Nei soggetti totalmente o parzialmente

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1 IMPLANTOLOGIA Nei soggetti totalmente o parzialmente edentuli l atrofia dell osso alveolare provoca la riduzione della dimensione verticale e di conseguenza le strutture anatomiche profonde si avvicinano alla cresta ossea. Questa perdita di dimensione verticale può essere così importante da fare ritenere certe aree non idonee alla riabilitazione implantare. Le regioni posteriori sono solitamente le più soggette a questo tipo di problema. La riabilitazione implantare delle zone posteriori della mandibola è spesso complicata dalla presenza del nervo mandibolare. A causa della ridotta dimensione verticale spesso non c è l altezza sufficiente per alloggiare impianti lunghi anche solo 13 o 10 mm. Per creste residue con un altezza minima, ma larghezza adeguata, l uso di impianti corti e larghi, può rappresentare una soluzione alternativa, semplice e predicibile nei settori posteriori. Studio istologico: materiali e metodi Sono stati utilizzati impianti 4,5 mm x 6 mm (fig.1) rivestiti con plasma di titanio, prodotti con strumenti di alta precisione. Nella sperimentazione sono stati utilizzati in totale 32 impianti, inseriti nella tibia di 16 conigli di razza New Zealand, ogni coniglio riceveva 2 impianti, uno nella tibia di sinistra e uno nella tibia di destra. Questa sperimentazione è stata approvata dal Comitato Etico della Facoltà di Medicina e Chirurgia dell Università di Chieti. Dopo l anestesia, è stata eseguita un incisione cutanea con elevazione dei tessuti periosteali in maniera tale da esporre la superficie ossea. La preparazione del sito osseo è stata eseguita con frese a gradini coniche, sotto abbondante irrigazione con soluzione fisiologica. Dopo l inserimento degli impianti, il periostio e la fascia venivano suturati con Vicryl (Johnson and Johnson) e la cute con Short implant: evidenze sperimentali e cliniche M. Madaschi*; R. Madaschi**; G.L. Benatti***; G. Vrespa ; A. Scarano ; G. Iezzi ; * libero professionista in studio privato a Bergamo ** libero professionista in studio privato a Bergamo *** libero professionista in studi privati a Milano, Lugano, Tirano e Casalpusterlengo Responsabile ricerche Biomateriali Istituto Scientifico San Raffaele Università degli Studi di Chieti G. D'Annunzio, Corso di Laurea in Odontoiatria e Protesi Dentaria, Presidente: professor A. Piattelli; Dipartimento di Scienze Odontostomatologiche, Direttore: professor Sergio Caputi Università degli Studi di Chieti G. D'Annunzio, Corso di Laurea in Odontoiatria e Protesi Dentaria, Presidente: professor A. Piattelli; Dipartimento di Scienze Odontostomatologiche, Direttore: professor Sergio Caputi STATO DELL ARTE: La ridotta altezza dell'osso alveolare nelle regioni posteriori della mandibola rappresenta un limite e di conseguenza rende difficoltosa la riabilitazione implantare in queste aree. LO STUDIO: Questo lavoro prende in considerazione una casistica di interventi eseguiti con short implants, nella fattispecie MCA (PHI, S.Vittore Olona) e uno studio istologico circa le modalità di guarigione di tali impianti nella corticale ossea con l'intento di dimostrare l'efficacia terapeutica di tali impianti in queste situazioni cliniche. IMPLICAZIONI CLINICHE: Il lavoro presentato dimostra che impianti a guarigione primaria, di lunghezza limitata ma con un sufficiente diametro e una ruvidità di superficie adeguata, possono essere una valida alternativa terapeutica in caso di creste atrofiche nelle regioni posteriori della mandibola. Ethibond Excel (Johnson and Johnson). Tutti gli animali hanno superato il periodo postoperatorio. I conigli sono stati sacrificati a gruppi di 4 dopo e 60 giorni con una overdose di Tanax. Tutti gli impianti sono stati recuperati. Gli impianti sono stati rimossi insieme ai tessuti circostanti, con una block-section e poi analizzati(1). 13

2 Dental Clinics PERIODICO DI ODONTOIATRIA GENERALE PUNTO CHIAVE Dopo 7 giorni ad alto ingrandimento si osservano molti osteoblasti attivi. Studio istologico: risultati 7 giorni. A basso ingrandimento si osserva la presenza di trabecole ossee vicino alla superficie dell impianto in corrispondenza della superficie implantare. A un ingrandimento più alto si evidenziano Figura 1 Impianto MCA per osso corticale. molti osteoblasti attivi. Gli osteoblasti sono presenti anche nelle concavità degli impianti. In molte aree non è presente matrice ossea non mineralizzata. L osso neoformato si presenta con ampie lacune osteocitarie, mentre in corrispondenza delle convessità non si osservavano cellule osteoblasti fatta eccezione per pochi campi. Non si osservano cellule multinucleate o cellule tipiche dell infiammazione. 15 giorni. Si evidenzia osso neo-formato a fibre intrecciate con tutte le caratteristiche del woven bone (fig.2). L osso neoformato presenta le caratteristiche tipiche dell osso giovane: ampie lacune osteocitarie, spiccata affinità per i coloranti basofili e le trabecole in neoformazione si presentano sempre circondate da una fila di osteoblasti. Molti osteoblasti sono presenti in contatto diretto con la superficie dell impianto in corrispondenza delle concavità delle spire posizionate all apice dell impianto. Nelle convessità era possibile osservare la formazione di matrice osteoide lontano dalla superficie dell impianto. 30 giorni. La quantità di osso nelle concavità degli impianti è aumentata rispetto a quella osservata a due settimane. Come pure è aumentata la quantità di osso nelle convessità delle spire, quindi essendo le spire ubicate soprattutto sulla porzione apicale dell impianto si osserva una maggiore densità ossea in corrispondenza dell apice dell impianto. L osso presente nella porzione centrale presentava tuttavia le caratteristiche tipiche dell osso maturo, anche se presentava una densità ossea differente (fig. 3,4). 14 Figura 2 Aspetto a 15 giorni del tessuto osseo trabecolare a contatto con la superficie implantare visto. 60 giorni. L attività osteoblastica era scarsa e, soltanto in alcuni campi, si osservavano alcuni osteoblasti secernenti matri-

3 IMPLANTOLOGIA ce osteoide ugualmente distribuiti nelle varie zone implantari. Non si osservavano cellule multinucleate o cellule tipiche dell infiammazione acuta o cronica. Studio clinico: materiali e metodi Nello studio sono stati inclusi 14 pazienti immessi in terapia secondo protocollo generale. È stato eseguito lo studio radiologico del caso e il piano di trattamento. Il paziente è stato preparato e sottoposto a terapia antibiotica. È stata effettuata l anestesia locale secondo protocollo generale, l accesso all osso con incisione crestale e i passaggi successivi dello strumentario chirurgico (fresa sonda, fresa a gradini, osteotomo alesatore). La preparazione del sito osseo è stata eseguita con frese a gradini conica, sotto abbondante irrigazione con soluzione fisiologica. Si è poi proceduto alla detersione della cavità, all inserimento dell impianto e al posizionamento della vite di guarigione (fig 5, 6, 7, 8, 9, 10). Sono infine state fornite al paziente istruzioni post-operatorie di trattamento, di mantenimento e di igiene. È stato inserito un totale di 42 impianti corti MCA nelle regioni posteriori destra e sinistra della mandibola; 22 nel sestante posteriore destro e 20 nel sestante posteriore sinistro. Del numero complessivo degli impianti posizionati 13 misuravano 4,5 x 6 mm; 28 misuravano 4 x 8 mm ed è stato posizionato un solo impianto da 3,5 x 8 mm. Gli elementi sono stati protesizzati e sottoposti a carico funzionale dopo un periodo di tre mesi dalla data della chirurgia. Tutti gli impianti appartenenti ai relativi sestanti sono stati protesizzati con ponti (monofusioni) che splintavano gli impianti tra loro e in nessun caso sono state utilizzate corone singole (fig. 11, 12, 13). Figura 3 A 30 giorni si osserva come la spira dell'impianto sia perfettamente circondata da tessuto osseo neoformato. Figura 4 Particolare dell'intimo contatto tra l'osso e la superficie implantare. PUNTO CHIAVE Dopo 60 giorni non si osservano segnali di infiammazione acuta o cronica. 15

4 Dental Clinics PERIODICO DI ODONTOIATRIA GENERALE In dieci casi gli impianti corti risultavano accoppiati ad altri di lunghezza maggiore e in quattro casi il restauro protesico era sostenuto unicamente da impianti corti splintati tra loro. Studio clinico: i risultati Figura 5 Controllo radiografico pre-operatorio. Nei controlli periodici, clinici e radiografici, a distanza di 3, 6 e 9 mesi, dei 42 impianti collocati nessuno è andato perduto, ha mostrato un aumento della mobilità oppure Figura 6 Aspetto dopo la preparazione delle cavità implantari lato destro. Figura 7 Sutura lato destro. 16 Figura 8 Aspetto dopo la preparazione delle cavità implantari lato sinistro. Figura 9 Sutura lato sinistro.

5 IMPLANTOLOGIA presentava rarefazione ossea al controllo radiografico. A partire da tre mesi dalla data della chirurgia, gli impianti presentavano un lieve cono di riassorbimento crestale visibile radiograficamente, analogamente a quanto accade negli impianti di lunghezza superiore. Tale evidenza risulta in accordo con quanto riscontrato durante l analisi istologica: nella porzione coronale dell impianto in corrispondenza del colletto si osserva la presenza di tessuto connettivo interessato da una lieve presenza di infiltrato infiammatorio (fig 9). Il cono di riassorbimento crestale si è stabilizzato e non ha mostrato tendenza alla progressione durante i controlli successivi. Figura 10 Controllo radiografico post-operatorio. Figura 11 Cementazione perni moncone fusi. Figura 12 Protesi fissa finale. Figura 10 Controllo radiografico post-operatorio. 17

6 Dental Clinics PERIODICO DI ODONTOIATRIA GENERALE 18 PUNTO CHIAVE Gli impianti corti sono una valida alternativa per agevolare la chirurgia ossea in molti casi. Discussione Una vasta parte della letteratura è concorde sul fatto che gli impianti corti (10 mm) a superficie liscia, tendono al fallimento maggiormente rispetto a quelli lunghi(2). Tuttavia molti altri lavori riportano che gli impianti corti hanno dimostrato di non fallire maggiormente rispetto a quelli più lunghi (3). È possibile che la differenza nella risposta biologica tra gli impianti a superficie liscia e quelli a superficie micro-porosa sia responsabile del diverso tasso di sopravvivenza degli impianti corti. Se le caratteristiche della superficie sono correlate all aumento della performance degli impianti corti, questo può portare a un aumento dell uso di impianti corti in aree precedentemente ritenute non idonee per la riabilitazione implantare a causa di mancanza di dimensione verticale. È stato ipotizzato che il tipo di superficie implantare possa essere la spiegazione del perchè impianti con una superficie ruvida siano affidabili come quelli lunghi. TPS, SLA, superficie sabbiata, superficie acidificata: aumentano il contatto ossoimpianto e anche i valori di torque di rimozione (4,5). Le superfici ruvide incrementano l ancoraggio osseo e la forza dell ossointegrazione (6-11). La guarigione ossea perimplantare è un fenomeno complesso che comprende: differenziazione cellulare, migrazione, proliferazione, sintesi proteica, disposizione di matrice osteoide, successiva mineralizzazione e rimodellamento in funzione del carico. Tutti questi fenomeni possono essere influenzati da ormoni e da fattori locali. Un modo per influenzare gli eventi cellulari descritti è quello di variare le caratteristiche di superficie del biomateriale. La bagnabilità della superficie svolge un ruolo fondamentale sull assorbimento proteico, da tale fenomeno dipendono, successivamente, le reazioni cellulari che avvengono all interfaccia tra osso e titanio (12-17). Il diametro dell impianto è l altra variabile critica per la sopravvivenza degli impianti corti. In termini d influenza sulle tensioni crestali dell osso, il diametro prevale su lunghezza e conicità dell impianto. La maggior concentrazione di stress, quando un impianto è caricato, è distribuita a livello dei primi millimetri di filettatura a livello della corticale crestale. Questo ha suggerito che l uso di impianti lunghi per ottenere una maggiore superficie per la distribuzione degli stress, potrebbe non essere appropriato o vantaggioso. Una volta stabilita l altezza implantare minima che garantisca la stabilità iniziale, la larghezza è più importante della lunghezza in eccesso (18-22). La superficie di distribuzione delle forze può essere aumentata incrementando il numero degli impianti, il diametro impiantare e modificando il design della superficie (23). I fattori di rischio derivanti da una scarsa qualità ossea associati a impianti corti sembrano essere rilevanti per il fallimento. L uso di impianti con diametro > 4 mm sembra minimizzare il fallimento in queste situazioni (24). L analisi istologica condotta in questo studio evidenzia come il processo di guarigione dell osso attorno agli impianti corti, sia sovrapponibile a quello che avviene attorno a quelli di lunghezza superiore e i 14 casi clinici presentati forniscono ulteriori conferme preliminari sul successo della riabilitazione protesica supportata da impianti corti. Conclusioni Rapportando i dati ottenuti dall analisi istologica condotta in questo studio, con quelli già presenti in letteratura (25) e supportati, inoltre, da un evidenza clinica del-

7 IMPLANTOLOGIA l uso di impianti corti, si può concludere che gli impianti corti possono essere considerati una valida alternativa per agevolare la chirurgia ossea, laddove essa possa causare una maggiore morbilità, richiedere tempi lunghi di trattamento e avere costi alti per il paziente. Bibliografia 1 Piattelli A, Scarano A, Quaranta M High precision, cost-effective system for producing thin sections of oral tissues containing dental implants. Biomaterials 1997; 18: Lazzara RJ, Siddiqui AA, Binon P, Feldman SA, Weiner R, Philipps R, Gonshor A. Retrospective multicenter analysis of 3i endosseous dental implants placed over a 5- year period. Clin Oral Implants Res 1996;7: Testori, T., Del Fabbro, M., Feldman, S., Vincenzi, G., Sullivan, G., Rossi, R. Jr, Anitua, E., Bianchi, F., Francetti, L. &Weinstein, R.L. (2002) Amulticenter prospective evaluation of 2- months loaded Osseotite implants in the posterior jaws: 3-year follow-up results. Clinical Oral Implants Research 13: Buser, D., von Arx, T., ten Bruggenkate, C. & Weingart, D. (2000) Basic principles with ITI implants. Clinical Oral Implants Research 11: Antonio Scarano, Giovanna Orsini, Adriano Piattelli Infiltration Techniques and Results in Different Types of Resin In An YH, Martin KL Handbook of histology methods for bone and cartilage The Humana Press, Totowa, New Jersey, USA Bernard, J.P., Szmukler-Moncler, S., Vazquez, L., Belser, U. & Samson, J. (2002) Histological and SE M analysis of reverse-torqued Branemark and ITI implants in the canine mandible and maxilla. Journal of Biomedical Material Research in press. 7 Testori, T., Del Fabbro, M., Feldman, S., Vincenzi, G., Sullivan, G., Rossi, R. Jr, Anitua, E., Bianchi, F., Francetti, L. &Weinstein, R.L. (2002) Amulticenter prospective evaluation of 2- months loaded Osseotite implants in the posterior jaws: 3-year follow-up results. Clinical Oral Implants Research 13: Klokkevold, P.R., Johnson, P., Dadgostari, S., Caputo, A., Davies, J.E., Nishimura, R. & : D. (2001) Early endosseous integration enhanced by dual acid etching of titanium: a removal torque study in the rabbit. Clinical Oral Implant Research 12: Saadoun, A.P. & LeGall, M.L. (1992) Clinical results and guidelines on Steri-Oss endosseous implants. International Journal of Periodontics and Restorative Dentistry 12: Bahat, O. (2000) Branemark system implants in the posterior maxilla: clinical study of 660 impants followed for 5 12 years. International Journal of Oral and Maxillofacial Implants 15: Klokkevold, P.R., Johnson, P., Dadgostari, S., Caputo, A., Davies, J.E., Nishimura, R. & : D. (2001) Early endosseous integration enhanced by dual acid etching of titanium: a removal torque study in the rabbit. Clinical Oral Implant Research 12: Scarano A, Piattelli M, Vespa G, Petrone G, Iezzi G, Piattelli A. Bone healing around titanium and titanium nitride (TiN) coated dental implants with 3 different surfaces: an experimental study in rats. Clin Implant Dent Relat Res. In press. 13Gotfredsen K, Berglundh T, Lindhe J. Anchorage of titanium implants with different surface characteristics. An experimental study in rabbits. Clin Implant Dent Relat Res 2000; 2: Piattelli A, Scarano A, Piattelli M. Detection of alkaline and acid phosphatases around titanium implants: a light microscopical and histochemical study in rabbits. Biomaterials. 1995;16: Piattelli M, Piattelli M, Scarano A. Simultaneous demonstration of alkaline and acid phosphatase activities in bone, at bone implant interface and at the epiphyseal growth plate in plastic embedded undemineralized tissue. Biomaterials. 1997;18: Piattelli A, Scarano A, Corigliano M, Piattelli M. Effects of alcaline phosphatase on bone healing around plasma-spryed titanium implants: a pilot study in rabbits. Biomaterials 1996; 17: Degidi M, Petrone G, Iezzi G, Piattelli A. Bone conctact around acid etched implants: a histological and histomorphometrical evaluation of two human-retrieved implants. J Oral Implantol. 2003;29(1):

8 Dental Clinics PERIODICO DI ODONTOIATRIA GENERALE 18 Petrie & Williams Comparative evaluation of implant designs: influence of diameter, length, and taper on strains in the alveolar crest A three-dimensional finite-element analysis Clin. Oral Impl. Res. 16, 2005; T. Griffin & W.Cheung t; The use of short, wide implants in posterior areas with reduced bone height: A retrospective investigation J Prosthet Den : K.Akca & H.Iplikcioglu Numerical investigation of the influence of implant shape on stress distribution in the jaw bone. Journal of Oral Rehabilitation ; Tada, S., Stegaroiu, R., Kitamura, E., Miyakawa, O. & Kusakari, H. (2003) Influence of implant design and bone quality on stress/strain distribution in bone around implants: a 3-dimensional finite element analysis. International Journal of Oral & Maxillofacial Implants 18: Chun, H.J., Cheong, S.Y., Han, J.H., Heo, S.J., Chung, J.P., Rhyu, I.C., Choi, Y.C., Baik, H.K., Ku, H. & Kim, M.H. (2002) Evaluation of design parameters of osseointegrated dental implants using finite element analysis. Journal of Oral Rehabilitation 29: Misch CE., Short dental implants: a literature review and rationale for use. Dent Today Aug;24(8):64-6, das Neves FD, Fones D, Bernardes SR, do Prado CJ, Neto AJ. Short implants-an analysis of longitudinal studies. Int J Oral Maxillofac Implants Jan-Feb;21(1): Antonio Scarano, Gian Antonio Favero, Elisabetta Fiera, Adriano Piattelli Histological Analysis of Soft Tissues Biomaterial Interface - Relevance to Dental Implant In An YH, Martin KL Handbook of histology methods for bone and cartilage The Humana Press, Totowa, New Jersey, USA