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22 Febbraio 2019

Quando fisica e matematica vengono in aiuto all’implantologo. A colloquio con Danilo Di Stefano


Il prof. Danilo Di Stefano ha all'attivo numerose collaborazioni in diversi atenei italiani.  Attualmente docente di Chirurgia Orale presso l'Università Vita-Salute San Raffaele di Milano conidoneità a professore associatoin malattie odontostomatologiche. Ad incuriosirci è stato il suo articolo pubblicato su  J Prosthet Dent (trovate la sintesi in italiano a questo link) nel quale viene studiato come il misurare e poter gestire il torque di inserimento e il coefficiente di stabilità implantare permettono di migliorare l’osteointegrazione  


Prof. Di Stefano, quali sono gli ambiti di ricerca che la vedono coinvolto? 

L’implantologia moderna raccoglie i risultati di un percorso di ricerca clinica che, negli ultimi 30 anni, ha visto uno sviluppo significativo delle conoscenze in questo settore. Numerose domande hanno trovato risposta, ma allo stesso tempo sono nati nuovi quesiti, anche in relazione allo sviluppo di nuovi strumenti, materiali, tecnologie. In questo quadro che visto da una più ampia prospettiva rappresenta un unicumnella scienza medica, le direttrici di ricerca che mi hanno visto personalmente coinvolto nel corso degli anni sono state due, quella sulla diagnosi della densità ossea e le nuove misure della stabilitàimplantare, e quella sui biomateriali per rigenerazione ossea  legata più in generale alle tecniche ossee ricostruttive a scopo impiantare. Si tratta di un percorso articolato, condotto attraverso una fruttuosa collaborazione con il Professor Piattelli e il suo team (Prof.ri. G.Iezzi, A.Scarano e Perrotti) all’Università di Chieti, e in sinergia col gruppo afferente al corpo docente (Prof.ri. R. Vinci, G.Gastald e Capparè) dell’Ateneo di cui faccio parte, l’Università Vita e Salute San Raffaele di Milano diretto dal Professor Enrico Gherlone. 


Perché proprio questi argomenti? 

Tra i motivi per cui la mia attività si è orientata a questi ambiti di ricerca, vi è certamente quello di validare metodiche che permettano di offrire al paziente la possibilità di essere riabilitato, sia funzionalmente che esteticamente, nel modo meno invasivo possibile. Nuovi strumenti diagnostici, nuove tecnologie e nuovi materiali rendono possibili atti chirurgici che fino a qualche tempo fa non erano ancora praticabili. È necessario, però, che questi nuovi approcci trovino, prima del loro impiego sistematico, una precisa e puntuale validazione clinica. In questa nostra oggi affronteremo il primo dei 2 temi. 


Perché diagnosi della qualità ossea? 

La qualità ossea è uno dei determinanti principali del successo implantare. Sia nel senso di qualità del tessuto a seguito di un intervento di rigenerazione ossea, sia in senso più ampio, ovvero quando intesa come anatomia e densità al sito di posizionamento dell’impianto. Tutto ciò assume il suo più ampio significato nelle procedure di carico immediato. Una maggiore densità ossea e la presenza di uno strato di corticale adeguato permettono di dare all’impianto una maggiore stabilità e, ottenuto questo, di procedere appunto con adeguata prognosi ad un carico precoce o immediato. Misurare quindi in modo preciso e oggettivo la densità ossea è uno dei requisiti fondamentali, oggi, per realizzare un’implantologia veramente predicibile. La questione non è scevra di difficoltà: se, da un lato, i più recenti strumenti diagnostici, ovvero le Cone-Beam di ultima generazione permettono di visualizzare dettagli anatomici con estrema chiarezza e precisione, la loro capacità di fornire una misura oggettiva, ripetibile e non strumento- dipendente della densità ossea è ancora oggetto di ampia discussione in letteratura. Nel caso di una tc multistrato invece il valore di HU è ripetibile e oggettivo. In tal caso pero il posizionamento deve essere rigorosamente guidato e corrispondere con precisione alla zona di lettura come abbiamo dimostrato in un nostro studio recente. Dobbiamo anche sottolineare che non sempre abbiamo una Tc a disposizione anche perche vanno adeguatamente considerati i costi biologici pur con le dovute differenze fra i 2 esami. 


Quali risultati ha ottenuto in questo ambito? 

La mia attività di ricerca si è concentrata nello studio di una modalità differente di misura della densità ossea che riprende alcuni concetti già espressi da Sennerby e Friberg verso la metà degli anni ’90, ovvero che l’attrito di un corpo in rotazione all’interno del tessuto osseo può essere una misura attendibile della sua densità. Ovvero dell’energia spesa per farlo ruotare ad un n. di giri costante. Questo concetto è stato alla base dell’implementazione, in un micromotore di recente ideazione, della possibilità di misurare la densità ossea attraverso l’impiego di una particolare sonda che, inserita nel tunnel implantare quando questo non è stato ancora allargato al diametro finale, permette una misura sito-specifica della densità. Grazie al lavoro di un team di collaboratori estremamente affiatato, e di nuovo in collaborazione con i due atenei già citati, abbiamo dimostrato che le misure di densità ossea fornite da questo sistema sono attendibili, variano in modo lineare con la densità ossea, e sono affidabili anche perché indipendenti dall’operatore che le esegue. L’attendibilità è stata dimostrata da più studi indipendenti sia in vitro, su costolette bovine che blocchi standard di poliuretano, che in vivo; gli studi su tessuto osseo, in vitro o vivo, mostrano una chiarissima correlazione tra le misure fornite dallo strumento e la densità istomorfometrica. La possibilità di accedere ad un numero di misure di densità veramente elevato, dell’ordine di qualche migliaio, ci ha permesso inoltre di disegnare la prima mappa topologica della densità dei mascellari, che è l’oggetto di un lavoro sottomesso recentemente per la pubblicazione. Questa mappa può aiutare il clinico nel sapere con quale frequenza in una cera area anatomica dei mascellari può trovare una derminata densità. 


Quali sono gli sviluppi futuri? 

Stiamo oggi valutando questa metodica anche in un diverso sistema sperimentale, ovvero blocchi di osso equino ad uso ortopedico che, conservando il collagene osseo al loro interno in conformazione completamente nativa, potrebbero costituire un nuovo sistema sperimentale per questo tipo di studi: più omogeneo delle costolette bovine, permettendo di eseguire meno misure, e più simile per proprietà meccaniche all’osso naturale dei blocchi di poliuretano che ancora oggi rappresentano lo standard per questo tipo di esperimenti. 


Perché una nuova misura della stabilità primaria? 

Alla diagnosi precisa della densità consegue la possibilità di definire un protocollo di posizionamento implantare che permetta di stabilizzare l’impianto in modo predicibile. Il cerchio non si chiude, tuttavia, se non è possibile misurare con precisione la stabilità ottenuta. La mia ricerca in questo campo è orientata allo studio di nuovi parametri dinamici di misura della stabilità. Oggi sappiamo che i due parametri abitualmente utilizzati nella pratica clinica per misurare la stabilità dell’impianto, torque di inserimento e misura della frequenza di risonanza tramite ISQ sono una semplice fotografia “statica” di uno stato implantare, misurano proprietà fisiche non del tutto sovrapponibili e non danno alcuna informazione su cosa è successo, dinamicamente, mentre l’impianto veniva posizionato. Sono solo istantanee dall’insufficiente valore prognostico. 


Cosa abbiamo dimostrato sull’argomento? 

I nostri studi già compiuti al riguardo mostrano che un parametro legato alla quantità di energia scambiata tra osso e impianto durante il posizionamento, l’integrale della curva torque-profondità, è più sensibile sia del torque di inserimento che dell’ISQ alle variazioni di densità al sito implantare e rappresenta quindi una misura più sensibile della stabilità primaria. Questo ci ha permesso di caratterizzare con estrema precisione le curve di risposta di uno specifico sistema implantare e abbiamo già dimostrato, in una recente pubblicazione, che la misura della densità come descritta in precedenza in abbinamento alla misura della stabilità con l’integrale consente di stabilizzare in modo predicibile impianti inseriti in seni mascellari rigenerati anche con ridotto spessore di cresta residua e ridotta densità ossea. Dobbiamo dire che ad oggi abbiamo moltissimi sistemi implatari, ma non sistematiche in grado di aiutare il chirurgo una volta fatta la pianificazione dell’intervento ad essere predicibile in modo oggettivo è ripetibile. Quindi in grado di programmare non solo un intervento in termini di posizione implantare, ma anche di stabilità voluta.Questo può avvenire solo mettendo matematicamente e fisicamente in relazione: osso, macromofologia implatare e scelta della modalità di preparazione del tunnel implantare. 


E i prossimi passi? 

Il nostro lavoro clinico mira oggi alla definizione razionale di ulteriori protocolli di posizionamento implantare. Uno dei concetti più affascinanti che stanno prendendo forma da questo lavoro di ricerca, ora che è possibile allo stesso tempo misurare in modo affidabile densità ossea e stabilità implantare dinamica, è che è necessaria una ridefinizione delle classi ossee che da qualitativa (sia essa percettiva o istomorfomertrica) diventi operativa, oggettiva e che per ogni posizionamento implantare la caratterizzazione della risposta in termini di corrispondenza tra lettura della densità, protocollo di preparazione, stabilità primaria ottenuta dovrebbe oggi ritenersi un passaggio obbligato e predicibile.

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