Modelado matemático de la oseointegración de un implante dental

Abstract

Un implante dental es una pieza de biomaterial que se inserta en el hueso de la mandíbula para reemplazar la raíz de un diente ausente. Con la colocación del implante en el hueso se crea una zona de unión entre la superficie del biomaterial del implante y el hueso circundante denominada interfase hueso-implante dental. La formación de nueva matriz ósea en esta interfase crea una conexión firme y duradera entre el hueso y el implante en un proceso denominado oseointegración. El éxito de este contacto depende de la recuperación de tejidos funcionales que rodeen y estabilicen mecánicamente el implante. Esta recuperación tisular está sujeta a fenómenos de migración, proliferación y diferenciación celular que dependen de las condiciones patológicas del paciente, las condiciones biológicas del hueso receptor, las características de diseño del implante y la distribución de cargas entre hueso y el implante dental. El análisis combinado de estos factores biológicos y mecánicos se denomina mecanobiología. El objetivo de esta tesis es introducir un nuevo modelo matemático que describe el proceso de recuperación tisular y posterior oseointegración de la interfase hueso-implante dental en función de factores biológicos, factores mecánicos y la superficie del implante. La solución del modelo se realiza mediante el método de los elementos finitos obteniendo como resultado la distribución de patrones espacio-temporales en una sección de la interfase hueso-implante dental. Estos resultados muestran la habilidad del modelo para reproducir características del proceso de coagulación de la sangre, migración de células osteoprogenitoras, formación de tejido granular, desplazamientos de la matriz de colágeno y formación de nueva matriz ósea. Aunque el modelo es una versión simplificada del proceso mecanobiológico de cicatrización tisular previo a la oseointegración de un implante dental, los resultados obtenidos justifican la formulación matemática implementada. Por lo tanto se concluye que el modelo presentado puede ser usado como base metodológica para la creación de una herramienta que permita al odontólogo predecir el grado de oseointegración de un implante dental y realizar comparaciones entre diferentes condiciones anatómicas y patológicas.