Se revisa las propiedades topográficas y químicas de las distintas superficies de implantes orales. Se examinan los diferentes mecanismos de anclaje, como la unión biomecánica y bioquímica. Se discuten la osteoatracción y las superficies recubiertas. La calidad de la superficie de un implante oral puede subdividirse en propiedades mecánicas, topográficas y fisicoquímicas. Las propiedades topográficas se evalúan a un nivel de resolución micrométrico. Las superficies moderadamente rugosas (Sa entre 1,0 Y 2,0 mm) muestran respuestas óseas más fuertes que las superficies más lisas o más rugosas. La mayoría de los implantes comercializados actualmente son moderadamente rugosos. Los implantes orales permiten el crecimiento óseo hacia el interior de pequeñas irregularidades superficiales: unión biomecánica u osteointegración. Parece posible una unión biomecánica adicional con ciertas superficies. La osteoatracción es un término comercial sin correspondencia biológica precisa. Se han desarrollado superficies recubiertas con agentes biomecánicos, tales como los factores de crecimiento. Conclusión: Las superficies moderadamente rugosas parecen tener algunas ventajas clínicas sobre las superficies más lisas o más rugosas, pero las diferencias son pequeñas y, a menudo, no estadísticamente significativas. Los implantes bioactivos podían ofrecer resultados prometedores

1. SUPERFICIE DE LOS IMPLANTES ORALES REVISION ENFOCADA A LA
TOPOGRAFIA Y LAS PROPIEDADES QUIMICAS DE SUPERFICIE
SUPERFICIE DE LOS IMPLANTES ORALES REVISION ENFOCADA A LA TOPOGRAFIA Y LAS PROPIEDADES QUIMICAS DE SUPERFICIE
Tomas Albrektsson, MD, PhD, Odhca Ann Wennerberg, DOS, PhDbInt J Prosthodont 2004; 17.536-543
Dr. German Duarte Anaya
Seminarios de revisión

2. LAS MODIFICACIONES EN LAS SUPERFICIES EN LOS IMPLANTES TIENEN COMO FIN.
Aumentar el área de contacto y por lo tanto una mejor respuesta en la interfase implante/ hueso
Generando así el anclaje bio-mecánico mas adecuado.
Cuando se genera ese anclaje bio-mecánico con mayor rapidez, vamos a obtener oseointegración mas veloz
Hench y Ethridge 1982, Cicero 2003, Albrektsson 2004, Jokstad 2008, Misch 2009
Propiedades mecánicas
Propiedades físicas y químicas
SI PRODUCIMOS MODIFICACIONS EN LA SUPERFICIE DE LOS IMPLANTES
ESTAS PUEDEN INFERIR EN LAS PROPIEDADES DEL MATERIAL
Propiedades topográficas
Las respuestas tisulares que suceden en la interfase
hueso/implante esta en relación con la calidad de su superficie

3. Propiedades mecánicas
El desgaste esta en relación con la
la resistencia del material
Las propiedades del titanio dependen del contenido de O2
Titanio Grado 1 concentración de O2 0,18% tiene una resistencia de 170MPa
Titanio grado 4 Concentración de O2 0,4% tiene una resistencia de 485MPa
Aleaciones de titanio Ti-6Al-4V Concentración de O2 baja , disminuye la
fragilidad y aumenta su resistencia y ductilidad.
La rugosidad de la superficie
Los tratamiento de superficie pueden producir cambios potenciales que
pueden conllevar a incrementar el porcentaje
Implantes Plasma de Ti Poroso (poros de 200 a 500 µm)
tienen una baja dureza, y menos resistentes a la fatiga
Brånemark, P-J. 1969, Kujala S 2003, Dunand DC, 2004, Zou CM 2008, Wang O 2008, Daniel J 2011
implantación iónica obtenida mediante el bombardeo de la superficie con
iones de alta energía hasta una profundidad de 0,1 micrones aumenta la
resistencia a la corrosión debido a que se forma una película superficial de TiN.
Desgaste
Corrosión
Estrés, fatiga o envejecimiento de la
superficie del implante. Esto puede
traer como consecuencia la corrosión
del implante.

4. Kohn Dh 1990, Wennerberg A 1996, Norton M 1998, Becker W 2000, Astrand P 2000, Steveling H 2001, Steveling H 2001. Morra M 2003, Albrektsson 2004
Propiedades topográficas
Grado de rugosidad.
La topografía superficial está relacionada
La rugosidad superficiales es el
conjunto de irregularidades de la
superficie
alturas de las crestas
profundidades de los valles
Parámetros que nos sirven para medir la rugosidad, se pueden clasificar en 3 tipos
fundamentales:
1. Respecto a la dirección de las alturas.
• Desviación media aritmética del perfil.
• Altura de las irregularidades en diez puntos.
• Altura de una cresta del perfil.
• Profundidad de un valle del perfil.
• Altura de una irregularidad del perfil.
• Profundidad de un valle del perfil.
2. Respecto a la dirección transversal
3. Respecto a la forma de las irregularidades
Orientación de las irregularidades.
Rasgos de la textura de una superficie

5. Kohn Dh 1990, Wennerberg A 1996, Norton M 1998, Becker W 2000, Astrand P 2000, Steveling H 2001, Steveling H 2001. Morra M 2003, Albrektsson 2004
Orientación de las irregularidades.
Propiedades topográficas
Moderamente rugosas
(1.0-2.0 µm)
Rugosas
(Mayor de 2.0 µm)
Mínimamente rugosa
( 0,5 y 1,0 µm)
Grado de rugosidad.
• La rugosidad es el conjunto de irregularidades que posee una superficie,
• La mayor o menor rugosidad permite definir la micro-geometría de la superficie
• La unidad de rugosidad es el micrómetro o micra (1micra= 1 µm = 0,000001 m = 0,001 mm),

6. Orientación de las irregularidades.
Propiedades topográficas
Grado de rugosidad.
Cuando los osteoblastos están cultivados sobre superficies lisas (Ra < 2 µm), éstas asumen una
morfología plana
Si son cultivados sobre superficies con Ra> 2 µm, pero las distancias entre picos son mayores que la
longitud de las células (≈ 10 µm), la superficie es percibida como lisa.
Si Ra > 2 µm y la densidad de picos es elevada, las células son incapaces de aplanarse y extenderse.
Se anclan en la superficie por medio de contactos focales entre las extensiones citoplasmáticas y los
múltiples picos de la topografía. Esto fuerza a la célula a asumir una morfología más osteoblástica.
En superficies con una topografía mixta, el comportamiento del
cultivo reflejará un comportamiento medio combinado entre las
dos morfologías.
Ra rugosidad media
Wennerberg A 1996. Aparicio C. 2004, Boyan BD 2001, Brunette DM 2001, Buser D. 2001

7. Orientación de las irregularidades.
Propiedades topográficas
Grado de rugosidad.
• En la actualidad, está ampliamente aceptado que la rugosidad superficial de un
implante es un factor determinante de su calidad superficial, cualquiera que sea el
material del que esté fabricado o su aplicación [Buser2001].
• Los cambios topográficos de la superficie tienen influencia significativa en la cascada
de eventos que llevan a la aceptación del mismo por parte del huésped [Boyan 2001],
desde la adsorción de proteínas hasta la mineralización de la matriz extracelular del
tejido óseo, pasando por la adhesión, proliferación y diferenciación, tanto de los
osteoblastos como de los osteoclastos. Todo ello conlleva una mayor rapidez en los
procesos de curación y, por lo tanto, una más rápida y biológicamente más eficaz
osteointegración [Wennerberg 1996].

8. Propiedades topográficas
Escala mili-métrica
Forma
Escala de décimas de milímetro
Ondulaciones de las superficies,
Escala micro-métrica
Rugosidad
Escala nano-métrica
irregularidades
¿…… Niveles superficie …..?
Actualmente existe un interés considerable por las Nano-estructuras
las irregularidades del tamaño de nanómetros como pueden afectar la respuesta ósea… ?
Wojciak-Stothard B 1998 Mostraba que las líneas celulares de macrófagos reaccionan a los microsurcos a nivel manométrico….
Rice JM, 2003 No encontraba efectos significativos en la adhesión celular a diferentes nano-topografías.

9. Propiedades físicas
ENERGÍA SUPERFICIAL
Es el grado de atracción o repulsión que la superficie del
implante ejerce sobre el medio.
Hench y Ethridq 1982
Alta energía superficial
Mejor absorción de proteínas
Tratamientos chorreado incandescente
Baja energía superficial
Baier 1982, 1986
Una forma práctica de medir la energía superficial son las mediciones del ángulo de
contacto método también usado para determinar la humectabilidad de la superficie
(hidrófoba o hidrófila)
superficie hidrófilasuperficie hidrófoba
CARGA SUPERFICIAL
Potencial eléctrico que presentan, es decir, si están cargadas
positiva o negativamente o neutras
Hench LL, 1982, Baier RE 1982, Baier RE 1986, Williams RL 1990, Kasemo B 1991, Smith DC 1992, Smith DC. 1993. Albrektsson 2004

10. Propiedades Química
Composición química superficial
Métodos
de preparación
impurezas atrapadas
en la superficie
La capa superficial puede contener uniones reactivas, y un intercambio continuo de agua y diversos
iones influye en la unión de las proteínas a la superficie y en las reacciones celulares subsiguiente
Hench LL, 1982, Baier RE 1982, Baier RE 1986, Williams RL 1990, Kasemo B 1991, Smith DC 1992, Smith DC. 1993. Albrektsson 2004

11. Bengt y Kasemo 1980, Kasemo B & Lausmaa J. 1985
Ca
H2O

12. Una de las funciones fundamentales que ejercen las superficies en los
implantes dentales es la de aumentar el área de contacto e integración entre
el implante y el hueso, generando así el anclaje bio-mecánico.
El tratamiento de las superficies se considera como un parámetros de
máxima importancia en el éxito clínico de la implantología oral.
.
Albrektsson 2004
Rugosidad superficial Química superficial
EL ENFOQUE ACTUAL HA VARIADO

13. Mecanismo de anclaje de los
implantes orales
Unión biomecánica
Unión bioquímicas

14. UNIÓN BIOMECÁNICA Uniones mecánicas a través de sus irregularidades
Steveling 2001, Albrektsson 2004
Superficies mecanizadas
El aspecto
potencialmente negativo
de la unión biomecánica
es que emplea tiempo.
Transcurren
semanas hasta que se
empieza a formar
hueso en las
irregularidades de la
superficie del implante.
Antes del engranaje óseo
La osteointegración depende de la unión biomecánica

15. UNIÓN BIOMECÁNICA Uniones mecánicas a través de sus irregularidades
Wennerberg 1996, Steveling 2001, Albrektsson 2004
Superficies Texturizadas (arenadas /ácidos)
Moderamente rugosas (1.0-2.0 Um)
• Presentan uniones mecánicas mas fuertes
• Mejor respuesta ósea
• Necesitan tiempo para que se forme hueso
y obtener la retención biomecánica.
• El implante depende de su macro-diseño
para su retención
• Las uniones biomecánicas más fuertes
están presentes en superficies de una
rugosidad de 1,5um.
• los implantes chorreados con plasma, más
rugosos, muestran un crecimiento óseo
hacia el interior más débil

16. Unión biomecánica Uniones mecánicas a través de sus irregularidades
• Las superficies de titanio electropulidas
de una rugosidad similar a los pilares
(es decir, sobre 0,2um no se
osteointegran de una manera
apropiada
Carlsson 1988, Carlsson 1994, Albrektsson 2004
Superficies electropulidas
(Mayor de 2.0 Um)
Las superficies de titanio electropulidas

17. ACTUALMENTE
las irregularidades por debajo de, al
menos, 1um pueden ser invadidas
por hueso, pero los sistemas
haversianos completos necesitan
un espacio mayor
Wennerberg 2000
EN LOS AÑOS OCHENTA
el hueso necesita cavidades o poros de un mínimo de 50 a 100um
para un crecimiento adecuado.

18. Puedo modificar la superficie
del Ti para que se puede
transformar en una superficie
BIOACTIVA
Es decir buscar la
1. Modificar la composición y estructura de
la capa protectora de oxido de titanio
(TiO2) del implante convirtiéndola en
una capa bioactiva.
2. La aportación de un recubrimiento
bioactivo .
- Hidroxiapatita proyectada por plasma fue
el recubrimiento inicialmente propuesto
- Tratamientos con NaOH y calor
- Implantación iónica de Ca.
- Anodización con electrólitos que contienen
iones de fósforo, sulfuro, calcio o
magnesio.
¿….. Como podría optimizar el comportamiento de la interfase
implante-hueso del Ti ….. ?
Hench 1970, Skripitz 1989, Hench 1990, Hulbert 1990, Hanawa 1991, Sul YT 2002, Sul YT 2002, Albrektsson 2004
¿….. Como….?
Ti c.p.
Superficie del titanio
se considerada
BIOINERTE
Forma uniones biomecánicas
Hench sugirio por primera vez la unión química potencial entre el implante y los tejidos del huésped
Formación de enlaces
químicos directos con el
hueso

19. Actualmente existen dos tipos de implantes con superficies que se presentan
como superficies bioactivas:
1. Implantes con fosfato cálcico (Jansen JA ,2003)
Nanotite ® 3I ( depósito de nanocristales de fosfato cálcico. proceso Discrete Crystalline Deposition o proceso DCD™)
2. Implantes con flúor. (Ellingsen JE 2003)
Osseospeed (Astra Tech).
Implante NanoTite Certain PREVAIL
Implante NanoTite Cónico Certain® PREVAIL®

20. ESTOS IMPLANTES BIOACTIVOS TIENE DOS TIPOS DE UNIONES BIOMECÁNICA
 Uniones mecánicas a través de enlaces químicos con el hueso.
 Anclaje biomecánico a través de sus irregularidades
La ventaja teórica de estos implantes es que la unión biomecánica es rápida, es decir, funciona en
un momento en que aún no se ha desarrollado una unión biomecánica apropiada
1. Implantes con fosfato cálcico.
Se basa su actividad en la capacidad de formar apatita impulsando la función celular para conseguir formar
una interfase de hueso y carbonato cálcico.
OSSEOTITE NANOTITE® (3i)
2. Implantes con flúor.
Demuestran una buena adhesión del hueso en la interfase.
OSSEOSPEED (Astra Tech).
Sul 2002 , Jansen 2003, Ellingsen 2003, Jokstad 2003, Albrektsson 2004
IMPLANTES SUPERFICIES BIOACTIVAS

21. IMPLANTES RECUBIERTOS DE FOSFATO CÁLCICO
• los biomateriales de fosfato cálcico son similares al mineral óseo.
– Pueden formar apatita ósea como mineral o HA carbonada sobre sus
superficies (bioactividad).
– Son capaces de promover la función celular, llevando a la formación de
una interfase resistente entre el hueso y el fosfato cálcico.
– Son osteoconductores y pueden unirse a las proteínas morfogenéticas
óseas (BMP) para convertirse en osteoinductores.
– Jarcho y cols fueron los primeros que presentaron indicaciones de la unión
directa del hueso a la HA.
– Se cree que los fosfatos cálcicos pueden tener capacidad
bioactiva, aunque esto no puede aplicarse a todos los tipos de fosfatos
cálcicos.
– No se conocen los mecanismos de la capacidad bioactiva potencial del
fosfato cálcico,
• Hipótesis de que se forma una capa de apatita carbonada similar al mineral
óseo por disolución iónica a partir del material biocerámico.
• Otros mecanismos potenciales incluyen un efecto directo de las
concentraciones elevadas de calcio y fósforo y la alta afinidad por los factores de
crecimiento.
Jarcho 1977, Ogiso 1992, Neo M 1992, Ducheyne 1999, Jansen 2003

22. IMPLANTES FLURADOS
Hlinqserr introdujo el tratamiento del titanio con flúor.
Osseospeed (Astra Tech). OsseoSpeed™ fue lanzado al mercado en 2004
– Mayor incremento de la formación de hueso
– mayor adhesión ósea.
– Mayor contacto óseo.
– Los mecanismos exactos para una oseointegración más rápida no han sido del todo
esclarecidos , pero se han observado una mayor diferenciación osteoblástica, activación
plaquetaria y unas propiedades trombogénicas para esta superficie modificada con flúor
Ellingsen 2000, Ellingsen 2003, Johansson 2004, Mellonig 2005, Masaki 2005, Barewal RM, 2006, Stanford 2006, Johnson 2006, Stanford 2006, Schliephake 2006, Carlsson 2006,
Ellingsen 2006, Cooper 2006, Wennerberg 2006, Isa ZM 2006, Thor 2006, Thor A 2007, McGlumphy EA 2007, Stanford C 2007, Abrahamsson 2007, Berglundh 2007,

23. Evidencia de una superficie bioactiva del
implante
Coalescencia tisular. Esta teoría se basa en la
micrografía electrónica de transmisión de alto
poder (MET) .
– Demuestra que el tejido «flota en el interior» de la
superficie del biomaterial. Las distancias son tan
pequeñas que parece probable que se produzca una
unión biomecánica.
Davies señala la existencia de una semejanza en la
morfología interfacial entre las imágenes a alto poder
de la HA potencialmente bioactiva y el Ti c.p, no
considerado bioactivo
Hench 1971, Davies 1990, Albrektsson 2004

24. Evidencia de una superficie bioactiva del
implante
Cuando se retira un implante, por ejemplo, con una prueba de
cizallamiento, la ruptura no se produce en la interfase, sino en el
tejido óseo.
– Esto puede ser importante, ya que los enlaces iónicos actúan sobre
una distancia corta (nanómetros), mientras que los movimientos
registrados de los implantes osteointegrados se producen en un nivel
micrométrico.
– Los enlaces iónicos no serían posibles si estos movimientos se
produjeran en la interfase entre el hueso y el material; por ello,
deben producirse en el tejido óseo, al menos para los implantes
unidos.
– Sin embargo, el hallazgo de tejido óseo sobre la superficie de los
implantes después de las pruebas de cizallamiento podría no servir
como conclusión evidente de bioactividad, ya que, al menos en teoría,
el entrecruzamiento biomecánico puede dar lugar a la fractura y
expulsión de porciones de tejido óseo atrapado en las
irregularidades, orientadas tridimensionalmente, del implante.
Hench 1971, Davies 1990, Albrektsson 2004

25. Evidencia de una superficie bioactiva del
implante
La evidencia química, tal como la formación de capas
de apatita de carbonato sobre los implantes cerámicas
con fosfato cálcico.
– La evidencia química publicada en la literatura necesita
mayores investigaciones para que sea concluyente.
Daculsi 1990, Legeros 2002

26. Evidencia de una superficie bioactiva del
implante
El hecho de que el uso de varias técnicas de
modificación superficial de los implantes orales
simultáneamente lleva a una superficie más rugosa
Cuando se evalúa la respuesta del hueso a la nueva
superficie, bioactiva en potencia, los efectos positivos de la respuesta
ósea pueden explicarse debido a un incremento de la rugosidad
superficial.
Albrektsson 2004

27. IMPLANTES RECUBIERTOS CON SUPERFICIES
osteoatractividad
QUE ES UNA…… superficie particularmente
osteoatractiva…?
Jarcho 1977, Ogiso 1992, Neo M 1992, Ducheyne 1999, Jansen 2003
«bioactivo».
TIENDEN A SUGERIR QUE ÉSTAS TIENEN UNA ATRACCIÓN ESPECIAL PARA EL TEJIDO ÓSEO

28. IMPLANTES RECUBIERTOS CON SUPERFICIES
osteoatractividad
Jarcho 1977, Ogiso 1992, Neo M 1992, Ducheyne 1999, Jansen 2003
Superficies grabadas con acidos
OSSEOTITE® (3i)
Aumentan la retención de fibrina que
posibilita que las células osteogénicas
migren hacia la superficie del implante,
permitiendo lo que Davies denomina
«formación de hueso de novo».
TIENDEN A SUGERIR QUE ÉSTAS TIENEN UNA ATRACCIÓN ESPECIAL PARA EL TEJIDO ÓSEO
Este tipo de retención de fibrina se
observa claramente en muchas
topografías implantarias
superficiales
Cellplus (Oentsply/Friadent), muestran una capacidad de
retención de fibrina sirnilar

29. IMPLANTES RECUBIERTOS CON SUPERFICIES
osteoatractividad
Rupp F,2004, Arvidsson 2006, Degidi M 2006, Stadlinger B 2007, Stadlinger B 2009
Superficie SLA Strauman
TIENDEN A SUGERIR QUE ÉSTAS TIENEN UNA ATRACCIÓN ESPECIAL PARA EL TEJIDO ÓSEO
Implante OPS (Dentsply/Friadent)
Estas son superficies chorreada y grabada con ácido. Ambas superficies son
moderadamente rugosas
Estudios preclinicos
Buser 1991, Wilke 1991, Cochran 1996, Cochran 1998, Buser 1998, Buser1999, Quinlan 2005, de Sanctis 2009,
Estudios clinicos
Cochran 2002, Bornstein 2003, Salvi G 2004, Nordin 2004, Cornelini 2006, Bischof 2006, Cochran 2007, Bornstei
2007, Fischer 2008, Bornstein 2008, De Boever 2009, Cehreli 2010, Fischer 2010

30. IMPLANTES RECUBIERTOS CON SUPERFICIES
osteoatractividad
TiUnite es la superficie (TiO2) de óxido de
titanio patentada de Nobel Biocare.
TIENDEN A SUGERIR QUE ÉSTAS TIENEN UNA ATRACCIÓN ESPECIAL PARA EL TEJIDO ÓSEO
• Altamente cristalino y enriquecido con fosfatos
• Producido mediante oxidación anódica
• Poros en la gama baja micrométrica
• Ti grado 4 comercialmente puro trabajado en
frío.
• La osteoconductividad de la superficie es igual o
incluso supera la de la superficie de fosfato Ca
( Poulos et al. 2009, Xiropaidis et al. 2005)et al. 2005)
• Estimula el rápido crecimiento de hueso por
osteoconducción :
• Las propiedades osteoconductivas
producen un contacto hueso-implante
mayor durante la fase temprana de
cicatrización y contribuyen a una
integración más rápida del implante en el
hueso circundante
(Zechner et al. 2003, Ivanoff et al. 2003)

31. Todos los tipos de implantes descritos como
«osteoatractivos»
pueden, de hecho, compartir las
características de ser moderadamente
rugosos y, de esta manera, más atrayentes
para la formación de hueso nuevo
que los implantes roscados más lisos o los
chorreados con plasma más rugosos.
Albrektsson 2004

32. IMPLANTES DE SUPERFICIES RECUBIERTAS
BMP
En esta denominación se incluyen las superficies de implantes que han sido recubiertas con un
agente potencialmente estimulante de hueso
factores de crecimiento óseo
Aunque se ha discutido mucho sobre ello, no hay constancia de que realmente las
superficies recubiertas se hayan probado y documentado como implantes orales.
Presumiblemente, existen aún soluciones hipotéticas para el futuro.
Se sugiere actuar con precaución, especialmente, puesto que se duda del efecto de la
administración externa de factores de crecimiento en el caso de

33. CONCLUSION
Las superficies moderadamente rugosas pueden tener algunas ventajas clínicas en
comparación con las superficies roscadas, más lisas, y con las superficies chorreadas con
plasma, más rugosas.
Los implantes bioactivos presentan unas expectativas que pueden ser prometedoras en el
futuro. Sin embargo, los autores coinciden con Jokstad y cols." en que «un número
sustancial de afirmaciones llevadas a cabo por diferentes fabricantes sobre la superioridad
atribuida a las características del diseño no se basan en estudios clínicos rigurosos y a largo
plazo». De hecho, parece probable que los avances en la técnica quirúrgica aporten buenas
expectativas para mejorar los resultados clínicos.
Algunos cirujanos simplemente tienen menos resultados clínicos exitosos que otros que
trabajan con el mismo implante. Ésta es una observación importante que debe tenerse en
cuenta para evitar ser mal orientado por el lado comercial de la implantología oral cuando
proclama que las modificaciones de las superficies osteoatractivas son, supuestamente, la
única manera de mejorar el éxito clínico.