Estudo de comparação por extensometria entre dois modelos de implante: extraoral e intraoral (estudo piloto) / Comparison study for extensometry between two implant models: extra-oral and intraoral (pilot study)

Objetivo: avaliar, por meio de extensometria, a infl uência da flange do implante de titânio na deformação superficial do osso. Material e métodos: um bloco de poliuretano simulando um osso tipo I mais corticalizado e menos medular (40 PCF) recebeu um implante de hexágono externo intraoral, sem flange 3,75 mm x 8,5 mm (G1) e um implante de hexágono externo extraoral, com flange 3,75 mm x 8 mm (G2). Em seguida, foram instalados componentes standard com 2 mm de altura de cinta metálica e cilindros metálicos para restauração provisória. Dois extensômetros lineares foram colados na superfície do bloco (mesial e distal de cada implante), e uma carga axial de 100 Ncm em uma máquina de ensaio universal foi aplicada, com cinco medições de microdeformação (µÎµ) para cada implante. Os dados foram submetidos ao teste Shapiro-Wilk para verifi car a homogenidade dos dados e em seguida ao teste t Student. Resultados: as médias e desvios-padrão obtidos foram: G1: 148,2 ± 5,84 e G2: 92,4 ± 11,24 µÆ, com diferença estatística significativa entre os grupos. Conclusão: os implantes extraorais tiveram melhor comportamento mecânico para as cargas axiais do que os implantes intraorais, sendo que a flange melhorou a distribuição da carga na superfície do bloco de poliuretano.

Objectives: to evaluate, by means of extensometry, the influence of the titanium implant flange on the superficial deformation of the bone. Material and methods: a polyurethane block simulating a more corticalized and less spinal type I bone (40 PCF) received an external intraoral hexagon implant with a 3.75 mm x 8.5 mm fl ange (G1) and an extraoral external hexagon implant, with flange 3.75 mm x 8 mm (G2). Subsequently, standard components with 2 mm high of metal strap and metal cylinders were installed for temporary restoration. Two linear strain gauges were glued to the surface of the block (mesial and distal of each implant), and an axial load of 100N in a universal test machine was applied with five microdemorphometric measurements (µÎµ) for each implant. The data were submitted to the Shapiro-Wilks test to verify the homogeneity of the data and then to the t-student test. Results: the means and standard deviations obtained were: G1: 148.2 ± 5.84 and G2: 92.4 ± 11.24 µÎµ, with signifi cant statistical difference between the groups. Conclusion: extraoral implants had better mechanical behavior for axial loads than intraoral implants, and the flange improved the load distribution on the surface of the polyurethane block.

Avaliação da deformação superficial do osso gerada por cargas axiais em implantes de diferentes comprimentos / Evaluation of superfi cial bone deformation for axial loads with different implants lengths

Objetivo: avaliar, por meio de extensometria, a transmissão da carga mastigatória axial ao osso de suporte em próteses unitárias implantossuportadas por implantes de diferentes comprimentos. Material e métodos: em um bloco de poliuretano que simula 2 mm de osso cortical e o restante de medular, segundo a norma ASTM­F1839, com 22 mm x 16 mm x 150 mm, foram instalados quatro implantes cone-morse infraósseos 2 mm: G1) 4 mm x 7 mm; G2) 4 mm x 9 mm; G3) 4 mm x 11 mm; G4) 4 mm x 13 mm. Sobre os mesmos, foram instalados pilares do tipo esteticone e cilindros metálicos. Dois extensômetros lineares foram colados na superfície do bloco, tangenciando a plataforma de cada implante (mesial e distal). Em uma máquina de ensaio universal, foi aplicada uma carga de 100 N sobre a superfície oclusal de cada cilindro. Para cada grupo, foram realizados cinco medições e os dados obtidos em microdeformacão (µÆ). Foi verificada a normalidade dos dados pelo teste de Shapiro-Wilk e realizada a análise de variância 1 critério (p < 0,05), e o teste Tukey (p  0,5). Resultados: as médias e os desvios-padrão das amostras foram, respectivamente, G1: 346.16,3 ± 10,28 µÆ; G2: 216.91 ± 15,47 µÆ; G3: 114,41 ± 2,33 µÆ; e G4: 76.83,3 ± 7,13 µÆ. O teste de Shapiro-Wilk constatou a normalidade dos dados, e os testes Anova e Turkey a diferença estatística significante entre todos os grupos. Conclusão: para cargas axiais, implantes com menor comprimento produziram maior deformação no osso superfi cial.

Purpose: the aim of this study was to evaluate, by extensometry, the transmission of the axial masticatory load to supporting bone around implants of different lengths. Material and methods: in a block of polyurethane that simulates 2 mm of cortical bone and the remaing of medullary bone, according to the ASTM-F1839 standard, with 22 mm x 16 mm x 150 mm, were installed 4 morse tappered dental implants, 2 mm subcrestal: G1) 4 mm x 7 mm; G2) 4 mm x 9 mm; G3) 4 mm x 11 mm; G4) 4 mm x 13 mm. Estheticone-like abutments and metallic cylinders were placed. Two linear strain gauges were bonded on block surface, tangential to the platform of each implant (mesial and distal). A 100 N load on the occlusal surface of each cylinder was applied to a universal test machine. For each group, five measurements and the data obtained in microdeformation (µÆ) were performed. The normality of the data was verified by the Shapiro-Wilk test and (p < 0.05) and Tukey's test (p  0.5). Results: the means and standard deviation of the samples were respectively G1: 346.16.3 ± 10.28 µÆ; G2: 216.91 ± 15.47 µÆ; G3: 114.41 ± 2.33 µÆ; G4: 76.83.3 ± 7.13 µÆ. The Shapiro-Wilk test exhibit the normality of the data, and the Anova and Turkey tests exhibit statistically significant difference between all groups. Conclusion: axial load produced more tension for short implants on the superficial bone.

Stress and strain distributions on short implants with two different prosthetic connections ­ an in vitro and in silico analysis / Distribuições de tensão e microdeformação em implantes curtos com duas conexões protéticas diferentes - uma análise in vitro e in silico

Objetivo: Uma biomecânica ideal que minimiza a tensão entre implante e osso pode proporcionar sucesso para implantes osseointegrados. Este estudo avaliou a concentração de deformação no tecido circundante e a tensão nos componentes de dois implantes com diferentes conexões protéticas através de métodos in vitro e in silico. Material e Métodos: Vinte blocos de poliuretano foram divididos em dois grupos (n = 10), seguido da instalação de hexágono interno (IH) (AS Tecnologia - Titanium Fix, São José dos Campos, Brasil) ou de implantes cone morse (LT) (Bicon Dental Implants). Para o método da extensometria (SG), foram colocados quatro sensores ao redor dos implantes. Para a análise por elementos finitos (FEA), o mesmo bloco foi modelado e analisado. Foi aplicada uma carga axial (30 kgf) para ambas as metodologias. Os valores de tensão e deformação foram analisados quanto à correlação com o SG. Resultados: Para SG, LT apresentou uma média de deformação mais agressiva (-932) que IH (-632). Para FEA, a LT mostrou menor tensão (-547) que IH (-1169). Conclusão: Para os dois sistemas implantes, os valores de microdeformação capazes de induzir remodelação óssea indesejada não foram medidos. No entanto, para o implante IH, a presença de um parafuso de retenção tem a desvantagem de concentrar a tensão, enquanto um pilar sólido dissipa a carga axial através do implante, o que sugere um melhor desempenho para o grupo LT. (AU)

Objective: An ideal biomechanics minimizes the stress between implant and bone that can provide success for osseointegrated implants. This study evaluated the strain concentration in surrounding tissue and stress in the components of two implants with different prosthetic connections through an in vitro and in silico methods. Methods: Twenty polyurethane blocks were divided into two groups (n=10) followed by the installation of internal hexagon (IH) (AS Technology ­ Titanium Fix, São José dos Campos, Brazil) or locking taper implants (LT) (Bicon Dental Implants). For strain gauge (SG) method, four sensors were placed around the implants. For finite element analysis (FEA), the same block was modeled and analyzed. An axial load (30 kgf) was applied for both methodologies. The values of stress and strain were analyzed for correlation to SG. Results: For SG, LT presented a mean of strain most aggressive (-932) than IH (-632). For FEA, LT showed less stress (-547) then IH (-1169). Conclusion: For two implant's system, microstrain values capable to induce unwanted bone remodeling were not measured. However, for IH implant, the presence of a retention screw has the disadvantage to concentrate stress while a solid abutment dissipates the axial load through the implant that suggests a better performance for LT group(AU)

Biomechanical tools to study dental implants: a literature review / Ferramentas biomecânicas aplicadas no estudo dos implantes dentários: revisão de literatura

Desde 1980, o comportamento biomecânico dos implantes dentários tem recebido importância em relação às falhas neste sistema de reabilitação devido à sobrecarga oclusal. Através de ferramentas da bioengenharia, vários estudos têm sido realizados para elucidar a influência de diversos fatores sobre a resposta biológica. Ferramentas da bioengenharia, como a análise de elementos finitos (FEA), a extensometria (SGA), a fotoelasticidade (PEA) e a correlação de imagem digital (DIC) são amplamente utilizadas na extrapolação clínica de possíveis soluções mecânicas para implantodontia. Esta trabalho teve como objetivo investigar os métodos de análise de tensão disponíveis para o estudo do comportamento dos implantes dentários através de uma revisão da literatura. Esta revisão começou com uma pesquisa no PubMed dos estudos mais antigos de cada metodologia correlacionadas ao comportamento biomecânico de implantes dentários até 2016. As metodologias FEA, SGA, PEA e DIC são capazes de elucidar o comportamento mecânico deste sistema de reabilitação. No entanto, a combinação de dois ou mais métodos fornece explicações mais detalhadas e evita limitações de uma única metodologia.

Since 1980, the biomechanical behavior of dental implants has received importance regarding the issue of failure in this rehabilitation system due to occlusal overload. Through bioengineering tools, several studies have been conducted to answer about the influence of different factors on the biological response. Bioengineering tools such as finite element analysis (FEA), strain gauge (SGA), photoelasticity (PEA) and digital image correlation (DIC) are widely inspiring clinical extrapolation of possible solutions in the mechanics of implantology. This study has aimed to investigate the available stress analysis methods to study dental implants’ behavior through a literature review. This review started with a PubMed search from the mostly old studies of each methodology correlated to biomechanical behavior of dental implants used with dental implants studies until 2016. FEA, SGA, PEA and DIC methodologies are capable to elucidate the mechanical behavior of this rehabilitation system. However, the combination of two or more methods gives more detailed explanation and avoids limitations of a single methodology.

Avaliação por extensometria da deformação superficial do osso, gerada por próteses sobre implantes com diferentes pilares protéticos em função do cantilever: estudo in vitro / Strain gauge analysis of coronal bone deformation according different prosthetic implant abutment and cantilever length types: an in vitro study

O objetivo deste estudo foi avaliar a transmissão da carga mastigatória ao osso de suporte em próteses implantossuportadas em função do cantiléver, variando o tipo de pilar (Micro-Unite Ucla). A partir de dois modelos de poliuretano (norma ASTM F –1839), foram inseridos três implantes em cada, a uma distância de 8 mm, que conformaram os grupos: 1) implantes de hexágono externo e pilares Micro-Unit; 2) implantes de hexágono externo e pilares Ucla. Foram confeccionadas estruturas protéticas em resina acrílica ativada quimicamente sob cilindros com base de Co-Cr, que foram fundidas pela técnica convencional à brasagem. Foram fixados extensômetros no poliuretano entre os implantes e um na distal do implante mais próximo ao cantiléver. Em uma máquina de ensaio universal (2000RK – Kratos, São Paulo, Brasil), foi realizada a aplicação da carga de 150 N. A carga foi aplicada entre os implantes e no cantiléver nos intervalos de 5, 10, 15, 20 e 25 mm. Os dados obtidos foram analisados estatisticamente para cada extensômetro e levando em consideração a extensão do cantiléver. Quanto maior a extensão do cantiléver, maior a deformação superficial do osso ao redor do implante mais distal. A utilização do componente tipo Micro-Unit apresentou valores de deformação inferiores em relação ao Ucla.

Objectives: to evaluate transmission of masticatory loads according to different prosthetic implant abutment and cantilever lengths. Material and methods: two polyurethane models (ASTM F-1839) received 3 external hex dental implants 8 mm each apart divided into two groups: 1) Micro-Unit and, 2) Ucla. Metallic frameworks were prepared using acrylic resin and cast over CoCr prosthetic cylinders. Strain gauges were attached at the polyurethane-abutment interface and at the distal part of the implant near the cantilever. After, a 150 N load (2000 RK, Kratos, São Paulo, Brazil) was applied at 15, 20, and 25 mm from the most distal implant. Statistical analysis considered abutment type and cantilever lengths. Results: longer cantilevers generate more deformation in the distal implant. Deformation values at Micro-Unit were lower than at Ucla abutment type.

Avaliação por extensometria de implantes de sextavado externo posicionados na configuração linear e compensada / Evaluation of external hex implants placed in linear and offset configuration using strain gauge analysis

O objetivo neste trabalho foi avaliar, por meio da extensometria, a distribuição de tensões ao redor de implantes em função dos diferentes locais para carregamento e configuração (linear e compensada). Para tanto, em um bloco de poliuretano, foram posicionados paralelos entre si e com uma configuração linear, implantes autorrosqueáveis de hexágono externo, com dimensões de 3,75 mm x 13 mm, a uma distância de 7 mm, de centro a centro. Em outro bloco, a fixação do meio foi deslocada em 2 mm para gerar uma configuração compensada (offset). Pilares protéticos Micro-unit, com 3 mm de cinta, foram instalados sobre as fixações. Com duas matrizes em aço inoxidável foram confeccionados dez enceramentos para cada bloco (n = 10). A seguir, esses padrões foram fundidos com uma liga de Co-Cr. Quatro extensômetros (strain gauges) foram colados na superfície superior de cada bloco, tangenciando a plataforma de cada fixação. Um carregamento de 30 kg durante dez segundos foi feito em cinco posições (A, B, C, D, E), sendo repetido três vezes para aquisição dos dados (em µɛ) pelo aparelho condicionador de sinais. Os dados obtidos foram submetidos a análise de variância (RM Anova) e teste de Tukey (p < 0,05). Como conclusão da análise dos resultados obtidos, pudemos observar que não houve diferença entre as configurações linear e compensada; havendo diferença estatisticamente significante para os locais de carregamento.

The aim of this study was to evaluate through strain gauge methods the load distribution around dental implants regarding different sites and configurations (linear and offset). Three cylindrical implants with external hexagon (3.75 mm x 13mm) connection were fixed parallel in a polyurethane model with 7 mm between their centers in a linear configuration. In another block, the middle implant was positioned 2 mm offset. After, micro-unit abutments (3 mm of metallic collar height) were tightened. Ten wax patterns were created for each block (n = 10) and cast in Cobalt-Chromium alloy. Four strain gauges were positioned on the upper surface of each polyurethane model around the implants. A 30 kg axial load was applied for 10 seconds in five positions (A, B, C, D, and E), with three repeated measurements for data aquisition (in µɛ) by the multichannel bridge machine. Data were submitted to Anova and Tukey´s test (p < 0.05). It was concluded that: 1) no difference was seen between the linear and offset configurations and 2) there was statistical significance for different loading sites

Estudo do comportamento biomecânico em protocolos modificados de brånemark(conceito ALL-ON-FOUR): análise por extensometria linear elétrica / Study of Biomechanical behavior in modifyed Brånemark protocols: Strain Gauge analysis

O objetivo deste estudo foi analisar in vitro, por meio de extensometria linear elétrica, o comportamento biomecânico em protocolos de Brånemark em mandíbulas, modificados pelo conceito All-on-Four, para que seja possível se estabelecer uma correlação entre tensão, deformação e eventos biomecânicos que possam acontecer no tecido ósseo peri-implantar referente a mudança do eixo de instalação de implantes posicionados próximos às extensões em cantlever. Para tanto, foram confeccionados dez modelos experimentais (G1, n=5) e (G2, n=5) homogêneos à base de poliuretano nos quais foram instalados quatro implantes de conexão externa e quatro pilares tipo micro-unit em duas configurações paraos implantes distais. Para o efeito configuração (Configuração) no G1, os implantes foram instalados de forma axial e paralelos entre si. Para o efeito configuração no G2, os dois implantes distais foram instalados em angulação de 300 - sentido distal. O monitoramento das deformações foi obtido em 3 níveis de profundidade (NP) (cervical, médio e profundo) para cada implante, assim como em dois pontos de aplicação de carregamento estático de 50N (PAC) (ponto A em cantlever e ponto B em ponto mediano). Foram coletadas três leituras de micro deformação (ε) para cada extensômetro. Os dados coletados foram submetidos aos testes estatísticos ANOVA e Tukey (α=5%). Para as condições experimentais, os grupos após ensaio de extensometria linear elétrica apresentaram Médias ±DP (ε), para o grupo G1: 149,5±7,7ε (PAC - cantlever); 140,9±6,2ε (PAC – ponto anterior) e para grupo G2: 98,1±6,7ε (PAC - cantlever); 127,9±8,2ε (PAC – ponto anterior). Verificou-se que, no quesito Configuração, os grupos diferem estatisticamente entre si (p=0,0001) e no efeito interação, entre Configuração e PAC, diferem entre si (p=0,0001). A distribuição dos implantes com implantes terminais em 300 interferiram na magnitude da deformação perimplantar, resultando...

This study aimed to evaluate in vitro, the biomechanical behavior in Brånemark protocols modified by the All-on-Four concept, by strain gauge analysis, to establish a correlation between stress, strain and biological events that may occur in the peri-implant bone tissue in two diferent distaly implants configuration. Ten polyurethane experimental models were fabricated (Group 1, n = 5) and (Group 2, n = 5) which were installed four external hex implants and four micro-unit abutments, in two diferent tilting set-up for the distal implants. For the configuration effect in G1, the implants were installed axially and parallel to each other. In G2 group, the two distal implants were tilted 30 degrees. The microstrain data were obtained in 3 deep levels (NP) (cervical, medium and deep) via two linear strain gauges bonded on the mesial and distal surface for each implant. Astatic load of 50 N was applied on two points (PAC) (A - cantlever pointand B - median point). Three microstrain measurements (με) were performed for each strain gauge. Data were analyzed by ANOVA and Tukey’s test for multiple comparisons at 5% level of significance. For the experimental conditions, the groups after testing showed mean ± SD (με) values for G1: 149.5 ± 7.7 με (PAC - cantlever), 140.9 ± 6.2 με (PAC -anterior point) and G2: 98.1 ± 6.7 με (PAC - cantlever), 127.9 ± 8.2 με(PAC - anterior point). It was found that in the question setting groups differ statistically from each other (p = 0.0001) and the interaction effect between PAC and Configuration, differ (p = 0.0001). The tilted implants 30 degrees set-up interfered on the microstrain levels, resulting in a favorable stress reduction in bone tissue as well as a favorable response for bothloading conditions analyzed

Estudo do comportamento biomecânico em protocolos modificados de brånemark(conceito ALL-ON-FOUR): análise por extensometria linear elétrica / Study of Biomechanical behavior in modifyed Brånemark protocols: Strain Gauge analysis

O objetivo deste estudo foi analisar in vitro, por meio de extensometria linear elétrica, o comportamento biomecânico em protocolos de Brånemark em mandíbulas, modificados pelo conceito All-on-Four, para que seja possível se estabelecer uma correlação entre tensão, deformação e eventos biomecânicos que possam acontecer no tecido ósseo peri-implantar referente a mudança do eixo de instalação de implantes posicionados próximos às extensões em cantlever. Para tanto, foram confeccionados dez modelos experimentais (G1, n=5) e (G2, n=5) homogêneos à base de poliuretano nos quais foram instalados quatro implantes de conexão externa e quatro pilares tipo micro-unit em duas configurações paraos implantes distais. Para o efeito configuração (Configuração) no G1, os implantes foram instalados de forma axial e paralelos entre si. Para o efeito configuração no G2, os dois implantes distais foram instalados em angulação de 300 - sentido distal. O monitoramento das deformações foi obtido em 3 níveis de profundidade (NP) (cervical, médio e profundo) para cada implante, assim como em dois pontos de aplicação de carregamento estático de 50N (PAC) (ponto A em cantlever e ponto B em ponto mediano). Foram coletadas três leituras de micro deformação (ε) para cada extensômetro. Os dados coletados foram submetidos aos testes estatísticos ANOVA e Tukey (α=5%). Para as condições experimentais, os grupos após ensaio de extensometria linear elétrica apresentaram Médias ±DP (ε), para o grupo G1: 149,5±7,7ε (PAC - cantlever); 140,9±6,2ε (PAC – ponto anterior) e para grupo G2: 98,1±6,7ε (PAC - cantlever); 127,9±8,2ε (PAC – ponto anterior). Verificou-se que, no quesito Configuração, os grupos diferem estatisticamente entre si (p=0,0001) e no efeito interação, entre Configuração e PAC, diferem entre si (p=0,0001). A distribuição dos implantes com implantes terminais em 300 interferiram na magnitude da deformação perimplantar, resultando...

This study aimed to evaluate in vitro, the biomechanical behavior in Brånemark protocols modified by the All-on-Four concept, by strain gauge analysis, to establish a correlation between stress, strain and biological events that may occur in the peri-implant bone tissue in two diferent distaly implants configuration. Ten polyurethane experimental models were fabricated (Group 1, n = 5) and (Group 2, n = 5) which were installed four external hex implants and four micro-unit abutments, in two diferent tilting set-up for the distal implants. For the configuration effect in G1, the implants were installed axially and parallel to each other. In G2 group, the two distal implants were tilted 30 degrees. The microstrain data were obtained in 3 deep levels (NP) (cervical, medium and deep) via two linear strain gauges bonded on the mesial and distal surface for each implant. Astatic load of 50 N was applied on two points (PAC) (A - cantlever pointand B - median point). Three microstrain measurements (με) were performed for each strain gauge. Data were analyzed by ANOVA and Tukey’s test for multiple comparisons at 5% level of significance. For the experimental conditions, the groups after testing showed mean ± SD (με) values for G1: 149.5 ± 7.7 με (PAC - cantlever), 140.9 ± 6.2 με (PAC -anterior point) and G2: 98.1 ± 6.7 με (PAC - cantlever), 127.9 ± 8.2 με(PAC - anterior point). It was found that in the question setting groups differ statistically from each other (p = 0.0001) and the interaction effect between PAC and Configuration, differ (p = 0.0001). The tilted implants 30 degrees set-up interfered on the microstrain levels, resulting in a favorable stress reduction in bone tissue as well as a favorable response for bothloading conditions analyzed

Extensometria – cargas axiais e não axiais sobre coroa unitária implantossuportada / Strain gauge analysis – axial and non-axial loads on the single-tooth implant-supported crown

Este estudo avaliou, in vitro, por meio da extensometria, as diferentes deformações ao redor de um implante de hexágono externo após a aplicação de carga em três pontos distintos sobre coroas unitárias, fixado em um bloco de poliuretano. Quatro extensômetros foram colados, diametralmente opostos e tangentes ao implante, na superfície do bloco para quantificar a microdeformação peri-implantar no momento da aplicação da carga. Um pilar protético esteticone foi conectado ao implante com torque de 20 Ncm. Sobre o pilar foi parafusado, a cada sessão de teste, um padrão fundido em liga de Co-Cr (n = 10) com torque de 10 Ncm, que recebeu o carregamento. A carga de 30 kg foi aplicada sobre três pontos predeterminados e os dados de microdeformação registrados com auxílio de um condicionador de sinais elétricos e do software Strain-Smart. Os resultados obtidos foram submetidos à análise estatística utilizando a Análise de Variância (Anova) e o teste de comparação múltipla de Tukey (5%). Os valores médios da microdeformação para as cargas foram: ponto A = 307,6 ponto B = 302,3 e ponto C = 669,5. Pôde-se concluir que os fatores de deslocamento centrífugo do ponto de aplicação de carga interferem significativamente na microdeformação gerada ao redor do implante.

This in vitro study evaluated microstrain levels around a single-tooth, external hexagon dental implant crown. An Estheticone abutment was connected to the implant with 20 Ncm torque, and a single crown cast in Co-Cr alloy (n=10) delivered with 10Ncm. Four strain gauges were bonded, diametrically opposed and tangential to the implant, on the surface of the polyurethane block. After, a 30Kg-load was applied at three different points (A, B, and C). Microstrain (µε) values were recorded with the aid of an electric signal conditioner and the Strain-Smart software. Statistical analyses were performed with Anova and multiple comparison Tukey´s test (5% significance level). Mean deformation values were: point A = 307.6 µε, point B = 302.3 µε, and point C = 669.5 µε. It was concluded that centrifugal displacement of the loading application point interferes significantly with microstrain levels around the dental implant.

Estudo in vitro das micro deformações ao redor de implantes suportes de próteses parciais fixas submetidos à cargas axiais e não axiais / Microstrain around dental implants supporting fixed partial prostheses under axial and non-axial loading conditions, in vitro strain gauge analysis

O objetivo neste estudo foi avaliar in vitro, por meio da extensometria, a influência da aplicação de cargas axiais e não-axiais em próteses parciais fixas de 3 elementos implanto-suportadas, variando o posicionamento dos implantes e os pontos de aplicação de carga. Dois blocos de poliuretano receberam três implantes com conexão hexágono interno, no posicionamento linear e compensado. Em seguida, pilares protéticos microunit foram conectados aos implantes com torque de 20 Ncm. Coifas plásticas foram parafusadas sobre os pilares, que receberam enceramentos padronizados, os quais foram fundidos em liga de Co-Cr (n=10). Quatro extensômetros (SG) foram colados na superfície do bloco, SG 01 mesialmente ao implante 1, SG 02 e SG03 mesialmente e distalmente ao implante 2, respectivamente, e SG 04 distalmente ao implante 3, tangenciando os implantes visando mensurar a micro deformação peri-implantar no momento da aplicação das cargas. Cada estrutura metálica foi parafusada sobre os pilares protéticos com torque de 10 Ncm e a seguir foi realizada a aplicação de carga axial de 30 kgf em 5 pontos pré-determinados. Os dados obtidos na extensometria foram submetidos aos testes estatísticos RM ANOVA e Tukey (α=5%). Os resultados mostraram diferença estatisticamente significante para o ponto de aplicação de carga (p=0,0001), sendo que o ponto de aplicação de carga E (não-axial) gerou a maior micro deformação (327,67με) e o ponto de aplicação de carga A (axial) a menor micro deformação (208,93με). Com relação ao posicionamento dos implantes não foi observada diferença estatisticamente significante (p=0,856). Concluiu-se que o posicionamento compensado dos implantes não reduziu a magnitude de micro deformação peri-implantar durante a aplicação de cargas axiais e não-axiais e que a localização da aplicação de carga influenciou a magnitude desta micro deformação

The present study used strain gauge analysis to perform an in vitro evaluation of the effect of axial and non-axial loading of implant-supported fixed partial prostheses, varying implant placement configurations and the loading points. Material and methods: Three internal hexagon implants were embedded in the center of each polyurethane block in straight and off-set placement. Microunit abutments were connected to the implants applying a torque of 20 Ncm, and plastic prosthetic cylinders were screwed onto the abutments, which received standard patterns cast in Co-Cr alloy (n=10). Four strain gauges (SG) were bonded onto the surface of the block tangentially to the implants, SG 01 mesially to implant 1, SG 02 and SG 03 mesially and distally to implant 2, respectively, and SG 04 distally to implant 3. Each metallic structure was screwed onto the abutments with a 10 Ncm torque and axial and non-axial load of 30 kgf was applied at five predetermined points. The data obtained from the strain gauge analyses were analyzed statistically by RM ANOVA and Tukey’s test, with a conventional level of significance of p<0.05. The results showed a statistically significant difference for the loading point (p=0.0001), with point E (non-axial) generating the highest microdeformation (327.67 με) and point A (axial) the smallest (208.93 με). No statistically significant difference was found for implant placement configuration (p=0.856). It was concluded that offset implant placement did not reduce the magnitude of microstrain around implants under axial and non axial loading conditions and loading location influenced this magnitude

Influência da fundição de coifas plásticas e usinadas sobre a microdeformação ao redor de implantes de hexágono externo em posicionamento compensado (offset) / Influence of plastic and machined copings on the micro strain around external hexagon implants inserted in offset placement

Este estudo in vitro analisou, por meio da extensometria, as microdeformações que ocorreram ao redor de implantes de hexágono externo inseridos no posicionamento compensado (offset) ao variar o tipo de coifa, plástica e usinada. No bloco de poliuretano três implantes de hexágono externo foram inseridos no posicionamento compensado eqüidistantes entre si a 3mm e o implante central com deslocamento de 2mm do plano de fixação central. Pilares protéticos Microunit foram conectados aos implantes com torque de 20Ncm. Coifas plásticas (n=5) e usinadas (n=5) receberam enceramentos padronizados e foram fundidos em monobloco em liga de cobalto-cromo. Foram colados quatro extensômetros tangenciando os implantes, sendo um para cada implante lateral e dois para o implante central. As estruturas metálicas foram fixadas aos pilares protéticos com parafusos de retenção com torque de 10Ncm, quando foram registradas as micro deformações(με) em cada extensômetro. Os valores médios obtidos dos extensômetros para as coifas plásticas foram de 591,01με ±148,08 e para as usinadas de 409,04με ±65,83. Estes foram avaliados pelo teste t-Student, que demonstrou não haver diferença estatística significante ao variar o tipo de coifa (p=0,054). Concluiu-se que, para implantes de hexágono externo no posicionamento compensado, o tipo de coifa não influenciou na quantidade de micro deformação gerada após o aperto dos parafusos de retenção da prótese

The objective of this in vitro study was to quantify the micro strain development around external hexagon implants, varying the type of prosthetic coping. Three implants of external hexagon were inserted in offset placement into one polyurethane block, equally separated in 3 mm from each other, and the central implant dislocated 2 mm from the central fixation plane. Microunit abutments were screwed onto the implants, applying a torque of 20Ncm. Plastic prosthetic copings (n=5) and machined copings (n=5), which received standard wax patterns, were cast in one-piece Co-Cr alloy. Four Strain Gauges were bonded tangentially and adjacent to the implants, being one to each lateral implant and two to the central implant. The superstructure occlusal screws were tightened onto microunit abutments with 10 Ncm torque and the magnitude of micro strain was recorded. Mean values of micro strain obtained from strain gauges were 590.01 με ± 148.08 for the plastic copings and 409.04 με ± 65.83 for the machined copings. The data were analyzed statistically by t-Student test. No statistically significant difference was found between the prosthetic copings (p=0.054). It was concluded that for external hexagon implants in offset placement, the type of coping did not influence the amount of generated micro strain after prosthetic screws were tightened.

Estudo da ocorrência de micro deformações ao redor de três implantes de hexágono externo, sob a influência da fundição de coifas plásticas e usinadas / Strain gauge analysis of three external hexagon implants of casting of plastics copings and machined copings

Este estudo in vitro analisou, por meio da extensometria, as micro deformações que ocorreram ao redor de implantes de hexágono externo ao variar o tipo de coifa, plástica e usinada, após o aperto dos parafusos de retenção da prótese. No bloco de poliuretano três implantes de hexágono externo foram inseridos linearmente. Pilares protéticos Microunit foram conectados aos implantes com torque de 20 Ncm. Coifas plásticas (n=5) e usinadas (n=5) receberam enceramentos padronizados e foram fundidos em monobloco em liga de cobalto-cromo. No bloco de poliuretano, tangenciando os implantes foram colados os extensômetros, sendo dois para o central. As estruturas metálicas foram fixadas aos pilares protéticos com parafusos de retenção com torque de 10 Ncm, quando foram registradas as micro deformações (με) em cada extensômetro. Os valores médios obtidos dos extensômetros para as coifas plásticas foram de 363,37 με ± 237,66 e para as usinadas de 338,12 με ± 223,01. Estes foram avaliados pelo teste t-Student, que demonstrou não haver diferença estatística significante ao variar o tipo de coifa (p=0,867). Concluiu-se que, para implantes de hexágono externo posicionados linearmente, o tipo de coifa não influenciou na quantidade de micro deformação gerada após o aperto dos parafusos de retenção da prótese.

The objective of this in vitro study was quantify the micro strain development around the external hexagon implants, varying the type of prosthetic coping. Three implants of external hexagon were inserted into one polyurethane block. Microunit abutments were screwed onto the implants, applying a torque of 20Ncm. Plastic prosthetic copings (n=5) and machined copings (n=5) which received standard wax patterns were cast in Co-Cr alloy. On the surface of poliurtehane block tangentially the implants were bonded the strain gauges, two to the center implant. The super structure’s occlusal screws were tightened onto microunit abutments with 10 Ncm torque, the magnitude of micro strain was recorded. The mean values of each strain gauge of each plastic copings were 363,37 με ± 237,66 and the machined copings were 338,12 με ± 223,01. The data were analyzed statistically by t-Student test. No statistically significant difference was found between the prosthetic copings (p=0,867) It was concluded that to external hexagon implants in line placement, the type of coping presented similar magnitude of micro strain after prosthetic occlusal screw was tightened

Efeito do uso de retificadores e do método de fundição em coroas unitárias implantossuportadas: análise em microscopia óptica e extensometria / Effect of rectifiers and casting methods in single-tooth implant-supported crowns: light microscopy and strain gauge analysis

Objetivo: avaliar, in vitro, a adaptação marginal de cilindros pré-fabricados de Co-Cr e cilindros plásticos fundidos em Ni-Cr a pilares do tipo Micro-Unit por meio da microscopia ótica, variando o método de fundição e o uso ou não de retificadores. Durante o ensaio verificou-se, por meio da extensometria, a tensão gerada ao redor do implante durante o aperto do parafuso. Material e Métodos: 36 cilindros tipo Micro-Unit foram subdivididos em três grupos (n = 12): G1 - pré-fabricados em Co-Cr (controle); G2 - fundidos em níquel-cromo (Ni-Cr) pelo método convencional; G3 - fundidos em Ni-Cr pelo método de indução. Para cada cilindro foram realizadas 32 leituras no microscópio óptico (200 x) e mensuração da tensão (extensometria) durante o aperto do parafuso de fixação, com torquímetro eletrônico. Posteriormente, os cilindros dos grupos 2 e 3 foram retificados formando dois subgrupos: G2b e G3b, os quais foram novamente analisados em microscópio óptico e na extensometria. Resultados: os valores (μm) para desadaptação marginal (média/desvio-padrão) nos grupos foram: G1- 33,3; G2a- 61,86 (16,6); G2b- 26,12 (5,5); G3a- 61,57 (22,7); G3b- 28,74 (6,9). Na extensometria (μƐ) foram: G1- 162,14; G2a- 185,42 (94,8); G2b- 168,75 (122,2); G3a- 105,42 (38,5); G3b- 92,0 (33,6). Conclusão: a retificação dos cilindros fundidos em liga de Ni-Cr reduziu significativamente a desadaptação marginal para ambos os métodos de fundição e o uso da técnica de fundição por indução diminuiu a microdeformação ao redor do implante.

Objective: to evaluate, in vitro by light microscopy, the marginal fit between microunit-like abutments and different types of cylinders. Also, strain gauge analysis was used to verify tension during screw tightening. Materials and methods: Thirty-six Microunit-like cylinders were subdivided into three groups: G1 (control) - 12 prefabricated cylinders (Co-Cr); G2 - 12 plastic cylinders (conventional casting in Ni-Cr); G3 - 12 plastic cylinders (casting for induction in Ni-Cr). Light microscopic analysis provided 32 measurements around the interface. The strains gauge analysis was carried with a 10Ncm torque under electronic torque-controlling device. After, the cylinders of G2 and G3 had been rectified forming two sub-groups: G2b and G3b, which again had been analyzed according to the same methods. Results: Mean and SD values of marginal fit (μm) were: G1- 33.3; G2a- 61.86 (16.6); G2b- 26.12 (5.5); G3a- 61.57 (22.7); G3b- 28.74 (6.9). Mean μƐ (SD) values were: G1- 162.14; G2a- 185.42 (94.8); G2b- 168.75 (122.2); G3a- 105.42 (38.5); G3b- 92.0 (33.6). Conclusion: the use of rectifiers in the Ni-Cr cast cylinders reduced the marginal fit for both casting methods and the use of the induction casting procedures diminished the μƐ values around implant.

Effect of cantilever length and inclined implants on axial force and bending moment in implant-supported fixed prostheses / Efeito do cantilever e de implantes inclinados na força axial e momento fletor em próteses fixas implantossuportadas

Purpose: To assess the magnitude and distribution of axial forces and bending moments in abutments as a function of cantilever length and inclination of implants. Methods: Ten metallic bars simulated frameworks of fixed implant-supported prosthesis over two master models with five implants: one with all implants straight and parallel (n=5) and one with the two distal implants tilted (n=5). Strain gauges were fixed on abutments to measure deformation when a 50N-load was applied on the cantilever at 10, 15, and 20mm-distance from the distal abutment. Deformation values were transformed into axial force and bending moment and analyzed by ANOVA and Tukey test (α = 5%). Results: Comparing 10mm- to 20mm-cantilever, there was an increase of approximately 50% for axial force and of 70% for saggital bending moment. On the abutment adjacent to the cantilever, the axial force in the inclined model was 70% lower than in the straight model, and bending moments did not vary. Conclusion: The results suggest that the inclination of distal implants does not have any deleterious biomechanical effect on abutments of the tested models and may reduce the cantilever effect on force magnitude.

Objetivo: Avaliar a magnitude e a distribuição de forças axiais e momentos fletores em pilares em função da extensão do cantilever e da inclinação dos implantes. Metodologia: Dez barras metálicas simularam infraestruturas de prótese fixa implantossuportada sobre dois modelos mestre com 5 implantes: um modelo com todos os implantes retos e paralelos (n=5) e um com os dois implantes distais inclinados (n=5). Extensômetros foram fixados nos pilares para medir sua deformação quando uma carga de 50N foi aplicada no cantilever a 10, 15 e 20 mm do implante distal. Os valores de deformação foram convertidos em força axial e momento fletor e analisados por ANOVA e teste de Tukey (α = 5%). Resultados: Comparando-se as distâncias de 10 e 20 mm, houve um aumento de aproximadamente 50% da força axial e de 70% do momento fletor sagital. No pilar adjacente ao cantilever, a força axial no modelo com implantes inclinados foi 70% menor que no modelo com implantes retos, e os momentos fletores não variaram. Conclusão: Os resultados sugerem que a inclinação dos implantes distais não promoveu nenhum efeito deletério sobre os pilares nos modelos testados e pode reduzir o efeito do cantilever na magnitude da força.

Influence of calcinable cylinders cast in cobalt-chromium alloy on the passivity of implant-supported frameworks / Influência de cilindros calcináveis fundidos em cobalto-cromo na passividade de próteses implanto-suportadas

Purpose: This study aimed to determine the effect of using calcinable cylinders on the passivity of a framework that simulates a three-unit fixed partial prosthesis on two implants. Methods: Two 3.75 x 10 mm external hex implants were used, with their abutments set on a steel base forming the master model. Ten cobalt-chromium alloy frameworks were manufactured by the induction casting technique. Two groups were established: Group 1 used premachined cylinders to cast five frameworks; Group 2 used plastic calcinable cylinders to cast five frameworks. Passivity evaluation was accomplished by using strain gauges placed in the cervical and occlusal regions of the framework pontics. The measurement was performed during screwing of the second prosthetic screw with a torque of 10 Ncm. Data were analyzed by Student's t test (α = 0.05). Results: The mean (standard deviation) values were 39.16 (24.74) mV/V for Group 1 and 43.76 (21.13) mV/V for Group 2. There was no statistically significant difference between groups (P = 0.815). Conclusion: The results suggest that the use of calcinable cylinders had a similar degree of passivity compared to the use of premachined prosthetic cylinders.

Objetivo: Este trabalho avaliou a influência da utilização de cilindros calcináveis no grau de passividade de infra-estruturas que simulam uma prótese parcial fixa de três elementos sobre dois implantes. Metodologia: Foram utilizados dois implantes de hexágono externo de 3,75 mm×10 mm, com seus respectivos pilares intermediários, fixados numa base de aço, formando o modelomestre. A partir disto, foram fabricadas dez infra-estruturas em liga de cobalto-cromo através da técnica de fundição por indução. Foram criados dois grupos: Grupo 1 utilizando cilindros pré-usinados para a fabricação de cinco infra-estruturas; Grupo 2 cinco infra-estruturas fundidas com cilindros de plástico calcináveis. Para avaliação da passividade foram utilizados extensômetros colados na região oclusal e cervical do pôntico das infra-estruturas. A medição foi realizada no momento do aperto do segundo parafuso protético com torque de 10Ncm. Os dados foram analisados pelo teste t de Student (α=0,05). Resultados: As médias (desvio-padrão) dos grupos foram de 39,16 (24,74) mV/V no Grupo 1 e 43,76 (21,13) mV/V no Grupo 2. Não houve diferença estatisticamente significante entre os grupos (P=0,815). Conclusão: Considerando-se as limitações deste trabalho, sugere-se que o uso de cilindros calcináveis obtém o mesmo grau de passividade que o uso de cilindros pré-usinados.