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ampliamente en la odontologa debido a estas propiedades

biolgicas.

En 1951, S. Gottileb y M. D. Levental fueron los primeros

en observar el potencial del titanio en aplicaciones mdicas.

En sus estudios experimentales notaron que el hueso pare-

ca estar anclado al titanio. Posteriormente, Clarke y Hick-

man (1953) se dieron cuenta de la aceptacin del titanio al

hueso y tejidos blandos y la tendencia a adherirse cada vez

ms al hueso en cierto plazo.

Definicin de oseointegracin

La oseointegracin puede definirse como el contacto esta-

ble entre el hueso viable y remodelado con la superficie del

implante (Titanio Ti 6Al 4V), sin la interposicin de tejido

conectivo u otra cosa que no sea tejido seo. Es en s un

contacto directo a nivel microscpico entre el hueso vivo y la

superficie de un implante. La oseointegracin es, por tanto,la conexin directa, estructural y funcional entre el hueso

vivo bien organizado y la superficie del sustituto dental im-

plantado que ser capaz de absorber las fuerzas provenien-

tes de las funciones propias del sistema estomatogntico.

La oseointegracin es un proceso de cicatrizacin natural

bajo el siguiente principio biolgico: si no hay circulacin

no hay vida; si no hay circulacin no hay cicatrizacin.

Historia verdadera

El titanio es un elemento qumico (Ti) metlico y plateado

que se usa principalmente para preparar aleaciones lige-

ras y fuertes. Su nmero atmico es 22 y su peso atmico

47.867; se trata de uno de los elementos de transicin del

sistema peridico. El titanio como metal no se halla libre

en la naturaleza, pero es el noveno en abundancia en lacorteza terrestre y est presente en la mayora de las ro-

cas gneas y sedimentos derivados de ellas. Se encuentra

principalmente en los minerales anatasa (TiO2), brookita

(TiO2), ilmenita (FeTiO

3), leucoxeno, perovskita (CaTiO

3), ru-

tilo (TiO2) y titanita (CaTiSiO

5). El titanio fue descubierto en

1791 (en el mineral ilmenita FeTiO3) por el clrigo britnico

William Gregor, quien le puso el nombre de menaquita.

Cuatro aos despus, el qumico alemn Martin Heinrich

Klaproth volvi a descubrir el elemento en el mineral rutilo

(TiO2) y lo llam titanio como alusin a la fuerza de los mi-

tolgicos titanes griegos.

El metal fue aislado 99.9% puro (proceso de Kroll) en

1910 y desde 1946 se produce comercialmente como xido

de titanio (TiO2). Se considera que es fisiolgicamente iner-

te, por lo que el metal se emplea en implantes de titanio,

consistentes en tornillos de titanio que han sido tratados

superficialmente para mejorar su oseointegracin; se utiliza

E

l xito de un implante dental depende en gran medida de dos procesos: la integracin de tejidos blandos

y la integracin de tejidos duros con la superficie del implante. En la integracin biolgica de los tejidos in-

volucrados se desarrollar una adaptacin dinmica bajo un determinado esquema de cargas oclusales. Laoseointegracin surge como un hecho descubierto entre la adaptacin biolgica del hueso a la superficie del

titanio. Bajo la luz del conocimiento en la biologa molecular, la oseointegracin entra en una nueva era.

Oseointegracin:serendipia o razonamiento cientfico

Autor: C.D. Agustn Zern y Gutirrez de VelascoProfesor fundador y titular en el posgrado de periodoncia e implantes de laUniversidad Intercontinental y profesor por oposicin en la Divisin de Posgrado eInvestigacin de la UNAM.

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Tras los estudios experimentales desarrollados en Sue-

cia a mediados del siglo XX, la implantologa contempor-

nea tom un nuevo camino. En 1952, en los laboratorios

de la Universidad de Lun, Suecia, un cirujano ortopedista, el

profesor Per-Ingvar Branemark, se hallaba involucrado en la

investigacin bsica de clulas de la sangre humana, pero

debido a un afortunado accidente en el marco de su in-

vestigacin original observ en el microscopio que durante

un proceso natural de cicatrizacin el titanio era capaz de

integrarse al tejido seo vivo.

La serendipia

Lo que pas en realidad fue que el equipo del profesor

Branemark dise un compartimiento ptico en un cilindro

de titanio que fue atornillado en el fmur de unos conejos.

Despus de varios meses y una vez que el experimento ter-min, observaron que el cilindro de titanio se haba fusio-

nado con el hueso.

As, en 1959 el joven investigador sueco comenzara a

difundir su hallazgo histolgico bajo el nombre de oseointe-

gracin con vistas a su aplicacin clnica. Con ello dara inicio

a una nueva era en la rehabilitacin a travs de un sistema

innovador de implantes endseos en forma de tornillos he-chos de titanio. Muchos ensayos adicionales del equipo sue-

co junto a investigaciones en otras disciplinas e instituciones

tendran aplicaciones y anlisis en el campo de la fsica, la

qumica, la biomecnica, la medicina y la fisiologa.

Este hallazgo de Branemark fue calificado como un sal-

to cuntico en la implantologa mediante el cual se dejaron

atrs folclricos sistemas, formas caprichosas y aleaciones

no biocompatibles. Se atrajo as la atencin de los clnicos y

los cientficos de todo el mundo que haban permanecido

escpticos ante la rehabilitacin con implantes dentales.

El fenmeno de la oseointegracin fue una verdadera

serendipia; esta palabra, de origen ingls, se usa principal-

mente para casos de descubrimientos cientficos que se

producen por casualidad y que se encuentran sin buscarlos,

pero que no se habran llegado a realizar de no ser por una

visin sagaz, atenta a lo inesperado y nada indulgente con

lo aparentemente inexplicable.

Por tanto, la seo-serendipo-integracin es una condi-

cin de un descubrimiento que se llev a cabo gracias a la

combinacin de un accidente y la sagacidad que el mismo

Branemark puso en sus investigaciones y que ahora nos

coloca ante lo que fue un verdadero hito para la odon-

tologa del siglo XX al incorporar los implantes dentales alarmamentario de la rehabilitacin.

La matriz extracelular

Pero el principio de la oseointegracin no queda slo ah.

En aras del conocimiento de la biologa celular y molecular

se estudian cules son los patrones celulares que rigen la

dinmica de un implante funcional. Por ejemplo: en el caso

de un implante de titanio completamente oseointegrado,

su unin est determinada por una matriz extracelular

funcional en la interfase titanio-hueso. Esta matriz extra-

celular incrementa la unin y fuerza en un cierto plazo y

promueve la osteognesis reparativa en la interfase como

resultado de la fijacin clnica de un implante funcional.

La matriz extracelular est compuesta de proteogluca-

nos, glucoprotenas y molculas de adhesin. El volumen

de formacin y remodelacin de la matriz sea est re-

gulado por una familia de enzimas dependiente del zinc

en un complejo que se denomina metaloproteinasas de la

matriz (MMPs) y abarca a las colagenasas, las gelatinasas,

las estro-melisinas y una membrana tipo MMPs. Para que

el hueso pueda mantenerse sometido bajo las demandasfuncionales de un sustituto dental implantado, requiere la

actividad de MMPs para la reparacin de la misma matriz,

as como la resorcin del hueso o el acoplamiento para una

nueva formacin sea.

Recientemente se ha reportado un incremento en la

capacidad sensorial de pacientes con rehabilitaciones sobre

implantes oseointegrados. A este fenmeno se le ha llama-4

Figura 1. En 1952, Per-Ingvar Branemark utiliz unos compartimientos delimplante de titanio para estudiar el flujo de la sangre en hueso del conejo yobserv que en los compartimientos no se poda quitar el hueso formado.

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do oseopercepcin y con l se abre una nueva ventana a la

investigacin en nuestro campo, ahora con un enfoque en

la actividad inmune-neural y en la expresin de factores de

crecimiento por ciertos genes que pueden participar en la di-

nmica de la integracin endsea de un implante funcional.

Transicin biolgica del

diente al implante dental

El mayor xito que puede tener un odontlogo es la preser-

vacin y mantenimiento de la denticin natural en un esta-

do continuo y permanente de salud. Con el advenimiento

de los implantes endseos y la aparente serendipia de la

oseointegracin, pareca inminente la inverosmil creencia

de perder dientes y colocar implantes para fabricar una ter-

cera denticin. Pero a la fecha, la susceptibilidad de una

persona no mejora slo cambiando dientes por implantes,ya que el titanio no modifica los genotipos que hacen al

individuo vulnerable a una periodontitis y, en su caso, a una

perimplantitis. Los microorganismos periodontopatgenos

igualmente pueden colonizar las superficies supragingiva-

les de los implantes y proliferar a los espacios subgingivales

de manera similar a como lo hacen en los dientes. Al ser

el mismo paciente (husped), los tejidos, las bacterias y los

hbitos son consistentemente los mismos.

As, durante la dcada de los aos ochenta la oseointe-

gracin y la esttica tomaron caminos paralelos, por lo que

se ha enfatizado la importancia de integrar equipos de tra-

bajo interdisciplinarios para resolver de la mejor manera los

problemas estticos del paciente, abordndolo con un en-

foque ordenado y secuencial en el tratamiento periodontal,

ortodncico, implantolgico y restaurativo.

De los clsicos procedimientos periodontales resectivos

desarrollados en los aos setenta se ha llegado a una tera-

pia periodontal regenerativa que ha permitido transportar y

aplicar los mismos principios biolgicos de la regeneracin

periodontal a la regeneracin de hueso en la terapia de

implantes dentales y con ello modificar los protocolos ori-ginales planteados por Branemark respecto a la colocacin,

carga y rehabilitacin de los implantes oseointegrados.

En los conceptos originales, durante los aos setenta,

se planteaba la colocacin de los implantes donde mejor

hueso se encontrara, y despus de una paciente espera de

varios meses se rehabilitaban con prtesis tipo hbridas al

estilo toronto o prtesis campechanas que dejan una gran

brecha con los ideales estticos. Actualmente, la colocacin

del implante no contempla slo la oseointegracin en tor-

no al cuerpo del mismo.

Dentro de los criterios de xito se evalan tambin los ni-

veles de la cresta que rodea al implante como determinante

esttico y se cuestiona la necesidad de perder 1.5 mm de la

cresta en el primer ao de restaurado el implante. El reciente

concepto de plataforma no contina con el pilar de la reha-

bilitacin (platform switching) y parece no reducir el margen

seo alrededor de los implantes durante el primer ao. La

presencia de hueso en tres dimensiones es el primer factor

determinante en el contorno de los tejidos blandos. La rege-

neracin sea guiada permiti modificar el protocolo origi-

nal para planear estratgicamente dnde deben colocarse

los implantes y cunto hueso habr que formar para lograr

una adecuada estabilidad primaria en torno a la superficie detitanio.

La sola colocacin de un implante o un injerto no de-

termina la mejor manera en que el nuevo hueso ha de

formarse. La biologa de los componentes que soportan

al diente y al implante le confiere una naturaleza genmi-

ca, que en un medio ambiente adecuado podrn expresar

mejor funcin formativa o regenerativa desde el proceso

de formar protenas para despus formar tejido, formar

cadenas peptdicas para despus formar estructuras pro-

teicas, formar codones de acuerdo a una secuencia de

nucletidos, reensamblar cadenas de ADN de acuerdo a un

mapa gentico. Regenerar es volver a generar.

La oseointegracin necesita

la osteognesis

La colocacin de un implante de titanio MS (machin surfa-

ce) en el lecho seo y los protocolos de espera para dormir

al implante durante cuatro a seis meses, esperando que

la formacin del xido de titanio fuera la condicin inicial

para la oseointegracin ha quedado atrs. En los aos

setenta varias marcas iniciaron la modificacin en el aca-bado hbrido (liso y rugoso) de los implantes para hacer

superficies macroscpicas ms rugosas por la adicin de

plasma de titanio (TPS-Titanium Plasma Surface) o micro tex-

turas de titanio (MTX) o recubiertos de hidroxiapatita (HA),

dndole a cada tipo de implante diversas caractersticas,

particularmente en la cuerda y en el cuerpo del implante,

que es la zona que entrar en contacto con el hueso.

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Durante las ltimas dos dcadas las diferencias de los

materiales de implante han resultado ser microscpicamen-

te selectivas. El RBM (Resorbable Blast Media) de Lifecore,

modificacin de titanio cido del 3i-OsseotiteTM (cido

sulfrico + cido clorhdrico) o Ti UniteTM-Nobel Biocare

(cido ntrico + cido fluorhdrico) y el SLA (Sand-blasted,

Large-grit, Acid-etched) de Straumann-ITI sobre la misma

superficie de titanio dejan zonas biolgicamente activas y

adecuadas para la morfologa celular y su andamiaje mole-

cular, de fibrina y factores de crecimiento que permiten una

osteognesis en contacto directo con la superficie modifi-

cada del implante y una cicatrizacin ms rpida para un

nuevo protocolo de una fase y cargas tempranas. Todas las

innovaciones en el campo de la tecnologa de los implantes

dentales requieren una validacin cientfica, por lo que se

debe ser selectivo en reconocer el tipo de investigacin, losestudios y las evidencias que soportan al concepto de cada

compaa.

La oseointegracin debe ser en realidad una integracin

endsea; el titanio es slo un material biocompatible. La

modificacin de la superficie del implante debe promover

tambin un proceso oseoinductivo. La presencia del titanioen el proceso cicatrizal logra estimular en la matriz extra-

celular a las clulas troncales multipotenciales (mesenqui-

matosas indiferenciadas) para diferenciarse en osteoblastos

para la construccin de hueso nuevo. Los osteoblastos son

los responsables de la sntesis de matriz sea (protenas co-

lgenas) y protenas no colgenas (osteocalcina y osteonec-

tina) principalmente.

Pero la superficie maquinada (MS machin surface o

como sale de la fbrica) de un implante no es suficiente-

mente atractiva a la movilizacin gil de las clulas seas,

por lo que la interfase entre hueso e implante produce

una distancia osteognica, y el nuevo hueso iniciar su

formacin a partir de la superficie del hueso que fue corta-

do por la fresa de preparacin.

Las superficies modificadas por adicin y sustraccin

cida (SLActive) de los implantes en estos ltimos aos no

slo permiten aumentar el rea de superficie microscpica,

sino tambin tienden a desarrollar acciones osteoinducti-

vas por estimular una actividad qumica (hidroflica) para

que las clulas seas construyan un andamiaje molecular

con protenas que permitan llegar rpidamente hasta los

rincones microscpicos de la superficie y las clulas entren

ntimamente en contacto osteognico con la superficie

del implante, lo que redituar el tiempo de maduracin

del hueso primario y su maduracin con osteones secun-

darios con mayor densidad en la interfase hueso-implante

en menos de diez semanas.

Entendiendo la oseointegracin

El nuevo hueso debe remodelarse, y la oseointegracin es

un proceso en dos fases:

Estabilidad primaria (estabilidad mecnica del implante).

Estabilidad secundaria (estabilidad biolgica despus

de que el hueso se ha remodelado en contacto con la

superficie del implante).

Figura 2. Superficie de un implante de titanio con doble grabado cido(TiUnite).

Integracin endsea

Es un fenmeno biolgico y dinmicoentre hueso-interfase-implante

Distancia osteognica

Nuevo hueso en la superficiedel hueso. (No crece hueso en la superficie

del implante). Contacto osteognico

Nuevo hueso en la superficiedel implante.

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Estabilidad primariaTan pronto como un implante se coloque en el hueso maxilar

o mandibular, ciertas reas de la superficie del implante esta-

rn en contacto directo con el hueso. Este contacto se llama

estabilidad primaria o mecnica y depende de la forma del

implante, la calidad del hueso y de la preparacin de la cama

del implante. La estabilidad primaria disminuye gradualmen-

te durante el proceso que remodela el hueso y madura.

Estabilidad secundaria

En el proceso cicatrizal el hueso se

remodela y se forman nuevas reas

en contacto directo con la superficie

del implante. Este nuevo contacto

del hueso se llama estabilidad se-

cundaria o biolgica. Cuando el

proceso curativo es completo, la es-

tabilidad mecnica inicial es sustitui-

da completamente por estabilidad

secundaria. Microscpicamente se

detectan los sitios con mayor densi-

dad, donde los osteones presentan

una estructura de hueso compacto

que consta cada uno de un conduc-

to haversiano y sus laminillas bien definidas arregladasconcntricamente. Este proceso puede iniciarse en dos

a cuatro semanas y concluirse en ocho a diez semanas a

partir de la colocacin del implante.

Osteoinduccin

Este trmino se refiere a la transformacin de clulas me-

senquimatosas indiferenciadas perivasculares en clulas

Figura 3. Superficie SLA activa con accin hidroflica que atrae molculas, protenas y clulas para iniciar una osteognesis de contacto y mayor densidad sea.

Figura 4. Hueso primario y progresiva maduracin de hueso secundario por osteognesis decontacto en una superficie activa (D. Buser 2004) y clulas para iniciar una osteognesis de contactoy mayor densidad sea.

Superficie convencional no hidroflica

Superficie activa hidroflica

Protenas

Hidrofobicidad

Mayor atraccin molecularMayor superficie de contacto osteognico

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osteoformadoras, en presencia de ciertas sustancias po-

lipeptdicas, como la BMP (bone morphogenic protein), y

de un ambiente tisular favorable. Es una de las formas de

regeneracin sea y de incorporacin de los injertos seos.

La osteoinduccin alude al proceso de formacin de hueso

u osteognesis. La osteognesis en contacto directo con el

hueso acelera la oseointegracin.

Conclusiones

La oseointegracin debe considerarse una integracin en-

dsea, y la modificacin de la superficie del implante debe

promover tambin un proceso oseoinductivo. La presencia

de una superficie microscpicamente y molecularmente

atractiva induce el proceso cicatrizal y estimula a la matriz

extracelular para una sealizacin a las clulas troncales

para diferenciarse en osteoblastos para la construccin dehueso nuevo. Los osteoblastos son los responsables de la

sntesis de protenas para la matriz sea, principalmente la

osteocalcina y osteonectina. El hueso para la estabilidad

primaria disminuye gradualmente durante el proceso que

remodela el hueso para trasformar sin inferencias a un hue-

so maduro con mayor densidad en contacto osteognico

directo con la superficie del implante. Nuevas nanosuperfi-

cies de titanio sintetizadas o acidificadas seguirn abriendo

otros horizontes.

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