Artículo Original
Relación entre la angulación de los dispositivos de anclaje temporario y su
desplazamiento. Estudio
experimental
Relationship between the angulation of temporary anchoring devices and
their displacement.
Experimental study
Piacenza
Adriana B1, Peralta Guillermo D 2, Rocamundi Marina R3, Fumero Victoria B4,
Pluer Alfredo Bass4
1Universidad
Nacional de Córdoba, Facultad de Odontología, Cátedra de Ortodoncia B
2Universidad
Nacional de Córdoba, Facultad de Odontología, Cátedra de Prostodoncia IV B
3Universidad
Nacional de Córdoba, Facultad de Odontología, Cátedra de Anatomía Patológica
4Universidad
Nacional de Córdoba, Facultad de Odontología, Especialista en Ortodoncia y
Ortopedia Dento-Maxilo-Facial
Correspondencia/Corresponding
Dr. Adriana B. Piacenza.
Rafael Núñez 5930, Barrio Granja de Funes
CP X5009. Córdoba, Argentina.
Correo
electrónico/E-mail: adrianabpiacenza@gmail.com
Received: 20 July 2020; Accepted: 7 December 2020; Published: 15
March 2021
Abstract
The purpose of this study is to assess how the
insertion angle influence the stability mini-implant when loaded with 200 cNe in
this study, 2 mini-screws were implanted in male rabbits’ (n=25) tibia in
a 6 weeks interval between the first one and the second one. The second
mini-implants were placed at different angles with respect to the cortical
bone: -20° in the direction of the force e (Group I), perpendicular to the
force (Group II) and 30° in the opposite direction of the force (Group III).
These experimental implants were immediately loaded (right tibias). The Tad`s
on the left tibias were regarded as control. The animals were sacrificed six
weeks after the first surgery. Linear distances between the two Tad`s were
measured with a digital caliper at the time of placement, and after the
sacrifice, then were compared. The displacements were: Group I,
2.96 mm ±1.05; Group II, 0.27 mm ±0.36; and Group III, 0.29
mm ±0.26. The controls remained. The values for the micro-implants of
Group I showed statistically significant differences (p≤0.05)
compared to Groups II y III. Based on these data, we can conclude that
mini-implants inclined towards the direction of the force applied induce more
displacement than the ones placed perpendicular to the force or in the opposite
direction of the force.
KEY WORDS: mini-implant, anchorage,
stability
Resumen
El propósito del presente estudio es evaluar la eficacia del
mini-implante utilizado en ortodoncia al aplicarle una fuerza de
PALABRAS CLAVE: mini-implantes, anclaje, estabilidad.
Introducción
El anclaje en ortodoncia se puede definir como la
resistencia a las fuerzas de reacción proporcionada por los dientes u otras
estructuras que pueden estar dentro y fuera de la boca1. El control del anclaje se considera uno de los principales
factores para determinar el éxito del tratamiento de ortodoncia. El anclaje
ortodóncico, de acuerdo a su capacidad de resistencia, puede clasificarse en
mínimo, medio, máximo y absoluto. Este último, representa el nuevo paradigma de
la ortodoncia y es quizás el adelanto más importante de los últimos tiempos, ya
que nos lleva a la ortodoncia de la acción sin reacción2. Para
lograr un anclaje absoluto se pueden utilizar diversos elementos, entre los que
se encuentran los implantes óseo-integrados y los dientes anquilosados3.
Uno de los avances de las últimas décadas en los tratamientos ortodóncicos, ha
sido el desarrollo de técnicas con mini-implantes, también conocidos como TAD
(dispositivos de anclaje temporario), que pueden controlar adecuadamente la
unidad de anclaje en los movimientos selectivos de las piezas dentarias, tanto
sea individualmente o en grupo4,5. Los mini-tornillos pueden
permanecer clínicamente estables, pero no absolutamente estacionarios bajo
carga ortodóncica6. A
diferencia de un implante dental endoóseo que es oseointegrado,
estos alcanzan estabilidad principalmente a través de retención mecánica y
pueden ser desplazados dentro del hueso7. Las ventajas de los TADs son: un diámetro más pequeño, disponible en diferentes
longitudes, que se puede insertar en cualquier ubicación deseada (incluido en
el espacio interradicular), la capacidad de resistir las fuerzas de ortodoncia
típicas durante todo el tratamiento, sin necesidad de osteointegración, y
facilidad de extracción. Por lo tanto, estos dispositivos han ganado popularidad
con respecto a los medios tradicionales de soporte de anclaje3, y
esto hace necesario estudiar las condiciones que le otorgan estabilidad en el
tiempo, a fin de mejorar su capacidad para mantener un medio adecuado de
anclaje durante el tratamiento ortodóncico.
Existen estudios referidos a la estabilidad del
mini-implante en relación al tratamiento superficial del tornillo8,
a la inflamación periimplantar postoperatoria9,10,
a la posición e inclinación de los mini-implantes, desde un punto de vista clínico,
pero no con respecto a la dirección de la fuerza aplicada. Para realizar esta
evaluación, se debe considerar la descomposición de fuerzas que se produce en
el TAD al activarlo.
Descomposición de fuerzas en los
mini-implantes
Durante su funcionamiento, los microimplantes
ortodóncicos reciben una serie de sistemas de fuerzas, que van a depender de la
dirección e intensidad de la fuerza aplicada, el eje de inserción y la longitud
del miniimplante, y la resistencia del hueso. La
respuesta de los mismos frente a la fuerza va a ser diferente a la de los
implantes oseointegrados, ya que estos últimos
reciben fuerzas axiales, y los microimplantes reciben
fuerzas de corte, o perpendiculares al eje. Al
aplicarse una fuerza sobre un elemento roscado, el mecanismo para la
descomposición en vectores variará, de acuerdo al sentido del eje largo en el
que fue insertado. El mini-implante colocado perpendicular a la cortical
presenta un solo momento de fuerza que tiende a rotarlo. Este momento es
compensado por una cupla restauradora que se produce a nivel del hueso. En el
mini-implante posicionado en sentido contrario a la fuerza hay un momento de
fuerza de reacción que se opone al momento de fuerza de acción. La
descomposición de fuerzas hace que los componentes actúen en dirección del
implante, aumentando el sentido de penetración del mismo. En el micro-tornillo
angulado a favor de la fuerza, al momento de fuerza tendiente a inclinar aún
más el mini-implante, se le suma un sistema de descomposición de fuerzas desfavorable:
la componente sobre el eje del implante trata de extraer el tornillo, y no de
aumentar el sentido de fijación11 (Fig. 1).
Figura 1.
Diagrama de descomposición de fuerzas en el modelo experimental para
mini-implantes insertados: a) -20º, b) 90º y c) 30º.
Al analizar las resultantes de los
sistemas de fuerzas que se aplican sobre los mini-implantes, se puede pensar
que la posición en sentido contrario a la fuerza aplicada, otorgaría más
estabilidad al TAD.
Por todo lo expuesto anteriormente, el
objetivo del presente trabajo fue: estudiar
el efecto de la aplicación de una fuerza de tracción con distintas angulaciones
(-20º, 90º y 30º) respecto al eje largo de un mini-implante de titanio de
activación inmediata, utilizado como elemento de anclaje, para realizar
movimientos ortodóncicos.
Métodos
Se
utilizaron conejos machos, n = 25, de 1000 gr +/- 200 gr de peso corporal,
mestizos, producidos por la cruza entre Californianos y Leonados, que por tener
mayor vigor híbrido son más resistentes a enfermedades y stress. Los conejos,
provenientes de un criadero de la Universidad Nacional de Río IV, ingresaron al
bioterio de la misma institución con una edad de 35 días, adaptados al consumo
voluntario de alimento balanceado y con el plan sanitario acorde a la edad de
los animales. Durante 10 a 15 días los animales fueron mantenidos en jaulas
especiales para permitir su ambientación. Los conejos fueron alimentados con
una dieta balanceada especial para conejos en crecimiento de marca conocida y
agua "ad libitum". Los animales se mantuvieron en condiciones de
sanidad adecuadas mediante la limpieza y desinfección de jaulas, albergues,
comederos y bebederos. Todos los animales se sometieron a un plan sanitario
consistente en: Fauromix, Trisulsol
y Avelez. Los procedimientos utilizados fueron
aprobados por la Escuela de Graduados de la Facultad de Odontología de la
Universidad Nacional de Córdoba.
Procedimientos quirúrgicos
Se
realizaron dos cirugías a los animales de experimentación, a las seis y doce
semanas de vida, asistidas por profesionales veterinarios y odontólogos
cirujanos, en quirófano de una clínica veterinaria privada. Los animales se
dividieron en tres grupos, de acuerdo a la angulación
de la fuerza aplicada: 8 animales para los grupos de -20° y +30°, y 9 animales
para el grupo de 90°, utilizando las tibias derechas como experimentales,
mientras que las izquierdas fueron controles. Se colocaron 4 TAD en cada
animal, utilizando un total de 100 miniimplantes, autorroscantes, de titanio tipo IV (BW, Argentina), de 10
milímetros de longitud total: 7 mm endoóseo y 3 mm de cabeza ortodóncica y
cuello; y 1,4 milímetros de diámetro. Los dispositivos fueron activados en las
tibias experimentales con 25 resortes de nitinol
cerrados medianos (SENTALLOY GAC, USA), que ejercen 200 gr. de fuerza continua.
Los resortes cerrados son de carga constante y permanente, aun cuando se
estiren a un 500% de su longitud. Los resortes se cubrieron con una vaina de
goma siliconada para evitar la introducción de los tejidos blandos en el
interior de los mismos, lo cual hubiese obstaculizado la realización de la
fuerza.
Primera cirugía:
ü Anestesia:
ketamina
ü Rasurado
del pelo de las extremidades posteriores derecha e izquierda.
ü Colgajo
epiperióstico dejando hueso a cielo abierto en las
tibias derecha e izquierda.
ü Perforación
con fresa de 1 mm de diámetro a baja velocidad (300 rpm con un reductor de
1:16) con irrigación interna con solución fisiológica estéril, a 90º de la
cortical, utilizando una guía quirúrgica, diseñada a tal fin.
ü Colocación
de mini-implante de titanio en ambas tibias (Figura 2, A y B).
Segunda cirugía:
ü
Anestesia: ketamina
ü
Colgajo epiperióstico hasta
exponer hueso a cielo abierto en las tibias derecha e izquierda.
ü
Perforación con fresa de
ü
Colocación de mini-implante de titanio roscado con un
torque de 20 n/cm implantados con una angulación de -20° (Grupo I), 90° (Grupo
II) y 30° (Grupo III) respecto a la cortical (Figuras 2, C y D), utilizando tres guías quirúrgicas diseñadas a tal
fin.
ü
Se sometió al mini-implante de la tibia derecha a una
fuerza de tracción de
ü
Las tibias izquierdas fueron los respectivos controles.
Figura 2. Colocación de los
dispositivos de anclaje temporarios. A y B. Primera cirugía. C y D. Segunda
cirugía, uso de la guía quirúrgica para la correcta inserción angulada del microimplante.
A las seis semanas de la segunda cirugía, todos los animales de
experimentación se eutanasiaron por sobredosis de
anestesia. En todos los casos, problemas y controles se realizaron estudios
macroscópicos, a los fines de evaluar el comportamiento de los mini-implantes
frente a las diferentes angulaciones y con una activación inmediata. Este
estudio consistió en tomar la medida mediante el uso de un calibre digital
entre los micro-tornillos en el momento de la colocación, y seis semanas
después de la activación inmediata, es decir luego de la eutanasia (Figura 3).
Los datos obtenidos fueron analizados estadísticamente mediante el test de ANOVA y el test de
Tukey, debido a las características de normalidad de los mismos. Se estableció
un nivel de confianza del 95%; se consideraron significativas las diferencias
con un p menor a 0,05.
Figura 3. Mediciones macroscópicas de la distancia entre los dispositivos de
anclaje temporarios con calibradores digitales. A. In vivo, control. B. In
vivo, en el momento de la activación, experimental. C Luego de la eutanasia,
control. D. Luego de la eutanasia, experimental.
Resultados
Luego de la eutanasia de los animales, se descubrieron
las tibias para evaluar el efecto de la tracción ejercida por el resorte,
realizándose nuevamente las medidas. Al momento del sacrificio se detectó la
pérdida del implante en 37,5% de los animales del grupo -20º y fractura de la
tibia en el 23% de testigos de -20º y en el 20% de testigos de 30º. En el grupo
-20º se mantuvieron el 62.5% de los mini-implantes problema, mientras que en
los grupos de 90º y 30º permanecieron implantados el 100% de los tornillos. En
los testigos no se observó pérdidas de micro-implantes, pero si fracturas de la
tibia.
Se midieron con calibre digital las distancias entre
los mini-implantes experimentales y de control, en el momento de la segunda
cirugía y luego del sacrificio, obteniéndose un promedio de desplazamiento de
Figura
4.
Efecto de la aplicación de una fuerza de tracción de 200g de activación
inmediata sobre min-implantes colocados a diferentes angulaciones con respecto
a micro-implantes sin activación. Se expresan promedio y desviación estándar.
Tabla 1. Desplazamiento de los mini-implantes
controles y experimentales. DE: desvío estándar
|
Desplazamiento |
Media ±DE |
|
|
Grupo
Angulación |
||
|
Grupo I |
-20º Experimental |
2,97 ±1,05 |
|
-20º Control |
-0,04 ±0,06 |
|
|
Grupo II |
90º Experimental |
0,27±0,36 |
|
90º Control |
0,17±0,27 |
|
|
Grupo III |
30º Experimental |
0,29±0,26 |
|
30º Control |
-0,002±0,01 |
|
Discusión
La utilización del mini-implante en
ortodoncia ha cambiado el concepto de anclaje. El anclaje absoluto ideal
consiste en evitar la fuerza de reacción sobre los elementos que deberían
permanecer inmóviles durante el tratamiento ortodóncico. Se ha discutido si el mini-implante ortodóncico puede considerarse un verdadero
medio de anclaje inmóvil, debido al desplazamiento que puede sufrir.
Los mini-tornillos tienen fijación estable al hueso y evitan la
fuerza de reacción sobre las piezas dentarias soportando las cargas, por lo que
pueden considerarse un medio de anclaje absoluto12,13. Pero, de acuerdo a estudios
analizados, se concluyó que en un 16,4% de los casos en los cuales se colocaron
microimplantes se desprendieron antes de lo previsto14-17.
Numerosos estudios, en los últimos años
han abordado el tema de los micro-implantes desde el aspecto clínico
principalmente, describiendo las distintas aplicaciones de los mismos18.
Dichos estudios clínicos se orientan sobre todo a la descripción de los movimientos
dentarios logrados con el apoyo terapéutico de los mini-implantes, así como
también a distintos materiales utilizados en la fabricación de TADs. Estudios experimentales han investigado las
respuestas ante distintas magnitudes de fuerza, tipo de inserción y cantidad de
fijación inicial. La cantidad de la fuerza aplicada, según Owens no incide en
el porcentaje de éxito del mini-implante, comparando fuerzas de 25g y 50g9.
Tampoco afecta si se ubica en hueso maxilar o mandibular. En este estudio experimental
se utilizó una fuerza constante de 200g, sin provocar desprendimientos en los
tornillos colocados perpendiculares a la cortical y con angulación contraria a
la fuerza19.
La estabilidad del mini-implante es muy
importante ya que evita daño radicular de piezas vecinas y mejora los
porcentajes de éxito de inserción20. Liou
y col encontraron que los mini-implantes no siempre se mantienen
satisfactoriamente fijos luego de una fuerza ortodóncica, concluyendo que al
menos 2mm de espacio libre son requeridos entre el micro-tornillo y las raíces
adyacentes13. A su vez, Kuroda y col
afirmaron que el factor más importante para la pérdida del mini-implante es su
proximidad al periodonto21. El contacto con raíces o tejido
periodontal, no sólo daña esas estructuras, sino que produce la movilidad del mini-implante.
También sugiere el uso de tornillos más largos, ya que la estabilidad depende
más de la interdigitación mecánica que de la osteointegración. Wu y col
demostraron que los micro-implantes insertados bicorticalmente permanecieron casi invariables luego de 12
semanas de activación22. Las ventajas de la exacta ubicación del mini-implante
incluyen: mejorar la retención durante la carga ortodóncica y un preciso
control de vector de fuerza. Se ha determinado que la posición del
mini-implante es el factor más importante a tener en cuenta para la retención
del mismo23. Recientemente, Massoud y Negin-Sadat, acordaron que la estabilidad primaria de los
dispositivos de anclaje temporal se convirtió en un requisito básico, debido a
la necesidad de carga inmediata de los mismos; considerándose la inmovilidad
del tornillo y la capacidad de soportar cargas en diferentes direcciones. Dicha
estabilidad se encuentra influenciada principalmente por la retención mecánica
entre el hueso y la superficie del mini-implante, la sobrecarga, la densidad
ósea, el espesor del hueso cortical, el diseño del microimplante
y la proximidad de este con la raíz24. La colocación precisa de los miniimplantes reduce problemas, como el aflojamiento del
tornillo o invasión de los senos, ligamento periodontal o superficie de la
raíz, y facilita el uso de vectores de fuerza adecuados durante la activación25.
Lee, Kyung y Park26-28 plantearon la colocación de
mini-implantes con una angulación en sentido a la fuerza. La inclinación tiene
por objetivo, según estos autores, aumentar el contacto del mini-implante con
cortical ósea y evitar daños radiculares. Los resultados del presente trabajo
difieren con estas afirmaciones, ya que la inclinación del tornillo a favor de
la fuerza produjo el desplazamiento y en algunos casos la pérdida de los
mismos. Este estudio preconiza que se puede aumentar la retención mecánica del
mini-implante, colocando el mismo en una inclinación perpendicular o contraria
a la fuerza. En caso de no poder insertarlos en estas angulaciones sugeridas,
se pueden esperar dos semanas luego de la colocación para activarlo y así
lograr una mayor fijación28. Por
otro lado, Kravitz afirma que la estabilidad del mini-implante ortodóncico a través del tratamiento depende
de la densidad ósea, de los tejidos blandos adyacentes, el diseño de los
mini-implantes, la técnica quirúrgica y la carga de fuerza7. Además,
aseguró que la colocación de mini-implantes inclinados hacia el plano oclusal
por más de 30º, para evitar el contacto radicular o ganar anclaje cortical,
puede incrementar el riesgo de deslizamiento, por lo que estaría más de acuerdo
con los hallazgos de la presente investigación. Dentro de los factores que
influyen en la estabilidad temprana del mini-implante, se describe la angulación del mismo, en relación a la dirección de la
fuerza y al eje de inserción del tornillo29.
En este estudio experimental se produjo un
desplazamiento estadísticamente significativo en el grupo de micro-implantes
experimentales de -20º (inclinados a favor de la fuerza), mientras que en los
de 30º (inclinados en sentido contrario a la fuerza) y los de 90º (eje
perpendicular a la fuerza) la movilización no fue significativa.
Conclusiones
De los estudios realizados se puede inferir:
• La inclinación del mini-implante es
determinante en cuanto a la estabilidad del mismo dentro del hueso, en el
momento de aplicar las fuerzas ortodóncicas.
• Los micro-implantes con angulación
a favor de la fuerza (-20º) mostraron mayor desplazamiento que los colocados
contrarios a la fuerza (30º) y perpendiculares (90º), al aplicarse una fuerza
de 200g.
• Los micro-implantes posicionados a
-20º tienen una mayor posibilidad de ser desplazados fuera del hueso.
• Los micro-implantes colocados
contrarios a la fuerza (30º) presentan mayor estabilidad, debido a sus
propiedades biomecánicas y al mayor contacto con la cortical.
Todos los autores declaran que no existen conflictos potenciales
de interés con respecto a la autoría y / o publicación de este artículo.
All authors declare no potential conflicts
of interest with respect to the authorship and/or publication of this article.
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