Forma della filettatura, spessore dell'osso corticale, entità e distribuzione dello stress causato dal carico delle miniviti ortodontiche: analisi degli elementi finiti

Scientific Reports volume 12, numero articolo: 12367 (2022) Citare questo articolo

1148 accessi

1 Citazioni

Dettagli sulle metriche

Si ritiene che lo spessore dell’osso corticale sia un fattore importante che regola la stabilità della minivite. Abbiamo studiato la distribuzione dello stress in due miniviti con diverse forme di filettatura (tipo A e B) e nell'osso corticale di tre diversi spessori utilizzando modelli tridimensionali (3D) agli elementi finiti (FE). Più specificamente, sono stati creati modelli 3D FE di due diverse miniviti e posizionati obliquamente o verticalmente in un modello osseo cilindrico che rappresenta diversi spessori di osso corticale. Quando è stata applicata la forza alla minivite, la distribuzione dello stress sulla superficie della vite e nell'osso perimplantare è stata valutata utilizzando la metodologia FE. La sicurezza delle miniviti è stata valutata utilizzando un fattore di sicurezza di Soderberg modificato. Lo spostamento della testa della vite aumentava con una diminuzione dello spessore dell’osso corticale, indipendentemente dal tipo di vite. Le più piccole sollecitazioni principali minime sulle superfici delle viti sono rimaste costanti nelle miniviti di tipo A al variare dello spessore dell'osso corticale. Tensioni principali minime sono apparse anche sulla superficie dell'osso corticale. Valori assoluti inferiori delle sollecitazioni principali minime sono stati osservati nelle miniviti di tipo A posizionate verticalmente e con trazione verso l'alto nelle miniviti di tipo B posizionate obliquamente. Entrambe le miniviti avevano valori del fattore di sicurezza accettabili. Nel complesso, gli ortodontisti dovrebbero selezionare e utilizzare la minivite adatta per ciascun paziente in considerazione delle proprietà ossee.

In ortodonzia clinica, le miniviti vengono impiantate direttamente nell'osso e offrono un ancoraggio assoluto per diversi tipi di movimento dentale1,2. Forniscono inoltre biocompatibilità, disagio ridotto, minore invasività e poche limitazioni nel posizionamento rispetto alle minipiastre3,4. Nonostante il diametro ridotto e la lunghezza ridotta, le miniviti rappresentano una modalità efficiente disponibile nel moderno trattamento ortodontico1,2,5. Per questi motivi, le miniviti sono ampiamente accettate sia dagli ortodontisti che dai pazienti6,7.

D’altro canto, l’uso clinico delle miniviti comporta alcuni rischi e preoccupazioni. Il cedimento della vite potrebbe essere uno degli effetti avversi più indesiderati nell'uso clinico delle miniviti8. Anche le miniviti adeguatamente posizionate potrebbero fallire. È stato riportato che il tasso di successo delle miniviti è pari a circa l'80%8. Se si considera il tasso di successo più elevato degli impianti dentali (che varia dal 96 al 99%), il tasso di fallimento delle miniviti ortodontiche è comparativamente più alto9. Inoltre, è probabile che la vite si rompa subito dopo il posizionamento. Pertanto, la stabilità primaria è il parametro più comune associato al cedimento della vite e il suo miglioramento è una questione urgente per i professionisti clinici.

La stabilità primaria delle miniviti ortodontiche è associata a molti fattori9,10,11,12,13,14,15. Ad esempio, gli studi riportano che la stabilità primaria delle miniviti ortodontiche è strettamente correlata alle proprietà dell'osso corticale, al design della vite, all'infiammazione nel tessuto perimplantare e alla forza applicata16,17,18. Si ritiene generalmente che la fragilità dell'osso corticale sia un fattore importante che regola la stabilità delle miniviti19,20 e lo spessore dell'osso corticale è un fattore essenziale per il successo del posizionamento delle miniviti poiché l'osso corticale più sottile ha una stabilità primaria insufficiente21,22. La bassa densità ossea è un'altra causa comune di cedimento delle viti23.

È possibile simulare varie caratteristiche cliniche utilizzando modelli tridimensionali (3-D) agli elementi finiti (FE) che valutano la distribuzione e l'entità dello stress indotto nella minivite e nell'osso perimplantare. Un'elevata concentrazione di stress sovraccarica l'osso circostante e stimola la microfrattura ossea nella regione24. La distribuzione e l'entità dello stress nell'osso possono essere utilizzate per studiare l'efficacia delle miniviti e possono essere predittive del rischio di cedimento della vite25,26,27. Ghorbanyjavadpour et al.28 hanno studiato lo stress prodotto durante l'inserimento della minivite nell'osso utilizzando un modello FE 3-D e hanno suggerito che la maggior parte dello stress e della tensione erano ben tollerati dall'osso corticale, ma non dall'osso spongioso. Tuttavia, sono disponibili poche informazioni sugli effetti dello spessore dell’osso corticale sulla distribuzione dello stress e sulla stabilità della vite.