Distribution of stress on TMJ disc induced by use of chincup therapy: assessment by the finite element method

ABSTRACT Objective: To assess the distribution of stress produced on TMJ disc by chincup therapy, by means of the finite element method. Methods: a simplified three-dimensional TMJ disc model was developed by using Rhinoceros 3D software, and exported to ANSYS software. A 4.9N load was applied on the inferior surface of the model at inclinations of 30, 40, and 50 degrees to the mandibular plane (GoMe). ANSYS was used to analyze stress distribution on the TMJ disc for the different angulations, by means of finite element method. Results: The results showed that the tensile and compressive stresses concentrations were higher on the inferior surface of the model. More presence of tensile stress was found in the middle-anterior region of the model and its location was not altered in the three directions of load application. There was more presence of compressive stress in the middle and mid-posterior regions, but when a 50o inclined load was applied, concentration in the middle region was prevalent. Tensile and compressive stresses intensities progressively diminished as the load was more vertically applied. Conclusions: stress induced by the chincup therapy is mainly located on the inferior surface of the model. Loads at greater angles to the mandibular plane produced distribution of stresses with lower intensity and a concentration of compressive stresses in the middle region. The simplified three-dimensional model proved useful for assessing the distribution of stresses on the TMJ disc induced by the chincup therapy.

RESUMO Objetivo: avaliar, por meio do método dos elementos finitos, a distribuição das tensões no disco articular produzidas pela mentoneira ortopédica. Métodos: um modelo tridimensional simplificado do disco articular foi desenvolvido com o software Rhinoceros 3D e exportado para o software ANSYS. Uma carga de 4,9 N (500 gf) foi aplicada na superfície inferior do modelo, com inclinação de 30, 40 e 50o em relação ao plano mandibular Gônio-Mentoniano (GoMe). O ANSYS analisou, por meio do método dos elementos finitos, a distribuição das tensões presentes no modelo do disco articular para as diferentes angulações. Resultados: os resultados mostraram que a concentração das tensões de tração e compressão foi maior na superfície inferior do modelo. A tensão de tração foi mais presente na região média-anterior do modelo, e sua localização não se alterou nas três direções da aplicação da carga. A tensão de compressão foi mais presente nas regiões média e média-posterior do modelo, mas quando a carga a 50o foi aplicada, ela se concentrou na região média. As intensidades das tensões de tração e compressão diminuíram progressivamente à medida que a carga foi aplicada mais verticalmente. Conclusão: as tensões induzidas pela mentoneira ortopédica se localizaram principalmente na superfície inferior do modelo. As cargas com maior angulação em relação ao plano mandibular produziram uma distribuição de tensões com menor intensidade e uma concentração da tensão de compressão na região média do modelo. Um modelo tridimensional simplificado se mostrou útil na avaliação da distribuição das tensões no disco articular induzidas pela mentoneira ortopédica.

Avaliação pelo MEF da distribuição das tensões no implante, componentes protéticos e coroa, em conexões com hexágono externo, interno e Cone Morse / Evaluation using FEM on the stressdistribution on the implant, prostheticcomponents and crown, with Cone Morse, external and internal hexagon connections

Objetivo: comparar a distribuição de tensões em sistemas de implantes com diferentes tipos de conexões (hexágono externo, hexágono interno e Cone Morse), pelo Método de Elementos Finitos Bidimensional. Métodos: uma força de 100N foi aplicada na cúspide vestibular de um segundo pré-molar inferior, no sentido axial, e, posteriormente, com inclinação de 45o em cada sistema. As análises foram realizadas pelos critérios das tensões de von Mises. Resultados: os resultados apontaram que, em todos os três sistemas, a maior concentração de tensões deu-se na região do pescoço do implante em contato com o osso cortical, com exceção do sistema Cone Morse, onde a tensão se concentrou na porção interna do implante em contato com o pilar. Também foi observado que cargas inclinadas sempre geraram valores superiores aos obtidos com as cargas axiais. Conclusão: pode-se concluir, então, que os parafusos dos pilares são a porção mais frágil dos sistemas. Nos implantes, os sistemas com conexão interna têm distribuição mais uniforme das tensões que o de conexão externa.

Objective: The aim of this study was to compare the stress distribution between implant systems with differenttypes of connections, i.e., external hexagon, internal hexagon and morse taper, by applying the Two-DimensionalFinite Element Method. Methods: A 100-N load was applied to the buccal cusp of an inferior second premolar inthe axial direction and thereafter at an inclination of 45o on each system. Analysis was performed by means ofthe von Mises stresses criteria. Results: The results showed that in, all systems, the highest stress concentrationoccurred in the neck of the implant in contact with the cortical bone, except for the morse taper models, where thestress was concentrated in the inner portion of the implant in contact with the abutment. It also became apparentthat oblique forces resulted in higher stress values than those obtained with axial loads. Conclusion: It could beconcluded that abutment screws are the most fragile portion of the systems. Internal connection implant systemsexhibited a more uniform distribution of stresses than external connection implant systems.