Los microtornillos son materiales utilizados en ortodoncia, los cuales van insertados en el hueso para lograr un anclaje esquelético absoluto y realizar diversos movimientos dentales. Son económicos, fáciles de instalar y retirar. Sin embargo, también pueden presentar fallas las cuales pueden estar asociadas a diversos factores. Objetivo: El objetivo de esta revisión bibliográfica es evaluar y describir los distintos parámetros reportados en la literatura en relación a la falla de microtornillos relacionadas a su diseño y confección. Método: Se realizó una búsqueda en PubMed, sin importar idioma o año de publicación. Se obtuvieron 106 artículos, de los cuales se excluyeron 89 artículos que no cumplieron con los criterios de inclusión. El total de estudios analizados para esta revisión fue de 26 artículos. Resultados: Se analizaron distintos factores a considerar para la toma de decisión clínica en la elección de un microtornillo: diámetro, longitud, tipo de material, tipo de inserción (autoroscante o autoperforante) y tratamiento de superficie. Conclusiones: Se recomienda en caso de ser posible optar por microtornillos de una mayor longitud y diámetro. En cuanto al material no se vio diferencia significativa, al igual que su tipo de inserción. En relación al tratamiento de superficie, faltan más estudios clínicos para poder determinar el mejor tratamiento.
Palabras clave: Microtornillos de ortodoncia, falla de microtornillos.
Miniscrews are materials used in orthodontics, which are inserted into the bone to achieve an absolute skeletal anchorage and perform various dental movements. They are inexpensive, easy to install and remove. However, they can also present failures which can be associated with various factors. Objective: The aim of this literature review is to evaluate and describe the different parameters reported in the literature in relation to the failure of miniscrews related to their design and manufacture. Materials and Methods: A search was performed in PubMed, regardless of language or year of publication. A total of 106 articles were obtained, of which 89 articles that did not meet the inclusion criteria were excluded. The total number of studies analyzed for this review was 26 articles. Results: Different factors to be considered for clinical decision making in the choice of a miniscrew were analyzed: diameter, length, type of material, type of insertion (self-tapping or self-drilling) and surface treatment. Conclusions: It is recommended if possible to opt for micro-screws of a greater length and diameter. Regarding the material, no significant difference was observed, as well as the type of insertion. In relation to surface treatment, more clinical studies are needed to determine the best treatment.
Key words: miniscrew, Miniscrew failure.
El uso de microtornillos provocó un cambio de paradigma en la ortodoncia moderna. Desde entonces, los microtornillos han ampliado considerablemente los límites de la ortodoncia clínica. A pesar de su pequeño diámetro y corta longitud, los microtornillos son herramientas muy eficaces y útiles en el tratamiento ortodóncico actual. Incluso sin la cooperación de los pacientes, estos proporcionan anclajes absolutos para diversos movimientos dentales permitiendo mover los dientes en direcciones que eran imposibles con las técnicas ortodóncicas convencionales (1).
Dentro de las ventajas de los microtornillos es que nos ofrecen más alternativas de tratamiento, un enfoque mínimamente invasivo mediante técnicas sencillas de inserción y retiro, y una enorme flexibilidad en cuanto a aplicaciones potenciales y sitios de aplicación. Los microtornillos pueden utilizarse para indicaciones ortodóncicas tan variadas como el cierre de espacios, verticalización de molares, la distalización o mesialización y la intrusión o extrusión de dientes anteriores y posteriores (2).
La clasificación de los microtornillos puede hacerse de diferentes formas. Una de ellas es según las características de inserción, la cual se divide en dos tipos: autoperforantes y autorroscantes. Por un lado, en los autoperforantes los propios tornillos son los que perforan la encía y la cortical ósea. Esta posibilidad da al clínico la sensibilidad de las estructuras que va atravesando el tornillo y permite variar la dirección en el caso que el paciente perciba ligera presión sobre los dientes contiguos y evita el daño a las estructuras dentales. Por otro lado, en los autorroscantes es necesario una perforación previa con una fresa de forma que crea un canal al tornillo. Se crea una apertura de acceso a la cortical, a través de un pequeño colgajo en mucosa o bien con acceso transmucoso directo, con una fresa cuyo diámetro dependerá del microtornillo que se vaya a insertar (3).
Los microtornillos son dispositivos que permiten un anclaje esquelético absoluto. Sin embargo, su uso presenta una tasa de fracaso superior (10-30%) a la de los implantes dentales (10%). Para superar estos defectos, se ha sugerido el tratamiento químico y/o mecánico de la superficie de los microtornillos. No existe consenso en la literatura actual sobre cuál de estos métodos es el más adecuado (4).
En relación al material, existen microtornillos fabricados en base a acero inoxidable y de aleación de titanio. El acero inoxidable es uno de los materiales más utilizados debido a su combinación favorable de propiedades mecánicas, biocompatibilidad, costo y facilidad de fabricación. Por otro lado, la aleación de titanio se utiliza en lugar del titanio puro debido a su mayor resistencia, que le permite superar los problemas habituales de los microtornillos de titanio puro, como fracturas o distorsiones (5).
Lo ideal es que los microtornillos permanezcan inmóviles cuando se aplica la fuerza ortodóncica para que sean eficaces. La estabilidad de los microtornillos se ha convertido en un problema porque no se basa en la osteointegración, sino que depende de la retención del microtornillo en el tejido óseo y, en consecuencia, podrían aguantar cargas ortodóncicas. Varios factores contribuyen al éxito o fracaso de los microtornillos, que pueden estar relacionados con el diseño, el paciente o el operador (6).
En algunos estudios, el tipo de microtornillo, el tabaquismo, el grosor del hueso cortical, la ubicación en donde se inserta, la densidad ósea, el tiempo de activación, el ángulo de inserción, el torque de inserción, entre otros, se han investigado como factores de fracaso de los microtornillos (6).
El objetivo de esta revisión bibliográfica es evaluar y describir los distintos parámetros reportados en la literatura en relación a la falla de microtornillos relacionadas a su diseño y confección.
La revisión de artículos se realizó a través de PubMed. Se utilizaron los términos “orthodontic miniscrew length failure”, “orthodontic miniscrew diameter failure”, “orthodontic miniscrew steel or titanium failure”, “orthodontic miniscrew self-drilling and tapping” obteniéndose un total de 106 artículos. Se agregaron 9 estudios adicionales que fueron identificados a través de otras fuentes (Scielo y Google Scholar). Se incluyeron artículos de investigación, revisiones sistemáticas y casos clínicos que tuviesen relación con el tema de esta revisión. No se utilizó filtro en relación con el año de publicación. Se aceptaron artículos publicados en español o inglés. Como criterio de exclusión, no se incluyeron artículos con temática no atingente al tema planteado, estudios en animales y que no se haya podido acceder al texto completo. Se eliminaron de la búsqueda igualmente los duplicados de estudios que se repitieran en ambas fuentes de búsqueda.
Del total de estudios obtenidos, se excluyeron 89 artículos que no cumplieran con los criterios de inclusión. El total de estudios analizados para esta revisión fue de 26 artículos.
En relación a los resultados obtenidos en la búsqueda, se identificaron diversos parámetros que pueden estar relacionados al diseño y confección del microtornillo y que puedan afectar su éxito. A modo de organizar la información se dividirán en: diámetro, longitud, material de confección, tratamiento de superficie y según tipo de inserción. Se considerará como fallo la pérdida de un microtornillo y también la fractura de éste en la colocación.
En un estudio biomecánico de laboratorio donde se evaluaron 41 tipos de microtornillos, se evaluó el valor umbral de torque que resulta en la fractura de diferentes tipos y diámetros de microtornillos, obteniendo como resultado una ventaja en utilizar microtornillos de mayor diámetro que adicionalmente tienen la ventaja de una mayor estabilidad primaria y menor riesgo de fractura (7).
Otro estudio de laboratorio comparó la resistencia de microtornillos monocorticales de diferente diámetro, obteniendo como resultado que aquellos de mayor diámetro (2,5 mm) presentaban una mayor resistencia que aquellos de menor diámetro (1,5 mm) (8).
Un estudio comparativo de tipo retrospectivo tenía como objetivo investigar, durante un periodo de aproximadamente 3 años, las reacciones a la carga ortodóncica de un microtornillo de titanio. Se evaluaron los registros de 300 microtornillos insertados en 132 pacientes. Tres tipos de microtornillos fueron utilizados (tipo A: diámetro 1,5 mm, longitud 9 mm; tipo B: diámetro 1,5 mm, longitud 11 mm; y tipo C: diámetro 1,3 mm, longitud 11 mm). Se obtuvo una tasa de supervivencia del 81%, con una tasa de éxito óptima para el microtornillo de 1,3 mm de ancho insertado en la encía adherida, con aplicación inmediata de carga. Por lo tanto, en este estudio se recomiendan microtornillos de 1.3mm de diámetro (9).
Se evaluó también el porcentaje de éxito de microtornillos de acero de 2 mm de diámetro y 12 mm de longitud colocados en la cresta infracigomática en 100 pacientes y se comparó con otros estudios de microtornillos de diámetro de 1.6 mm y de titanio colocados en la cresta infracigomática e interradiculares, obteniendo un mejor porcentaje de éxito 95% en aquellos de 2 mm contra un 80% en aquellos de 1.6 mm (10).
Según una revisión sistemática, los estudios incluían una amplia gama de diámetros, desde 1 mm a 2,3 mm. Sólo un estudio clasificó los microtornillos en subgrupos de diámetros: estrechos (1,3 mm), medios (1,4-1,6 mm) y anchos (1,7 mm). Basándose en esta clasificación, los hallazgos se dividieron, pero la mayoría de los autores sugieren mejores tasas de éxito con microtornillos medios y anchos (11).
Una revisión sistemática evaluó los factores pronósticos asociados a las tasas de éxito de los microtornillos insertados en el sector posterior del maxilar y mandíbula, donde determinaron que el diámetro debe ser mayor 1,4 mm y con mayor tasa de éxito en los que estaban insertados en el maxilar (12).
Un estudio de laboratorio en donde evaluaron el riesgo de fractura de microtornillos de diferentes longitudes (6,8 y 10 mm) y del mismo diámetro (1,5 mm) confirmaron que un aumento en la longitud del microtornillo no aumenta su resistencia mecánica pero podría reforzar eficientemente su estabilidad primaria (13).
Un estudio analizó la influencia de la longitud de los microtornillos en su estabilidad a largo plazo situados en la mandíbula en un grupo homogéneo de pacientes entre los 20 y 29 años. A cada paciente se le instaló un microtornillo de 6mm y otro de 8 mm de forma aleatorizada en el lado izquierdo o derecho de la mandíbula. Como resultado, los microtornillos de 8mm fueron significativamente más estables que los de 6mm en un rango de 9 a 12 meses. Concluyendo que, la longitud del microtornillo puede ser uno de los factores que pueden afectar a la tasa de éxito a largo plazo (14).
Otros dos estudios no encontraron diferencias relacionadas con la longitud. Sin embargo, supusieron que cuanto más largo es el microtornillo, mayor es la retención mecánica (15,16).
Un estudio evaluó los factores que pueden afectar el éxito clínico de los microtornillos. Dentro de todos los factores analizados, determinaron que la longitud (6, 8 y 10 mm) y diámetro (1.4 y 2 mm) de los microtornillos utilizados no presentaban una asociación significativa con las tasas de éxito clínico. Sin embargo, el diámetro está estrechamente relacionado con la estabilidad del microtornillo (17).
Un ensayo clínico prospectivo aleatorizado realizado por Sarul et al, determinó la influencia del tamaño del microtornillo en su estabilidad a largo plazo. Utilizaron 2 tipos de microtornillos: de 8 y 10 mm respectivamente, los cuales se insertaron en la mandíbula específicamente en el “buccal shelf” a 92 pacientes caucásicos de entre 20 y 50 años de edad, diagnosticados de maloclusión de Clase III. Como resultado, la estabilidad de los microtornillos de 10 mm fue de un 91%, versus un 75% de los de 8 mm, concluyendo que a mayor longitud de los microtornillos instalados en la zona del “buccal shelf”, otorgan una mayor estabilidad (18).
Palone et. al evaluaron los factores de éxito implicados en la estabilidad clínica de los microtornillos de ortodoncia tras su colocación interradicular en el maxilar. Se insertaron 676 microtornillos en zonas interradiculares maxilares en un total de 276 pacientes. Se registró el porcentaje de fallos y se investigó la influencia de los siguientes factores: entre ellos los estructurales (longitud). Se utilizaron microtornillos con longitudes de 7, 8, 8, 10 y 11 mm. La tasa media de éxito fue del 88%. Los principales factores implicados en la tasa de fracaso fueron la longitud del microtornillo, los valores del torque y el tipo de encía. En concreto, las longitudes ≤ a 8 mm se relacionan con mayores tasas de fracaso. Concluyeron que los microtornillos insertados en el maxilar presentan buenas tasas de éxito (19).
Un estudio transversal de 10 años evaluó diversos factores asociados con la pérdida de estabilidad de los microtornillos (entre ellos la longitud). Un total de 1365 microtornillos entre 5, 7, 9 y 11 mm fueron instalados en 570 pacientes, obteniendo como resultado que los microtornillos de menor longitud (5mm) estaban asociados a un mayor porcentaje de fallas (20).
Distintos resultados obtuvo un estudio al comparar microtornillos de 11 mm de longitud con otros de 9 mm de longitud en la zona palatina (ambos de 2 mm de diámetro), obteniendo como resultado que la estabilidad primaria luego de las primeras 2 semanas fue menor en aquellos de 11 mm que los de 9 mm, pero luego de 4 semanas la estabilidad de ambos demostró no tener una diferencia significativa (21).
Un ensayo controlado aleatorizado realizado por Suzuki et al, donde evaluaron 186 microtornillos de diferentes longitudes (5,6 y 7 mm) y del mismo diámetro instalados a nivel interradicular, concluyeron que longitudes mínimas de los microtornillos de 1,3 mm de diámetro son 5 mm en el maxilar y 6 mm en la mandíbula (22).
Según Hong et al, el largo de estos debe ser mayor a 8 mm para asegurar mayores tasas de éxito, específicamente en microtornillos insertados en el maxilar (12).
Un estudio de laboratorio evaluó la influencia de diferentes materiales en la estabilidad primaria de microtornillos. Se utilizaron 10 microtornillos de acero inoxidable (5 de 10mm y 5 de 12mm) y 10 microtornillos de titanio (5 de 10mm y 5 de 12mm) en huesos artificiales.
Concluyeron que el material del microtornillo, no influyó en la frecuencia de resonancia. Por lo tanto, la estabilidad primaria de un microtornillo se ve influida por la profundidad de inserción y no por el material (5).
Otro estudio de laboratorio busca evaluar si existe alguna diferencia de resistencia mecánica comparando microtornillos de acero inoxidable y otros de titanio. Obteniendo que los microtornillos de acero inoxidable presentan mayor resistencia a la flexión y a la torsión que los de titanio (23).
Se comparó el porcentaje de falla de microtornillos de aleaciones de acero inoxidable y titanio colocados en la cresta infracigomática. 772 microtornillos fueron colocados en 386 pacientes, obteniendo como resultado que el porcentaje de éxito de ambos rodeaba el 93,7% obteniéndose ligeras diferencias cuando el microtornillo fue colocado en encía adherida y en el lado derecho, ahí el porcentaje de éxito fue mayor en los de titanio (24).
Una revisión sistemática evaluó en 98 estudios, el tratamiento de superficie de microtornillos e implantes dentales. Los resultados demuestran que los protocolos de tratamientos de la superficie de los microtornillos, como el grabado ácido; el arenado, el grabado de grano grande y el grabado ácido (SLA); la foto funcionalización con luz ultravioleta; y la fotobiomodulación, pueden aumentar la estabilidad y el éxito del tratamiento ortodóncico. El meta análisis reveló que el tratamiento con mayor torque de remoción es el SLA, seguido del grabado ácido (4).
Una revisión bibliográfica analizaron 11 tipos de tratamientos de superficie que se realizan en microtornillos, diferenciándolos en tratamientos químicos y físicos. Lamentablemente la gran mayoría de estos fueron realizados en animales, por lo tanto, existe escasa evidencia sobre los tratamientos de superficie y su influencia en la estabilidad de los microtornillos (25).
Un estudio in vitro realizado por Tepedino et al, evaluó la relación entre inserción y la estabilidad de los microtornillos en términos de resistencia a la luxación, comparando un tornillo autorroscante con uno autoperforante. Como resultado, los microtornillos autoperforantes ensayados mostraron un torque superior y una mayor resistencia a la luxación que los autorroscantes (26).
Un estudio comparativo tenía como objetivo determinar la influencia de las técnicas de colocación autorroscante y autoperforante en la estabilidad de los microtornillos. Se instalaron 140 microtornillos en 70 pacientes. De los cuales, 35 eran autorroscantes y 35 eran autoperforantes. Como resultado, ambos tipos de microtornillos mostraron una elevada estabilidad en el hueso maxilar, aunque los autoperforantes con contacto radicular presentaron una mayor movilidad (27).
Un estudio clínico realizado por Gupta et al, comparó la estabilidad y la respuesta clínica del tejido blando alrededor de los microtornillos autorroscantes y autoperforantes cuando se utilizan para el anclaje ortodóncico en la retracción de los dientes anteriores maxilares. Concluyeron que tanto los tornillos autorroscantes como los tornillos autoperforantes son unidades de anclaje eficaces. Pero estos últimos tienen ventaja sobre los tornillos autorroscantes convencionales por la reducción del tiempo quirúrgico, el menor daño térmico, la menor morbilidad y las mínimas molestias para el paciente, ya que no requieren perforación previa. No obstante, los tornillos autorroscantes se siguen recomendando para zonas con alta densidad ósea y hueso cortical grueso (28).
El mismo estudio de Wilmes et al, donde compara el riesgo de fractura de 41 tipos de microtornillos, obtiene como resultado que si estos son insertados en zonas de alta densidad ósea es razonable incluso para aquellos autoperforantes hacer una perforación previa para minimizar el riesgo de fractura del microtornillo (7).
La evidencia clínica disponible actualmente sugiere que las tasas de éxito de los microtornillos autorroscantes y autoperforantes son similares. Sin embargo, la posición y la dirección de instalación debe ser más precisa cuando se utilizan microtornillos autoperforantes en sitios con estrecha proximidad a las raíces (3).
En una revisión sistemática y meta análisis realizada por Yi et al, compararon la tasa de éxito entre microtornillos autoperforantes versus los autorroscantes. Los resultados del metaanálisis no mostraron diferencias entre los dos tipos de tornillos en las tasas de éxito. Sin embargo, en caso de contacto con la raíz, los microtornillos autoperforantes mostraron una estabilidad significativamente menor y una tasa de fracaso más elevada que los microtornillos autorroscantes, lo que podría deberse al mayor riesgo de dañar la raíz y el hueso alveolar adyacente, así como a la inflamación que lo rodea debido a la mayor capacidad de corte de los microtornillos autoperforantes (29).
En relación a Kyung et al y Reynders et al, el éxito de los microtornillos depende de: la habilidad del operador, condiciones del paciente, elección de un sitio adecuado para su colocación, estabilidad primaria, mecánicas de ortodoncia, tipo de microtornillo e higiene oral (30). Todas estas variables pueden repercutir en la estabilidad del microtornillo, por lo tanto es importante realizar una evaluación crítica de los artículos que hablan acerca de la estabilidad de microtornillos y su falla, dado que es muy difícil poder aislar un factor por separado.
Otra cosa a evaluar al momento de leer artículos acerca de estabilidad de microtornillos es la gran diferencia de metodología de estudios, principalmente relacionados a estudios de laboratorio o estudios en pacientes, siendo en los de laboratorio muy difícil poder imitar las mismas condiciones biológicas que se presentan en boca de los pacientes.
En esta revisión se analizaron todos los factores que puedan estar relacionados al tipo de microtornillo y las variables que puedan afectar el éxito de este. Al revisar la literatura se identificaron 5 variables que pueden afectar la estabilidad del microtornillo durante el tratamiento: diámetro, longitud, material, tratamiento de superficie y tipo de inserción. Además dentro de estos mismos microtornillos existen diferentes diseños donde algunos presentan un cuello más largo y otros una mayor cantidad de milímetros de roscas. Dependiendo de la calidad del hueso disponible va a ser más necesario contar con más roscas en el tejido óseo esponjoso o no y también dependerá del movimiento que se requiera realizar, siendo muy distinta la fuerza que se aplicará a un tornillo pensando en una disyunción o algún movimiento dentario individual. Aquí entran otros parámetros a considerar como por ejemplo la bicorticalidad ósea, biotipo del paciente, edad, etc.
En relación al diámetro, estudios de laboratorio recomiendan un microtornillo de mayor diámetro dada su mejor estabilidad y menor riesgo de fractura pero clínicamente, presentan más dificultad de colocarlos principalmente de manera interradicular. Estudios clínicos difieren en resultados en donde en uno recomienda el microtornillo de menor diámetro y en otro el de mayor diámetro. Al revisar ambos estudios, el estudio de Manni et al, no explicita cuántos tornillos de los diferentes diámetros y longitudes fueron colocados en encía libre o adherida por lo tanto, podría pasar que la gran mayoría de los de diámetro menor hayan sido colocados en encía adherida que sí sería un factor a considerar para determinar éxito (9). En las revisiones sistemáticas ambas recomiendan microtornillos de un diámetro mayor a 1,4 mm para las zonas posteriores de maxilar y mandíbula. Al contar con un microtornillo de mayor diámetro, permite distribuir fuerzas sobre mayores áreas de hueso cortical (7–12).
En relación a la longitud, existen resultados contradictorios en cuanto a estabilidad, pero la gran mayoría concluyen de que se obtiene mayor estabilidad con microtornillos más largos. Cuanto mayor es el microtornillo, mayor la retención mecánica. Revisiones sistemáticas recomiendan usar microtornillos no menores a 8 mm para asegurar su éxito (12–22).
En relación al tipo de material, se ha comparado microtornillos de acero inoxidable con otros de titanio en donde a pesar de sus muchas diferencias, tanto la aleación de titanio como el acero inoxidable cumplen los requisitos mecánicos de los microtornillos. La estabilidad primaria de un microtornillo depende de otros factores más que del material. Aun así, se necesitan más estudios para comparar la estabilidad a largo plazo entre los microtornillos de aleación de titanio y los de acero inoxidable (5,23,24).
En relación al tratamiento de superficie, los protocolos como el grabado ácido; el arenado, el grabado de grano grande y el grabado ácido (SLA); la foto funcionalización con luz ultravioleta; y la fotobiomodulación, pueden aumentar la estabilidad y el éxito del tratamiento ortodóncico, pero según una revisión bibliográfica, la gran mayoría de estudios relacionados a este tema son realizados en animales, por lo tanto, se requiere de estudios clínicos en humanos para obtener resultados más concluyentes (25,26).
En relación al tipo de inserción, se sugiere que debe prestarse más atención a la determinación del lugar de inserción cuando se utilizan microtornillos autoperforantes en lugares con una estrecha proximidad radicular, por lo que se recomienda la utilización de una guía de colocación más precisa para los microtornillos autoperforantes. Además en zonas de alta densidad ósea es razonable incluso para aquellos autoperforantes realizar una perforación previa para disminuir el riesgo de fractura del microtornillo. Estudios muestran que no hay diferencias entre los dos tipos de tornillos en las tasas de éxito (3,7,27–29).
Acorde a los resultados de esta revisión se recomienda en caso de ser posible optar por microtornillos de una mayor longitud y diámetro. En cuanto al material no se vio diferencia significativa, al igual que su tipo de inserción. En relación al tratamiento de superficie, faltan más estudios clínicos para poder determinar el mejor tratamiento.