreso en 3D de raíz única (c) El BIC en implantes impresos en 3D de raíz única y raíz múltiple tuvo una diferencia estadísticamente significativa (75,87 % ± 6,32 % y 64,18 ± 5,23 %, respectivamente, p = 0,0070) (d) El BAFO fue diferente desde el punto de vista estadístico (p = 0,0104) en implantes impresos en 3D de una y varias raíces (64,88 ± 14,37 % y 45,81 ± 9,01 %, respectivamente). 3D: tridimensional, BIC: contacto hueso-implante, BAFO: fracción de ocupación del área ósea.

Este estudio comparó la estabilidad del implante, la pérdida de hueso marginal, los valores BV/TV, BMD, BIC y BAFO de implantes impresos en 3D de una y dos raíces utilizando polvo de Ti–6Al–4V a través de micro-CT, análisis histológicos e histomorfométricos. Los implantes impresos en 3D de doble raíz mostraron (i) una mayor estabilidad del implante, que fue estadísticamente significativa a las 4 y 12 semanas; (ii) pérdida de hueso marginal comparable en el área proximal pero pérdida de hueso marginal estadísticamente mayor en el área media; (iii) valores BV/TV y BMD no significativamente diferentes a través de análisis micro-CT; y (iv) valores BIC y BAFO significativamente más bajos a través de análisis histomorfométricos en comparación con los implantes impresos en 3D de raíz única.

La tecnología de impresión 3D que utiliza Ti–6Al–4V ha ganado un mayor interés en la odontología de implantes en los últimos años. A pesar de su importante demanda, la fabricación de implantes de Ti6Al4V es difícil debido a su baja conductividad térmica16, tendencia a endurecerse por deformación17,18 y reactividad química agresiva al oxígeno19. La técnica de fabricación convencional de Ti–6Al–4V se basa en el forjado, la fundición y el laminado de materias primas a granel, seguido del mecanizado posterior hasta las formas y dimensiones finales; sin embargo, estos procesos invariablemente producen un importante desperdicio de material, altos costos de fabricación y plazos de entrega prolongados20,21. En tales casos, la fabricación aditiva (AM), una técnica moderna de impresión 3D que crea estructuras de formas casi netas directamente a partir de modelos CAD mediante la adición de materiales capa por capa, ofrece su capacidad ventajosa para la producción de productos Ti–6Al–4V con formas geométricas. complejidad. Por lo tanto, debido a su diseño libre, personalización de una sola pieza y gran eficiencia de proceso para satisfacer las necesidades urgentes del campo biomédico, las aplicaciones clínicas de la impresión 3D despertaron en los últimos años13.

Se pueden crear diseños individualizados utilizando el método de fabricación aditiva y, con ajustes de macrodiseño y tratamientos superficiales, se ha estudiado la viabilidad de utilizar implantes impresos en 3D12,19,20. Sin embargo, la evidencia de los pros y los contras de los implantes impresos en 3D de raíz doble en comparación con los implantes impresos en 3D de raíz única es limitada. Este estudio encontró que los implantes impresos en 3D de raíz doble tienen una estabilidad de implante comparable, pero una mayor pérdida de hueso marginal debido al área de bifurcación en comparación con los implantes impresos en 3D de raíz única.

Los valores de estabilidad de los implantes a las 4 y 12 semanas de los implantes de doble raíz mostraron valores más altos en comparación con los de los implantes de una sola raíz. La mayoría de los valores de estabilidad del implante estaban por encima de 70, lo que indica que el implante era clínicamente estable para la carga funcional. Los resultados positivos de los dos grupos en todos los puntos de tiempo podrían deberse a su estructura de surco, que resultó en una alta supervivencia y estabilidad del implante como estructura de macroretención para implantes impresos en 3D de tipo celosía en un estudio anterior16. Los valores tendieron a reducirse a las 2 y 4 semanas para cada grupo, aunque eso no fue estadísticamente significativo dentro de los grupos. Esta tendencia refleja la caída de la estabilidad, que da como resultado el valor más bajo de estabilidad del implante durante el período de cicatrización temprano, como se informó en varios estudios21,22,23. Como en estudios previos, la diferencia en el valor de la estabilidad del implante según el diseño del implante parece ser más evidente en el momento de esta caída de la estabilidad16,21,22,23. Los valores más altos de estabilidad a las 4 semanas probablemente se deban al efecto adicional de la estructura de doble raíz sobre la estabilidad del implante.

En las evaluaciones radiográficas, los implantes impresos en 3D de una y dos raíces mostraron valores similares de pérdida de hueso marginal en los sitios mesial y distal, independientemente del tipo de implante y el punto temporal. Para los implantes impresos en 3D de raíz doble, se observó una pérdida ósea marginal significativamente mayor en el área de la bifurcación (centro) en cada punto de tiempo. Este resultado puede explicarse por estudios previos que mostraron que una distancia estrecha entre implantes (menos de 3 mm) resultó en pérdida de hueso marginal24. Un estudio previo demostró que un aumento en el espacio disponible para el infiltrado de células inflamatorias puede reducir la pérdida de hueso marginal25. En nuestro estudio, la distancia entre raíces era estrecha en la zona superior porque los implantes impresos en 3D reflejaban al máximo la forma de los dientes con su morfología cónica. Tomados en conjunto, estos hallazgos muestran que un espacio estrecho entre las raíces en el área superior parecía dar como resultado una pérdida de hueso marginal en el área de la furcación.

De acuerdo con los estándares aceptados para evaluar la supervivencia y el éxito de los implantes, el cambio del nivel del hueso marginal en el primer año debe ser inferior a 1,5 mm, y este concepto es ampliamente aceptado26. La revisión sistemática y metaanálisis de Ragucci et al.27 evaluó la pérdida ósea marginal en los implantes colocados inmediatamente en el alveolo de extracción en las áreas molares, incluyendo datos de 372 implantes en 11 estudios. La pérdida ósea marginal se estimó en 1,29 ± 0,24 mm en un período de seguimiento de más de 1 año con un IC del 95 % (0,81–1,76). Aunque existen diferencias en el diseño del estudio, el sujeto del estudio y el material del implante, la pérdida de hueso marginal encontrada en los implantes impresos en 3D de raíz única del estudio actual (1,17 ± 1,00 mm en mesial y 1,24 ± 1,30 mm en el área distal) es comparable a la de los estudios anteriores. La pérdida de hueso marginal en los implantes de doble raíz impresos en 3D también muestra valores de pérdida de hueso marginal comparables en los sitios mesial y distal a las 12 semanas (1,24 ± 1,30 mm y 1,42 ± 0,99 mm, respectivamente), pero el valor fue estadísticamente significativo mayor en el sitio medio (3,00 ± 0,85 mm).

En los análisis de micro-CT, los valores BV/TV y BMD de los implantes impresos en 3D de una y dos raíces no difirieron significativamente. Por lo tanto, parece que la cantidad y la densidad del hueso alrededor de los implantes impresos en 3D no se ven afectadas por la cantidad de raíces de los implantes impresos en 3D. La morfología de la fijación del implante no parece afectar la cicatrización del hueso periimplantario cuando se mantiene estable un implante con la superficie adecuada para la osteointegración. Estos resultados corroboran que el polvo de Ti–6Al–4 V es un material biocompatible adecuado para implantes dentales impresos en 3D. Este resultado está en línea con nuestro estudio anterior en el que los implantes fabricados con los mismos materiales mostraron valores comparables de BV/TV y BMD16.

En los análisis histomorfométricos, los valores BIC y BAFO fueron estadísticamente más bajos para los implantes impresos en 3D de raíz doble que para los implantes 3D de raíz única. Esto probablemente se puede explicar por el patrón en el que el área de la bifurcación de los implantes de doble raíz exhibió una reabsorción ósea interradicular significativa. Dado que BIC y BAFO se refieren a la cantidad o porcentaje de superficie del implante en contacto con el hueso, los valores son inevitablemente inferiores a los de los implantes uniradiculares, que no tienen el inconveniente de la furcación. Aunque se ha sugerido que el diseño de implantes con raíces múltiples en las regiones posteriores reduce las complicaciones mecánicas de los implantes convencionales, el resultado de las áreas afectadas por furca sigue siendo un misterio.

En este estudio, las condiciones de carga protésica con implantes impresos en 3D se analizaron solo hasta la etapa de instalación del implante, no en condiciones de carga protésica. Sin embargo, la oclusión es uno de los factores más significativos que afectan el tejido duro periimplantario y el éxito del implante. En respuesta al estrés mecánico, la oclusión puede afectar la remodelación del tejido duro periimplantario. Desde esta perspectiva, futuros estudios deberían incorporar condiciones integrales para evaluar la estabilidad funcional.

Otra limitación de este estudio es el método de instalación de los implantes debido a la forma de los implantes de doble raíz. El implante impreso en 3D de doble raíz se incorporó para aliviar las complicaciones mecánicas de los implantes convencionales y los procedimientos regenerativos, pero el método de tocar el implante de doble raíz divergente con un mazo quirúrgico puede aumentar la tensión dentro del hueso. Aunque las raíces divergentes distribuyen la fuerza oclusal, la naturaleza de la forma divergente de la raíz es un obstáculo al colocar el dispositivo en el hueso. Además, este proceso de colocación del implante dificulta el posicionamiento preciso del dispositivo en sentido apicocoronal y vestibulolingual, ya que el vector de impacto y la fuerza no se pueden controlar con precisión. Futuros estudios deberían investigar el efecto de golpear las fijaciones de implantes 3D en el hueso alveolar y los posibles errores derivados del proceso.

Dentro de las limitaciones de este estudio preclínico, los implantes de doble raíz impresos en 3D mostraron valores comparables de estabilidad, pérdida de hueso marginal proximal, BV/TV y BMD en comparación con los implantes de una sola raíz. Sin embargo, los implantes de doble raíz demostraron una pérdida ósea marginal significativa en el área de la furca y valores más bajos de BIC y BAFO que los implantes de una sola raíz.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles de los autores correspondientes a pedido razonable.

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Artículo Google Académico

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Este trabajo fue apoyado por el Programa de Desarrollo de Tecnología Estratégica Industrial: Programa de Desarrollo de Tecnología de Materiales y Componentes (20001221, Desarrollo de aleación de alta resistencia y resistencia a la fatiga y tecnología de fabricación para implantes dentales análogos de raíz) financiado por el Ministerio de Comercio, Industria y Energía (MOTIE , Corea).

Departamento de Periodoncia e Instituto de Investigación Dental, Facultad de Odontología, Universidad Nacional de Seúl, 101 Daehak-ro, Jongno-gu, Seúl, 03080, Corea

Inna Chung, Jungwon Lee, Ling Li, Yang-Jo Seol, Yong-Moo Lee y Ki-Tae Koo

Departamento de Periodoncia, Hospital Dental de la Universidad Nacional de Seúl, Seúl, Corea

La madre de Chung, Yang-Jo Seol, Yong-Moo Lee y Ki-Tae Koo

One-Stop Specialty Center, Hospital Dental de la Universidad Nacional de Seúl, Seúl, Corea

Jungwon Lee

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Conceptualización: JL, K.-TK; análisis formal: Y.-ML, Y.-JS; investigación: Inna Chung, JL, LL, metodología: IC, JL, LL; administración del proyecto: K.-TK; redacción—borrador original: IC, JL; redacción—revisión y edición: LL, Y.-ML, Y.-JS, K.-TK Todos los autores revisaron el manuscrito.

Correspondencia a Jungwon Lee o Ki-Tae Koo.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Chung, I., Lee, J., Li, L. et al. Un estudio preclínico que compara implantes de Ti–6Al–4V impresos en 3D de una y dos raíces. Informe científico 13, 862 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-27712-2

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Recibido: 05 Septiembre 2022

Aceptado: 06 enero 2023

Publicado: 17 enero 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-27712-2

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