3.Bases Biológicas de la oseointegración

04‐05‐2009

1

BASES BIOLÓGICAS DE LA OSEOINTEGRACIÓN

Prof. Dr. José Valdivia O.Dr. Iván Godoy B.

HUESO Y TITANIO

Bases Biológicas de la Oseointegración

Oseointegración

“Conexión directa, estructural y funcionalentre el hueso vivo y entre el hueso vivo y ordenado, y la superficiede un implante sometidoa carga funcional”

JVO/JPP/IGB, Marzo 2009Implantología ‐ UNAB 3


Oseointegración

SchroederAnquilosis funcional

I l t l í t édiImplantología ortopédicamicroentrelazado



OseointegraciónEstabilidad primaria

Ausencia de movilidad de la fijación en el lecho óseo en el momento de su colocación

Cantidad y calidad óseaí d l l fCaracterísticas del implante (macroestructura – superficie)

Stress de la interfase implante – huesoEstabilidad secundaria

Formación y remodelación ósea en el momento en la interfase implante – hueso (oseointegración)

Superficie del implanteTiempo de cicatrización



Oseointegración

Concepto de microscopía ópticaNunca se presenta en un 100%

C f bl %Casos favorables: 30 – 95%


04‐05‐2009

2


Oseointegración

Capa amorfa carente de células (20 – 1000 nm)GlucosaminoglicanosProteoglicanosProteoglicanos

Mineralización completa a 2000 nm (2 µm) del metalTanto in vitro como in vivo nunca se encuentra hueso en contacto directo con el titanio



oseointegración

DaviesInterfase hueso – implante sería una estructura sin red colágena que tendría un espesor de 0 5 µm red colágena que tendría un espesor de 0.5 µm, formada por componentes inorgánicos, como fosfatos cálcicos (hidroxiapatita) y componentes orgánicos como proteoglicanos y glicoproteínas.



Fases Cicatrización ósea

1. Adsorción proteicaAdsorción de moléculas de aguaIones plasmáticos (Cl, Na y Ca)Iones plasmáticos (Cl, Na y Ca)BiomoléculasFibronectinaVitronectinaAlbúminaIgG



Fases Cicatrización ósea2. Adherencia celular

Células con receptores de integrinasFibronectina

Células mesenquimalesCélulas mesenquimalesVitronectina

Células derivadas de huesoOsteopontina

Células inflamatorias y osteoclastosPrimeras células en contacto

Células sanguíneas, epiteliales, fibroblastos y células óseas



Fases cicatrización ósea

3. Producción de factor localInflamación aguda:Liberación y activación de citoquinas y factores de Liberación y activación de citoquinas y factores de crecimientoCélulas mesenquimales sintetizan red colágena



Fases cicatrización ósea

4. Proliferación y diferenciación celular modulada por TGF‐ß1, PGE2, BMP‐2 y vitamina D3vitamina D3

Proliferación de células mesenquimalespluripotencialesDiferenciación de osteoblastos y condrocitos


04‐05‐2009

3

Bases Biológicas de la OseointegraciónFases cicatrización ósea

5. Producción y diferenciación de una matriz necesaria para la correcta interrelación entre los cristales de apatita y colágenolos cristales de apatita y colágeno

Osteoblastos producen proteínas para la mineralización de la red colágenaFosfatasa alcalina, fibronectina, osteopontina, sialoproteína ósea y trombospondina



OseointegraciónES UN FENOMENO DINAMICO POR EXCELENCIA.EL TEJIDO OSEO QUE RODEA EL IMPLANTE ESTA EN CONSTANTE REMODELACION, CON PROCESOS DE REABSORCION Y NEOFORMACION OSEA.LA CANTIDAD DE HUESO EN CONTACTO CON EL IMPLANTE ES MAYOR CON EL TIEMPO.EXISTEN VARIACIONES, ENTRE INDIVIDUOS Y EN EL MISMO SUJETO.


Bases Biológicas de la OseointegraciónCicatrización en Implantología Oral

Ligamento PeriodontalAnclaje Ideal

Respuesta Provocada en el Hueso Receptor

Tejido conjuntivo altamente diferenciado



Funciones del Ligamento PeriodontalAbsorción de fuerzas

ó l


Función sensorialRegulación de la osteogénesisMovimientos dentales adaptativos



Sujeción vía tejido poco diferenciadoEncapsulación fibrosa

dh


No adherenteDe espesor variable“Pseudo‐periodonto”Rechazo en cualquier momento



Materiales de fijación artificialesCemento óseoDi ib ió d i


Distribución de tensionesSujeción

30% de aflojamiento en APCInterfase de tejido fibroso poco diferenciadoMovilidad ‐ exfoliación


04‐05‐2009

4


Anclaje directo en hueso vitalCicatrización similar a una fractura

d ó d d f d


Tejido óseo maduro diferenciadoAposición directa de hueso en la superficie del implanteComportamiento predecibleOsteogénesis interfacial u “Oseointegración”.


Bases Biológicas de la OseointegraciónAlternativas a la unión interfacial del LP

I II III

Adhesivo interfacial

Ej.: Cemento acrílico

Encapsulación Fibrosa

Ej.: Lámina endoósea

Oseointegración

T.I.P. de Branemarkj j

•Diferenciación pobre de tejidos•Desarrollo de capsulas no adherentes•Actuación clínica impredecible

•Osteogénesis interfacial•Longevidad predecible


Bases Biológicas de la OseointegraciónInteracción tejido – titanio en la interfaseEpitelio

Células epiteliales

HemidesmosomasConjuntivo

Fibroblastosvasos sanguíneos manojos de fibras colágenas


Diferencias entre encia peridentaria y mucosa periimplantar

•Composición del tejido conectivo

•Alineación de los haces de las fibras colágenasde las fibras colágenas

•Estructuras vasculares


Bases Biológicas de la OseointegraciónFactores que influencian la salud gingival alrededor del implante

LOCALIZACIONDIRECCIONALTURA DEL PILARDISEÑO PROTESICOMANTENIMIENTO POR EL PACIENTE


Bases Biológicas de la OseointegraciónInteracción tejido – titanio en la interfase

Hueso corticalOsteocitosFibras colágenas

Hueso esponjosoFibroblastosOsteoblastosFibras colágenasVasos sanguíneos


04‐05‐2009

5

Bases Biológicas de la OseointegraciónRelación Dinámica entre Fijación y maxilar

100100%%

JVO/JPP/IGB, Marzo 2009Implantología ‐ UNAB

CICATRIZACIONCICATRIZACIONREMODELAMIENTOREMODELAMIENTO

8080

5050PERIODO ESTABLEPERIODO ESTABLE

MesesMeses3 9 12 18

25


Biología de la Oseointegración

Alvéolo estriadoContacto entre fijación y hueso Inmovilizaciónhueso InmovilizaciónHematoma confinadoHueso dañadoHueso ileso




Periodo de cicatrizaciónCallo óseo

l ó d h


Revascularización de hueso dañadoDesmineralización/Neoformación/remineralización

27



Carga del ImplanteHueso vital en estrecho contacto con la fijación


contacto con la fijaciónRemodelación ósea en función de cargas masticatorias

28



FracasoTejido conjuntivo

Trauma excesivo


Trauma excesivoInfecciónMala calidad del tejido receptorCarga prematura

No se recupera29

TITANIO

04‐05‐2009

6


Titanio

Atractiva combinación de un núcleo mecánicamente fuerte (metal) y un fino recubrimiento de superficie bioquímicamente recubrimiento de superficie bioquímicamente ventajoso (óxido).


Bases Biológicas de la OseointegraciónRelación entre la Tabla de los Elementos y la reacción tisular a los metales

Metal Peso Atómico FuerzaElectromotriz

Contacto Celular Citotoxicidad

CuAgAuMgZn

63.54107.8819724.3265.58

+0.34+0.80+1.50‐1.87‐0.76

‐+++‐‐

+++++

++++++Zn

SrCdHgBaAlInCaSiTiZrSn

65.5887.63112.41200.61173.3629.98114.8269.7228.0947.9091.22118.70

0.76‐2.89‐0.40+0.80‐2.90‐1.24

‐0.13

‐‐‐

++++++

+++++++++

++++++++++++++++‐‐‐‐‐‐JVO/JPP/IGB, Marzo 2009Implantología ‐ UNAB

Ti 47.90 +++ ‐

Zr 91.22 +++ ‐

32

Bases Biológicas de la OseointegraciónMicrocomposición del implante de titanio c.p.

Ti 99.758%

Fe 0.050%

O 0 100%O 0.100%

N 0.030%

C 0.050%

H 0.012%


Bases Biológicas de la OseointegraciónCalidad de la superficie de la Fijación

1. CARACTERISTICAS QUIMICAS CARACTERISTICAS FISICAS2. CARACTERISTICAS FISICAS

3. CARACTERISTICAS MECANICAS 4. CARACTERISTICAS TOPOGRAFICAS

JVO/JPP/IGB, Marzo 2009 34Implantología ‐ UNAB


Propiedades Químicas

COMPOSICION QUIMICA

IMPUREZA DE LA SUPERFICIE

GROSOR Y ESTRUCTURA DE LA CAPA DE OXIDOGROSOR Y ESTRUCTURA DE LA CAPA DE OXIDO

Biocompatibilidad



Ligero: Densidad o peso específico es de 4507 kg/m3.

Tiene un punto de fusión de 1675ºC (1941 K).

Color: plateado grisáceo.

P éti N i t

Características Físicas del Ti

Paramagnético. No se imanta.

Abundante en la Naturaleza. Reciclable.

Muy resistente a la corrosión.

Baja conductividad térmica y eléctrica.

Forma aleaciones con otros elementos para mejorar las prestaciones mecánicas.


04‐05‐2009

7

Bases Biológicas de la OseointegraciónCaracterísticas Mecánicas del Ti

Mecanizado por arranque de viruta similar al acero inoxidable. Permite fresado químico. Maleable: permite la producción de láminas muy delgadas. Dúctil: permite la fabricación de alambre delgada Dúctil: permite la fabricación de alambre delgada. Duro: Escala de Mohs 6. Muy resistente a la tracción. Permite la fabricación de piezas por fundición y moldeo. Material soldable. Puede mantener una alta memoria de su forma.



Propiedades topográficas

Grado de rugosidad Orientación de las irregularidades de la

fsuperficie


Bases Biológicas de la OseointegraciónFactores que influyen en el éxito del implante1. Biocompatibilidad del material

2. Naturaleza macro y microscópica de la superficie del implante

3. Estado del lecho óseo que recibe el implante

4. Técnica quirúrgica (protocolo riguroso)

5. Fase de curación sin perturbaciones

6. Diseño protésico y control de la oclusión en el tiempo

7. Controles periódicos (fase de mantención)



El titanio puede formar numerosos óxidos, de los cuales elTiO2 es el más común. El TiO2 es muy resistente al ataquequímico, lo que hace que el titanio sea uno de los metalesá i t t l ió f t i t t

Material del Implante

más resistentes a la corrosión, factor muy importante quecontribuye a su alta biocompatibilidad.

(Albrektsson et al. 1983)



TiO2Superficie con tendencia a absorber átomos

Oxidación inmediata (pasivación)Formación de capa de óxido de 15 – 50 Å



Johansson (1991‐Tesis)investigación en diferentes metales usados en implantesorales y ortopédicos.

Material del Implante

Conclusión: los implantes de titanio comercialmente purodemostraron ser la mejor elección, en términos de la calidadde la fijación ósea.


04‐05‐2009

8


•Eléctricamente neutro•No citotóxico•Debe favorecer el contacto celular

Requisitos del material para Implante

•Debe favorecer el contacto celular•Resistente a la corrosión•Baja conductividad térmica•Liviano

TITANIO c.p.



Albretksson, T.

“ES LA BIOCOMPATIBILIDAD DEL OXIDO EL PARAMETRO PERTINENTE EN LA

DISCUSION SOBRE LA DISCUSION SOBRE LA BIOCOMPATIBILIDAD DESDE UN PUNTO

DE VISTA QUIMICO”.



NUNCA SE ESTABLECE UN CONTACTO INTIMO ENTRE EL METAL DEL IMPLANTE Y EL TEJIDO RECEPTOR SINO ENTRE EL Y EL TEJIDO RECEPTOR, SINO ENTRE EL TEJIDO Y EL OXIDO DE LA SUPERFICIE DE

DICHO IMPLANTE.


Bases Biológicas de la OseointegraciónEnlaces entre Biomolécula y superficie de Implante

Fuerzas de van derWaals

M Ó1‐10 kcal/mol1 nm de distancia


Metal

Óxido

46


M Ó H

Enlaces de Hidrógeno1‐10 kcal/mol


Metal

Óxido

H

H

47


M Ó

Enlaces químicoslocales


Metal

Óxido

covalentes, ionico…10‐100 kcal/mol

48

04‐05‐2009

9

Bases Biológicas de la OseointegraciónProcesos Químicos en la Interfase

Me

Óx

Difusión de OxigenoDifusión de átomos de metal

Difusión de Hidrógeno + Oxígeno

CaCa Ca

P P

Difusión de iones o átomos del electrolito al óxido

OXIDACIÓN

FORMACIÓN de HIDRÓXIDO

BIOLÍQUIDO BIOLÍQUIDO


tal

ido

P P

Disolución de iones de óxido metálico

Adsorción de biomoléculas

Desorción (o reemplazo de biomoléculas)

Fragmentación o modificación de biomoléculas

Y Y TEJIDOTEJIDO

49

Bases Biológicas de la OseointegraciónCriterios de Éxito (Albrektsson, T., 1986)1. Implante no presenta movilidad al explorarse

clínicamenteLa radiografía no muestra ninguna evidencia 2. La radiografía no muestra ninguna evidencia de lesión radiolúcida periimplantaria

3. Perdida vertical ósea menor a 0.2 mm al año, después del primer año de servicio


Bases Biológicas de la OseointegraciónCriterios de Éxito (Albrektsson, T., 1986)4. Ausencia de signos persistentes o irreversibles

tales como dolor, infección, neuropatías, parestesia o violación del conducto dentarioparestesia o violación del conducto dentario.

5. 85% éxito luego de 5 años y 80% luego de 10 años.


Calidad y Cantidad Ósea

1. Hueso altamente compacto

2. Gruesa cortical, 2. Gruesa cortical, trabeculado denso

3. Delgada cortical, trabeculado normal

4. Muy delgada cortical, trabeculado amplio


Calidad y Cantidad Ósea

A. 100% hueso alveolarB. 50% hueso alveolarC 100% pérdidaC. 100% pérdidaD. Pérdida de hueso

basal en espesorE. Pérdida total de

hueso basal


PREGUNTAS??

04‐05‐2009

10


Representantes de cada grupo

Guías QuirúrgicasPeriimplantitis y mucositis periimplantariaResultados de tto con implantes Resultados de tto con implantes, supervivencia y tasas de éxito a corto mediano y largo plazoMantención de los tratamientos con implantes


3.Bases Biológicas de la oseointegración

Documents

Transcript of 3.Bases Biológicas de la oseointegración