Estudio piloto in vitro para evaluar la capacidad de limpieza y los efectos de diferentes métodos de descontaminación en superficies de implantes

Summary

El presente estudio piloto in vitro tuvo como objetivo evaluar la eficacia de limpieza de tres herramientas diferentes de descontaminación y posibles alteraciones superficiales tras el tratamiento, utilizando tinta roja permanente para simular la presencia de biofilm oral.

Abstract

Un componente esencial del tratamiento de la periimplantitis es la descontaminación eficaz de las superficies del implante. La técnica ideal de descontaminación debe eliminar la biopelícula de forma segura y eficiente sin dañar la superficie del implante. Este estudio piloto tuvo como objetivo evaluar la eficacia de la limpieza y las alteraciones superficiales asociadas a tres protocolos mecánicos de descontaminación. Aquí, 12 implantes fueron teñidos con tinta roja imborrable y montados en bloques de acrílico para simular defectos periimplantales horizontales. La descontaminación superficial se realizó durante 2 minutos por el mismo examinador utilizando uno de los siguientes dispositivos: cepillo de titanio (TiB), cepillo de quitosano (ChB) o curette de titanio (TiC). No se usaron agentes químicos de descontaminación en combinación con las herramientas mecánicas. Se tomaron fotografías estandarizadas antes y después de la descontaminación desde las vistas bucales y orales frontales, así como en angulaciones de 30° y 60°. La superficie del implante sin limpiar se calculó digitalmente. Se utilizó microscopía electrónica de barrido (SEM) para evaluar la morfología superficial. Ninguno de los métodos probados logró eliminar completamente la mancha de tinta. Aunque el 75,98% ± el 2,42% de la mancha permaneció, el TiB mostró la mayor eficacia de limpieza en las vistas bucal y oral frontal (p = 0,027), seguido de TiC (80,3% ± restante 0,86% de tinción) y ChB (90,34% ± 6,07% de mancha restante). Se observaron diferencias significativas entre los grupos ChB y TiB (p = 0,022). El análisis SEM reveló que el TiC causaba el mayor daño superficial, mientras que el TiB producía alteraciones mínimas. Dentro de las limitaciones de este estudio piloto, TiB demostró una limpieza eficaz mientras preservaba la morfología superficial del implante. Estos hallazgos sugieren que los cepillos de titanio pueden representar una opción de descontaminación mecánica más segura y eficiente durante el tratamiento de la periimplantitis. Sin embargo, se requieren estudios adicionales para evaluar combinaciones de técnicas mecánicas y químicas que mejoren la eficacia de la limpieza.

Introduction

La periimplantitis se define como la inflamación de la mucosa periimplante acompañada de pérdida ósea progresiva. Es una condición asociada a biofilm que afecta a los tejidos que rodean los implantes^{dentales. 1}. Los pacientes con antecedentes de periodontitis grave, mala higiene bucal o falta de mantenimiento regular tras la terapia con implantes tienen un mayor riesgo de desarrollar periimplantitis ^1,2. La prevalencia media de periimplantitis fue reportada por Diaz et al. en un 19,53% a nivel de paciente, mientras que era del 4,8%^al 23,0% en el nivel 3 del implante, y estos datos fueron muy variables incluso tras las restricciones a la definición clínica^{de caso 2}. Se indica que la diabetes y la periodontitis son indicadores de riesgo para la periimplantitis. Sin embargo, no existe consenso sobre las relaciones entre la periimplantitis y el tabaquismo, la superestructura del implante y la cantidad de mucosa^{queratinizada 2,3}. Aunque actualmente no existen métodos estandarizados y probados para la prevención de la periimplantitis, se considera que la profilaxis, la higiene bucal adecuada y el cumplimiento del mantenimiento regular son los pasos más cruciales^{para lograrlo.}

Dadas las complejas características histopatológicas y la progresión impredecible y rápida de la enfermedad, la periimplantitis presenta un desafío para cada^{clínico 4,5}. El objetivo principal del tratamiento de la periimplantitis es suprimir la inflamación y detener la pérdida ósea periimplante. Clínicamente, el objetivo es reducir la profundidad de sondeo (DP), eliminar sangrado al sondear (BoP) y/o drenaje^{de pus 6}. Una parte esencial del tratamiento de la periimplantitis es descontaminar las superficies de los implantes. La técnica ideal de descontaminación debería ser segura de usar sin causar lesiones a los pacientes ni daños en el implante, aunque debería ser eficaz para eliminar^{biofilm 7}. Sin embargo, la morfología superficial y las características del implante dificultan una descontaminación ideal, limitando el éxito del tratamiento, ya que el acceso total a los sitios afectados está mayormente limitado por las características superficiales del^{implante 5,8}. Estas situaciones requieren la necesidad de nuevos materiales o técnicas para una adecuada descontaminación en el tratamiento de la periimplantitis.

Hasta la fecha, se han introducido numerosos agentes/métodos de descontaminación de superficies implantales, y su eficacia y modos de aplicación aún están siendo^{investigados 9}. Las técnicas utilizadas para la descontaminación de superficies periimplantales suelen clasificarse como métodos mecánicos/físicos y químicos, y aún no se dispone de evidencia científica clara sobre la superioridad de estas^{técnicas 7,8}. Los resultados de un reciente metaanálisis informaron que las curetas recubiertas de titanio, producidas específicamente para el desbridamiento de superficies del implante, no causan arañazos en la superficie porque tienen una dureza similar a la superficie del implante y pueden usarse de forma segura para la descontaminación⁷. En el mismo metaanálisis, se ha demostrado que el uso de escobillas de titanio rotativas únicas para la descontaminación de la superficie del implante proporciona una mejora significativa en los parámetros periodontales clínicos, como la reducción de la MP y la BoP. En un estudio clínico aleatorizado que comparó la efectividad de la eliminación de biofilm de curettes de acero y plástico, ultrasonidos y cepillos rotatorios de titanio de superficies implantales, Toma et al. informaron que los cepillos rotativos eran clínicamente más eficaces y preservaban la morfología superficial¹⁰. El cepillo de titanio (TiB), compuesto por cerdas de níquel-titanio (NiTi), tiene un módulo elástico menor que el de la superficie del implante, lo que le da flexibilidad y reduce el riesgo de rayar la superficie^{del implante 11}. Otro agente de descontaminación prometedor es un cepillo biodegradable y no tóxico hecho a partir del polisacárido natural quitosano, derivado de la quitina, valorado por su biocompatibilidad, biodegradabilidad, propiedades bacteriostáticas y antiinflamatorias. Se informó que el quitosano exhibía propiedades bacteriostáticas y antiinflamatorias e inducía mejoras significativas en los parámetros clínicos en el tratamiento de enfermedades^{periimplantes 12}. A diferencia de los instrumentos metálicos, no es abrasivo y está destinado a reducir biológica y mecánicamente la carga^{bacteriana 5,12}. Sin embargo, aún no existe un consenso claro sobre el agente ideal de descontaminación^{del implante 13}, y se necesitan más estudios para evaluar la eficacia de estos novedosos cepillos quitosanos durante la fase de descontaminación del tratamiento periimplante.

A pesar de la extensa investigación sobre la descontaminación de superficies implantales, la identificación de un método/agente de descontaminación que logre una eficacia óptima de limpieza preservando la integridad superficial sigue siendo un desafío clínico importante. Desde este punto de vista, el objetivo del presente estudio es evaluar la capacidad de limpieza y la modificación superficial de tres protocolos mecánicos diferentes de descontaminación. La hipótesis nula es que el TiB, el cepillo de quitosano (ChB) y la cureta de titanio (TiC) no presentan diferencias significativas en el rendimiento de limpieza ni en las modificaciones superficiales de las superficies del implante tras la descontaminación mecánica.

Protocol

NOTA: Los procedimientos de esta investigación se llevaron a cabo de acuerdo con los criterios recomendados para estandarizar los experimentos in vitro ¹⁴. No fue necesaria la aprobación ética, ya que el estudio utilizó superficies de implante disponibles comercialmente. El estudio incluyó implantes con un diámetro de 3,2 mm y una longitud de 10 mm, con una superficie arenado, de gran grano y grabado en ácido (SLA). Se excluyeron los implantes con diferentes dimensiones y características superficiales. El cálculo del tamaño de la muestra se realizó según Khalil et ^al.15. El tamaño del efecto se tomó como 0,90, el error alfa como 0,05 y el 95% de la potencia estadística arrojó ocho sujetos para cada grupo.

1. Preparación de muestras de estudio

1. Sumergir los implantes en el receptor con tinta permanente roja cubriendo completamente la superficie del implante durante 10 s y secar al aire para lograr una distribución uniforme de la tinta sobre las superficies del implante descritas por Sanz-Martin et ^al.16 con una pieza de mano altavoce.
2. Una vez secado durante 48 horas a temperatura^{ambiente de 17}, confirma una cobertura uniforme de tinta roja sin acumulación tras el secado.
3. Insertar manualmente los implantes 5 mm en los bloques de acrílico con dimensiones de 20 x 20 x 20 mm usando un driver del implante para asegurar una inserción controlada y una posición uniforme hasta la marca de profundidad de 5 mm en el cuerpo del implante, imitando los defectos periimplantales horizontales de^{Clase I 18} (Figura 1A).
4. Para mantener una angulación y posición vertical consistentes, utiliza una guía de paralelómetro personalizada para alinear el eje largo del implante perpendicular (90°) a la superficie del bloque acrílico durante la colocación.
   NOTA: Las superficies del implante deben protegerse del contacto con las manos y aislarse con las piezas de manos durante el proceso de secado.

2. Crear el contexto para la estandarización de fotografías

1. Ajusta los parámetros de la cámara: ISO 100, apertura f/32 y exposición 1/80 s. En modo de enfoque manual, usa un objetivo macro con una distancia focal de 100 mm.
2. Coloca el destello anular (destello macro de doble punto, 5500 K equilibrado por la luz del día) en un ángulo de 45° respecto a la superficie del implante para asegurar una iluminación uniforme y minimizar los reflejos. Utiliza un difusor para suavizar la luz y reducir el reflejo de la superficie metálica.
3. Coloque la cámara a 15 cm de la superficie del implante y tome fotografías estandarizadas en vista frontal (0°) desde el eje longitudinal del implante en las superficies bucal y oral de cada implante (Figura 1B).
4. Verifica la alineación de la cámara con una regla de calibración antes de cada sesión de imagen.
5. Prepara una férula acrílica a medida para posicionar la cámara con angulaciones de 30° (vista superior) y 60° (vista inferior) respecto al eje largo del implante para evaluar los hilos coronal y apical de manera estandarizada (Figura 1C).

3. Aplicación de tratamientos y obtención de fotografías

1. Aplicar tres métodos diferentes de descontaminación (véase Tabla de Materiales) en las superficies bucales y orales expuestas por implante (8 superficies de 4 implantes) comúnmente usados en el tratamiento de la periimplantitis durante 2 minutos por un solo operador para eliminar el sesgo (Figura 2). Controla el tiempo de la instrumentación con un cronómetro.
2. Realizar todos los procedimientos bajo riego salino estéril únicamente para eliminar los posibles efectos de confusión de los agentes químicos sobre la eficacia de la limpieza o la integridad de la superficie.
   1. Para TiC, aplica una mini curette tipo 11/12 con presión lateral en un ángulo de 60° respecto a la superficie.
   2. Aplica ChB, remojado en solución salina estéril antes del tratamiento, colocado en una pieza de mano de baja velocidad a 800 rpm, con un suave movimiento de sondeo circular.
   3. Aplica TiB, colocado en una pieza de mano de baja velocidad ajustada a 800 rpm, con un movimiento suave y sondeador en forma circular.
3. Obtén de nuevo fotografías estandarizadas tras el tratamiento, tal y como se describe en el paso 2 (Figura 3).

4. Análisis de fotografías

1. Una vez obtenidas todas las fotografías, digitalizalas y calibralas con un software de imagen (ImageJ v 1.54f). Como los implantes estaban incrustados 5 mm verticalmente en el acrílico, se introdujo la pieza restante de 5 mm que se ve en las fotografías, junto con el diámetro estándar de 3,2 mm, en el programa utilizando la herramienta Straight-Line para asegurar la calibración.
2. Recorta las fotografías para incluir solo los 5 mm restantes de la superficie expuesta del implante, representando la región de interés (ROI).
3. Procesa las imágenes en modo de color rojo, verde y azul (RGB). Convierte a pilas de color haciendo clic en Imagen > Tipo > Pila RGB para aislar las regiones teñidas de rojo, que representan la tinta residual.
4. Selecciona el canal rojo. Aplica un umbral de color haciendo clic en Imagen > Ajustar > umbral de color, usando el tono 0°-25° y el rango 330°-360°, saturación 50-255 y brillo 30-255. Activa la opción Fondo Oscuro para asegurar una detección precisa de la mancha.
5. Delimita manualmente el cuerpo del implante usando la herramienta de selección de polígonos, excluyendo el fondo. Guarda el área seleccionada en el ROI Manager haciendo clic en Analizar > Herramientas > ROI Manager para asegurarte de que la misma región superficial se analiza de forma consistente.
6. Calcula toda la superficie del implante y los restos de tinta roja haciendo clic en Analizar > Medir > Área.
7. Consulta la eliminación completa de tinta a la ausencia total de píxeles teñidos de rojo dentro del ROI. Mantén los ajustes constantes durante el análisis de imágenes para la estandarización.
8. Calcular el porcentaje de tinción residual como: tinción residual x 100/superficie total del implante usando ImageJ (Figura 4).

5. Análisis de la morfología de la superficie del implante

1. Codifica las muestras, deshidrálas en etanol y monta en los tubos de aluminio con cinta de carbón, y colócalas en el dispositivo de pulverización iónica.
2. Define el tercio medio de la superficie expuesta del implante como el ROI para el análisis SEM.
3. Recubre las muestras con una capa de oro de 20 nm en un recubridor por pulverización durante 90 segundos y colócalas en la cámara de vacío a 10-3 torr de presión de vacío y 10 mA de potencia. Siempre lleva equipo de laboratorio de protección y asegúrate de ventilar adecuadamente durante la preparación de la muestra.
4. Colocar las muestras recubiertas de oro en la cámara de vacío del microscopio electrónico de barrido y examinarlas con un ángulo de inclinación de 0° a 5 kV de tensión de aceleración y una distancia de trabajo de 9 mm.
5. Captura micrografías SEM a aumentos de 20x, 500x, 1000x y 5000x para evaluar los cambios topográficos.

6. Análisis estadístico

1. Realizar el análisis estadístico utilizando el software SPSS (versión 27). Expresa las variables categóricas como media ± desviación estándar, mediana y valores mínimos y máximos.
2. Evalúa la normalidad de la distribución mediante la prueba de Shapiro-Wilk. Utiliza la prueba de Kruskal-Wallis para comparaciones entre tres grupos. Aplicar la prueba Mann-Whitney U corregida por Bonferroni para comparaciones por pares cuando los datos están distribuidos de forma no normal. Fija la significación en p < 0,05.

Results

Tras los tratamientos, ninguna de las superficies tratadas mostró eliminación completa de manchas de tinta. El porcentaje de tinta residual variaba según el tipo de dispositivo utilizado, así como la angulación de la fotografía. La comparación de los porcentajes de tinción residual para cada grupo de descontaminación se muestra en la Tabla 1.

En la vista bucal y oral frontal, se logró la mayor eficacia de limpieza en cada método de descontaminación. TiB fue el método más efect...

Discussion

En el presente estudio, se probó el desbridamiento de la superficie del implante con tres métodos de instrumentación diferentes. Entre los tres métodos de descontaminación mecánica probados, el TiB demostró la mayor eficacia de limpieza y una alteración superficial mínima en las superficies del implante. El análisis SEM confirmó que TiB preservaba la morfología superficial del implante de forma más eficaz, mientras que TiC causaba el mayor daño superficial, y la hipótesis del estudio fue...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acrílico	Imicryl	Konya, Turquía	Utilizado para la producción de soportes para fotografías y defectos horizontales experimentales
Cámara	Canon EOS 80D	Tokio, Japón	Utilizado para obtener fotografías estandarizadas de implantes
Cepillo de quitosano y pincel de Chitosan;	Labrida BioClean, Institut Straumann AG	Basilea, Suiza	Utilizado para la descontaminación de la superficie del implante
Sistema de iluminación de linterna	Sigma	Roedermark, Alemania	Utilizado para obtener fotografías estandarizadas de implantes
Software de imagen	ImageJ	NIH, MD, EE.UU.	Utilizado para el análisis de imágenes
Implantes	Bilimplant, PBL 3210	Estambul, Turquía	Material principal de estudio
Pieza de mano de baja velocidad	NSK AR-Y	Nippon, Japón	Utilizado en la descontaminación realizada con escobillas giratorias
Tinta permanente roja	Staedtler Lumocolor	Núernberg, Alemania	Tinción del implante para imitar el biofilm oral
Microscopio Electrónico de Barrido	Jeol, JSM 6335F	Peabody, MA, EE. UU.	Utilizado para el análisis de superficies
Capa de recubrimiento sputter	Polaron Emitech, SC7640	East Essex, Reino Unido	Reducir la carga eléctrica de las muestras de SEM para lograr la mayor calidad de imagen posible
Software estadístico	SPSS 27, IBM	Nueva York, EE. UU.	Utilizado para el análisis estadístico de los resultados
Solución salina estéril	Polifarma, % 0,9% y nbsp;	Estambul, Turquía	Usado para riego durante la descontaminación
Ti Brush	NiTi Brush, Hans Corea	Gyeonggi, Corea	Utilizado para la descontaminación de la superficie del implante
Ti curette (11/12T mini)	Hu-Friedy	Chicago, EE. UU.	Utilizado para la descontaminación de la superficie del implante