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18 Giugno 2020

La migliore strategia chirurgica nel posizionamento implantare attraverso la misura della densità ossea

Prima parte di un percorso di ricerca per valutare quanto il posizionamento implantare possa essere condizionato/agevolato dalla misura della densità ossea e quale sia il modo migliore per eseguirla

di Danilo Alessio Di Stefano


Una sufficiente stabilità primaria dell’impianto dentale è requisito di primaria importanza al fine di ottenere l’osteointegrazione e, quindi, il successo dell’intervento di riabilitazione implanto-protesica.

Uno dei fattori che maggiormente influenzano la stabilità primaria è la densità dell’osso trabecolare nel sito di inserimento implantare. Ciononostante, i metodi attualmente disponibili per valutare la densità ossea non sono affidabili oppure non sono applicabili nella normale pratica clinica.

Infatti, la tomografia computerizzata fornisce dati potenzialmente precisi, ma espone il paziente a una dose di radiazioni eccessiva; la tomografia computerizzata a fascio conico (CBCT) riduce la dose di radiazioni, ma utilizza algoritmi di calibrazione non noti all’utilizzatore che variano in base al fabbricante; la densitometria ossea ad assorbimento di raggi x (DEXA), spesso utilizzata per determinare il grado di osteoporosi in ambito non odontoiatrico, fornisce valori bidimensionali e non volumetrici. Altri metodi – quali analisi istomorfometriche, l’applicazione del principio di Archimede e l’analisi di biopsie tramite micro-CT – non sono utilizzabili nella pratica clinica a causa della loro invasività.

Pertanto, la misura di questo parametro cruciale per il successo dell’intervento di riabilitazione è tutt’oggi lasciato alla percezione soggettiva del chirurgo che, durante la fresatura, utilizza la classificazione proposta da Misch (quattro livelli di densità ossea, D1-D4) e modificata poi da Trisi e Rao (“soft”, “normal”, “hard”). È quindi evidente la necessità di sistemi che consentano misure della densità ossea ripetibili e basate su parametri quantitativi e oggettivi.

A questo proposito, alcuni studi su animali e su cadavere pubblicati negli anni Novanta hanno suggerito che la resistenza al taglio durante la fresatura potrebbe rappresentare una buona stima della densità ossea. Infatti, un tessuto osseo di maggiore densità dovrebbe offrire maggior attrito a una fresa, e quindi la misurazione della forza necessaria per mantenere costante la velocità di rotazione della fresa potrebbe fornire una misura oggettiva della densità ossea.

Negli ultimi anni è stato introdotto un micromotore implantare (TMM2/TMM3, IDI Evolution) in grado di misurare istantaneamente e con elevata frequenza la coppia (nota anche come “torque”) necessaria per mantenere costante la rotazione di una particolare sonda durante la discesa all’interno dell’osso. Tale sonda viene utilizzata in una fase intermedia di preparazione dell’osteotomia necessaria per l’inserimento dell’impianto. Gli algoritmi di cui è dotato lo strumento sono in grado di tradurre il valore di torque in una misura di densità.

Il motore permette di misurare tre quantità: il torque di picco (Cp), il torque medio (Cm) e l’integrale torque-profondita (I). In particolare, il torque medio Cm è il parametro che consente la misura della densità ossea nel sito implantare, mentre l’integrale I viene misurato durante l’inserimento dell’impianto e riassume l’insieme delle interazioni dinamiche tra osso e impianto durante l’inserimento stesso, fornendo quindi una misura di stabilità primaria dell’impianto.

Per validare il micromotore TMM2/3 come strumento efficace per la misurazione della densità ossea nel sito implantare è stato intrapreso un percorso di ricerca pre-clinica che ha visto lo svolgimento di test approfonditi in diversi modelli sperimentali dell’osso spongioso umano: blocchetti di poliuretano, blocchetti di osso equino deantigenato e costolette bovine.

Il primo passo di questo percorso è stato quello di determinare se la lettura di densità fornita dal motore tramite il torque medio fosse effettivamente correlata con la densità nota del poliuretano. Questo primo esperimento ha dimostrato come, nel range di densità ossea di mascella e mandibola, ci sia una correlazione lineare tra valore di torque medio fornito dal motore implantare e densità del poliuretano (misurata preventivamente e quindi nota), sia a secco che in condizioni di irrigazione del sito (Di Stefano et al., 2016). Lo studio ha anche mostrato che le misure di densità sono indipendenti dall’operatore e che la variabilità da esso introdotta in condizioni di irrigazione non supera il 10%, dimostrando così anche l’affidabilità e ripetibilità delle misure.

Successivamente, si è voluto indagare se la relazione lineare tra il torque medio fornito dal motore implantare e la densità ossea fosse mantenuta anche in un modello diverso, più vicino all’osso umano, ovvero le costole bovine. In questo caso, la densità è stata misurata tramite analisi istomorfometrica dell’osso bovino. I risultati del lavoro in oggetto dimostrano come la misura del torque medio fornita dal motore sia significativamente correlata con la % di trabecole ossee quantificata istomorfometricamente, fornendo così ulteriore evidenza della validità del torque medio come misura della densità ossea (Iezzi et al., 2015).

La correlazione tra torque medio e densità ossea, e quindi la validità di questo parametro per la misurazione della densità ossea nel sito di inserimento implantare, è stata confermata anche in un terzo modello sperimentale, l’osso equino deantigenato (Orlando et al., 2019). Quest’ultimo studio ha quindi permesso di ottenere la retta di calibrazione torque medio/densità ossea del micromotore TMM2/3 in un modello sperimentale, l’osso equino, che rappresenta una buona approssimazione del setting clinico nel quale il chirurgo misura la densità ossea nel paziente.  

Implicazioni cliniche
Complessivamente, i risultati di questi studi mostrano come il micromotore implantare TMM2/3 possa rappresentare per il chirurgo orale uno strumento per stabilire la migliore strategia di preparazione del sito implantare. Infatti, questo metodo consente una misura intra-operatoria e sito-specifica della densità ossea in una fase precoce dell’intervento, dando la possibilità al chirurgo di modulare opportunamente il protocollo di inserimento implantare sulla base del tipo di osso rilevato.

Decisioni operatorie estremamente delicate possono essere quindi ora basate su di un parametro oggettivo e riproducibile per la misura della densità ossea, validato da un percorso di ricerca rigoroso.

Fig. 1 Il micromotore implantare TMM3 (IDI Evolution); rappresenta un’evoluzione del micromotore TMM2 utilizzato per gli esperimenti descritti in questo articolo, conservando però gli stessi algoritmi che costituiscono il cuore del sistema di misurazione della densità ossea


Fig. 2 La sonda per la misurazione della densità ossea


Fig. 3 La sonda in azione nei blocchi di poliuretano


Fig. 4 La misurazione della densità ossea nelle costole bovine


Fig. 5 La misurazione della densità ossea nei blocchi di osso equino deantigenato


Fig. 6 Misurazione della densità ossea nel setting clinico


Fig. 7 L’output del micromotore TMM2/3. Cm: coppia media (torque medio); Cp: coppia di picco (torque di inserimento); I: integrale della curva torque/profondità; D: profondità raggiunta dalla sonda in decimi di millimetro. Le aree verdi, gialle e rosse corrispondono a Cm ≤5 Ncm; 5 Ncm < Cm ≤ 12 Ncm; Cm >12 Ncm, rispettivamente


Per approfondire

  • Iezzi G, Scarano A, Di Stefano DA et al. Correlation between the bone density recorded by a computerized implant motor and by a histomorphometric analysis: a preliminary in vitro study on bovine ribs. Clin Implant Dent Relat Res 2015;17(Suppl 1):e35-e44, doi:10.1111/cid.12121.
  • Di Stefano DA, Arosio P. Correlation between bone density and instantaneous torque at implant site preparation: a validation on polyurethane foam blocks of a device assessing density of jawbones. Int J Oral Maxillofac Implants 2016;31(5):e128-e135, doi:10.11607/jomi.4475.
  • Orlando F, Arosio F, Arosio P, Di Stefano DA. Bone density and implant primary stability. A study on equine bone blocks. Dent J (Basel) 2019;7(3):73. Published 2019 Jul 1, doi:10.3390/dj7030073.

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