Forme du filetage, épaisseur de l'os cortical, ampleur et répartition des contraintes provoquées par la mise en charge des minivis orthodontiques : analyse par éléments finis

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 12367 (2022) Citer cet article

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L’épaisseur de l’os cortical est considérée comme un facteur majeur régulant la stabilité des minivis. Nous avons étudié la répartition des contraintes dans deux minivis avec différentes formes de filetage (types A et B) et dans de l'os cortical de trois épaisseurs différentes à l'aide de modèles d'éléments finis (EF) tridimensionnels (3D). Plus précisément, des modèles FE 3D de deux minivis différentes ont été créés et placés obliquement ou verticalement dans un modèle d'os cylindrique représentant différentes épaisseurs d'os cortical. Lorsqu'une force était appliquée à la minivis, la répartition des contraintes sur la surface de la vis et dans l'os péri-implantaire a été évaluée à l'aide de la méthodologie FE. La sécurité des minivis a été évaluée à l’aide d’un facteur de sécurité Soderberg modifié. Le déplacement de la tête de vis augmentait avec une diminution de l'épaisseur de l'os cortical, quel que soit le type de vis. Les plus petites contraintes principales minimales sur les surfaces des vis sont restées constantes dans les minivis de type A en fonction des modifications de l'épaisseur de l'os cortical. Des contraintes principales minimales sont également apparues à la surface de l'os cortical. Des valeurs absolues inférieures des contraintes principales minimales ont été observées dans les minivis de type A lorsqu'elles sont placées verticalement et avec une traction vers le haut dans les minivis de type B placées obliquement. Les deux minivis avaient des valeurs de facteur de sécurité acceptables. Dans l’ensemble, les orthodontistes doivent sélectionner et utiliser la minivis appropriée pour chaque patient en tenant compte des propriétés osseuses.

En orthodontie clinique, les minivis sont implantées directement dans l'os et offrent un ancrage absolu pour différents types de mouvements dentaires1,2. Ils offrent également une biocompatibilité, un inconfort réduit, un caractère moins invasif et peu de limitations de placement par rapport aux miniplaques3,4. Malgré leur petit diamètre et leur courte longueur, les minivis constituent une modalité efficace disponible dans le traitement orthodontique moderne1,2,5. Pour ces raisons, les minivis sont largement acceptées tant par les orthodontistes que par les patients6,7.

D’un autre côté, l’utilisation clinique des minivis comporte certains risques et préoccupations. La défaillance des vis pourrait être l’un des effets indésirables les plus indésirables lors de l’utilisation clinique des minivis8. Même des minivis correctement placées peuvent échouer. Le taux de réussite des minivis serait d’environ 80 %8. Si l’on considère le taux de réussite plus élevé des implants dentaires (qui se situerait entre 96 et 99 %), le taux d’échec des minivis orthodontiques est comparativement plus élevé9. De plus, une défaillance des vis est susceptible de survenir tôt après la mise en place. Ainsi, la stabilité primaire est le paramètre le plus fréquemment associé à l’échec des vis et son amélioration constitue un problème urgent pour les cliniciens.

La stabilité primaire des minivis orthodontiques est associée à de nombreux facteurs9,10,11,12,13,14,15. Par exemple, des études rapportent que la stabilité primaire des minivis orthodontiques est étroitement liée aux propriétés de l'os cortical, à la conception de la vis, à l'inflammation du tissu péri-implantaire et à la force appliquée16,17,18. La fragilité de l'os cortical est généralement considérée comme un facteur majeur régulant la stabilité des minivis19,20, et l'épaisseur de l'os cortical est un facteur essentiel dans la mise en place réussie des minivis, car un os cortical plus fin a une stabilité primaire insuffisante21,22. Une faible densité osseuse est une autre cause fréquente d’échec des vis23.

Diverses caractéristiques cliniques peuvent être simulées à l'aide de modèles d'éléments finis (FE) tridimensionnels (3D) évaluant la répartition et l'ampleur des contraintes induites dans la minivis et l'os péri-implantaire. Une forte concentration de stress surcharge l’os environnant et stimule la microfracture osseuse dans la région24. La répartition et l'ampleur des contraintes dans l'os peuvent être utilisées pour étudier l'efficacité des minivis et peuvent être prédictives du risque de défaillance des vis25,26,27. Ghorbanyjavadpour et al.28 ont étudié la contrainte produite lors de l'insertion d'une minivis dans l'os à l'aide d'un modèle FE 3D et ont suggéré que la plupart des contraintes et des contraintes étaient bien tolérées par l'os cortical, mais pas par l'os spongieux. Cependant, peu d’informations sont disponibles sur les effets de l’épaisseur de l’os cortical sur la répartition des contraintes et la stabilité des vis.