APROXIMACIONES AL TEMA DE LA CIRUGIA PIEZOELÉCTRICA Y SUS BENEFICIOS EN LA REGENERACION IMPLANTOLÓGICA. ACERCAMIENTO AL TEMA DE LOS INJERTOS OSEOS AUTOGENOS Y SUS TECNICAS QUIRURGICAS DE RECOLECCION Dr. Sergio Iván Tobón Correa. Odontólogo - Universidad de Antioquia Implantología Oral y Reconstructiva - CIEO – U. Militar. Miembro Academia Americana de Oseointegración AO. Miembro Academia Colombiana de Cirugía Piezoeléctrica. Presidente Asociación Antioqueña de Implantología Oral y Reconstructiva. Especialista en Gerencia Integral y Mercadeo – UNIREM. Gerente DUAL THINK LTDA. Conferencista Nacional e Internacional. * Apreciaciones derivadas de la revisión de algunos artículos relacionados con la cirugía piezoeléctrica implantológica y la aplicación clínica de la técnica quirúrgica.
INTRODUCCION: La necesidad de optimizar los resultados de los procedimientos tendientes a mejorar las condiciones de soporte óseo de los implantes dentales, han impulsado el desarrollo tecnológico aplicado a la implantología oral y reconstructiva y han motivado al análisis clínico y a la aplicación del método científico en aras de lograr la evidencia que soporte y perfeccione los métodos. Entusiasmado con la idea de aportar elementos de juicio relacionados con la cirugía piezoeléctrica como alternativa para la recolección de hueso autólogo en los pacientes implantológicos, me he concentrado en la revisión de algunos artículos de mediana y alta evidencia, que están directamente relacionados con el tema de piezocirugía ósea implantológica. Quiero compartirles algunas opiniones derivadas de mi experiencia clínica y de la revisión bibliográfica enmarcada en la literatura disponible en los últimos 6 años y que está directamente relacionada con la regeneración ósea guiada, la biología del hueso y las técnicas piezoeléctricas. El primer reto será el juicio cuidadoso y la elección correcta de estudios y artículos que nos acerquen a la verdad del tema a tratar, resaltando la falta de contundencia científica en los resultados y opiniones de expertos que tratan el tema y los beneficios que aporta a la cirugía ósea implantológica. Un número importante de autores reportan cifras y documentos que tratan de explicar las bases de la cirugía piezoeléctrica y sus beneficios directos en la recolección ósea con fines regenerativos en rebordes edéntulos, destinados a soportar implantes endoóseos y futuras restauraciones
implantosoportadas. Dichas prácticas se complementan con el uso de barreras colágenas reabsorbibles y no reabsorbibles, con el uso de factores de crecimiento, proteínas morfogenéticas óseas, plasma enriquecido en plaquetas y otros elementos inductores de la neoformación ósea y la angiogénesis, dirigidos a potencializar la respuesta cicatrizal y la protección del injerto óseo. La piezoelectricidad es la capacidad que tienen algunos cristales para generar potenciales eléctricos como respuesta a la aplicación de un estrés mecánico. Los equipos piezoeléctricos aportan frecuencias ultrasónicas moduladas que actúan tridimensionalmente y producen cortes precisos en el rango de los 25 a los 29 Khz. El equipo piezoeléctrico es un instrumento desarrollado específicamente para cirugía ósea, es selectivo para corte óseo respetando al tejido blando mediante un análisis en tiempo real de las reacciones del tejido ante los impactos del inserto y las fuerzas aplicadas por el cirujano.
Foto. 1. PIEZOTOME
foto. 2. INSERTOS BS- BONE SURGERY PIEZOTOME – ACTEON SATELEC Después de las investigaciones tempranas en 1975 por Horton y colaboradores y en 1981 por Aro y colaboradores,
fue desarrollado un dispositivo ultrasónico en cirugía ósea, que se perfeccionó en 1988 por la compañía Mectron ( Piezosurgery®) y fue autorizado en Alemania (2002) para uso quirúrgico óseo. Chiriac y colaboradores, así como Vercelloti y colaboradores, concluyeron que el uso del piezoeléctrico aportaba una mejor reparación y remodelación ósea en comparación con la recolección hecha con fresas de carburo ó diamante. Nervios, vasos y tejidos blandos permanecieron intactos durante los procedimientos y los sitios quirúrgicos permanecieron libres de sangre, gracias al efecto de cavitación. Aunque los datos científicos actuales, igualan los resultados en regeneración ósea del piezoeléctrico con otros procedimientos de recolección ósea, la cirugía piezoeléctrica es la primera recomendada en procedimientos de cirugía maxilofacial, cirugía espinal, neurocirugía y oftalmología. Algunos equipos cuentan con dispositivos que responden de forma inmediata a los cambios de dureza y estructura del tejido intervenido, controlando automáticamente el extremo de los insertos o tips (ver foto. 2). De igual manera cuentan con dispositivos que controlan la frecuencia de vibración en tiempo real, devolviendo el sentido táctil y ayudando a controlar la pieza de mano durante los procedimientos quirúrgicos. El efecto de cavitación y su acción mecánica resultante de la implosión de las burbujas de agua, permite cortes micrométricos de máxima precisión quirúrgica y alta sensibilidad operatoria, eliminando el sobrecalentamiento de las estructuras, minimizando la pérdida de sustancia ósea y permitiendo mejores respuestas de cicatrización.
foto 3. CORTICOTOMÍA PRIMARIA. Atendiendo las anteriores consideraciones podemos recomendar que la cirugía piezoeléctrica como técnica para la recolección y regeneración ósea en la implantología oral es inconmensurable en beneficios, y que a pesar de ser una técnica quirúrgica de reciente aparición y con niveles de evidencia poco elevados, está lo suficientemente avalada para utilizarse como un complemento y porque no un suplemento para los procedimientos quirúrgicos previos al manejo restaurador implantológico. Todo lo anterior nos obliga a un cambio paradigmático en el manejo de la regeneración ósea guiada, y nos acerca frontalmente a temas como la ingeniería de tejidos óseos, la bioingeniería periodontal, a los mecanismos de acción de los factores de crecimiento, a las terapias regenerativas y especialmente a acercarnos a la frontera de la llamada estética rosada en los implantes dentales. RECOLECCIÓN ÓSEA.
Al considerar los métodos de recolección de chips de hueso autógeno, es importante considerar los resultados del estudio de Chiriac , G y colaboradores, quienes revisaron la influencia de la piezoelectricidad sobre la morfología del “chip”, la viabilidad y la diferenciación celular (1). Este grupo de investigadores obtuvo aleatoriamente un grupo de 69 muestras de chips de hueso cortical recolectadas con un equipo piezoeléctrico o con instrumental rotatorio convencional. La forma y el tamaño de los chips fueron comparados mediante análisis morfométrico. Los chips óseos mostraron diferencia estadísticamente significativas entre el volumen de las partículas recogidas con piezoeléctrico versus las recogidas con instrumental rotatorio (p<0.01). A pesar de ello, el tamaño de las partículas no parece tener ninguna influencia sobre el crecimiento, diferenciación, viabilidad y proliferación de las células, lo que obliga a considerar varias diferencias entre ambos grupos. En primer lugar, es importante apuntar que un estudio experimental inicial en monos, mostró que las partículas en un rango de 125-1000µm tenían un potencial osteogénico mas alto que las partículas por debajo de 125µm; pues las partículas más pequeñas pueden ser más fácilmente absorbidas por los macrófagos, resultando en una poca ó ninguna formación de hueso (9). También el tamaño optimo de partícula ha sido reportado en un rango entre 100-300µm. Todos estos datos tomados junto con los del presente estudio indican que las muestras de hueso en ambos grupos parecen estar dentro del tamaño óptimo de partícula. Sin embargo todos los chips óseos mostraron una forma poligonal independiente del método de recolección (9). El crecimiento de los osteoblastos fue identificado por la medida de la actividad de la fosfatasa alcalina, por coloración inmunohistoquímica, por la síntesis de osteocalcina y fenotipificando la reacción de la cadena transcriptasa polimerasa. El análisis del fenotipo reveló una expresión de la osteocalcina en todos los especímenes. Ambas enzimas, marcadoras para la fosfatasa alcalina y la osteocalcina, demostraron la diferenciación del crecimiento celular en los osteoblastos sin necesidad de adicionar factores osteogénicos al medio de cultivo celular. En el 88.9% de los especímenes fresados y el 87.9% de los especímenes obtenidos por piezoeléctrico, fue observado un crecimiento de células adherentes cerca a los chips óseos después de 6 a 19 días. La confluencia de células fue observada a las 4 semanas. Una coloración positiva para fosfatasa alcalina u osteocalcina identificaron las células como osteoblastos. El análisis morfométrico reveló un tamaño y volumen con diferencias estadísticamente significativas entre las partículas recolectadas con piezoeléctrico comparadas con las obtenidas con instrumental rotatoro. A pesar de ser un estudio con limitaciones metodológicas, no reveló diferencias estadísticamente significativas entre los dos tipos de recolectores óseos, en cuanto al efecto dañino sobre la diferenciación y la viabilidad celular. Injertos óseos. En general el hueso membranoso es preferido al endocondral, pues sufre menos reabsorción y además provee
mejor retención y más largo termino de estabilidad. Este puede ser recolectado extraoralmente desde la bóveda craneana ó intraoralmente desde varios sitios donantes como la sínfisis del mentón, ángulo de la mandíbula y la rama (ver foto 4). Ante los riesgos y complicaciones derivadas de la recolección ósea del mentón, es mejor evitarlos y preferir sitios que aunque limitados en área y volumen óseo, presentan menor riesgo, como la rama y el ángulo mandibular; sin embargo por los problemas de reabsorción de los injertos autógenos intraorales, la recolección de hueso cortical del área zigomática se convierte en una alternativa viable, por su menor porcentaje de reabsorción y por su buena cicatrización, comparable con la buena cicatrización presentada en los procedimientos de seno maxilar y aumento de reborde alveolar. FOTO 6. ELEVACION DE LA MEMBRANA.
FOTO 4. INJERTO DE RAMA MANDIBULAR Un reporte de caso de Vercelloti, T, en el que se injerta material óseo osteoconductivo mas plasma enriquecido en plaquetas, después de realizar una técnica de expansión de reborde con el Piezosurgery® de Mectron(2) muestra resultados positivos en el comportamiento de los implantes y el hueso implantado, abriendo la posibilidad de utilización cuidadosa de esta tecnología, considerando las propiedades biomecánicas del hueso como su osteoconductividad y viscoelasticidad. Los altos riesgos que se corren durante las técnicas de osteotomía en el área maxilofacial convierten el manejo de los tejidos blandos en un reto, pues las lesiones iatrogénicas no pueden siempre ser evitadas con las técnicas de osteotomía convencionales.
FOTO 7. INJERTO OSEO PARTICULADO.
FOTO 8. COLOCACION DE IMPLANTES 6 MESES DESPUES.
FOTO 5. ZONA EDENTULA 25 - 26
Wallace, S. se ha dedicado durante los últimos 15 años a investigar el comportamiento de las elevaciones de piso de seno y lo reporta como el procedimiento de aumento más exitoso y con una tasa de supervivencia de los implantes colocados en estos sitios injertados, tan alta o más alta que la de los implantes colocados en el maxilar superior no injertado (3). Hoy en día el hueso autógeno ha sido definido como un “gold standard" dentro de los materiales para injerto, debido a sus propiedades osteoconductivas, osteoinductivas y osteogénicas (4). Además una ventaja mayor del hueso autógeno en comparación con otros materiales de aumento como los xenoinjertos es la menor participación en posibles reacciones inmunológicas (5).
FOTO 10. REBORDE COLAPSADO. FOTO 9. INSERTO “TROMPETA”PARA ELEVACION DE LA MEMBRANA DE SCHNEIDER. Recientes estudios in vitro investigaron la viabilidad de las células óseas obtenidas en diferentes diseños cavitarios, esto fue observado mediante el estudio de la actividad de la fosfatasa alcalina en osteoblastos vitales presentes en los restos óseos recolectados; independientemente del diseño y el tamaño de la cavidad ósea preparada (6). Complementariamente ha sido demostrado que un alto porcentaje de células viables fueron encontradas en hueso esponjoso y hueso sin triturar, comparado con hueso cortical ó hueso triturado respectivamente. Sin embargo la viabilidad celular demostró estar significativamente influenciada por la técnica de recolección, pues la menor cantidad de células vitales fue observada en el grupo de perforadores de plata comparados con los de diamante y las fresas para implantes (4).
FOTO 11.CORTICOTOMÍA PRIMARIA INSERTO.
Algunas fresas tienen un diseño mecánico reverso que puede sobrecalentar el hueso cuando la refrigeración es deficiente ó aun dañar tejidos vecinos, como ocurre con la membrana de Schneider durante la cirugía de elevación de piso de seno (7). De acuerdo a los autores el incremento de la temperatura puede resultar en daños óseos, porque los cambios en la estructura de las proteínas y los lípidos del protoplasma celular, modificaron el metabolismo y la actividad enzimática (4). Para solucionar algunos de estos problemas un nuevo aparato piezoeléctrico ha sido desarrollado para aumentos de reborde. El aparato ha sido recomendado para cirugía periodontal, elevación de piso de seno y obtención de chips óseos (8). La principal ventaja del piezoeléctrico son las vibraciones ultrasónicas moduladas ( 29 Khz en un rango de 60 a 200 Hz ) que previenen daños a los tejidos blandos adyacentes durante la osteotomía. Sin embargo no hay suficientes datos actualizados derivados de los estudios in vitro realizados hasta la fecha, y que estén relacionados con la vitalidad del hueso y sus características morfológicas; menos en los estudios de muestras óseas obtenidas con el sistema piezoeléctrico y que comparen resultados con las obtenidas con fresas convencionales. Estos son los primeros datos evaluando la influencia del piezoeléctrico sobre la viabilidad y diferenciación de los osteoblastos primarios fuera de los chips óseos, recolectados durante procedimientos quirúrgicos estándar; además la comparación con otros estudios de diseño similar no han sido posibles. Este sistema ha sido introducido debido a su corte fino y la buena recolección de partículas óseas por sus vibraciones moduladas (10).
FOTO 12. CORTICOTOMIAS SECUNDARIAS.
FOTO 13. EXPANSOR ÓSEO.
Como podemos observar hay indicios de un excelente desempeño de los equipos piezoeléctricos en las técnicas de recolección y regeneración ósea en implantes, pero aun falta mucha investigación de alto nivel metodológico que evidencie a ésta técnica como la mejor y más predecible opción quirúrgica implantológica. No obstante, debe
Las micro sierras y las fresas de Lindemann, necesitan un largo tiempo para la osteotomía, lo que se convierte en una gran desventaja sumada a la alteración micromorfológica de los injertos óseos recolectados. Ambas características tienen consecuencias directas en el proceso de cicatrización ósea (11). La micro estructura ósea se conservó después de la osteotomía ultrasónica, a diferencia de la pérdida de la estructura del hueso cancelar después de las técnicas convencionales. Además en los métodos convencionales los espacios cancelares fueron obturados por residuos óseos, bloqueando la irrigación centrífuga suplementaria del hueso cancelar (Schweiberer y cols. 1974). Esta situación se traduce en una alteración de la migración celular y una alteración de la cicatrización ósea, debido al alto potencial osteogénico del mismo. Finalmente recomienda un seguimiento permanente a los procesos de cicatrización ósea, después de la utilización de los distintos métodos de osteotomía, pues la diferencia significativa en la rugosidad de las superficies cortadas con los distintos procedimientos, debe tener consecuencias clínicas aun desconocidas. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:
FOTO 14. INSERCIÓN DEL IMPLANTE.
1. Chiriac G, Herten M, Schwarz F, Rothamel D, Becker J. Autogenous bone chips: influence of a new piezoelectric device (Piezosurgery ) on chip morphology, cell viability and differentiation. J Clin Periodontol 2005; 32: 994–999. 2. Vercelloti, T. Piezoelectric surgery in implantology. A case report a new piezoelectric ridge expansion technique. Periodontics and restorative Dentistry. 2000; 4: 359-365. 3. Wallace, S. What we do and don´t know about sinus elevation. State of the Art 2007. 4. Springer IN et al. Particulated Bone grafts , effecteveness of bone cell supply. Clin Oral Implants Res 2004 Apr; 15(2): 205-12.
FOTO 15. IMPLANTE Y PILAR DE CICATRIZACIÓN. puntualizarse que los resultados obtenidos en un modelo experimental in vitro, no pueden recrear las complejas interacciones celulares in vivo y son necesarios más estudios que utilicen modelos experimentales controlados in vivo, para corroborar los presentes resultados. Dentro de las limitaciones del presente estudio, puede concluirse que los chips óseos autógenos recolectados con ambos dispositivos contenían células vitales, las cuales se diferenciaron en osteoblastos, en el laboratorio. Al revisar los artículos relevantes relacionados con las técnicas de recolección ósea, podemos establecer que la manipulación mecánica, la presión y el incremento de la temperatura pueden inducir a la necrosis ósea. Si revisamos otra fuente relacionada, encontramos que el Dr Sohn DS. (2) se interesó en estudiar el sistema piezoeléctrico en osteotomía intra oral, para recolectar bloques de hueso y destacó el uso de esta tecnología comparándola con los sistemas tradicionales como las fresas y sierras utilizadas en procedimientos quirúrgicos convencionales.
5. Schlegel, KA et al. Bone conditioning to enhance implant osseointegration: an experimental study in pigs. Int J Oral Maxillofac Implants. 2003 Jul-Aug; 18(4):505-11. 6. Hoegel, F., Mueller, C. A., Peter, R., Pfister, U. & Suedkamp, N. P. (2004) Bone debris: dead matter or vital osteoblasts. Journal of Trauma 56, 363–367. 7. Ercoli, C et al. The influence of drill wear on cutting efficiency and heat production during osteotomy preparation for dental implants: a estufy of drill durability. Int J Oral Maxillofac Implants. 2004 May-Jun; 19(3):335-49. 8. Vercelloti, T. et al. Osseous Response Follwing Resective Therapy with Piezosurgery. The International Journal of Periodontics & Restorative Dentistry. Volume 25, Number 6, 2005. 9. Schapoff, CA et al. The effect of particle size on the osteogenic activity of composite grafts of allogenic freezedried bone and autogenous marrow. J Periodontol. 1980 Nov; 51(11):625-30. 10. Eggers, C. Techniques for obtaining autogenous bone graft. Injury. 1994;25 Suppl 1:A5-16.
11.G. Chiriac, M. Herten, F. Schwarz,D. Rothamel and J. Becker. Autogenous bone chips:influence of a new Piezoelectric device (Piezosurgery) on chip morphology, cell viability and Differentiation. J Clin Periodontol 2005; 32: 994â&#x20AC;&#x201C;999.