Análise da distribuição das tensões dentárias em maxila submetida a expansão cirurgicamente assistida / Dental stress distribution in surgically assisted maxillary expansion

A deficiência transversal de maxila caracteriza-se por mordida cruzada posterior uni ou bilateral, palato ogival, dentes apinhados e rotacionados. Seu tratamento, em indivíduos que atingiram a maturidade esquelética, é a expansão de maxila cirurgicamente assistida. Tal procedimento não possui efeitos somente esqueléticos, mas também dentários (especialmente nos dentes pilares do aparelho expansor), cavidade e espaço aéreo nasais, lábio e demais tecidos moles circunjacentes. O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio do método de elementos finitos, a distribuição das tensões que incidem nos dentes suportes do aparelho expansor dento-muco-suportado, produzidas pela expansão de maxila cirurgicamente assistida, quando variou-se as osteotomias. Foram construídos virtualmente 5 modelos de maxila: M1 - modelo hígido; M2 - Osteotomia Le Fort I com degrau no pilar zigomático-maxilar; M3 - Osteotomia Le Fort I com degrau no pilar zigomático-maxilar e disjunção ptérigo-maxilar; M4 - Osteotomia Le Fort I descendente sem degrau e M5 – Osteotomia Le Fort I descendente sem degrau e com disjunção ptérigo-maxilar. Em todos os modelos, com exceção do M1, foram simuladas osteotomias da sutura intermaxilar, realizando a disjunção intermaxilar. Os resultados mostraram que, mesmo com a utilização do aparelho dento-mucosuportado, ocorreu dissipação de tensões de tração principalmente nas regiões palatinas dos dentes e osso alveolar, e de compressão predominantemente na vestibular do osso alveolar e dos dentes. A realização de osteotomia Le fort I subtotal associada a osteotomia da sutura intermaxilar, pareceu reduzir essa dissipação de forças. Concluiu-se que a osteotomia Le Fort I subtotal associada aosteotomia da sutura intermaxilar e com a disjunção do processo ptérigo-maxilar, deve ser a osteotomia de escolha quando se busca reduzir tensões aos dentes, e que existe tendência dos dentes pilares do aparelho deslocarem-se para mesiovestibular...

The transverse maxillary deficiency is characterized by a posterior crossbite, higharched palate, crowded and rotated teeth. To treat individuals who had reached skeletal maturity, surgically assisted maxillary expansion is necessary.This procedure has not only skeletal effects, but also in the teeth (especially the pillars of the expander), nasal cavity and airspace, lip and other surrounding soft tissues. The purpose of this study was to evaluate, through means of finite element analysis, the distribution of stresses that affect the teeth holders of the expander appliance. Five models were virtually built: M1-healthy model, M2-Le Fort I osteotomy with step in the zygomaticmaxillary buttres, M3-Le Fort I osteotomy with step in the zygomaticmaxillary buttres and pterygomaxillar disjunction, M4-Le Fort I osteotomy without step and M5 - Le Fort I osteotomy without step and pterygomaxillar disjunction. In all models, except for M1, simulated osteotomy of the intermaxillary suture and intermaxillary disjunction were performed. The results showed occurrence of tensile forces in the teeth’s palatine side and alveolar bone and compression on the teeth’s buccal side of the teeth and alveolar bone. The subtotal Le Fort I osteotomy combined with osteotomy of the intermaxilarry suture seemed to reduce the dissipation of tensions. Therefore, subtotal Le Fort I osteotomy combined with osteotomy of the intermaxillary suture and the disjunction of the pterygoid process of maxillary tuberosity, may be the osteotomy of choice when searching to reduce tensions on the teeth. It was a tendency of the abutment teeth of the device move mesio-vestibular (premolar) and disto-buccal (molar).

Análise da distribuição das tensões dentárias em maxila submetida a expansão cirurgicamente assistida / Dental stress distribution in surgically assisted maxillary expansion

A deficiência transversal de maxila caracteriza-se por mordida cruzada posterior uni ou bilateral, palato ogival, dentes apinhados e rotacionados. Seu tratamento, em indivíduos que atingiram a maturidade esquelética, é a expansão de maxila cirurgicamente assistida. Tal procedimento não possui efeitos somente esqueléticos, mas também dentários (especialmente nos dentes pilares do aparelho expansor), cavidade e espaço aéreo nasais, lábio e demais tecidos moles circunjacentes. O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio do método de elementos finitos, a distribuição das tensões que incidem nos dentes suportes do aparelho expansor dento-muco-suportado, produzidas pela expansão de maxila cirurgicamente assistida, quando variou-se as osteotomias. Foram construídos virtualmente 5 modelos de maxila: M1 - modelo hígido; M2 - Osteotomia Le Fort I com degrau no pilar zigomático-maxilar; M3 - Osteotomia Le Fort I com degrau no pilar zigomático-maxilar e disjunção ptérigo-maxilar; M4 - Osteotomia Le Fort I descendente sem degrau e M5 – Osteotomia Le Fort I descendente sem degrau e com disjunção ptérigo-maxilar. Em todos os modelos, com exceção do M1, foram simuladas osteotomias da sutura intermaxilar, realizando a disjunção intermaxilar. Os resultados mostraram que, mesmo com a utilização do aparelho dento-mucosuportado, ocorreu dissipação de tensões de tração principalmente nas regiões palatinas dos dentes e osso alveolar, e de compressão predominantemente na vestibular do osso alveolar e dos dentes. A realização de osteotomia Le fort I subtotal associada a osteotomia da sutura intermaxilar, pareceu reduzir essa dissipação de forças. Concluiu-se que a osteotomia Le Fort I subtotal associada aosteotomia da sutura intermaxilar e com a disjunção do processo ptérigo-maxilar, deve ser a osteotomia de escolha quando se busca reduzir tensões aos dentes, e que existe tendência dos dentes pilares do aparelho deslocarem-se para mesiovestibular...

The transverse maxillary deficiency is characterized by a posterior crossbite, higharched palate, crowded and rotated teeth. To treat individuals who had reached skeletal maturity, surgically assisted maxillary expansion is necessary.This procedure has not only skeletal effects, but also in the teeth (especially the pillars of the expander), nasal cavity and airspace, lip and other surrounding soft tissues. The purpose of this study was to evaluate, through means of finite element analysis, the distribution of stresses that affect the teeth holders of the expander appliance. Five models were virtually built: M1-healthy model, M2-Le Fort I osteotomy with step in the zygomaticmaxillary buttres, M3-Le Fort I osteotomy with step in the zygomaticmaxillary buttres and pterygomaxillar disjunction, M4-Le Fort I osteotomy without step and M5 - Le Fort I osteotomy without step and pterygomaxillar disjunction. In all models, except for M1, simulated osteotomy of the intermaxillary suture and intermaxillary disjunction were performed. The results showed occurrence of tensile forces in the teeth’s palatine side and alveolar bone and compression on the teeth’s buccal side of the teeth and alveolar bone. The subtotal Le Fort I osteotomy combined with osteotomy of the intermaxilarry suture seemed to reduce the dissipation of tensions. Therefore, subtotal Le Fort I osteotomy combined with osteotomy of the intermaxillary suture and the disjunction of the pterygoid process of maxillary tuberosity, may be the osteotomy of choice when searching to reduce tensions on the teeth. It was a tendency of the abutment teeth of the device move mesio-vestibular (premolar) and disto-buccal (molar).

Laminados cerâmicos em pré-molares: análise tridimensional pelo método dos elementos finitos / Laminate veneers in premolars: a 3-D FEA

O objetivo do presente estudo foi avaliar através do método dos elementos finitos tridimensional (3D FEA), o comportamento mecânico de uma faceta laminada de cerâmica e do cimento resionoso em um 1o pré-molar maxilar, variando a redução (parcial ou total) da cúspide vestibular. Material e método: Baseado em imagens micro-tomográficas (μCT) 2 modelos (M) tridimensionais foram construídos no programa Solidworks 2007 variando a redução da cúspide vestibular, sendo Mp o modelo composto pelo dente pré-molar restaurado com uma faceta laminada de cerâmica, com redução parcial da cúspide vestibular e Mt, o modelo semelhante ao Mp, porém com redução total da cúspide vestibular. O programa de elementos finitos ANSYS Workbench 10.0 foi utilizado para realizar as análises. O carregamento (150 N) foi aplicado próximo à ponta de cúspide vestibular, com 45º de inclinação. Foram utilizados os critérios da máxima tensão principal ( max) e da máxima tensão cisalhante ( shear) na faceta laminada e na camada de cimento resinoso. Resultados: O Mt mostrou menor shear em 9 das 12 áreas analisadas quando comparado ao Mp. O Mp mostrou menor variação da max (de -3,13 para 14,4 MPa) que o Mt para a lâmina de cerâmica (de -2,08 para 24,3 MPa) A camada de cimento apresentou variação de max semelhante entre os Mp e Mt. Os critérios de tensões utilizados não evidenciaram valores além dos limites estabelecidos para a falha estrutural do material estudado. Conclusão: O laminado cerâmico e a camada de cimento resinoso apresentaram comportamento mecânico favorável para a restauração do pré-molar frente ao carregamento adotado. O tipo de redução de cúspide não influenciou no aumento expressivo das tensões principal e cisalhante. O Mp apresentou menores valores de max em tração quando comparado ao Mt. O Mp e o Mt apresentaram comportamento favorável com relação as forças cisalhantes, sendo as maiores tensões encontradas no modelo Mp

Objectives: Using 3-D finite element analysis (FEA) and μCT data, the aim of this study was to evaluate the behavior of the laminate veneer and the resin luting cement in a maxillary premolar with the buccal cusp partially or completed covered. Material and method: 2 3-D FEA models of a maxillary premolar were built from μCT data. All models were restored with a feldspathic laminate veneer using Solidworks. A similar tooth reduction (0.5mm) was applied for two models. The buccal cusp reduction of the premolar followed two configurations: Model (Mt) - buccal cusp completely covered by veneer; and Model (Mp) - buccal cusp partially covered by veneer. The loading (150N, in 45o) was performed on the buccal cusp of each premolar. Appropriate boundary condition was applied at the periodontal ligament surfaces and ANSYS (10.0) was used to obtain the maximum shear stress ( shear) and maximum principal stress ( max) for the laminate veneer and resin luting cement layer. Results: The Mp showed higher shear than Mt in 9 to 12 analyzed areas. The Mp showed smallest variation of max in laminate veneer (from -3,13 to 14,4 MPa) compared with Mt (from - 2,08 to 24,3 MPa). The resin luting cement showed similar variation of max between Mp and Mt (from -3.13 to 12.2 MPa) and (from -1.61 to 14.1 MPa), respectively. None of the structures exceeded the ultimate tensile strength or the shear bond strength to dentin and enamel. Conclusion: The laminate veneer and the resin luting cement layer showed an adequate behavior when veneer was applied in premolars. Cusp reduction did not affect significant increase in max and shear. In general, the Mp showed better behavior ( max) than Mt. The Mt showed better behavior ( shear) than Mp

Laminados cerâmicos em pré-molares: análise tridimensional pelo método dos elementos finitos / Laminate veneers in premolars: a 3-D FEA

O objetivo do presente estudo foi avaliar através do método dos elementos finitos tridimensional (3D FEA), o comportamento mecânico de uma faceta laminada de cerâmica e do cimento resionoso em um 1o pré-molar maxilar, variando a redução (parcial ou total) da cúspide vestibular. Material e método: Baseado em imagens micro-tomográficas (μCT) 2 modelos (M) tridimensionais foram construídos no programa Solidworks 2007 variando a redução da cúspide vestibular, sendo Mp o modelo composto pelo dente pré-molar restaurado com uma faceta laminada de cerâmica, com redução parcial da cúspide vestibular e Mt, o modelo semelhante ao Mp, porém com redução total da cúspide vestibular. O programa de elementos finitos ANSYS Workbench 10.0 foi utilizado para realizar as análises. O carregamento (150 N) foi aplicado próximo à ponta de cúspide vestibular, com 45º de inclinação. Foram utilizados os critérios da máxima tensão principal ( max) e da máxima tensão cisalhante ( shear) na faceta laminada e na camada de cimento resinoso. Resultados: O Mt mostrou menor shear em 9 das 12 áreas analisadas quando comparado ao Mp. O Mp mostrou menor variação da max (de -3,13 para 14,4 MPa) que o Mt para a lâmina de cerâmica (de -2,08 para 24,3 MPa) A camada de cimento apresentou variação de max semelhante entre os Mp e Mt. Os critérios de tensões utilizados não evidenciaram valores além dos limites estabelecidos para a falha estrutural do material estudado. Conclusão: O laminado cerâmico e a camada de cimento resinoso apresentaram comportamento mecânico favorável para a restauração do pré-molar frente ao carregamento adotado. O tipo de redução de cúspide não influenciou no aumento expressivo das tensões principal e cisalhante. O Mp apresentou menores valores de max em tração quando comparado ao Mt. O Mp e o Mt apresentaram comportamento favorável com relação as forças cisalhantes, sendo as maiores tensões encontradas no modelo Mp.

Objectives: Using 3-D finite element analysis (FEA) and μCT data, the aim of this study was to evaluate the behavior of the laminate veneer and the resin luting cement in a maxillary premolar with the buccal cusp partially or completed covered. Material and method: 2 3-D FEA models of a maxillary premolar were built from μCT data. All models were restored with a feldspathic laminate veneer using Solidworks. A similar tooth reduction (0.5mm) was applied for two models. The buccal cusp reduction of the premolar followed two configurations: Model (Mt) - buccal cusp completely covered by veneer; and Model (Mp) - buccal cusp partially covered by veneer. The loading (150N, in 45o) was performed on the buccal cusp of each premolar. Appropriate boundary condition was applied at the periodontal ligament surfaces and ANSYS (10.0) was used to obtain the maximum shear stress ( shear) and maximum principal stress ( max) for the laminate veneer and resin luting cement layer. Results: The Mp showed higher shear than Mt in 9 to 12 analyzed areas. The Mp showed smallest variation of max in laminate veneer (from -3,13 to 14,4 MPa) compared with Mt (from - 2,08 to 24,3 MPa). The resin luting cement showed similar variation of max between Mp and Mt (from -3.13 to 12.2 MPa) and (from -1.61 to 14.1 MPa), respectively. None of the structures exceeded the ultimate tensile strength or the shear bond strength to dentin and enamel. Conclusion: The laminate veneer and the resin luting cement layer showed an adequate behavior when veneer was applied in premolars. Cusp reduction did not affect significant increase in max and shear. In general, the Mp showed better behavior ( max) than Mt. The Mt showed better behavior ( shear) than Mp.