Biomecรกnica!
Definici贸n: Oseointegraci贸n! Una conexi贸n 铆ntima, funcional y estructural entre el hueso vivo y la superficie de un implante que soporta cargas funcionales!
Albrekssont T.! Act Ortho Scand 1981; 52: 155-170!
La sobrecarga es capaz de producir perdida del hueso marginal a partir de la fuerza masticatoria! Gunne, 1994! Lekholm, 1994! Rangert, 2001!
carga funcional = fuerza!
Conceptos biomecánicos! ü Fuerza! ü Estrés - tensión! ü Módulo de elasticidad! ü Fuerza estática - dinámica! ü Ajuste pasivo!
Fuerza! Es un vector, por lo tanto tiene:! ! ü Magnitud ! ! ü Sentido! ! ü Dirección!
Fuerza! ü Magnitud! ! ü Sentido! ! ü Dirección! !
Fuerza! ü Magnitud! ! ü Sentido! ! ü Dirección!
ü Plano sagital! !eje mesio-distal! ! ü Plano frontal! !eje vestibulo-lingual! ! ü Plano horizontal! !eje ocluso-apical!
Conceptos Biomecánicos! ü Fuerza! ü Estrés - tensión! ü Módulo de elasticidad! ü Fuerza estática - dinámica! ü Ajuste pasivo!
Fuerza
diferentes tipos de fuerza sobre un cuerpo, generan diferentes tipos de tensión! ü Compresión! ! ! ü Tracción! ! ! ü Torsión!
Estrés - Tensión! Definición biológica: la fuerza que actúa sobre el hueso produce una deformación de este llamada tensión, la resistencia de la unión intermolecular del tejido óseo a esta tensión se llama estrés!
Estrés σ = F/A ! Definición física: es la relación entre la fuerza aplicada y el área donde actua! Tiene: ! ! ! Magnitud! ! ! ! Sentido!
Estrés σ = F/A ! !
ü Directamente proporcional a la fuerza!
!
ü Inversamente proporcional al área.!
ü Magnitud!
! ü Sentido! !
ESTRES =!
Estrés σ = F/A! ü Magnitud!
ü Compresión!
!
!
!
ü Tensión!
!
!
ü Sentido!
ü torsión!
Hueso resistencia a la tensión! Tipo de fuerza!
Resistencia! (calculado a partir de un factor 1)!
Compresión!
1!
Tensión!
0.65 (35% menos)!
Torsión!
0.35 (65% menos)!
Reilly D.T. The elastic and ultimate properties of compact bone tissue, J
Biomech 8:393, 1975.!
Conceptos biomecánicos! ü Fuerza! ü Estrés - tensión! ü Módulo de elasticidad! ü Fuerza estática - dinámica! ü Ajuste pasivo!
Deformación – tensión ! Se define como, el alargamiento final dividido por la unidad de largo original, y se formula como:!
! ε = (l - lo)/lo = Δl/lo! ! !
M贸dulo de elasticidad! ! Estr茅s! ! ! ! ! ! ! ! 0
!
!
!m贸dulo de elasticidad!
!
!tensi贸n!
Modulo elasticidad hueso (A) – titanio (B)! !titanio = 14x106!
100 ! ! ! ! ! Estrés ! !
! ! ! !! 0
B !
hueso = 3x106!
! A! tensión !
módulo de elasticidad del titanio es 5 veces mayor que la del hueso! ! !!
Principio de ingeniería! Cuando dos materiales de distinto módulo de elasticidad soportan en conjunto una carga, esta se distribuye principalmente donde los dos materiales se colocaron por primera vez en contacto. Principio de ingeniería llamado análisis de soporte compuesto.! ! El implante tiene un módulo 5 a 10 veces mayor que el hueso cortical.!
! Misch Carl! Implants dentistry 2005; 14: 108 – 116!
Biomecánica celular! Remodelación ósea a nivel celular es mediada por la tensión.! ! Frost demuestra que el hueso se fractura a 10.000 a 20000 unidad de microtensión (1 a 2% de deformación) y que ha 4000 (0.4%) las células óseas liberan citoquinas que producen reabsorción ósea!
Resumen! fuerza!
daño óseo!
Supera capacidad de ! reparación ósea!
estrés!
y!
tensión!
Diferencia de deformación entre hueso y Ti!
Perdida de la integridad de la oseointegración!
Conceptos biomecánicos! ü Fuerza! ü Estrés - tensión! ü Módulo de elasticidad! ü Fuerza estática - dinámica! ü Ajuste pasivo!
The influence of static and dynamic loading on marginal bone reactions around osseointegrated implants: an animal experimental study!
Duyck - Naert! Clin Oral Impl Res 2001: 12: 207-218!
Carga estรกtica!
Carga dinรกmica!
Control!
Densidad 贸sea!
Presi贸n - Tensi贸n!
Conceptos Biomecánicos! ü Fuerza! ü Estrés - tensión! ü Módulo de elasticidad! ü Fuerza estática - dinámica! ü Ajuste pasivo!
Discrepancia en micrones entre corona cementada y atornillada!
Ajuste pasivo! ü 17 supraestructura: 12 coladas en oro y 5 en titanio! ü Todas presentaban desajuste! ü Este era mayor al medirse en clínica que en modelos.!
Jemt! I J Oral Maxillofacial Implant 1996: 11: 151-158!
Discrepancia en micrones! modelo!
clĂnica!
Maxilar superior!
75!
111!
Maxilar inferior!
37!
90!
Conclusiones! ü El desajuste de la estructura protésica produce cargas estáticas sobre el implante! ü No hay una disminución de la tasa de sobrevida de los implantes! ü Existe un aumento de complicaciones protésicas por pérdida del torque del tornillo protésico!
Antecedentes Clínicos! !Fuerzas adversas sobre una prótesis implanto soportada no solamente causa daño de los componentes protésicos, sino también puede afectar la oseointegración.! l Quyrinen,
1992! l Van Steenberghe, 1992! l Hoshaw, 1994! l Isidor, 1996 - 1997! l Miyata, 1998 - 2000 - 2002!
Influencia de sobrecarga e inflamación sobre tejido peri-implantario ! ! ! ! !Miyata T.! estudio!
Contacto prematuro! (en micrones)! 100!
1!
180!
inflamación! 250!
si!
√!
Pérdida ósea!
no! √!
-!
( 1998)!
2!
!
√!
√!
++!
( 2000)
3!
!
( 2002)
√!
√!
√!
+++!
!
(con 180 y 250)
Influencia de sobrecarga e inflamación sobre tejido peri-implantario, ! ! ! ! !Miyata T.! Estudio 4!
1era, 4 semanas!
2da, 4 semanas!
Pérdida ósea!
higiene!
Trauma ! (250µ)!
higiene! !
trauma! (250µ)!
G 1!
-!
+!
+!
-!
√√!
G 2!
+!
-!
+!
-!
-!
G 3!
-!
+!
-!
+!
√√!
Recuperación ósea!
-!
-!
Oclusión en implantología!
Mejorar la dirección de la fuerza!
Aumentar el área de contacto! Calidad! cantidad!
Disminuir la dirección de la fuerza!
Estrés estrategias de intervención! Para disminuir su magnitud:! !
!
! área!
!
!
!
! fuerza!
!
!
!
!!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
σ! = F/A ! !!
Para modificar el tipo de estrés:! !
!
!
!
!
!sentido!
!
!
!
!
!
!dirección!
Consideraciones clínicas en relación al área! ü Variable dependiente del hueso! ! ü Variable dependiente del implante!
Consideraciones clínicas en relación al área! ü Variable dependiente del hueso! ! ü Variable dependiente del implante!
ü Tipo de hueso! !cantidad y calidad!
Calidad ósea! ü Numerosos estudios han reportado que la falla de implantes está relacionada a la desfavorable calidad ósea, y por lo tanto esta variable parece ser el factor más importante en el resultado del tratamiento !
Gotfredsen, K. Treatment concepts for partially dentate patients. Proceedings of 3rd European Workshop on Periodontology, 1999!
Calidad 贸sea es el factor de riesgo m谩s asociado a la p茅rdida del implante!
Goodacre, en estudio de la ULL, encontr贸 una tasa de fracaso de 4% para hueso tipo 1,2 y 3 y de un 16% para hueso tipo 4!
Tipos de huesos, en relación a su densidad! clasificación!
Características histológicas!
Tipo 1!
Cortical ósea densa, mínimo hueso trabecular!
Tipo 2!
Cortical gruesa y hueso trabecular denso!
Tipo 3!
Cortical delgada y hueso trabecular poco denso!
Tipo 4!
Cortical fina y hueso trabecular aerolear!
Ubicaci贸n anat贸mica usual seg煤n el tipo de hueso (%)! Hueso!
Max ant!
Max post!
Mand ant!
Mand post!
D1!
0!
0!
6!
3!
D2!
25!
10!
66!
50!
D3!
65!
50!
25!
46!
D4!
10!
40!
3!
1!
Misch C, Implant Dentistry.Edit Mosby, 1999; pag 114!
Concideraciones clínicas en relación al área! ü Variable dependiente del hueso! ! ü Variable dependiente del implante!
ü Número! ü Ancho! ü Largo! ü Superficie!
Variable dependiente del implante ! ü Número! ü Ancho! ü Largo! ü Superficie!
!La principal variable clínica para aumentar el área de oseointegración!
Variable dependiente del implante ! ü Número!
> ancho seccional!
ü Ancho! ü Largo! ü Superficie!
> área de distribución de la fuerza!
Variable dependiente del implante ! ü Número! ü Ancho! ü Largo!
En caso de pobre calidad ósea se debe optar por instalar implantes de 4mm de diámetro, aun cuando otros autores encuentran un aumento de fracaso!
ü Superficie! Steenbergher, 1990!
Variable dependiente del implante ! ü Número! ü Largo!
ü Por cada milímetro que incrementa la altura el implante, se obtiene un 6% más de área!
ü Superficie!
ü Mayor importancia en hueso tipo 4!
ü Ancho!
Misch, para implante maquinado
Variable dependiente del implante ! ü Número! ü Ancho!
ü Maquinado!
ü Largo!
ü Recubierto con HA!
ü Superficie!
ü Recubierto con spray de titanio, TPS! ü Tratados con ácido y arenados! ü Tratados con oxidación, Ti Unite!
Superficie Ti Unite!
Torque de remoción en Ncm! superficie! autor!
año!
maquinado!
rugoso!
Carr !
1997!
74!
139!
Buser !
1998!
16-25!
139-142!
Wennerberg!
1997!
58!
71!
Oclusión en implantología!
Mejorar la dirección de la fuerza!
Aumentar el área de contacto! Calidad! cantidad!
Disminuir la dirección de la fuerza!
Estrés estrategias de intervención! Para disminuir su magnitud:! ! ! ! ! ! !área! ! ! ! ! !! σ! = F/A ! ! ! ! ! !fuerza! ! ! ! ! ! !! Para modificar el tipo de estrés:! ! ! ! ! ! !sentido! ! ! ! ! ! !dirección!
Zona de mayor carga funcionalโ จ ! 39 pacientes con fractura del implante! 90% fue en el sector posterior! 77% eran prรณtesis con 1 o 2 implante y que estaban sometidos a mayor carga por bruxismo o cantilevers!
Bending Overload and Implant Fracture! Bo Rangert, Mech Eng, PhD!
Consideraciones clínicas en relación a la fuerza! ü Magnitud! ü Duración! ü Tipo! ! ! !
ü Edad! ü Sexo! ü Bio-tipo! ü Grado edentulismo! ü Zona de aplicación de la fuerza en la arcada! ü Soporte periodontal remanente! ü Para-función! ü Magnificación ! !
Fuerza disminuir su magnitud! ü Fuerza! ! ! !
ü Plano de estabilización en pacientes con bruxismo! ü Correcto diseño protésico (evitar momentos de carga)! ü Oclusión adecuada!
! !
!
Momento de carga! ü Momentos de carga! ! !
Depende de:! ! ü Magnitud de la fuerza! ü Brazo de palanca! ü Brazo de resistencia!
Diagrama de un cantilever! Fm = (1+ a/b) *F F
Fd = (a/b)*F
a
b Fd
Fm Im
Id
F= fuerza a= brazo de palanca b= brazo de resistencia Im= implante mesial Id= implante distal!
Diagrama de un cantilever!
Conclusiones Fm = (1+ a/b) *F
Fd = (a/b)*F
ü Ambos implantes reciben una fuerza mayor a la original! ü El implante mesial a la fuerza recibe una carga mayor que el distal! ü El estrés sobre el implante mesial es de compresión! ü El estrés sobre el implante distal es de tensión!
Pr贸tesis con cantilevers de 15 mm o menos tienen tasas de sorbrevida significativamente m谩s que pr贸tesis fija con cantilevers mayor de 15mm!
Schackleton J. 1994!
Diseño protésico
evitar momentos de carga! ü Evitar cantilever mesio distal! ü Disminuir la altura de la corona! ü Evitar contactos fuera del eje axial del implante! ü Diseñar tablas oclusales estrechas! ü Cúspides bajas!
!Número de implantes! !Distribución de implantes!
Influencia del n煤mero, ubicaci贸n y distribuci贸n de los implantes! Rangert B. Chapter 3. Estethic Implant Dentistry. Qb 2001!
Influencia del n煤mero, ubicaci贸n, distribuci贸n y ancho de los implantes! Rangert B. Chapter 3. Estethic Implant Dentistry. Qb 2001!
!
Distribuci贸n de los implantes, diferentes situaciones cl铆nicas!
Distribuci贸n ideal de implantes para P.F.P, sector posterior!
Diseño protésico
evitar momentos de carga! ü Evitar cantilever! ü Disminuir la altura de la corona! ü Evitar contactos fuera del eje axial del implante! ü Diseñar tablas oclusales estrechas! ü Cúspides bajas!
Consideraciones clínicas en relación a la fuerza! Paciente con hiperfunción! ü Magnitud! ü Duración!
> tiempo de contacto!
ü Tipo! !
> Número de ciclo de carga! Falla por fatiga!
El bruxismo es un factor de riesgo en el ĂŠxito de los implantes!
Quyrinen, 1991! Tawil, 2003!
Consideraciones clínicas en relación a la fuerza! ü Magnitud! ü Duración! ü Tipo! ! !
Compresión! Tensión! Torsión!
Oclusión en implantología!
Mejorar la dirección de la fuerza!
Aumentar el área de contacto! Calidad! cantidad!
Disminuir la dirección de la fuerza!
Mejorar la dirección de la fuerza! ! ü Evitar contactos fuera del eje axial del implante! ü Diseñar tablas oclusales estrechas! ü Cúspides bajas! ü Fosa central plana!
Diseño protésico Contactos fuera del eje axial del implante!
11 mm 4.1 mm
Diseño protésico Tablas oclusales estrechas! l Discrepancia
entre la tabla oclusal y el ancho del implante!
Tabla oclusal estrecha! 30 a 40%!
Diseño protésico Tablas oclusales estrechas! Reducción de la tabla oclusal fisiológica! Se obtienen por:! • Modificación de la forma coronaria ! • Disminución de la mesa oclusal! • Premolarización de los sectores posteriores!
Diseño protésico Cúspides bajas! Por cada 10º que aumenta la inclinación de la cúspide, aumenta en un 30% el torque que sufre el implante a 3mm por debajo de la cortical ósea! ! L Weinberg, 2001!
!Una fuerza inclinada en un 30%, disminuye la resistencia del hueso a la compresi贸n en un 11% y a la tensi贸n en un 25%!
Misch CE, Implant protected occlusion: a biomechanical rationale, Comp Cont Educ Dent 15(11): 1330 - 1343, 1994.
DiseĂąo protĂŠsico Fuerzas inclinadas
Factores que influyen en el estrés óseo
! ü Altura prótesis! ü Angulo de aplicación de la fuerza! ü Posición implantes! Sutpideler M. Escuela de Medicina, Clínica Mayo! Int J Oral Maxillofac Implants 2004; 19: 819 - 825!
(A E F)
Conclusiones! ü El ancho bucolingual es de 8mm o menos en sector posterior, lo que da un máximo de 3mm de diferencia entre el centro de los implantes, por lo tanto, la posición offset de los implantes tiene limitaciones anatómicas.!
Conclusiones! ü El mayor estrés se presentó con cargas inclinadas más que con implantes en línea.! ü A menor inclinación de las cúspides, menor estrés.! ü La disminución de la altura de la prótesis disminuye el estrés. ! ü La colocación offset de los implantes genera reducción del estrés, pero no tanto como la eliminación de las fuerzas inclinadas.!
Diseùo protÊsico
 Fosa central amplia! Al ocluir existe una discrepancia de 0.4mm a nivel de la fosa central que puede producir fuerzas horizontal, para compensar se crea una fosa central amplia de 1.5mm en sentido horizontal! ! ! L Weinberg, 2001!
Oclusión! ! ü Diferencia entre diente e implante! ü Biomecánica terapéutica! ü Oclusión según caso clínico!
Diferencia diente - implante! diente!
implante!
conexión!
Lig periodontal!
oseointegración!
propiocepción!
Mecanoceptores periodontales!
oseoceptores!
Sensibilidad táctil!
alta!
Baja (8 veces)!
Movilidad axial!
25 -100µ!
3 - 5µ!
Diferencia diente - implante! diente!
implante!
Fases de movimiento!
2 fases!
1 fase!
fulcrum!
1/3 apical de la raíz!
2-3mm apical de margen óseo!
Carácterísticas de carga!
Absorbe y distribuye la carga!
Concentra la carga en cresta ósea!
Signo de sobrecarga!
Engrasamiento lig, movilidad, frenitus, dolor!
Perdida o fractura tornillo, fractura cerámica o implante!
Sensibilidad táctil! !La percepción táctil en implantes es reducida en comparación a los dientes con soporte periodontal intacto, encontrándose umbrales hasta 8 veces menos. !
Hammerle,C.H. Threshold of tactile sensitivy perceive whit dental endosseous implants and natural teeth. Clinical Oral Implants Research 1995; 6: 83 – 90.!
Sensibilidad táctil! Diente con diente! !
20µm! !
Diente con implante
48µm (dos veces menos sensible)! !
Implante con implante! !
64µm! !
Diente con O.V.! !
108µm (5 veces menos sensible) !
Jacobs,R. Comparative evaluation of the oral tactile function prostheses. Clinical Oral Implants Research 1991; 2: 75 – 80.!
!
by means of teeth or implant-supported
Sensibilidad tรกctil! ! Si la carga oclusal es similar entre implantes y dientes, el riesgo de una sobrecarga oclusal sin la respuesta defensiva de los mecano-receptores es mรกs alta en implantes que en dientes.!
Isidor, F. Occlusal loading in implant dentistry. Proceedings of the 3rd European Workshop on Periodontology, 1999.!
Movilidad diente-implante!
Movilidad Diente-implante! Diente!
Implante!
Carga axial!
Instruye rรกpidamente 28um!
No tiene movimiento inicial!
Carga lateral!
50 a 108um!
10 a 50um!
Movilidad diente-implante! Diente con diente! !
se instruye 56Âľm! !
Diente con implante! !
se instruye 33Âľm! !
Implante con implante! !
se instruye 10Âľm! !
Oclusión! ! ü Diferencia entre diente e implante! ü Biomecánica terapéutica! ü Oclusión según caso clínico!
Biomecánica terapéutica L Weindberg! Fundamentos:! ü Por cada 10º de aumento de la inclinación cuspidea, el torque aumenta un 30%! ü 1mm offset del implante genera un aumento del torque de un 15%! ü Cuando el implante se inclina en 10%, el torque aumenta en un 5%!
Biomecánica terapéutica L Weindberg! ü Reducir la inclinación cuspidea ! ü Alterar la posición de la restauración, si es necesario (mordida cruzada)! ü Alterar la posición del implante, para que quede en el centro de la restauración! ü Modificar la anatomía oclusal, fosa central amplia! ü Ajuste oclusal diferencial!
Oclusión centrica óptima! ü Reducción anatómica de la corona de las piezas inferiores! ü Se realiza a expensas de la cúspide vestibular! ü Mordida cruzada!
Esquema oclusal con m铆nima reabsorci贸n 贸sea, implante - diente!
Esquema oclusal con mayor reabsorción ósea, implante - diente!
ü Reducir la inclinación cuspidea ! ü Alterar la posición de la restauración, si es necesario (mordida cruzada)! ü Alterar la posición del implante, para que quede en el centro de la restauración!
ProtecciĂłn oclusal! En pacientes con P.F.P parcial y dientes con soporte periodontal normal, se debe repartir lo mĂĄs posible la carga en los dientes naturales. Si los dientes tienen soporte periodontal disminuido, ellos deben ser protegidos tanto como los implantes.!
Lundgren, D. & Laurell, L. Biomechanical aspects of fixed bridgework supported by natural teeth and endosseous implants. Periodontology 2000; 4: 23 – 40.!
Ajuste oclusal diferencial! ü 1ro. Se fija con papel de articular de 25µm de grosor el contacto en los dientes y apenas en los implantes, con una mordida suave del paciente.! ! ü 2do. Con papel de 20 µm se hace ocluir más fuerte y todo los contactos deben ser de igual intensidad. !
Oclusión! ! ü Diferencia entre diente e implante! ü Biomecánica terapéutica! ü Oclusión según caso clínico!
Oclusión - Prótesis fija completa! ! ü Oclusión balanceada bilateral si el antagonista es una prótesis removible total! ü Función de grupo si el antagonista es diente natural o prótesis fija! ü Ausencia de contacto en lateralidad en zona de cantilever! ü Infraoclusión en zona de cantilver (100 micrones)! ü Fosa central amplia (1 a 1.5mm)!
Oclusión - Sobredentadura! ü Máxima intercuspidación debe coincidir con relación céntrica! ü Contacto cúspide fosa! ü Oclusión balanceada bilateral ! ü Oclusión lingualizada! ü Oclusión casi plana en reabsorciones òseas severas! ü Fosa central amplia! ü Contacto leve sector anterior!
Oclusi贸n balanceada! Lado de trabajo!
Lado de NO trabajo!
Oclusi贸n lingualizada!
Oclusión - Prótesis fija posterior! !
ü Guía anterior por dientes naturales! ü Función de grupo si el canino esta comprometido! ü Sin contacto en lateralidad! ü Contacto en céntrica solo ante cargas intensas! ü Mínimo cantilever! ü Cuspides bajas, tabla oclusal estrecha, implantes en centro de la rehabilitación, implante axial a la carga, fosa central amplia! ü Mordida cruzada si se requiere!
Guías de desoclusión en el paciente desdentado parcial con implantes! ü Si existen los dientes anteriores en buen estado o los caninos se utilizan estos para distribuir las cargas oblicuas durante los desplazamientos mandibulares!
Guias de desoclusiĂłn en el paciente desdentado parcial con implantes! Ăźďƒźâ€ŻCuando la arcada antagonista es natural o protesis fija, ninguna pieza dentaria natural o sobre implantes posteriores debe contactar durante los desplazamientos mandibulares!
Guias de desoclusión en el paciente desdentado parcial con implantes!
ü Al restituir los cuatro incisivos superiores, si solo instalamos dos implantes en zona de laterales los movimientos protrusivos y laterales deben ser realizados por los caninos!
Oclusión - Prótesis fija singular! ! ü Anterior y/o lateral movimientos por dientes naturales! ü Sin contacto en mordida suave y leve con mordida fuerte! ü Sin contacto en lateralidad! ü Implante en relación al borde incisal del diente o con la fosa centra en dientes posteriores!
Guías de desoclusión en el paciente desdentado parcial con implantes! ü Cuando en el sector anterior existen dientes naturales e implantes NO ferulizados, las fuerzas producidas durante los desplazamientos mandibulares deberan distribuirse inicial y fundamentalmente sobre los dientes naturales!
Guias de desoclusión en el paciente desdentado parcial con implantes!
ü Si no existen dientes naturales para cumplir este objetivo en el lado de trabajo, dos o mas implantes ferulizados deben guiar este desplazamiento! ü Bruxismo implica > numero de implantes ferulizados!
Oclusión en implantología!
Mejorar la dirección de la fuerza!
Aumentar el área de contacto! Calidad! cantidad!
Disminuir la dirección de la fuerza!