Effect of implant design on primary stability using torque-time curves in artificial bone

Abstract

BackgroundPrimary stability following implant placement is essential for osseointegration and is affected by both implant design and bone density. The aim of this study was to compare the relationships between torque-time curves and implant designs in a poor bone quality model.MethodsNine implant designs, with five implants in each category, were compared. A total of 90 implants (Straumann: Standard RN, Bone Level RC, Tapered Effect RN; Nobel Biocare: Brånemark MKIII, MKIV) were placed in type IV artificial bone. Torque-time curves of insertion and removal were recorded at the rate of 1000 samples/s by a torque analyzer.ResultsThe torque-time curves were divided into initial, parallel, tapered, and platform areas. The mean torque rise rate of the parallel area was smallest at 0.36 N · cm/s, with a significant difference from those of the other areas (p < 0.05). Values of 2.14, 2.33, and 2.65 N · cm/s were obtained for the initial, tapered, and platform areas, respectively. The removal torque for six of the implant designs (Bone Level RC 8, 10, and 12 mm; Tapered Effect RN 10 mm; Brånemark MKIII 10 mm, MKIV 10 mm) was significantly smaller than the corresponding insertion torque (p < 0.05). However, the removal torque for ST6, 8, and 10 was almost the same as or slightly greater than the corresponding insertion torque.ConclusionsThe insertion torque-time curves and design features of the implants were accurately transferred. Increasing implant taper angle appeared to increase the torque rate. Torque was mainly generated from the superior surface to the valley of the thread and the inferior and axial surfaces of the platform, while the inferior and axial surfaces of the thread did not significantly affect torque generation.

Atemporal osseointegration: Early biomechanical stability through osseodensification

“…Primary stability, osseointegration, and secondary stability, defined as the added stability created as a result of bone healing/remodeling around an implant during the healing period, are all aspects of successful biomechanical fixation . Primary stability increases resistance to micromotion of the implant, which can contribute to implant failure during healing, due to the lack of a tight fit between the implant and the osteotomy wall .…”

Avaliação da estabilidade primária de diferentes implantes, por meio de ensaios biomecânicos, análises radiográficas, tomográficas, histomorfométricas. Estudo in vitro

“…Entretanto, os fabricantes têm se empenhado em desenvolver formatos alternativos de implantes com a finalidade de garantir e proporcionar uma boa estabilidade primária mesmo em áreas com má qualidade óssea 16 . Desse modo, foram desenvolvidos implantes cônicosinicialmente concebidos para instalação de implantes imediatos após a extração dentáriaos quais têm sido também utilizados para melhorar a estética e facilitar a colocação do implante em espaços reduzidos entre dentes naturais adjacentes 17,18 . A teoria por trás do uso de implantes cônicos é a de proporcionar um grau de compressão das trabéculas em um sítio de osso pobre em qualidade 6,17,18 e uma melhor distribuição das forças no osso circundante, criando assim uma compactação mais uniforme do osso nas paredes adjacentes em comparação aos implantes de paredes paralelas.…”

“…Assim, quando inserido, o implante cônico cria uma compressão lateral no osso 18 , promovendo uma maior estabilidade primária nos implantes e diminuindo a micromovimentação, fatores que são fundamentais para a possibilidade de utilização da carga imediata 16-20 . Os formatos das roscas também estão relacionados com a estabilidade primária do implante. Estudos relataram que a profundidade, a espessura, o ângulo de face, o passo e o ângulo de hélice da rosca afetam na distribuição de carga biomecânica do implante 18,21,22 . As roscas são utilizadas com o intuito de maximizar o contato inicial, melhorar a estabilidade primária, aumentar a área de superfície do implante dentário 18,22,23 e promover uma dissipação do estresse mais favorável 22,24,25 .…”

“…Estudos relataram que a profundidade, a espessura, o ângulo de face, o passo e o ângulo de hélice da rosca afetam na distribuição de carga biomecânica do implante 18,21,22 . As roscas são utilizadas com o intuito de maximizar o contato inicial, melhorar a estabilidade primária, aumentar a área de superfície do implante dentário 18,22,23 e promover uma dissipação do estresse mais favorável 22,24,25 . Assim, os fabricantes desenvolveram alternativas de estruturas de implantes com diferentes conformações de roscas, com vista a uma maior estabilidade inicial e, por conseguinte, a um processo de integração óssea mais previsível.…”

“…Estudos recentes utilizando a Micro-CT têm avaliado o comprimento, diâmetro, formato, superfície e material do implante, a condensação óssea, o tempo de implantação, o sítio de implantação, a aplicação ou não de carga funcional sobre os implantes analisados e o período de cicatrização antes da aplicação da carga funcional 46,50,51 . Vários métodos podem ser utilizados para aferir a estabilidade primária. Estes métodos incluem ensaios clínicos não-invasivos (métodos de escutas, como o Torque de Inserção, o Periotest, a Análise de Frequência de Ressonância -Osstell), e invasivos (testes de PullOut ou Ensaio de Arrancamento, Push Out, Torque de Remoção) 6,16,18,20,27 . A medida de Torque de Inserção (TI) foi originalmente desenvolvida por 52 e posteriormente aprimorada por 53,54 .…”