Dependency of dental implants’ primary stability on rotational speed of insertion: In-vitro investigations in synthetic and natural bone
Questo studio in vitro che utilizza l'inserimento controllato da CNC in osso sintetico e naturale dimostra che l'aumento della velocità di rotazione da 5 a 25 rpm migliora significativamente diversi indicatori di stabilità primaria, mentre un ulteriore aumento della velocità a 50 rpm non apporta alcun beneficio aggiuntivo.
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Quando un dente viene perso, una vite in titanio può essere piantata nella mascella per sostenere una nuova corona. Affinché questa radice artificiale diventi una parte permanente del corpo, deve prima sopravvivere a un periodo critico di attesa in cui dipende interamente da una stretta presa meccanica all'interno dell'osso. Questa presa iniziale, nota come stabilità primaria, è la base per il processo biologico che alla fine fonde il metallo con il tessuto vivente. Se la vite oscilla anche solo leggermente durante quelle prime settimane, il processo di guarigione fallisce. Sebbene i chirurghi sappiano che la forma della vite e la qualità dell'osso siano importanti, una variabile è rimasta un mistero: la velocità con cui la vite viene avvitata nell'osso cambia quanto bene essa tenga?
Per rispondere a questo, i ricercatori dell'Università Tecnologica Amirkabir in Iran hanno progettato un esperimento preciso per testare come la velocità di rotazione di un impianto dentale influenzi la sua stabilità iniziale. Hanno utilizzato sessanta viti identiche, ciascuna larga quattro millimetri e lunga dieci millimetri, e le hanno inserite in due tipi diversi di materiale. Un materiale era un blocco di schiuma poliuretanica rigida, una sostanza sintetica spesso usata nei laboratori perché le sue proprietà sono perfettamente uniformi e ripetibili. L'altro era osso fresco di costola di mucca, che imita la struttura complessa e irregolare dell'osso umano. Per garantire che le mani umane o la fatica non influenzassero i risultati, una macchina controllata da un computer ha eseguito ogni singola inserzione. La macchina ha avvitato le viti nei materiali a tre velocità specifiche: una lenta di cinque rotazioni al minuto, una media di venticinque rotazioni al minuto e una veloce di cinquanta rotazioni al minuto.
Il team ha misurato la stabilità di ogni vite utilizzando diversi metodi. Hanno registrato la forza massima necessaria per avvitare la vite, l'energia totale utilizzata durante il processo di avvitamento e un punteggio di risonanza che indica quanto saldamente la vite si trova nel suo foro. Hanno anche eseguito un test distruttivo in cui hanno spinto la vite direttamente verso il basso finché non ha ceduto, misurando quanta forza ed energia la combinazione osso-vite potesse sopportare prima di rompersi. I risultati hanno rivelato un modello chiaro nella schiuma sintetica: all'aumentare della velocità da cinque a venticinque rotazioni al minuto, gli indicatori di stabilità sono migliorati significativamente. Le viti tenevano più saldamente, richiedevano più energia per essere estratte e mostravano punteggi di risonanza più elevati. Tuttavia, quando la velocità aumentava ulteriormente da venticinque a cinquanta rotazioni al minuto, la stabilità non migliorava ulteriormente. La velocità extra non aggiungeva semplicemente alcuna presa supplementare.
La storia è stata leggermente diversa nell'osso di mucca naturale. Qui, la velocità di inserzione non ha cambiato significativamente la forza necessaria per avvitare la vite, né ha cambiato l'energia totale utilizzata durante il processo. Eppure, le altre misure di stabilità hanno raccontato una storia simile a quella della schiuma. Il punteggio di risonanza e l'energia necessaria per estrarre la vite sono entrambi aumentati significativamente quando la velocità è passata da cinque a venticinque rotazioni al minuto, ma di nuovo, aumentare la velocità a cinquanta rotazioni al minuto non ha offerto alcun vantaggio aggiuntivo. I ricercatori hanno osservato che la schiuma sintetica e l'osso naturale si comportavano diversamente riguardo alla forza necessaria per avvitare la vite, suggerendo che la schiuma non copia perfettamente il modo in cui l'osso reale reagisce alla velocità. Questa differenza evidenzia che, sebbene i materiali sintetici siano utili per test controllati, non possono replicare completamente il comportamento complesso e dipendente dalla velocità del tessuto osseo vivente.
In definitiva, lo studio suggerisce che, per i materiali e le condizioni testate, avvitare l'impianto più velocemente di venticinque rotazioni al minuto non fornisce alcun vantaggio extra in termini di stabilità iniziale. Il maggior guadagno in termini di capacità di tenuta avviene passando da una velocità molto bassa a una moderata. Andare ancora più veloci non rende l'impianto più sicuro, anche se permette di finire il lavoro in meno tempo. Le scoperte indicano che i chirurghi potrebbero non dover puntare a velocità più elevate per ottenere risultati migliori, e che la scelta di venticinque rotazioni al minuto potrebbe essere un punto di equilibrio ottimale che bilancia l'efficienza con la massima stabilità iniziale.
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