Stress distribution in lower second molar mesialization using mini-implants: a pilot study using 3D finite element analysis / Distribuição de tensões na mesialização do segundo molar inferior usando mini-implantes: um estudo piloto usando análise de elementos finitos 3D

Objective: to analyze the stress distribution in a 3D model that simulates second molar mesialization using two different types of mini-implants. Material and Methods: a mandible bone model was obtained by recomposing a computed tomography performed by a software program. The cortical and trabecular bone, a lower second molar, periodontal ligament, orthodontic tube, resin cement and the mini-implants were designed and modeled using the Rhinoceros 4.0 software program. The characteristics of self-drilling orthodontic mini-implants were: one with 7 mm length, 1 mm transmucosal neck section and 1.6 mm diameter and another with 5 mm length and 1.5 mm diameter. A total of 235.161 and 224.505 elements were used for the mesh. These models were inserted into the bone block and then subjected to loads of 200 cN (centinewton). The results were calculated and analyzed by the Ansys 17.0 software program for qualitative verification through displacement and maximum principal stress maps. Results: it was possible to observe that the periodontal ligament presented low displacement and stress values. However, the physiological values presented are among those capable to provide orthodontic movement, with compression and tensile area visualization staggered between 0.1 and -0.1 MPa (megapascal). Conclusion: within the limitations of the study, the mini-implants tested showed similar results where the load on the tooth allowed dental displacement (molar mesialization), with a tendency to rotate it, theoretically allowing the second molar to take the location of the first molar. (AU)

Objetivo: analisar a distribuição de tensões em um modelo 3D que simula a mesialização do segundo molar usando dois tipos diferentes de mini-implantes. Material e Métodos: um modelo de osso mandibular foi obtido por recomposição de uma tomografia computadorizada realizada por um software. O osso cortical e trabecular, um segundo molar inferior, ligamento periodontal, tubo ortodôntico, cimento resinoso e os mini-implantes foram projetados e modelados no software Rhinoceros 4.0. As características dos mini-implantes ortodônticos auto perfurantes foram: um com 7 mm de comprimento, 1 mm de secção transmucosa e 1,6 mm de diâmetro e outro com 5 mm de comprimento e 1,5 mm de diâmetro. Para a malha, foram utilizados 235.161 e 224.505 elementos. Esses modelos foram inseridos no bloco ósseo e então submetidos a cargas de 200 cN (centinewton). Os resultados foram calculados e analisados pelo software Ansys 17.0 para verificação qualitativa por meio de mapas de deslocamento e tensões máximas principais. Resultados: foi possível observar que o ligamento periodontal apresentou baixos valores de deslocamento e tensões. Porém, os valores fisiológicos apresentados são capazes de proporcionar movimentação ortodôntica, com visualização da área de compressão e tração escalonada entre 0,1 e -0,1 MPa (megapascal). Conclusão: dentro das limitações do estudo, os mini-implantes testados apresentaram resultados semelhantes onde a carga sobre o dente permitiu o deslocamento dentário (mesialização do molar), com tendência a girá-lo, permitindo teoricamente que o segundo molar ocupe do lugar do primeiro molar (AU)

Influence of Preparation Design, Restorative Material and Load Direction on The Stress Distribution of Ceramic Veneer in Upper Central Incisor / Influência do desenho de preparo, material restaurador e direção de carga na distribuição de tensão de laminado cerâmico em incisivo central superior

Objective: Evaluate the effect of four preparation designs, two ceramic materials, and two occlusion contact types on the stress distribution of ceramic veneer in upper central incisor. Material and methods: 3D-models were performed in the modeling software containing enamel, dentin, pulp, periodontal ligament and a base of polyurethane resin. The designs were modeled and exported to the computer aided engineering software to perform the static structural analysis. For the mesh, a total of 155429 tetrahedron elements and 271683 nodes were used, after a 10% convergence test. Two materials, lithium disilicate and feldspathic ceramics, were simulated. A static load of 100 N on 45º was applied on the incisal and middle thirds of the palatal tooth region, guided by the occlusal plane. The base was constrained in all directions. The Maximum Principal Stress was the failure criteria chosen for the analysis. Results:The Finite Element Analysis showed that the most conservative designs presented less stress concentration on the ceramic veneer. However, the highest tensile stress concentrations were observed on lithium disilicate veneer with extend design, on the middle third. The type of occlusal contact presented different stress patterns among the preparation designs; the incisal contact showed higher stress concentration compared to middle third contact regardless the ceramic material. Conclusion: To perform a ceramic veneer in upper central incisor, the feldspathic ceramic presented promising results and should be recommended when the extended design was done. Regarding contact types, the incisal contact is more prone to failure regardless the ceramic and preparation design. (AU).

Objetivo: Avaliar o efeito de quatro desenhos de preparo, dois materiais cerâmicos e dois tipos de contato oclusais na distribuição de tensão de laminado cerâmico em incisivo central superior. Material e métodos: Modelos 3D foram realizados em software de modelagem contendo esmalte, dentina, polpa, simulador de ligamento periodontal e uma base de resina de poliuretano. Os desenhos foram modelados e exportados para o software de engenharia para realizar análise estatística estrutural. Para a malha, foram usados um total de 155429 elementos tetraedros e 271683 nós, após teste de convergência de 10%. Dois materiais, dissilicato de lítio e cerâmica feldspática, foram simulados. Uma carga estática de 100N em 45º foi aplicada no terço incisal e médio na região palatina do dente, guiada pelo plano oclusal e a base foi restringida em todas as direções. A tensão de tração foi o critério de falha escolhido para a análise. Resultados: A análise de elementos finitos mostrou que os desenhos mais conservadores apresentaram menor concentração de tensão no laminado cerâmico. Contudo, as maiores concentrações de tensões foram observadas no laminado de dissilicato de lítio com preparo estendido no terço médio. O tipo de contato oclusal apresentou diferentes padrões de tensões entre os diferentes desenhos, o contato incisal mostrou maior concentração de tensão em relação ao contato do terço médio independentemente do material cerâmico Conclusão: Para a confecção de laminado cerâmico em incisivo central superior, a cerâmica feldspática apresentou resultados promissores e é recomendada quando for feito preparo estendido. Em relação aos tipos de contato, o contato incisal é mais sujeito a falhas independentemente da cerâmica e desenho do preparo. (AU)