USO DE ARCHIVOS DICOM Y STL EN LA
IMPLANTOLOGÍA DENTAL PARA LA
ELABORACIÓN DE MODELOS PRUEBA DE
DENSIDAD ÓSEA, SIMULANDO VALORES FÍSICOS
QUE AYUDEN A SELECCIONAR EL DIÁMETRO Y
CUERDAS DEL IMPLANTE.
USE OF DICOM AND STL FILES IN DENTAL
IMPLANTOLOGY FOR THE DEVELOPMENT OF BONE
DENSITY TESTING MODELS, SIMULATING PHYSICAL
VALUES TO ASSIST IN SELECTING IMPLANT DIAMETER
AND THREAD DESIGN.
Jeferson Arley Ramiez Mejia
Universidad Westhill
Alejandra Martínez Maldonado
Universidad Westhill
Rodrigo Hernández Girón
Universidad Westhill

pág. 7376
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v10i4.25706
Uso de archivos DICOM y STL en la implantología dental para la
elaboración de modelos prueba de densidad ósea, simulando valores físicos
que ayuden a seleccionar el diámetro y cuerdas del implante.
Jeferson Arley Ramiez Mejia1
sonriline@gmail.com
https://orcid.org/0009-0006-6463-0396
Universidad Westhill
México
Alejandra Martínez Maldonado
alejandra.martinez@uw.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-4001-1842
Universidad Westhill
México
Rodrigo Hernández Girón
rodrigo.hernandez@uw.edu.mx
https://orcid.org/0009-0009-8145-1017
Universidad Westhill
México
RESUMEN
En este estudio proponemos un método experimental para modelar la transformación y simulación de
datos DICOM y STL que examina la correlación entre la densidad ósea y la estabilidad primaria del
implante dental. El objetivo principal fue crear modelos 3D que exhiban diversas propiedades óseas
(D1–D4) y simular condiciones físicas para guiar la elección óptima del diámetro y la geometría del hilo
del implante antes de la cirugía. Se realizó un escaneo CBCT utilizando el software 3D Slicer que
produce patrones óseos en formato STL. Los modelos y su análisis se realizaron en ANSYS Workbench
2025R1, utilizando el método de elementos finitos para calcular la distribución de tensiones, el par de
inserción y el micromovimiento en los diferentes tipos de hueso. Estos resultados demostraron que las
densidades D1 y D2 produjeron una mayor rigidez cortical y un par de inserción que se encontraba
dentro del rango clínico óptimo (35–45 N·cm), mientras que los huesos D3 y D4 requieren implantes
con un diámetro mayor e hilos cuadrados o profundos para minimizar las tensiones críticas y promover
la osteointegración. La simulación computacional también proporcionó un mecanismo correlativo de
unidades Hounsfield (HU) con valores de estabilidad mecánica al correlacionar tanto la densidad como
el rendimiento biomecánico deseado del implante; así, se estableció un factor predictivo de la
densidad/rendimiento biomecánico del dispositivo. La integración del flujo de trabajo digital
DICOM→STL representa una herramienta clínica y educativa de alto valor; apoya la planificación
individual, minimiza el riesgo quirúrgico y mejora el protocolo de implante con respecto al tipo de
hueso. Esta propuesta, además, mejora la implantología basada en evidencia y la generación de modelos
de simulación para la educación y la experimentación.
Palabras clave: Biomecánica, CBCT (Cone Beam Computed Tomography), Densidad ósea, DICOM
(Digital Imaging and Communications in Med
1 Autor principal
Correspondencia: sonriline@gmail.com

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Use of DICOM and STL files in dental implantology for the development of
bone density testing models, simulating physical values to assist in selecting
implant diameter and thread design.
ABSTRACT
This research proposes an innovative methodological model to analyze the relationship between bone
density and the primary stability of dental implants through DICOM and STL file processing and
biomechanical simulation. The main objective was to design three-dimensional (3D) bone models that
reproduce different bone densities (D1–D4) and allow the preoperative selection of implant diameter
and thread geometry under controlled physical conditions. CBCT scans were digitally segmented using
3D Slicer and converted to STL format. The resulting models were edited and analyzed in SolidWorks
and Ansys Workbench 2025R1, employing the finite element method to evaluate stress distribution,
insertion torque, and micromotion for different bone types. Results demonstrated that D1–D2 bone
densities provide higher cortical stiffness and optimal insertion torque (35–45 N·cm), whereas D3–D4
bone types require implants with larger diameters and deep or square threads to improve load distribution
and promote osseointegration. The computational simulations also revealed a positive correlation
between Hounsfield units (HU) and mechanical stability parameters, supporting the predictive use of
digital density data in implant selection. It is concluded that the integration of the digital DICOM→STL
workflow represents a valuable clinical and educational tool, enabling personalized planning, risk
reduction, and the optimization of implant protocols according to bone quality. This approach
strengthens evidence-based implantology and supports the development of simulation models for
research and academic training.
Keywords: Biomechanics, CBCT (Cone Beam Computed Tomography), Bone Density, DICOM (Digital
Imaging and Communications in Med
Artículo recibido 20 julio 2026
Aceptado para publicación: 20 agosto 2026

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INTRODUCCIÓN
La implantología actual se encuentra en una etapa de comprobación científica impulsada por la era
digital y la ingeniería biomecánica, en la cual prevalece la estabilidad primaria en el implante, marcada
generalmente por la densidad ósea y la micro y macro geometría del implante; forman parte de los
parámetros para alcanzar el éxito. No obstante, el uso de las tomografías y STL hoy en día todavía
presenta algunos fallos. (Ayub et al., 2025; Bayarchimeg et al., 2013a, 2013b; Farré-Pagès et al., 2011)
La conversión de DICOM a STL comienza con la segmentación de la región anatómica de interés y
continúa con la generación de isosuperficies (típicamente por algoritmos tipo Marching Cubes) para
producir una malla cerrada (“watertight”). Después se aplican etapas de post-procesamiento: suavizado
controlado para reducir ruido sin perder detalle anatómico, reducción de polígonos (decimación) para
hacer el archivo manejable, corrección de autointersecciones, orientación de normales, reparación de
agujeros y verificación de manifold. El objetivo es equilibrar fidelidad geométrica y eficiencia de
fabricación. (Elsheikh et al., 2025; Hwang et al., 2018; Kernen et al., 2020; Ochandiano et al., 2022;
Zarrabi et al., 2025)
En impresión 3D, también se consideran tolerancias, grosor mínimo de pared, orientación de fabricación
y elección de material (resinas, nylon, compuestos). Aunque STL es ubicuo, en contextos complejos
pueden preferirse formatos más ricos como 3MF o OBJ (con textura/colores) o incluso mallas
volumétricas (VTK) para análisis previos a la manufactura.(Alqahtani et al., 2023a, 2023b; Saini et al.,
2024)
Podemos plantearnos en este orden de ideas que el uso de tomografías y modelos STL o escaneos
intraorales y faciales ayuda hoy en día a ser más predecible la colocación de un implante de manera
específica e individual, pero reproduciendo en tres dimensiones los modelos y categorizando de manera
general la densidad ósea, creando porcentajes para la aplicación quirúrgica. Estos archivos y modelos
pueden ser utilizados de forma práctica y precisa para integrar un tratamiento aún más predictivo hoy
en día, siendo una herramienta indispensable para lograr el éxito de nuestros tratamientos quirúrgicos.
(Bayarchimeg et al., 2013; Marquezan et al., 2012)
La aplicación del método de elementos finitos (MEF) en implantología permite analizar la distribución
de tensiones y deformaciones en función de la densidad ósea, el diámetro, la longitud y el tipo de cuerda

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del implante. Estudios recientes demuestran que las simulaciones computacionales predicen con alta
correlación los resultados clínicos de torque e ISQ, contribuyendo al diseño de protocolos más precisos
y personalizados. (Qiu et al., 2024)
El presente trabajo busca integrar herramientas digitales de modelado, segmentación y simulación
biomecánica para crear modelos de densidad ósea estandarizados que sirvan como referencia en la
selección del implante ideal; de esta manera se promueve un enfoque interdisciplinario que une la
ingeniería con la práctica odontológica, fortaleciendo la toma de decisiones basada en evidencia y
fomentando la enseñanza práctica mediante entornos digitales de alta fidelidad.(Leblebicioğlu Kurtuluş
et al., 2022)
METODOLOGÍA
En el diseño del estudio se realizó una investigación tecnológica con aplicación experimental y enfoque
biomecánico basado en el procesamiento de imágenes tomográficas y simulaciones computacionales, se
utilizaron los estudios de tomografía computarizada (CBCT) obteniendo parámetros de densidades que
posteriormente fueron exportados y clasificados en D1, D2, D3 y D4. Consecutivamente, se aislaron los
tejidos por densidades generando modelos volumétricos representativos del maxilar y mandibular en
una malla o en un formato de STL con el modelo tridimensional, obteniendo archivos modificados para
simular las diferentes densidades óseas basadas en rangos comunes y escritos de la literatura
implantológica, siempre con el objetivo de reproducir escenarios donde encontramos los huesos de alta,
media y baja densidad.
Sobre estos modelos se posicionaron los implantes Adin con la macrogeometría de los diámetros y
cuerdas disponibles al mercado de hoy y se realizó una prueba mecánica con las variaciones, en una
comparación objetiva de rotación para así lograr obtener el torque ideal y el máximo torque al momento
de realizar el tratamiento quirúrgico antes de sobrepasar ese punto de flexión ósea y lograr establecer
patrones de comportamientos biomecánicos asociados al diseño del implante. Donde podemos replicar
con exactitud las propiedades físicas del hueso real y evaluar los implantes mencionados de conexión
interna con diámetros establecidos.

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Figura 1 Demostración del enmallado triangular y de la deformación ósea.
Se utilizaron modelos CAD de estos implantes dentales, seleccionando variaciones en diámetro (3.3,
3.75, 4.0 y 4.5 mm) y longitud estandarizada de 11.5 mm. Se evaluaron distintos diseños de
macrogeometría de la cuerda (afilada, cuadrada y profunda) para determinar su influencia en la
estabilidad según la densidad del bloque receptor. La elección de estos diseños responde a la necesidad
clínica de adaptar la geometría del implante a la calidad ósea disponible.
El análisis biomecánico se ejecutó mediante el Método de Elementos Finitos (MEF) en el software
ANSYS Workbench 2025R1. Se configuró una simulación de carga torsional aplicando un momento de
35 a 60 N sobre la cabeza del implante, con la base del bloque óseo completamente restringida en los
ejes X, Y y Z, los vértices y mallas en la interfaz hueso-implante con elementos tetraédricos refinados
(0.1–0.2 mm) para capturar con precisión las tensiones de contacto. Las variables de salida incluyeron
la deformación angular, el esfuerzo cortante (MPa) y el torque resultante, sirviendo como indicadores
directos de la estabilidad primaria.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
A partir del procesamiento de las tomografías (CBCT) se generaron cuatro modelos de bloques óseos
con representaciones de las densidades D1 a la D4. El análisis de segmentación reveló una distribución
heterogénea de la densidad, donde los modelos mandibulares mostraron un dominio de voxels
compatibles con densidades D1 (29.42%) y D2 (33.31%), mientras que los modelos maxilares
presentaron mayores porcentajes de hueso tipo D3 (31.93%) y D4 (27.12%) como se observa en la Tabla
1. Esta distribución validó la fidelidad de los modelos virtuales respecto a la anatomía clínica esperada

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en los procedimientos quirúrgicos logrados en las clínicas.
Porcentaje de densidades de la tabla 1
Tabla 1. Porcentaje Densidades
PORCENTAJE D1 VX D2 VX D3 VX D4 VX TOTAL, VX
CBCT 1 hombre mandíbula 2679345 3034301 2150233 1244556 9108435
CBCT 1 hombre maxilar 1234435 2567854 2568562 1674455 8045306
CBCT 2 mujer maxilar 1369884 2076571 2435665 2188929 8071049
% % % %
CBCT 1 hombre mandíbula 29,42% 33,31% 23,61% 13,66%
CBCT 1 hombre maxilar 15,34% 31,92% 31,93% 20,81%
CBCT 2 mujer maxilar 16,97% 25,73% 30,18% 27,12%
Simulaciones Oseas de CBCT en ANSYS
Figura 2. Distribución de los porcentajes en la simulación ósea.
Las simulaciones de torque mostraron una correlación positiva entre la densidad ósea y la estabilidad
primaria. En los modelos de alta densidad (D1 y D2), los implantes alcanzaron consistentemente valores
de torque de 45+ N con bajos niveles de micromovimiento. Por el contrario, en los escenarios de baja
densidad (D3 y D4), el torque de inserción disminuyó significativamente a rangos de 30-38 N.
Cabe resaltar que se observa una tendencia clara respecto a la macrogeometría: los implantes con
diámetros mayores (≥3.75 mm y 4.0 mm) y diseños de rosca profunda o cuadrada generaron una mejor
distribución de tensiones y mayor torque en huesos tipos D3 y D4 en comparación con los implantes de
3.3 mm o roscas afiladas. La deformación angular fue notablemente mayor en el hueso D4, lo que
sugiere que en estas densidades el diseño del implante juega un papel compensatorio crítico para

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alcanzar la estabilidad necesaria para la carga, dando como énfasis final la predictibilidad de la
simulación en el Ansys, comparándola con la colocación in vitro de los implantes en la clínica,
reafirmando el fundamento predecible de aplicar este tipo de protocolos sistemáticos a la aplicación
diaria y cotidiana de la clínica implantológica.
CONCLUSIONES
Los hallazgos y la comparación demuestran que la integración del flujo digital DICOM→STL con
simulaciones biomecánicas desarrolladas con el método de elementos finitos es una herramienta
reproducible y relevante en la planificación de implantes. La simulación de modelos óseos en densidades
D1–D4 ofrece una oportunidad para evaluar el comportamiento mecánico del dispositivo en la
interacción implante-hueso, de manera concreta y precisa.
El análisis puede ver claramente las variaciones de los torques logrados y también predecir con mayor
precisión el torque final a lograr para maximizar la integración y minimizar riesgos, por lo que el alcance
del factor de simulación ósea puede controlarse y en el futuro puede ajustarse de acuerdo con un
programa con IA para realizar mediciones estandarizadas según el implante, la densidad ósea, etc., para
un resultado individualizado altamente preciso y detallado en la biomecánica con parámetros medibles.
Hubo una relación bien establecida entre la densidad ósea obtenida a través de CBCT, el análisis
mecánico obtenido por simulación (torque, micromovimiento, distribución de tensiones) y los torques
clínicos observados en el procedimiento real de implante. Esto verifica que la simulación computacional
puede actuar como un predictor preciso del comportamiento biomecánico del implante, proporcionando
una visión preoperatoria más realista, anticipando que el uso de esta tecnología permitirá procedimientos
automatizados de selección de implantes y en escenarios clínicos con mayor tasa de éxito.
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