Un estudio in vitro sobre la precisión de plantillas modulares utilizadas para guiar completamente implantes en combinación con reducción ósea para restauraciones de arco completo: Expertos versus estudiantes

Objetivos: Este estudio in vitro evalúa la precisión de las plantillas quirúrgicas modulares utilizadas para guiar completamente los implantes en combinación con la reducción ósea, realizadas por expertos y estudiantes, para restauraciones de arco completo.

Métodos: Todos los procedimientos fueron realizados por estudiantes de odontología del último año y un clínico experto, en doce modelos de mandíbulas edéntulas. Se realizó una planificación virtual de implantes, simulando una restauración de arco completo en seis implantes. Se diseñaron e imprimieron tres guías quirúrgicas diferentes para permitir la colocación de implantes completamente guiada convencional (grupo 1); colocación de implantes completamente guiada con guías modulares (grupo 2); y colocación de implantes completamente guiada después de la reducción ósea, con guías modulares similares (grupo 3). Después de la colocación de los implantes, se tomaron escaneos ópticos de los modelos de estudio. Se evaluó y comparó la desviación de superficie y la precisión entre grupos y subgrupos.

Resultados: Se utilizaron un total de 12 plantillas quirúrgicas. De estas, dos plantillas en cada grupo fueron utilizadas por dos estudiantes diferentes, mientras que las otras seis plantillas fueron utilizadas por un clínico experto de la siguiente manera: una plantilla con pines de anclaje atornillados y una con pines de anclaje empujados en cada grupo. Se colocaron un total de 72 implantes. Se encontró una diferencia estadísticamente significativa entre los diferentes diseños de plantillas, cuando los implantes fueron colocados por un clínico experto. No se encontró una diferencia estadísticamente significativa entre expertos y estudiantes, excepto la desviación en un valor de ángulo (estudiantes 2.13±1.46° frente a experto 0.90±0.9°; Valor P=0.0447) en el grupo 3. Se encontró una diferencia estadísticamente significativa a favor de los pines de anclaje atornillados, en el grupo 1, en la desviación horizontal (pines atornillados 0.18±0.13 mm frente a pines empujados 0.56±0.28 mm; Valor P=0.0124; Tabla 5). No se encontró una diferencia estadísticamente significativa entre los diferentes diseños de plantillas cuando los implantes completamente guiados fueron colocados por estudiantes, tanto en ángulo como horizontalmente (P=0.2787 y P=0.6601, respectivamente). Se encontró una diferencia estadísticamente significativa entre grupos cuando los implantes fueron colocados por un clínico experto, con un mejor valor utilizando pines de anclaje atornillados, en el plano horizontal (P= 0.0293) pero no en ángulo (P= 0.3380).

Conclusiones: Las plantillas modulares proporcionan un nivel de precisión similar al de las guías convencionales de una sola pieza. Se deben utilizar pines atornillados para fijar la parte base de las guías modulares. Se necesitan más estudios clínicos para confirmar estos resultados preliminares.

Significado Clínico: Las guías quirúrgicas modulares proporcionan una precisión comparable a las guías convencionales de una sola pieza, sin embargo, ofrecen más posibilidades, ayudando en la reducción ósea y en los procedimientos de carga inmediata. Los pines de anclaje atornillados utilizados para fijar la parte base de las guías modulares proporcionan mejores resultados finales que los pines empujados.

Introducción

La colocación de implantes planificada digitalmente y guiada prostéticamente se ha convertido en un método predecible para la colocación de implantes y la carga inmediata. Siguiendo un flujo de trabajo preciso, se espera que la precisión de los implantes completamente guiados se asemeje estrechamente al plan virtual propuesto. Esto permite una alta precisión quirúrgica y minimiza el tiempo quirúrgico, así como los ajustes en el sillón de una prótesis provisional. La precisión de una plantilla quirúrgica se evalúa midiendo la desviación tridimensional (3D) de los implantes colocados en comparación con las posiciones planificadas virtualmente. La precisión final de todo el proceso puede verse influenciada por varios factores, incluidos, pero no limitados a, condiciones clínicas, software utilizado, tipo y precisión de la fabricación de la plantilla, también relacionado con el diseño de la guía y las tecnologías/materiales de impresión 3D.

En los últimos años, particularmente en las restauraciones de arco completo, la tendencia de colocar implantes ha cambiado de implantes retrasados en hueso curado, a implantaciones inmediatas, post-extracción. La reducción ósea y la colocación del implante se pueden llevar a cabo en el mismo procedimiento quirúrgico, minimizando el trauma y la necesidad de dos intervenciones separadas. Sin embargo, en pacientes con una línea de sonrisa alta en el maxilar, o en caso de cresta ósea irregular o delgada, se recomienda la reducción ósea para reducir las complicaciones biológicas y técnicas relacionadas con las prótesis soportadas por implantes.

Durante más de 10 años, se han publicado varios manuscritos proponiendo flujos de trabajo completamente digitales para el tratamiento de la dentición fallida, utilizando plantillas quirúrgicas dobles o de diferentes tipos de múltiples piezas. Las llamadas plantillas de múltiples piezas (o apilables, o modulares), mostraron resultados clínicos prometedores cuando fueron utilizadas por clínicos expertos. Las plantillas quirúrgicas modulares pueden mejorar la confianza en caso de reducción ósea, implantes post-extracción y carga inmediata. Sin embargo, el nivel de evidencia es bajo e inconsistente, y aún falta datos generalizables sobre cuál es el mejor diseño de tales plantillas quirúrgicas de múltiples piezas. Además, también hay inconsistencia en la nomenclatura utilizada en la literatura disponible. El término "modular" se utiliza a lo largo de este documento y se refiere a plantillas que consisten en unas pocas partes que proporcionan diferentes características (módulos).

El objetivo de este estudio comparativo in-vitro es evaluar la precisión de las plantillas quirúrgicas modulares utilizadas para guiar completamente los implantes en combinación con la reducción ósea, realizadas por un clínico experto y estudiantes. La presente investigación fue redactada de acuerdo con las directrices CRIS (Checklist for Reporting In-vitro Studies).

Materiales y métodos

Este estudio fue diseñado como una investigación comparativa in-vitro. Dos estudiantes de odontología del último año (FP y ADM) y un clínico experto con más de 15 años de experiencia en cirugía guiada (MT) realizaron todos los procedimientos. Se utilizaron doce modelos de mandíbula edéntula completa idénticos con encía, dedicados a ejercicios de implantología, con un hueso cortical denso y grueso y hueso trabecular interno que representa una consistencia D2 (Dentalstore & Edizioni Lucisano SRL, Milán, Italia), para todos los experimentos. Se realizó una tomografía computarizada de haz cónico (Cranex 3Dx, Soredex, Tuusula, Finlandia) (90 KV, 5.0 mA, FOV 6 × 8, resolución 0.2 mm) y los archivos DICOM se emparejaron con los archivos STL derivados de la exploración óptica del mismo modelo (i700, Medit Corp., Yeongdeungpo-gu, Seúl, Corea del Sur).

Se realizó un encerado virtual para planificar prostéticamente los implantes virtuales (Exoplan 3.1 prototipo Rijeka, Exocad GmbH, Darmstadt, Alemania, Fig. 1). Después de eso, se planificaron virtualmente seis implantes Osstem TSIII (Osstem Implants, Seúl, Corea del Sur), de 4 mm de diámetro y 10 mm de longitud utilizando un software certificado médico (RealGUIDE 5.1 3DIEMME, Cantù, Italia) (Figs. 1 y 2). Los implantes se planificaron en la posición de incisivos laterales, primeros premolares y primeros molares, aproximadamente cuatro milímetros por debajo de la cresta ósea para permitir una reducción de la cresta ósea. Los implantes se colocaron bastante perpendiculares al plano oclusal, con una discrepancia de 6° (incisivos laterales), 4.5° (premolares) y 0° (molares). Además, se planificaron tres pines de anclaje en la posición bucal para fijar y estabilizar la guía quirúrgica.

Después de que se completó la planificación virtual de implantes y fue finalmente aprobada por un segundo clínico experto (LZ), se prepararon las guías quirúrgicas de acuerdo con el protocolo de la presente investigación con tres diseños diferentes como sigue (grupos 1 a 3). Se utilizó una plantilla de una sola pieza en el grupo 1 y plantillas quirúrgicas de múltiples piezas en los grupos 2 y 3 (guías modulares). En particular, en el grupo 1 (o grupo de control), se utilizó una plantilla quirúrgica convencional de una sola pieza. En el grupo 2 (o grupo de guías modulares sin reducción ósea), se utilizó una plantilla quirúrgica modular. Por último, se diseñó una guía modular similar pero no idéntica para ser utilizada en el grupo 3, en combinación con una reducción ósea vertical planificada de 4 mm (grupo de guías modulares y reducción ósea). La porción base de todas las guías modulares incluye las mangas para los pines de anclaje y las ranuras para otros módulos: el módulo de implante que incluye las mangas (impresas) para la preparación de los sitios de implante y para guiar completamente los implantes; y el módulo de índice, utilizado para fijar y estabilizar la porción base en la posición adecuada, antes de la fijación de los pines de anclaje. Sin embargo, la parte del índice no se utilizó para esta prueba in-vitro debido a la ausencia de dientes y el arco antagonista. La base y el módulo de implante se conectaron utilizando tres mini-tornillos metálicos (New Ancorvis SRL, Bologna, Italia) (Fig. 3).

En cada grupo, se utilizaron cuatro plantillas idénticas. Dos plantillas fueron utilizadas por dos estudiantes diferentes (una cada uno), mientras que las otras dos plantillas fueron utilizadas por un clínico experto: una plantilla con pines de anclaje atornillados y una con pines de anclaje empujados. Todas las plantillas quirúrgicas fueron diseñadas para guiar completamente seis implantes y ser estabilizadas con tres pines de anclaje. De acuerdo con el kit quirúrgico utilizado (OneGuide Kit, Osstem Implants, Seúl, Corea del Sur), no se utilizaron mangas metálicas y las plantillas fueron completamente impresas en 3D. Todas las plantillas quirúrgicas fueron impresas en un centro de fresado profesional (New Ancorvis SRL, Bolonia, Italia) utilizando una impresora DMP Dental 100 y un material de resina certificado (VisiJet M2R-CL 3D Systems Inc., Rock Hill, Carolina del Sur, EE. UU.). En cada grupo, tres de las cuatro plantillas fueron diseñadas para permitir la colocación de pines de anclaje atornillados, mientras que la última plantilla fue diseñada para permitir la colocación de pines de anclaje empujados. Un total de 72 implantes ficticios fueron completamente guiados y colocados, 24 ficticios por grupo. Un resumen de las plantillas utilizadas se presenta en la Tabla 1. Todos los implantes fueron colocados de acuerdo con las instrucciones de los fabricantes. El protocolo de perforación fue el mismo para todos los especímenes, excepto por el uso adicional de un mucótomo en los grupos 1 y 2. Antes de comenzar la investigación, los estudiantes fueron capacitados participando en un curso teórico/práctico de 3 días (en modelos) sobre cirugía guiada.

• En el grupo 1, la plantilla quirúrgica convencional de una sola pieza se fijó utilizando tres pernos de anclaje atornillados. Luego, se realizó la colocación de implantes totalmente guiada y sin colgajo, de acuerdo con el protocolo de perforación sugerido por el fabricante, con un torque de inserción que varió de 30 a 40 Ncm.
• En el grupo 2 (Fig. 4), la porción base de la plantilla quirúrgica se fijó utilizando tres pernos de anclaje atornillados. Después de eso, se conectó el módulo de implante utilizando tres mini tornillos metálicos (New Ancorvis SRL, Bolonia, Italia). Finalmente, se colocaron seis implantes sin colgajo y totalmente guiados, como se describió anteriormente.
• En el grupo 3 (Fig. 5), se diseñó un colgajo antes de la estabilización de la plantilla. La encía se removió parcialmente del modelo. Después de eso, la base de la plantilla quirúrgica modular se fijó utilizando tres pernos de anclaje atornillados. La reducción ósea se realizó al lado del sillón, utilizando una punta ultrasónica de cirugía ósea dedicada con una profundidad de corte de 9 mm (BS1 s, para Piezotome Solo Ultrasonic Bone Surgery, ACTEON Germany GmbH, Düsseldorf, Alemania), bajo irrigación salina. La porción base de la plantilla quirúrgica modular se diseñó para guiar la punta ultrasónica durante la reducción ósea inicial. Después de eso, la reducción ósea se terminó a mano alzada. Finalmente, se conectó el módulo de implante utilizando tres mini tornillos metálicos y los implantes fueron totalmente guiados como se describió anteriormente.

Después de la colocación de implantes (Fig. 6), en todos los grupos, se conectaron los pilares de escaneo digital (Osstem Implant, Seúl, Corea del Sur) a los implantes y se realizaron escaneos ópticos intraorales (Medit i700, Medit corp., Seúl, Corea del Sur, Fig. 7). El escáner fue calibrado de acuerdo con las pautas del fabricante antes de cada procedimiento.

Las medidas de resultado fueron la desviación de la superficie y la precisión, establecidas al medir (Optical RevEng 4.0, Open Technologies, Rezzato (BS), Italia) la diferencia entre la posición de los pilares escaneados digitalmente (STL postoperatorio, archivo de Lenguaje de Triángulo Estándar), emparejado con el archivo STL original, derivado del plan de implante virtual, utilizado como referencia. Los modelos de referencia y digitalizados se superpusieron y registraron, y los valores de desviación entre las dos superficies se calcularon como comparación de superficie (horizontal y ángulo), mientras que la precisión se evaluó como la combinación de veracidad y precisión.

La “veracidad”, definida como la “cercanía de acuerdo entre la media aritmética de un gran número de resultados de pruebas y el valor verdadero o de referencia aceptado”, fue evaluada utilizando GOM Inspect Profes- sional (GOM, Braunschweig, Alemania) al evaluar los valores de desviación entre los implantes planificados y los realmente colocados. Los análisis cualitativos se presentaron utilizando mediciones de escala colorimétrica. Se analizaron desviaciones en niveles de tolerancia de ±0.5 mm (Figs. 8, 9). Mientras tanto, la “precisión” se definió como “la cercanía de acuerdo entre diferentes resultados de pruebas”. La precisión se evaluó como las desviaciones horizontales y angulares entre las posiciones de los pilares escaneados digitalmente y originales, calculadas a lo largo del eje largo de cada pilar escaneado (Rhino 6, McNeel Europe SL, Barcelona, España).

Un técnico dental experto y ciego realizó todas las mediciones. Un evaluador independiente, no involucrado previamente en el estudio, realizó todas las mediciones.

Se realizaron análisis estadísticos utilizando NUMBERS, versión 11.2 (Apple Inc., Cupertino, CA, EE. UU.) y calculadoras en línea (calculadora ANOVA, https://www.statskingdom.com/180Anova1way.html). Se calcularon los valores medios y la desviación estándar (DE). Se realizaron comparaciones entre grupos para resultados continuos (estudiantes versus expertos y pines atornillados versus empujados) mediante pruebas no apareadas, con el fin de detectar cualquier cambio en la precisión. Se llevó a cabo un análisis de varianza de una vía (ANOVA) para determinar el efecto de los diferentes diseños de guías en la precisión final. Un clínico independiente no involucrado previamente en el estudio, con experiencia en estadísticas médicas, realizó todos los análisis.

Resultados

Se imprimieron y utilizaron un total de 12 plantillas quirúrgicas, y se colocaron un total de 72 implantes totalmente guiados (Dummy fixture, Osstem Implants, Seúl, Corea del Sur) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Se comparó la precisión de las plantillas quirúrgicas en cada grupo en diferentes escenarios. Todos los datos se resumen en las Tablas 2-7.

3.1. Diferencias entre grupos por expertos y estudiantes

Aunque hay una tendencia de mayor precisión cuando los implantes fueron colocados por el clínico experto, no se encontró ninguna diferencia estadísticamente significativa excepto la desviación en un valor de ángulo (estudiantes 2.13±1.46° frente a experto 0.90±0.91°; Valor P=0.0447), reportada en el grupo 3, cuando se utilizó la guía modular en combinación con una reducción ósea (Tabla 4).

3.2. Diferencias entre pines atornillados versus pines empujados

Cuando se compararon los pines atornillados versus los pines empujados, se encontró una diferencia estadísticamente significativa a favor de los pines de anclaje atornillados, en el grupo 1, en la desviación horizontal (pines atornillados 0.18±0.13 mm versus pines empujados 0.56±0.28 mm; Valor P=0.0124; Tabla 5). En el mismo grupo, la desviación en un ángulo no se encontró estadísticamente significativa, incluso si se puede sugerir una tendencia de mejor precisión para los pines atornillados (1.42° versus 1.80°). En los grupos 2 y 3 no se encontraron diferencias estadísticamente significativas (Tablas 6 y 7).

3.3. Efecto de diferentes diseños de guías en la precisión final

Aunque la precisión general mejoró con la práctica, no se encontró una diferencia estadísticamente significativa entre los diferentes diseños de plantillas cuando los implantes completamente guiados fueron colocados por estudiantes, tanto en ángulo como horizontalmente (P = 0.2787 y P = 0.6601, respectivamente, Fig. 10). Sin embargo, el tratamiento más complejo se realizó al final.

De manera similar, no se encontró una diferencia estadísticamente significativa entre los grupos cuando los implantes fueron colocados por un experto, utilizando pines de anclaje empujados, tanto en el ángulo como en el plano horizontal (P = 0.9671 y P = 0.1349, respectivamente, Fig. 11). Por el contrario, se encontró una diferencia estadísticamente significativa entre los grupos cuando los implantes fueron colocados por un clínico experto, con un mejor valor utilizando pines de anclaje atornillados, en el plano horizontal (P = 0.0293) pero no en el ángulo (P = 0.3380, Fig. 12).

Discusión

Esta investigación in-vitro se realizó para evaluar la precisión de las plantillas quirúrgicas modulares para la colocación de implantes completamente guiada en restauraciones de arco completo, con y sin reducción ósea. Los resultados preclínicos demostraron que se puede lograr una precisión similar utilizando guías modulares en comparación con las plantillas convencionales (plantilla de una sola pieza). Sin embargo, las guías modulares pueden ofrecer beneficios adicionales como orientación para una reducción ósea más fácil y preplanificada, y/o una entrega más rápida y precisa de prótesis temporales retenidas por tornillos.

Todos los templates quirúrgicos probados han demostrado ser seguros, mostrando un nivel de discrepancia entre la posición planificada y la real de los implantes, dentro de los márgenes de error ya sugeridos en la literatura (alrededor de 1.5–2 mm). La posible razón por la cual expertos y estudiantes experimentaron resultados similares se debió probablemente a la naturaleza in-vitro del estudio. Al utilizar un template quirúrgico, el margen de error debería limitarse a la tolerancia de los manguitos. Sin embargo, in vivo, hay varios factores que podrían influir en la precisión final de los implantes colocados. Por lo tanto, los resultados de la presente investigación preliminar in-vitro deben interpretarse con precaución. Sin embargo, la precisión final de las guías modulares es alentadora para su aplicación en la práctica diaria, principalmente por clínicos expertos. Luego, los clínicos menos experimentados deberían comenzar con casos simples y guías simples, como áreas no estéticas de crestas parciales edéntulas. Tal curva de aprendizaje permite dominar la técnica y el flujo de trabajo digital en la odontología de implantes. Además, está bien documentado que la precisión es mayor en el caso de templates soportados por dientes en comparación con guías soportadas por mucosa.

Hay dos datos importantes que deben ser considerados en la presente investigación. El primer resultado fue que, entre los estudiantes, la precisión general mejoró con la práctica. Este resultado está en concordancia con otra investigación in-vitro publicada por Cushen y Turkyilmaz, concluyendo que el nivel de experiencia del operador contribuye a la precisión final de los implantes colocados. Aunque los estudiantes alcanzaron resultados exitosos dentro de los márgenes de seguridad de hasta 2 mm, se encontró una precisión estadísticamente significativa más alta en la desviación del ángulo, en el caso de guías modulares con reducción ósea. Además, se encontró una mayor precisión caso por caso, demostrando que los operadores más experimentados colocan implantes con mayor precisión.

El segundo dato confirmó que los clínicos expertos pueden proporcionar una tendencia de mayor nivel de precisión, incluso en el caso de plantillas modulares y reducción ósea. En la literatura, se han propuesto varias guías quirúrgicas y protocolos para realizar la reducción ósea antes de la colocación del implante. Cuando es necesario, la reducción ósea es un paso útil para obtener un ancho adecuado del hueso, aplanando la cresta ósea, y para proporcionar el espacio restaurador requerido basado en la selección de materiales. Utilizando tecnologías digitales, como en la presente investigación, la reducción ósea y la colocación del implante pueden llevarse a cabo de manera guiada y en el mismo procedimiento quirúrgico. La planificación digital permite planificar con antelación la cantidad de hueso a reducir, guiando al clínico durante la cirugía, minimizando el trauma y el estrés para el paciente, y facilitando y acelerando la carga inmediata. Además, después de la reducción ósea, la dimensión vertical y la relación maxilo-mandibular se ven comprometidas. Las guías modulares permiten planificar con antelación la restauración provisional, facilitando los procedimientos de carga inmediata, incluyendo la estabilización de la prótesis temporal en la correcta dimensión vertical y oclusión. Sin embargo, la recolección de datos impecable, la planificación virtual adecuada, el diseño y la impresión precisos de la guía, así como la correcta ejecución clínica son todos obligatorios para obtener resultados exitosos en general.

Por último, pero no menos importante, los pines atornillados demostraron mayor precisión que los pines empujados. Los pines atornillados deben usarse cuando la parte base de la guía modular no debe ser removida. Por el contrario, los pines atornillados pueden perder estabilidad cuando se desenroscan y luego se vuelven a enroscar. En tales casos, se pueden elegir pines empujados.

Considerando algunas consideraciones adicionales, hay otros campos de aplicación de las plantillas modulares, como implantes inmediatos en pacientes con dentición fallida y entrega de prótesis definitivas el día de la cirugía. Sin embargo, se necesitan más estudios para validar las guías modulares en el caso de implantes inmediatos.

La principal limitación de la presente investigación es la naturaleza in-vitro que puede subestimar algunos factores clínicos. Luego, la siguiente limitación es que todos los módulos utilizados en este estudio estaban fijos juntos con mini tornillos metálicos. Las guías modulares ya se utilizan en la práctica diaria, y el desarrollo de tecnologías digitales proporciona nuevas posibilidades para diseñar y producir elementos de fijación, incluidos conectores magnéticos, pines cónicos y otros. Aun cuando estos resultados son alentadores, todavía se necesita más investigación para confirmar estos resultados preliminares y probar todas las posibilidades de las plantillas modulares.

Conclusiones

1. Con la limitación de la presente investigación in-vitro, se pueden extraer las siguientes conclusiones:
2. Las plantillas modulares pueden utilizarse de manera segura mostrando un nivel de precisión similar al de la guía convencional de una sola pieza.
3. Aunque los estudiantes mostraron un nivel de precisión más bajo que los expertos, los valores medios estaban dentro del margen de error del software.
4. Dentro de los estudiantes, la precisión mejoró con la práctica, destacando la importancia de la curva de aprendizaje.
5. Se deben utilizar pines atornillados para fijar la porción base en el caso de guías quirúrgicas modulares.

Marco Tallarico, Łukasz Zadrożny, Fabio Pia, Anna Di Marzio, Silvio Mario Meloni, Francesco Grande, Santo Catapano, Milena Pisano

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