Di Vittorio Magnano

Nel 1969 Boyne introdusse per la prima volta le griglie in titanio per la ricostruzione di grandi difetti ossei discontinui (1-7). Successivamente altri autori suggerirono l’utilizzo di griglie anche per il ripristino di deiscenze ossee nelle creste alveolari residue (8,9). Von Arx et al. furono i primi autori a dimostrare l’efficacia e la prevedibilità dell’utilizzo chirurgico delle griglie in titanio, riportando risultati favorevoli sia prima che contestualmente al posizionamento dell’impianto (10-13). Questi autori svilupparono la cosiddetta tecnica “TIME”, che utilizza una griglia in micro-titanio specificatamente progettata per rigenerare i difetti della cresta. Nel corso degli anni sono stati studiati diversi modelli di mesh, con il tentativo di migliorare la stabilizzazione dell’innesto osseo e di ridurre al minimo il collasso dell’innesto e/o la deiscenza dei tessuti molli. L’obiettivo dell’impiego delle griglie in titanio non era quello di creare uno spazio osseo isolato con una barriera occlusiva, ma quello di mantenere uno spazio in cui l’innesto osseo potesse riorganizzarsi e favorire la formazione di nuovo osso (14).

Il titanio è stato ampiamente utilizzato in numerose applicazioni chirurgiche grazie alla sua biocompatibilità, alla sua elevata resistenza e rigidità, alla sua bassa densità e corrispondente peso ridotto e alla sua capacità di resistere alle alte temperature e alla corrosione. Di conseguenza, le griglie in titanio hanno eccellenti proprietà meccaniche e la loro rigidità assicura un efficace mantenimento dello spazio, evitando il collasso dei tessuti molli e lo spostamento dell’innesto. Inoltre hanno una buona plasticità e possono essere facilmente piegate, sagomate e modellate per adattarsi a un difetto osseo (15).

In passato le griglie in titanio venivano tagliate, piegate e modellate per adattarsi e trattare il difetto osseo. Questo approccio richiedeva molto tempo “chair-side” ed era richiesta una notevole abilità nella modellazione della griglia, rendendo il risultato “mano-dipendente”. Spesso gli angoli tagliati e i bordi danneggiavano la mucosa, esponendo la membrana e portando potenzialmente a infezioni e al fallimento dell’intera procedura di aumento osseo (16,17). Tuttavia, gli sviluppi della tomografia computerizzata (TC), della progettazione assistita da computer (CAD) e della produzione assistita da computer (CAM), hanno modificato il flusso di lavoro di numerose discipline mediche, tra cui l’ortopedia, la chirurgia maxillofacciale e l’odontoiatria implantare (18-20). Infatti, con lo sviluppo della tecnologia CAD/CAM, è migliorata la capacità di rigenerare i difetti cranio-maxillo-facciali migliorando il risultato sia estetico che funzionale dei pazienti. Questi pazienti vengono prima “trattati” virtualmente, con la pianificazione digitale preoperatoria e la progettazione di dispositivi medici prefabbricati e personalizzati. Gli studi dimostrano che questo approccio CAD/CAM porta a interventi chirurgici più accurati e meno invasivi e a tempi di intervento più brevi (21,22).

Recentemente sono state sviluppate tecniche di prototipazione rapida (RP) basate su dati digitali per molte diverse applicazioni cliniche. I 3 metodi di prototipazione rapida più comuni sono:

• Sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS),
• Fusione laser selettiva (SLM) o
• Sinterizzazione laser selettiva (SLS).

Questi metodi utilizzano un laser ottico ad alta potenza per fondere la polvere metallica in componenti solidi costruiti strato per strato e si basa su un file digitale tridimensionale che crea lo stesso oggetto tridimensionale. In particolare, la DMLS presenta molti vantaggi: può funzionare con un’ampia gamma di materiali, ha un costo relativamente basso e si traduce nella produzione di griglie pronte per l’uso, con una forma quasi ideale. Ha però alcuni svantaggi come il fatto che è un processo lento da completare, ha un investimento iniziale elevato per ottenere le attrezzature e che le parti prodotte possono avere una superficie leggermente ruvida (23). Uno studio comparativo sull’aumento osseo ha valutato i risultati dell’innesto osseo con griglia convenzionale versus griglia personalizzata; l’utilizzo della griglia personalizzata riduceva significativamente il tempo necessario per eseguire l’intervento chirurgico di aumento osseo. Inoltre, il numero di viti in titanio utilizzate per immobilizzare la griglia e l’innesto era significativamente inferiore nel gruppo con griglia personalizzata. Non ultimo, la mesh personalizzata presentava un tasso di complicanze notevolmente inferiore (personalizzata = 7,7%; convenzionale = 23,1%), con una conseguente minore esposizione o infezione della mesh (24).

Riassumendo, i principali vantaggi dell’utilizzo di una griglia personalizzata in titanio sono (25):

• La griglia personalizzata ha indicazioni estese: può essere utilizzata su siti implantari singoli, siti implantari multipli o su creste completamente edentule e su piccoli e grandi difetti orizzontali o verticali, in mandibola o in mascella.
• La griglia personalizzata si adatta saldamente alla morfologia della cresta alveolare e ha una stabilità intrinseca.
• Con l’analisi e la pianificazione virtuale si può progettare una mesh che tenga conto delle dimensioni e del volume dell’aumento osseo necessario.
• Il design virtuale permette di progettare bordi arrotondati e smussati, angoli interni lisci e bordi definiti che evitano l’interferenza con denti adiacenti e strutture nervose e riducono le lesioni tissutali.

Il titanio è il metallo di elezione quando si realizza la griglia con DMLS; il titanio ha un’elevata resistenza, è leggero, resistente alla corrosione e biocompatibile e, soprattutto, è in grado di osteointegrarsi. Il processo DMLS permette di personalizzare digitalmente una mesh in titanio precisa sul difetto, che viene quindi prototipata e verificata su modelli virtuali per verificarne l’adattamento, la forma e l’estensione. Solo dopo la verifica definitiva del prototipo della griglia, la griglia in titanio viene stampata prima dell’intervento chirurgico di aumento osseo.

1. Belser U, Buser D, Higginbottom F. Consensus statements and recommended clinical procedures regarding esthetics in Implant Dentistry. Int J Oral Maxillofac Implants. 2004; 19:73-4.
2. Urban IA, Montero E, Monje A, Sanz-Sánchez I. Effectiveness of vertical ridge augmentation interventions: A systematic review and meta-analysis. J Clin Periodontol. 2019; 46 Suppl 21:319-339.
3. Soldatos NK, Stylianou P, Koidou VP, Angelov N, Yukna R, Romanos GE. Limitations and options using resorbable versus nonresorbable membranes for successful guided bone regeneration. Quintessence Int. 2017;48(2):131-147.
4. Rakhmatia YD, Ayukawa Y, Furuhashi A, Koyano K. Current barrier membranes: titanium mesh and other membranes for guided bone regeneration in dental applications. J Prosthodont Res. 2013;57(1):3-14.
5. Seiler M, Kämmerer PW, Peetz M, Hartmann A. Customized lattice structure in reconstruction of three-dimensional alveolar defects. Int J Comput Dent. 2018;21(3):261-267.
6. Cucchi A, Bianchi A, Calamai P, Rinaldi L, Mangano F, Vignudelli E, Corinaldesi G. Clinical and volumetric outcomes after vertical ridge augmentation using computer-aided-design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) customized titanium mesh: a pilot study. BMC Oral Health. 2020; 20(1):219.
7. Boyne PJ. Restoration of osseous defects in maxillofa- cial casualities. J Am Dent Assoc 1969;78:767-776. 8. Boyne PJ, Cole MD, Stringer D, Shafqat JP. A tech- nique for osseous restoration of deficient edentulous maxillary ridges. J Oral Maxillofac Surg 1985;43: 87-91
8. Gongloff RK, Cole M, Whitlow W, Boyne PJ. Titanium mesh and particulate cancellous bone and marrow grafts to augment the maxillary alveolar ridge. Int J Oral Maxillofac Surg 1986;15:263-268.
9. von Arx T, Hardt N, Wallkamm B. The TIME technique: a new method for localized alveolar ridge augmentation prior to placement of dental implants. Int J Oral Maxillofac Implants. 1996;11:387-94.
10. von Arx T, Wallkamm B, Hardt N. Localized ridge augmentation using a micro titanium mesh: a report on 27 implants followed from 1 to 3 years after functional loading. Clin Oral Implants Res. 1998;9:123-30.
11. von Arx T, Kurt B. Implant placement and simultaneous peri-implant bone grafting using a micro titanium mesh for graft stabilization. Int J Periodontics Restorative Dent. 1998;18:117-27.
12. von Arx T, Kurt B. Implant placement and simultaneous ridge augmentation using autogenous bone and a micro titanium mesh: a prospective clinical study with 20 implants. Clin Oral Implants Res. 1999;10:24-33.
13. Roccuzzo M, Ramieri G, Spada MC, Bianchi SD, Berrone S. Vertical alveolar ridge augmentation by means of a titanium mesh and autogenous bone grafts. Clin. Oral Impl. Res. 2004; 15:73–81.
14. Her S, Kang T, Fien MJ. Titanium mesh as an alternative to a membrane for ridge augmentation. J Oral Maxillofac Surg 2012;70:803-10.
15. Watzinger F, Luksch J, Millesi W, Schopper C, Neugebauer J, Moser D, et al. Guided bone regeneration with Ti membranes a clinical study. Br J Oral Maxillofac Surg 2000;38:312-5.
16. Ricci L, Perrotti V, Ravera L, Scarano A, Piattelli A, Iezzi G. Rehabilitation of deficient alveolar ridges using titanium grids before and simultaneously with implant placement: a systematic review. J Periodontol. 2013 Sep;84(9):1234-42.
17. Duke ES. The status of CAD/CAM in restorative dentistry. Compend Contin Educ Dent 2001;22:968-72
18. Peltola SM, Melchels FP, Grijpma DW, Kellomäki M. A review of rapid prototyping techniques for tissue engineering purposes. Ann Med 2008;40:268-80.
19. Fasbinder DJ. Computerized technology for restorative dentistry. Am J Dent 2013;26:115-20.
20. Rudman K, Hoekzema C, Rhee J. Computer-assisted innovations in craniofacial surgery. Facial Plast Surg 2011;27:358-65.

22.Levine JP, Patel A, Saadeh PB, Hirsch DL. Computer-aided design and manufacturing in craniomaxillofacial surgery: the new state of the art. J Craniofac Surg 2012;23:288-93.

23. Otawa N, Sumida T, Kitagaki H, Sasaki K, Fujibayashi S, Takemoto M, Nakamura T, Yamada T, Mori Y, Matsushita T. Custom-made titanium devices as membranes for bone augmentation in implant treatment: Modeling accuracy of titanium products constructed with selective laser melting. J Craniomaxillofac Surg. 2015 Sep;43(7):1289-95.
24. Sumida T, Otawa N, Kamata YU, Kamakura S, Mtsushita T, Kitagaki H, Mori S, Sasaki K, Fujibayashi S, Takemoto M, Yamaguchi A, Sohmura T, Nakamura T, Mori Y. Custom-made titanium devices as membranes for bone augmentation in implant treatment: clinical application and the comparison with conventional titanium mesh. J. Craniomaxillofac. Surg. 2015; 43(10): 2183–2188.

25  Bai L, Ji P, Li X, Gao H, Li L, Wang C. Mechanical Characterization of 3-Dimensional-Printed Individualized Ti-Mesh (Membrane) for Alveolar Bone Defects. J Healthc Eng. 2019 Jan 29;2019:4231872