Biomechanical response of maxillary All-on-4 systems under different lateral occlusal guidance patterns: a three-dimensional finite element study
Questo studio agli elementi finiti tridimensionale dimostra che l'occlusione protetta dai canini minimizza la concentrazione di stress su impianti e monconi nei sistemi All-on-4 mascellari attraverso diverse qualità ossee, suggerendo che offra vantaggi biomeccanici superiori rispetto agli schemi di funzione di gruppo nonostante l'aumento della deformazione del framework in densità ossee inferiori.
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Quando una persona perde tutti i denti della mascella superiore, il percorso per ricostruire un set completo di denti è spesso complicato dalla morbidezza dell'osso rimanente e dalla presenza della grande cavità sinusale piena d'aria sopra la bocca. Per risolvere questo problema, i dentisti utilizzano spesso una tecnica chiamata All-on-4, in cui quattro perni metallici vengono avvitati nella mascella per sostenere un intero arco di nuovi denti. Due di questi perni sono inseriti verticalmente, mentre i due posteriori sono inclinati per evitare il seno e aggrapparsi a qualsiasi osso solido disponibile. Poiché questi perni metallici sono fusi direttamente con l'osso senza gli ammortizzatori d'urto che i denti naturali possiedono, ogni morso e ogni sfregamento laterale invia la forza direttamente alla mascella. La grande domanda per i medici è come dare forma alle superfici masticatorie di questi nuovi denti affinché non si rompano o non allentino i perni nel tempo. Nello specifico, quando una persona muove la mascella lateralmente, dovrebbe toccare solo il canino anteriore o dovrebbero toccare contemporaneamente diversi denti posteriori?
I ricercatori dell'Ospedale Stomatologico Affiliato della Università Medica di Guizhou hanno deciso di rispondere a questo quesito costruendo un modello computerizzato altamente dettagliato di una mascella umana. Sono partiti da un volontario reale e sano, che aveva un set completo di denti naturali e un modo specifico di mordere in cui i denti laterali proteggono quelli posteriori durante i movimenti laterali. Utilizzando scansioni ad alta risoluzione del volto e della bocca del volontario, il team ha creato un gemello digitale della mascella, includendo l'osso esterno duro, l'osso interno più morbido e i nervi. Hanno poi rimosso digitalmente i denti naturali e li hanno sostituiti con il sistema All-on-4, posizionando quattro impianti in titanio e un ponte composto da una robusta struttura metallica sormontata da corone in ceramica.
Per vedere come diversi stili di masticazione avrebbero influenzato questo sistema, i ricercatori hanno simulato quattro modi distinti in cui i denti potrebbero toccarsi quando la mascella si muove lateralmente. Nel primo scenario, solo il dente canino entrava in contatto, schermando il resto dei denti. Negli altri tre scenari, il contatto era condiviso: prima dal canino e da un dente posteriore, poi dal canino e da due denti posteriori, e infine da tre denti posteriori senza il coinvolgimento del canino. Hanno testato ciascuno di questi quattro stili di masticazione su tre diversi tipi di osso simulato, che variavano da denso e forte a morbido e spugnoso, per vedere come i materiali reagivano alla pressione.
La simulazione al computer ha rivelato che il modo in cui i denti si toccano è fondamentale per la salute degli impianti. Quando il morso era guidato solo dal dente canino, lo stress sui perni metallici e sulle parti di connessione rimaneva più basso e distribuito in modo più uniforme. Tuttavia, quando i ricercatori hanno permesso a più denti posteriori di toccarsi durante il movimento laterale, lo stress sugli impianti è aumentato drasticamente. Nelle simulazioni utilizzando il tipo di osso più forte, lo stress sull'impianto nella parte posteriore della bocca è salito di quasi il quarantasei per cento rispetto a quando solo il canino toccava. Nel caso più estremo, lo stress sulla parte di connessione dell'impianto è salito a quasi duecent sessanta megapascal, un livello che, pur non causando una rottura immediata, è sufficientemente alto da logorare il metallo nel corso di molti anni di masticazione.
Lo studio ha anche dimostato che la qualità dell'osso cambia il modo in cui l'intera struttura si comporta. Quando l'osso era morbido e spugnoso, la struttura metallica che sostiene i denti si fletteva leggermente di più rispetto all'osso forte. Infatti, la struttura si è piegata quasi il cinquanta per cento di più nella condizione di osso più morbido quando i denti posteriori stavano effettuando la guida. Questa flessione è un segno che la struttura si sta deformando sotto il carico, il che potrebbe portare a guasti meccanici o disagio per il paziente. I ricercatori hanno scoperto che le parti del ponte più vicine alla parte anteriore della bocca, specificamente i connettori sul lato in cui la mascella si muove, subivano costantemente la pressione più alta, indipendentemente dal tipo di osso.
Questi risultati suggeriscono che progettare i nuovi denti in modo che sia solo il canino a guidare il movimento laterale è meccanicamente più sicuro per il sistema All-on-4. Questo approccio mantiene le forze più basse sugli impianti e riduce la quantità di flessione della struttura metallica. Sebbene il modello al computer si basi su una singola persona sana e non tenga conto di ogni possibile complicazione del mondo reale, come il bruxismo notturno, i risultati forniscono una chiara ragione biomeccanica per favorire un morso guidato dal canino. Per i pazienti con ossa più deboli, questa scelta di progettazione potrebbe essere ancora più critica, poiché aiuta a prevenire che la struttura si fletta eccessivamente sotto il peso della masticazione quotidiana.
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