ABSTRACT
The aim of this study was to analyze the biomechanical behavior of lower premolars regarding the non-carious cervical lesion (NCCL) depth, load type and restoration status, using finite element analysis. Twodimensional virtual model simulating a healthy lower premolar were created using the CAD software. Based on this image, five models were generated: healthy (H), three types of NCCLs: small lesion (SL 0.5 mm deep), medium lesion (ML 1.0 mm), deep lesion (DL 1.5 mm), and restored lesion (RL). The models were export to a CAE software (ANSYS Finite Element Analysis Software), the areas of all structures were plotted and each model was meshed using a control mesh device. All of the virtual models were subjected to two occlusal load types, (100N each): occlusal load (OL) and buccal load (BL) on buccal cusp. The magnitude and the stress distribution were obtained using the von Mises and maximum principal stress criteria (1), in MPa. The quantitative analysis of stress (MPa) was identified at three points of the NCCLs: enamel surface on its upper wall , dentin at the bottom wall and dentin on the lower wall. The results showed a direct relation between sequential removal of cervical structure and higher stress concentration for any groups and for both loads types. For OL the highest value of stress was 8.8 MPa for DL on upper wall of NCCLs.The BL exhibited higher stress values in comparison to the OL for all models.In addtion, the BL was responsible for providing the highest stress accumulation on the bottom wall, 38.2 MPa for DL. The restoration with composite resin was able to restore a stress distribution close to the healthy model, for both load types. In conclusion, the extent of non-carious cervical lesion and loading conditions influenced the stress distribution pattern of lower premolar. The outer load seems to be more critical in affecting the biomechanical behavior of lower premolars, regardless of the lesion size. The restoration of NCCLs with composite resin appears to recover the biomechanical behavior, similar to healthy model.
O objetivo desse estudo foi analisar o comportamento biomecânico de pré-molares inferiores em relação a profundidade da lesão cervical não cariosa (LCNC), tipo de carregamento e condição da restauração, utilizando a análise por elementos finitos. Modelo virtual bidimensional simulando um pré molar inferior hígido foi criado utizando o software de CAD.A partir dessa imagem, cinco modelos foram gerados: hígido (H), três tipos de LCNCs-lesão rasa (SL-0.5 mm de profundidade), lesão média (ML-1.0mm), lesão profunda (DL-1.5mm), e lesão restaurada (RL). Os modelos foram exportados para o software de CAE (ANSYS Software de Análise por Elementos Finitos), as áreas de todas as estruturas foram plotadas e cada modelo foi malhado utilizando um dispositivo controle de malha.Todos os modelos virtuais foram submetidos a dois tipos de carregamento oclusal (100N cada): carregamento oclusal (OL) e carregamento externo (BL) na cúspide vestibular. A intensidade e a distribuição das tensões foram obtidas utilizando os critérios de von Mises e tensão máxima principal (1),em Mpa. A análise quantitativa das tensões (MPa) foi identificada em três pontos das LCNCs: parede superior em esmalte, parede de fundo em dentina e parede inferior em dentina. Os resultados apresentaram uma relação direta entre a remoção sequencial de estrutura na região cervical e os maiores valores de concentração de tensões para todos os grupos e para os dois tipos de carga. Para OL, o maior valor de tensão foi 8.8 MPa para DL na parede superior da LCNCs. O BL exibiu maiores valores de tensão em comparação ao OL para todos os modelos. Além disso, BL foi responsável por promover o maior acúmulo de tensão na parede de fundo, 38.2 MPa para DL. A restauração com resina composta foi capaz de restaurar uma distribuição de tensões similar a do modelo hígido, para ambos os tipos de carga. Em conclusão, a extensão da lesão e o tipo de carregamento influenciaram no padrão de distribuição de tensões de pré-molares inferiores. A carga externa parece ser mais crítica para afetar o comportamento biomecânico de pré-molares inferiores, independente do tamanho da lesão. A restauração das LCNCs com resina composta, parece recuperar o comportamento biomecânico similar ao do modelo hígido.
Subject(s)
Bicuspid , Composite Resins , Finite Element AnalysisABSTRACT
The direct restorative treatment for anterior teeth, when properly indicated, presents satisfactory results. This article describes a clinical approach to rehabilitate the smile of a patient with stained teeth using tooth bleaching and composite resin restorations. Female patient, aged 22, attended the Integrated Clinic, Faculty of Dentistry (Universidade Federal de Uberlência), complaining of a dimming of the tooth 11. After clinical examination, the treatment proposed for her was a resin composite veneer. Initially, the patient was submitted to dental bleaching and after 15 days began with the restorative treatment. The shade of the tooth was selected after bleaching treatment using the Vita Classical guide, and was defined as being A2. The preparation was performed on the vestibular surface delimited to the cervical marginal groove with a diamond nº 1014, 0.3 to 0.7 mm. Three guide-grooves were made in buccal surface, with a diamond burs nº 2135, taking into account the three inclinations of the tooth, 0.3 - 1 mm depth. Finally, it was made the unification of the grooves with the same diamond burs. Isolation was performed with the aid of a rubber dam, followed by prophylaxis with pumice and rubber cup, acid etching with phosphoric acid 37% for 30 seconds and the application of the hydrophilic adhesive (Adper Single Bond 2, 3M ESPE). The microhybrid resin (Opallis, FGM produtos odontológicos) was inserted by the incremental technique and subsequently aesthetic and occlusal adjustments were held. The resin composite veneers can be utilized to restore function and aesthetics, while respecting the indications and limitations of restorative materials
O tratamento restaurador com resina composta para dentes anteriores, quando bem indicado, apresenta resultados altamente satisfatórios. Este artigo descreve uma abordagem clínica para restabelecer a harmonia do sorriso de paciente com dentes escurecidos, associando clareamento dental e restaurações de resina composta. Paciente do sexo feminino, 22 anos, compareceu à Clínica Integrada da Faculdade de Odontologia, UFU, queixando-se de escurecimento do dente 11. Após exame clínico, o tratamento proposto foi faceta direta em resina composta. Inicialmente, a paciente foi submetida ao clareamento dental e depois de 15 dias iniciou-se o tratamento restaurador. A cor do dente foi selecionada após o clareamento utilizando Escala Vita e foi definida como A2. O preparo foi realizado na superfície vestibular na margem cervical com ponta diamantada nº 1014 em profundidade 0,3-0,7 mm. Três sulcos guia foram feitos na superfície vestibular, com uma ponta diamantada nº 2135, levando em consideração as três inclinações do dente, com uma profundidade de 0,3-1 mm. Finalmente, foi feita a união dos sulcos com a mesma ponta diamantada. O isolamento foi realizado com o auxílio de um dique de borracha, seguindo-se a profilaxia com pedra pomes e taça de borracha, ataque ácido com ácido fosfórico a 37% por 30 segundos e aplicação de um sistema adesivo universal (Adper Single Bond2, 3M ESPE). Resina composta micro-híbrida (Opallis FGM produtos odontológicos) foi inserida pela técnica incremental e, posteriormente, realizado o ajuste oclusal e estético. As facetas de resina composta representam tratamento que pode ser utilizado para restaurar a função e estética, respeitando as indicações e limitações de materiais restauradores
Subject(s)
Humans , Female , Young Adult , Tooth Bleaching/methods , Dental Veneers , Composite Resins/chemistry , Dentistry, OperativeABSTRACT
The aim of this study was to evaluate the effect of parallel and tapered threaded post placement on the strain and stress distribution of endodontically treated teeth. Fifteen bovine incisors were sectioned 15 mm from their apices, endodontically treated, and divided into three groups (n = 5) according to three different threaded posts: parallel threaded post (Radix-Anker, RA); tapered threaded post (Euro-Post, EP) and tapered threaded post (Reforpost II, RII). A strain-gauge was fixed on the proximal surface perpendicular to the long root axis, 2 mm from the cervical limit. Strain generated during post placement was recorded and compared using one-way ANOVA and Tukey's test (α= .05). A scanning electron microscope was used to examine the longitudinal root sections. Stress was evaluated for each group in a two-dimensional finite element analysis. The models were meshed with tetrahedron elements and loaded with 2 N at an angle of 135° to the lingual face. The equivalent Von Mises stress was calculated. The one-way ANOVA showed significant difference among the groups. The RA group (150.0 ± 12.2 A) produced higher external strain than the RII (80.0 ± 12.2 B) and the EP (70.0 ± 6.1 B) groups. The inner strain was approximately five times greater than the external dentin strain. High stress concentrations in each thread of the posts were observed. Scanning electron micrographs showed cracks that started in the threads of the posts. The threaded post placement induced root strain mainly on the parallel side post. Root strain and stress concentration on the post threads tended to create cracks in the inner root canal dentin.
Subject(s)
Animals , Cattle , Dental Stress Analysis/methods , Post and Core Technique , Root Canal Therapy/methods , Tooth, Nonvital/therapy , Biomechanical Phenomena , Finite Element Analysis , Materials Testing , Microscopy, Electron, Scanning , Stress, Mechanical , Surface PropertiesABSTRACT
The aim of the present study was to analyze the effects of different types of non-carious cervical lesions (NCCLs) and their morphologies in premolars, restored (or not) with composite resin, on the application three occlusal loadings. The hypothesis was that differing NCCL morphologies, loading types and restoration with composite resin affect stress distribution patterns. A two-dimensional linear Finite Element Analyses (FEA) simulated a healthy tooth model (H) with dental structures including: dentin, pulp, enamel, periodontal ligament, cortical bone, and trabecular bone. Three NCCL morphological models were examined: Mixed (MI), Sauce (SA) and Wedged-shape (WS). All types of lesions were analyzed with and without restoration. The models were considered homogeneous and elastic. In each model three load types: 100N: vertical load (VL), buccal load (BL) and palatine load (PL) were applied. The Maximum Principal Stress values were analyzed. The quantitative analysis of stress (MPa) was identified at five points of the NCCLs according to the morphology of the lesion type: initial point, superior wall, center of lesion, inferior wall and final point. It was found that NCCLs restored with composite resin exhibited stress distribution patterns similar to the healthy tooth model, independent of morphology and load. The Palatine Load was responsible for providing the highest values of accumulated tensions on the NCCL. The highest values of tensile stress on NCCL areas were found in the models without composite resin restoration, which had received PL. It was concluded that the different NCCL morphologies had little effect on stress distribution patterns. The major factors that affected the biomechanical behavior of premolars presenting NCCL were load type and the presence of composite restoration.
O objetivo desse estudo foi analisar a influência de diferentes morfologias de lesões cervicais não cariosas (LCNCs) em pré-molares superiores restaurados ou não com resina composta, aplicando três diferentes carregamentos oclusais. A hipótese é que a morfologia, o tipo de carregamento e a restauração influenciem no padrão de distribuição de tensão. Através do método de elementos finitos, foram simulados modelos bidimensionais, homogêneos, lineares e elásticos. O modelo do dente hígido (H) foi representado com as seguintes estruturas: dentina, polpa, esmalte, ligamento periodontal, osso cortical, osso trabeculado e posteriormente simulou-se três morfologias de LCNCs: Mista(MI), Arredondada (SA) e em forma de Cunha (WS). Todos os tipos de lesão foram analisados com a presença e ausência da restauração. Em cada modelo foram aplicados três diferentes tipos de carregamento, com 100 N cada: carregamento vertical (VL), carregamento vestibular (BL) e carregamento palatino (PL). A análise quantitativa das tensões foi realizada através do critério de Tensão Máxima Principal em cinco regiões de cada LCNC, nos seguintes pontos: ponto inicial, parede superior, centro da lesão, parede inferior e ponto final. Como resultado, as LCNCs restauradas com resina composta apresentaram distribuição de tensão semelhante a do modelo do dente hígido, independente da morfologia e do carregamento. O carregamento palatino foi responsável pelos maiores valores de acúmulo de tensão nas LCNCs. É possível conclui que Os diferentes tipos de morfologia das LCNCs apresentaram pequena influencia no padrão de distribuição de tensão. Os fatores de maior influência no comportamento biomecânico de pré-molares foram o tipo de carregamento e a presença da restauração.
Subject(s)
Tooth , Tooth Injuries , Tooth Injuries/pathology , Resin CementsABSTRACT
OBJETIVO: Verificar, através da análise por elementos finitos, a influência do formato da infraestrutura e protocolo de resfriamento nas tensões térmica residuais (TTR) e nas tensões após carregamento oclusal de coroas com infraestrutura de zircônia YTZ-P. MÉTODOS: Foram construídos modelos 3D de coroa em segundo molar inferior com dois diferentes formatos de infraestrutura: uniforme (IU) e anatômico (IA). Análise da transferência de calor foi conduzida com dois protocolos de resfriamento: lento (RL) e rápido (RR). Os dados de temperatura foram utilizados na análise da tensão térmica, na qual foi considerada a mudança do coeficiente de contração térmico linear e do módulo de elasticidade da porcelana próximo a sua Tg. Sobre os modelos com tensões térmicas residuais foi simulado o carregamento oclusal: 400 N distribuídos em 2 áreas de 1 mm2 nas cúspides vestibulares. Foram analisadas as distribuições das tensões máxima principal (1) e mínima principal (3) residuais (após resfriamento) e finais (após carregamento oclusal) na porcelana de cobertura. RESULTADOS: Os modelos com RL apresentaram maiores tensões de tração (1 positiva) e de compressão (3 negativa), além de amplas áreas com ausência de tração (1 negativa) na oclusal e na cervical. Nos modelos com RR as mesmas áreas eram isentas de compressão (3 positiva). Ao comparar as infraestruturas no RL, o modelo com IA apresentou maior área com ausência de tração, menor pico 1 (IA: 27,6 MPa; IU: 32,8 MPa) e maior pico de 3 (IA: -61,2 MPa; IU: -46,8 MPa). Com o carregamento oclusal, notou-se, de modo geral, um pequeno aumento das tensões de tração na face lingual e diminuição da tração na região cervical da face vestibular, para ambos os formatos de infraestrutura. CONCLUSÃO: A distribuição observada nos modelos resfriados rapidamente tende a oferecer menos proteção à propagação de trincas, pois na face oclusal foram geradas regiões sem compressão.
Os modelos com IA, quando resfriados lentamente, apresentaram distribuição de tensões, antes e após carregamento oclusal, que pode diminuir o risco de lascamento da porcelana.
OBJECTIVE: To analyze, using a 3D finite element model, the residual thermal stress distribution and occlusal stress distribution in a veneered zirconia crown regarding the framework design and cooling protocol. METHODS: 3D models of second lower molar veneered zirconia crowns were built with two different core designs: uniform (U) or anatomic (A). Heat transfer analyses were conducted with two cooling protocols: slow (S) and fast (F). The output of temperatures was used to calculate thermal stresses. The non-linear increase in porcelain modulus and coefficient of thermal expansion close to its Tg was taken into account. An occlusal load (400 N in two 1 mm2 contact area at the buccal cusps) was applied in the pre-stressed model. The maximum (1) and minimum (3) principal stresses at the porcelain were analyzed. RESULTS: Slowly cooled models showed higher tensile (positive 1) and compressive stresses (negative 3). In addition, tension-free zones were shown in their occlusal and cervical regions, while compression-free zones were shown in the same regions of rapidly cooled models. Regarding the framework design, the anatomic model showed larger tension-free zones at the occlusal face, lower 1 peak (A: 27.6 MPa; U: 32.8 MPa) and higher 3 peak (A: -61.2 MPa; U: -46.8 MPa). After occlusal loading, the tensile stress values increased in the lingual face and decreased in the cervical of buccal face, but the general pattern of residual thermal stress distribution was maintained. CONCLUSION: The stress distribution of rapidly cooled models is less prone to protect the porcelain from crack propagation, because of the compression-free zones in the occlusal and cervical regions. The anatomic design in slowly cooled models showed stress distribution more favorable to prevent porcelain chipping.
Subject(s)
Ceramics/analysis , Dentistry , Dental Porcelain/analysisABSTRACT
The aim of this study was to measure the effect of the elapsed time on micro-strain of dental structure by strain gauge test of human and bovine teeth. Ten standardized bovine incisors and ten standardized human premolars were obtained. To measure the strain it was fixed one strain gauge on the buccal of each sample and it was also performed a compression test on each of dehydration times: T0: immediately after removal from moisture; T5: after dehydration in room temperature (23 ± 1oC) for 5 minutes; T15: dehydration for 15 minutes; T45: dehydration for 45 minutes; T120: dehydration for 120 minutes; T24: dehydration for 24 hours; T24Re: dehydration for 24 hours and rehydration for 24 hours in distilled water. The results were statistically analyzed by using one-way ANOVA and Tukey’s test (p < 0.05). Mean and standard deviation values in micro-Strain (μS) of human teeth were: T0: 56.7 ± 28.5 a; T5: 56.9 ± 43.7 a; T15: 40.2 ± 29.7 ab; T45: 41.2 ± 22.1 ab; T120: 32.2 ± 22.5 ab; T24: 22.6 ± 21.7 b; T24Re: 38.5 ± 12.9 ab, and bovine teeth were: T0: 47.5 ± 15.6 a; T5: 39.2 ± 12.5ab; T15: 34.2 ± 11.5 abc; T45: 29.0 ± 7.9 bc; T120: 25.3 ± 10.5 bc; T24: 22.6 ± 10.2 bc; T24Re: 29.9 ± 13.2 bc. The μS values were decreased with increasing of the dehydration time for both teeth groups. It can be concluded that dehydration caused strain decreasing being necessary to keep the samples hydrated during strain gauge tests.
O objetivo deste estudo foi medir o efeito do tempo decorrido em microdeformação da estrutura dental por teste de extensometria de dentes humanos e bovinos. Obtiveram-se dez incisivos bovinos padronizados e dez pré-molares humanos padronizados. Para medir a deformação foram fixados extensômetros sobre a face vestibular de cada amostra, e também foi realizado um teste de compressão em cada um dos tempos de desidratação: T0: imediatamente após a remoção da umidade; T5: após desidratação em temperatura ambiente (23 ± 1°C) por 5 minutos; T15: desidratação por 15 minutos; T45: desidratação durante 45 minutos; T120: desidratação por 120 minutos; T24: desidratação por 24 horas; T24Re: desidratação por 24 horas e re-hidratação durante 24 horas em água destilada. Os resultados foram analisados estatisticamente utilizando o one-way ANOVA e teste de Tukey (p < 0,05). Os valores da média e desvio-padrão em microdeformação (μS) de dentes humanos foram: T0: 56,7 ± 28,5 a; T5: 56,9 ± 43,7 a; T15: 40,2 ± 29,7 ab; T45: 41,2 ± 22,1 ab; T120: 32,2 ± 22,5 ab; T24: 22,6 ± 21,7 b; T24Re: 38,5 ± 12,9 ab e dentes bovinos foram: T0: 47,5 ± 15,6 a; T5: 39,2 ± 12,5 ab; T15: 34,2 ± 11,5 abc; T45: 29,0 ± 7,9 bc; T120: 25,3 ± 10,5 bc; T24: 22,6 ± 10,2 bc; T24Re: 29,9 ± 13,2 bc. Os valores μS foram reduzidos com o aumento do tempo de desidratação para ambos os grupos de dentes. Pôde-se concluir que a desidratação causada promoveu maior rigidez da estrutura, sendo necessário manter as amostras hidratadas durante testes laboratoriais.