Novo sistema de retentor pré-fabricado perfurado e de iluminador em fibra óptica: estudo da resistência mecânica frente a variação dos cimentos resinosos / New system of hollow prefabricated post and optical fiber illuminator: study of the mechanical strength by varying resin cements

O presente estudo teve por objetivo avaliar a resistência à flexão de um pino experimental de fibra de vidro vazado, e a resistência adesiva entre este pino experimental à dentina radicular, associando a utilização de um dispositivo iluminador em fibra óptica, sob o processo de envelhecimento, além de determinar a distribuição de tensão pela Análise de Elementos Finitos (FEA). O pino experimental e o dispositivo iluminador de fibra óptica têm por finalidade aumentar a efetividade de fotoativação dos cimentos resinosos nos terços médios e apicais dos canais radiculares. Para o teste de flexão de 3 pontos, estritamente do pino de fibra de vidro, as amostras foram divididas em 4 grupos (n=10): pino convencional (pc), pino experimental sem preenchimento (pp), com preenchimento de cimento resinoso (ppc) e com preenchimento de fibra óptica (ppf). Para o teste de resistência adesiva Pull-out, 100 raízes de dentes bovinos foram restauradas com retentores intrarradiculares e coroas de resina composta, distribuídos em 10 grupos (n=10), tendo como variáveis: o tipo de pino de fibra de vidro [convencional (C) ou perfurado (P)], o sistema de fotoativação [com ou sem o iluminador de fibra óptica (O)], o tipo de cimento resinoso [fotoativado (F) ou polimerização dual (D)] e o envelhecimento das amostras [com e sem ciclagem mecânica (C)]. O processo de envelhecimento foi realizado através da ciclagem mecânica e as amostras foram submetidas ao teste de resistência adesiva Pull-out. A análise do modo de falha foi realizada em Estereomicroscópio. A Análise em Elementos Finitos avaliou a distribuição de tensão pela análise de von Mises, deformação total e tensão máxima principal no Software Ansys 19.3. A análise estatística foi constituída pelo teste de normalidade Shapiro-Wilk, análise de variância (ANOVA) 1, 2 e 3 fatores e teste Tukey 5%. As médias e desvios padrão de resistência à flexão foram (MPa): pc = 677 ± 81,1; ppc = 419 ± 23,2; ppf = 200 ± 32,5 e pp = 177 ± 32,8. As médias e desvios padrão de resistência adesiva foram (MPa): CD = 12,2 ± 1,21; PD = 11,1 ± 1,32; PF = 10,9 ± 1,29; POD = 13,7 ± 1,16; POF = 11,9 ± 1,48; CDC = 10,1 ± 1,33; PDC = 9,25 ± 1,11; PFC = 8,37 ± 1,25; PODC = 10,8 ± 0,95 e POFC = 9,82 ± 1,02. Os resultados do modo de falha foram: adesiva entre pino e cimento (56%), mista predominantemente adesiva entre cimento e dentina (22%), adesiva entre cimento e dentina (14%) e a mista predominantemente adesiva entre pino e cimento (8%). Concluiu-se que entre os pinos experimentais, o grupo do pino perfurado preenchido com cimento resinoso obteve o maior valor de resistência à flexão, a utilização do dispositivo iluminador aumentou os resultados de resistência adesiva nos grupos dos pinos perfurados e não houve diferença na distribuição de tensões entre os grupos. (AU)

The present study aimed to evaluate the flexural strength of an experimental hollow glass fiber post, and the bond strength between this experimental post and root dentin, associating the use of an optical fiber illuminating device, under the aging process, in addition to determine the stress distribution by Finite Element Analysis (FEA). The experimental post and optical fiber illuminating device are intended to increase the polymerization effectiveness of resin cements in the middle and apical regions of root canals. For the 3-point bending test, strictly of the fiber post, the samples were divided into 4 groups (n=10): conventional post (pc), experimental post without filling (pp), with resin cement filling (ppc) and with optical fiber filling (ppf). For the Pull-out test, 100 roots of bovine teeth were restored with intraradicular retainers and composite resin crowns, distributed into 10 groups (n=10), with the following variables: glass fiber post type [conventional (C) or hollow (P)], the photocuring system [with or without the optical fiber illuminating device (O)], the type of resin cement [light cured (F) or dual cured (D)] and aging of the samples [with and without mechanical cycling (C)]. The aging process was performed by mechanical cycling and the samples were submitted to the Pull-out bond strength test. Failure mode analysis was performed using a stereomicroscope. Finite Element Analysis evaluated the stress distribution by von Mises analysis, total strain and maximum principal stress in Ansys Software 19.3. Statistical analysis consisted of the Shapiro-Wilk normality test, 1-, 2- and 3-way analysis of variance (ANOVA) and Tukey test 5%. The means and standard deviations of flexural strength were (MPa): pc = 677 ± 81.1; ppc = 419 ± 23.2; ppf = 200 ± 32.5 and pp = 177 ± 32.8. The means and standard deviations of bond strength were (MPa): CD = 12.2 ± 1.21; PD = 11.1 ± 1.32; PF = 10.9 ± 1.29; POD = 13.7 ± 1.16; POF = 11.9 ± 1.48; CDC = 10.1 ± 1.33; PDC = 9.25 ± 1.11; PFC = 8.37 ± 1.25; PODC = 10.8 ± 0.95 and POFC = 9.82 ± 1.02. The failure mode results were: adhesive between post and cement (56%), mixed predominantly adhesive between cement and dentin (22%), adhesive between cement and dentin (14%) and mixed predominantly adhesive between post and cement (8 %). It was concluded that among the experimental posts, the hollow post group filled with resin cement obtained the highest flexural strength value, the use of the illuminating device increased the results of bond strength in the hollow post groups and there was no difference in the stress distribution among the groups (AU)

Porous Lattice Structure of Femoral Stem for Total Hip Arthroplasty / Estructura de Diseño Poroso por Latice de Vástago Femoral para Artroplastia Total de Cadera

Abstract Total Hip Arthroplasty (THA) is one of the surgical procedures carried out satisfactorily in procedures for osteoarthritis and trauma lesions. ATC surgery reduces pain and improves the quality of life of young patients. Therefore, it is of great importance to improve the properties of hip implants, since current implants do not match their lifespan with the life expectancy of a young patient. This is because the solid prostheses that currently exist have a higher Young's modulus, and therefore are too rigid compared to the bone tissue. On the other hand, the cyclic and continuous loads to which the hip joint is subjected in daily activities, can cause loosening and consequent implant loss The present work proposes an implant manufactured with a porous lattice structure, which aims to reduce stiffness, allow bone growth and a more effective mechanical load transfer. Three computational models subjected to static charges were evaluated and compared: 1) healthy femur, 2) implanted femur with a commercial prosthesis, and 3) implanted femur with a prosthesis with lattice structure. For the computational analysis it was decided to perform a static analysis of a person standing on the left foot; a load equivalent to the body weight was applied on the head of the femur, balancing the reaction forces in the system of forces (contact force, body weight, and abductor muscle).. The results were shown in terms of displacement, compression and deformation. The model implanted with a prosthesis with a lattice design presented a slight decrease in displacement, and a decrease in compression and deformation values, which indicated that the proposed design has a better distribution and transport of the loads through its structure.

Resumen La artroplastia total de cadera (ATC) es uno de los tratamientos quirúrgicos llevados a cabo de manera satisfactoria en procedimientos para la osteoartritis y lesiones de trauma. La ATC reduce el dolor y mejora la calidad de vida de los pacientes. Por lo tanto, es de gran importancia mejorar las propiedades de los implantes de cadera, ya que los implantes actuales tienen un tiempo de vida útil y deben cumplir con las expectativas de rehabilitación para los pacientes. Esto se debe a que las prótesis sólidas que existen actualmente tienen un módulo de Young más elevado, y por lo tanto son demasiado rígidas a comparación del tejido óseo. Por otro lado, las cargas cíclicas y continuas a las que se ve sometida la articulación de la cadera en actividades diarias, pueden ser causa del aflojamiento y consecuente pérdida del implante. El presente trabajo propone un implante fabricado con una estructura porosa tipo látice, el cual tiene como objetivos reducir la rigidez, permitir crecimiento óseo y una transferencia de cargas mecánicas más efectiva. Se evaluaron y compararon tres modelos computacionales sometidos a cargas estáticas: 1) fémur sano, 2) fémur implantado con una prótesis comercial, y 3) fémur implantado con una prótesis con estructura látice. Para el modelo computacional se optó por hacer un análisis estático de una persona parada sobre el pie izquierdo; donde se aplicó una carga equivalente del peso corporal sobre la cabeza del fémur, equilibrando las fuerzas de reacción en el sistema de fuerzas (fuerza de contacto, peso corporal, y músculo abductor). Los resultados fueron mostrados en términos de desplazamiento, compresión y deformación. El modelo implantado con una prótesis con un diseño tipo látice presentó una ligera disminución de desplazamiento, y disminución en los valores de compresión y deformación, lo que indicó que el diseño propuesto posee una mejor distribución y transporte de las cargas a través de su estructura.

Identificación Estable de Fuentes Asociadas a Focos Epilépticos Ubicadas sobre la Corteza / Stable Identification of Sources Associated with Epileptic Focus on the Cerebral Cortex

Resumen Objetivo: Presentar un algoritmo estable que determina, a partir de mediciones electroencefalográficas, los parámetros de fuentes de tipo dipolar asociadas a focos epilépticos ubicados sobre la superficie de la corteza cerebral. Metodología: Se utiliza un problema de contorno para establecer correlaciones entre la fuente y la medición. El problema se divide en dos subproblemas lineales y en cada uno de ellos, se utilizan el método de mínimos cuadrados y la regularización de Tikhonov para encontrar soluciones estables. Estos subproblemas son problemas mal planteados en el sentido de Hadamard, debido a la inestabilidad numérica que presentan, es decir, pequeños cambios en las mediciones pueden producir grandes variaciones en la solución de cada problema. El parámetro de regularización de Tikhonov fue elegido usando el método de la curva L. Para hallar la solución del problema de contorno se utiliza el método de las series de Fourier y el Método del Elemento Finito. Resultados: Se propuso un tipo de fuente para representar a los focos epilépticos en la corteza cerebral y un algoritmo estable para el problema de identificación de los parámetros de dichas fuentes. Se desarrollaron ejemplos sintéticos y programas en MATLAB para el caso de geometría simple bidimensional. Originalidad: La separación del problema original en dos subproblemas así como los ejemplos sintéticos son producto de esta investigación. Conclusión general: Se propuso un algoritmo estable que determina a los parámetros de fuentes de corriente dipolar definidas en la corteza cerebral.

Abstract Objective: To present a stable algorithm that determines, from electroencephalographic measurements, the parameters of dipolar sources associated with epileptic foci located on the cerebral cortex. Methodology: A boundary value problem is used to establish correlations between the sources and the measurements. The problem is divided into two linear subproblems and in each one, the method of Minimum Square and the Tikhonov regularization are used for finding stables solutions. These subproblems are an ill-posed problem in the Hadamard sense, which is due to the numerical instability, that is, small changes in the data can produce substantial variations in the solution of each problem. The Tikhonov regularization parameter was chosen using the L curve method. To find the solution of the boundary value problem are used the Fourier series method and the Finite Element Method. Results: A type of source that represents the epileptic foci on the cerebral cortex and a stable algorithm for finding the parameter of these sources were proposed. Synthetics examples and MATLAB programs were developed for the case of bidimensional geometry. Originality: The separation of the original problem into two subproblems and the synthetics examples are a product of this research. Conclusion: A stable algorithm was proposed for determining the parameters of the dipolar current defined on the cerebral cortex.

Influence of indentation test factors on the mechanical response of the skin / Influencia de los factores experimentales de la indentación en la respuesta mecánica de la piel / Influência dos fatores experimentais da indentação na resposta mecânica da pele

Abstract This study proposes in vivo tests and design of experiments to determine the influence of experimental factors on the mechanical response of the soft tissue. The experimental factors considered are: room temperature (A), indentation velocity (B), indenter temperature (C), pump pressure (D) and muscle activation (E). An inverse method was developed to obtain the constants for constitutive equations of a multilayer biological model (skin, hypodermis, and muscle) through the use of indentation tests in combination with a finite element method. For each combination of the experimental factors, two groups of constants were established from the inverse method. Sixteen combinations of experimental conditions and their corresponding constants for the Mooney-Rivlin constitutive equations were obtained to be used in further numerical models. The factor D and factor interactions ADE, CDE, and ACDE were statistically significant with respect to skin mechanical response. Therefore, it can be concluded that there is not a current equation able to represent the mechanical properties of the skin under all the experimental conditions considered in this study

Resumen Este estudio propone pruebas in vivo y diseño de experimentos para determinar la influencia de los factores experimentales en la respuesta mecánica de tejidos blandos. Los factores experimentales considerados son: temperatura ambiente (A) velocidad de indentación (B), temperatura del indentador (C), presión de bombeo (D) y activación muscular (E). Se desarrolló un método inverso con el fin de obtener las constantes para las ecuaciones constitutivas de un modelo biológico de multicapa (piel, hipodermis y músculo) a través del uso de pruebas de indentación en combinación con el método del elemento finito. Para cada combinación de los factores experimentales, se establecieron dos grupos de constantes del método inverso. Se obtuvieron dieciséis combinaciones de condiciones experimentales y sus correspondientes constantes para las ecuaciones constitutivas de Moorney-Rivlin, que se pueden usar en futuros modelos numéricos. El factor D y las interacciones de los factores ADE, CDE y ACDE fueron estadísticamente significativas con respecto a la respuesta mecánica de la piel. En consecuencia, se puede concluir que no hay actualmente una ecuación capaz de representar las propiedades mecánicas de la piel bajo las condiciones experimentales consideradas en este estudio.

Resumo Este estudo propõe ensaios in vivo e desenho de experimentos para determinar a influência dos fatores experimentais na resposta mecânica de tecidos moles. Os fatores experimentais considerados são: temperatura ambiente (A), velocidade de indentação (B), temperatura de indentação (C), pressão de bomba (D) e ativação muscular (E). Desenvolveu-se um método invertido com o fim de obter as constantes para a equação constitutivas de um modelo biológico de multicapa (pele, hipoderme e músculo) por meio do uso de ensaios de indentacao em combinação com o método do elemento finito. Para cada combinação dos fatores experimentais, se estabeleceram dois grupos de constantes do método inverso. Obtiveram-se dezesseis combinações de condições experimentais e suas constantes correspondentes para as equações constitutivas de Mooney- Rivlin, que podem ser usadas em futuros modelos numéricos. O fator D e as interações dos fatores ADE, CDE e ACDE foram estatisticamente significativas com respeito a resposta mecânica da pele. Assim sendo, se pode concluir que não há atualmente uma equação capaz de representar as propriedades mecânicas da pele baixo as condições experimentais consideradas neste estudo.

Análise da distribuição das tensões em maxila submetida à expansão cirurgicamente assistida com aparelho ósseo-suportado / Analysis of the distribution of maxillary stresses submitted to surgically assisted maxillary expansion with a bone-supported device

A expansão de maxila cirurgicamente assistida (EMCA) é a modalidade de tratamento que tem como objetivo romper as regiões de reforço maxilar permitindo seu movimento expansivo gradativamente. Tal movimento pode ser realizado às custas de aparelhos dento-suportado, dento-muco-suportado, implanto-suportados ou ósseo-suportado. Os efeitos produzidos pelo tratamento vão desde alterações esqueléticas (aumento da base, cavidade e do espaço aéreo nasais) até inclinações dentárias (principalmente nos dentes de suporte do aparelho expansor), dentre outras. O objetivo desta pesquisa foi avaliar, por meio do Método de Elementos Finitos (MEF), a distribuição das tensões produzidas pela EMCA nas estruturas maxilares utilizando-se aparelho expansor ósseo-suportado. Material e métodos: Foi confeccionado um modelo tridimensional de maxila para simulação da EMCA com osteotomia tipo LeFort I descendente sem degrau, com disjunção pterigomaxilar utilizando um modelo de aparelho ósseo-suportado para o teste com a simulação de abertura de 1mm. Os resultados mostraram maior abertura da maxila na região anterior de incisivos a pré-molar (1 mm) e em menor quantidade (0,6mm) na região de molares. A tensão máxima principal (TMXP) mostrou a concentração de tensões principalmente em toda face palatina da maxila de pré-molar ao túber maxilar. Pela face lateral, ficou mais evidente a TMXP nas região de osso alveolar posterior ao pré-molar, molares e túber, assim como na região de pilar zigomático acima da osteotomia. Pelo plano transversal foi possível observar a transmissão de tensões ao longo das estruturas ósseas mostrando pouca dissipação para as raízes do molar. Enquanto que as forças de compressão (Tensão Mínima Principal), evidenciadas pela tensão mínima principal, se manifestaram nas áreas de pilar zigomático e adjacentes as osteotomias, assim como na áreas de contato do apoio do aparelho com o osso palatino. Tensões de tração e compressão também foram evidenciadas na região de processo pterigoide. A análise de tensão de Von Mises mostrou que a parte que mais sofre estresse é a haste que liga o módulo do aparelho com a plataforma de apoio. Conclusão: Houve maior abertura da maxila na região anterior e as tensões resultantes de forças transmitidas ao osso alveolar dos dentes adjacentes ao aparelho, parecem não ser suficientes para deslocar os dentes.(AU)

Surgically assisted maxillary expansion (SARME) is the modality of treatment that aims to weaken the points of maxillary reinforcement allowing its gradual expansion. Such movement can be performed at the expense of dento-supported, dento-muco-supported, implanto-supported or bony-backed devices. The effects produced by the treatment range from skeletal changes (increase of nasal base, cavity and nasal air space) to dental inclinations (mainly in the supporting teeth of the expander apparatus), among others. The objective of the present research was to evaluate the distribution of stress produced by SARME in the maxillary structures using the bone-supported expander apparatus by the Finite Element Method (FEM). Material and methods: A three-dimensional hemi-maxilla model was simulated for SARME with a non-step descending LeFort I osteotomy with pterygomaxillary disjunction using a bone-supported device model for the 1mm aperture simulation test. The results showed a greater opening of the maxilla in the anterior region of the incisors to the premolar (1 mm) and smaller (0.6 mm) in the molar region. The principal maximal stress (TMXP) showed the concentration of the tension forces mainly in all the palatine face of the pre-molar maxilla to the maxillary tuft. Due to the lateral aspect, the TMXP was more evident in the posterior alveolar bone region, the molars and tuber, as well as in the epilating zygomatic region above the osteotomy. From the transversal plane, it was possible to observe the transmission of stress along the bony structures showing little dissipation for the roots of the molar. Meanwhile, the forces of compression (Principal Minimum Tension) evidenced by the principal minimal stress, were manifested in the areas of the zygomatic pillar adjacent to the osteotomies, as well as in the areas of contact of the support of the apparatus with the palatine bone. Tension and compression forces were also evidenced in the pterygoid process region. Von Mises' stress analysis showed that the most stressed part is the rod connecting the device module to the support platform. Conclusion: There was a greater opening of the maxilla in the anterior region and the resulting forces of tension transmitted to the alveolar bone of the teeth adjacent to the appliance did not seem to be sufficient to displace the teeth.(AU)

Tratamento de superfície de restaurações cerâmicas para caracterização de uma camada funcionalmente modificada / Surface treatment of ceramic restorations functionally modified layers caracterization: finite element analysis and laboratory testing

Este estudo tem como objetivo avaliar a influência do tratamento de superfície na sobrevida de restaurações cerâmicas. Um modelo de três camadas 10 x 10 mm foi criado em software Solidworks com as seguintes espessuras e descrições dos materiais. A: 1) dentina como substrato = 4 mm; 2) cimento = 100 µm; 3) material restaurador = 1,5 mm. Depois foi transferido para o programa ABAQUS para a realização da análise de elemento finito. Foram realizadas simulações com dois modelos distintos. Um com todas as camadas livres, sem atrito, o outro as camadas foram fixadas simulando adesão do cimento ao substrato e cerâmica. Foram utilizados valores de referência de módulo de elasticidade (ɛ) e os valores do coeficiente de Poisson (ʋ) para todos os grupos a partir da literatura. Os materiais restauradores modelados foram VITA Enamic (ɛ = 30 GPa; ʋ = 0,3), LAVA Ultimate (ɛ = 12,77 GPa; ʋ = 0,3), dissilicato de lítio (ɛ = 95 GPa; ʋ = 0,25), zircônia (ɛ = 210 GPa; ʋ = 0,3) e cimento resinoso (ɛ = 6,3 GPa; ʋ = 0,3). Uma malha foi criada usando análise de elementos finitos (FEA) e a aplicação de uma carga de 200 N foi simulada ao centro da camada superior de material restaurador. Obtiveram-se os valores de pico de tensão ao longo da interface entre as camadas. Em cada modelo observou-se o perfil de distribuição de tensões. Com base nos resultados, 194 espécimes de dissilicato de lítio (LiDi) nas dimensões de 10x10x0.9 mm foram confeccionados, divididos em nove grupos (n=21): AR (sem tratamento); ARE20( condicionado com ácido fluorídrico 5%, 20 s); ARE120 (condicionado por 120 s); SB (jateado com óxido de alumínio); SBE20 (jateado e condicionado por 20 s); SBE120 (jateado e condicionado por 120 s). Todos os espécimes LiDi silanizados e cimentados com Panavia F (AR ­ sem tratamento, SB ­ apenas jateado, ARE120 ­ condicionado por 120s, SBE120 ­ jateado e condicionado por 120s) e Variolink II (AR ­ sem tratamento, SB ­ apenas jateado, ARE20 ­ condicionado por 20s, ARE120 - condicionado por 120s, SBE20 ­ jateado e condicionado por 20s) ao substrato (10x10x4mm) de resina (TetricCeram) resultando em amostras de camada tripla (LiDi / cimento / bloco de resina). Todas as amostras foram armazenadas em água destilada durante pelo menos 7 dias. Cinco espécimes do grupo não condicionado (controle) foram submetidos a uma carga única de compressão (fadiga estática). As amostras restantes foram testadas utilizando o teste acelerado de fadiga (SSALT). A distribuição de Weibull foi calculada e determinou-se a confiabilidade (com 90% intervalo de confiança) em um determinado número de ciclos e cargas. Foram realizados teste de rugosidade, análise fractográfica. A micro-estrutura da superfície dos espécimes LiDi condicionados por 120 segundos, dos jateados e condicionados por 120 segundos, dos apenas jateados do grupo controle foram analisados e comparados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os mesmos espécimes foram avaliados quanto a área de superfície tratada no Image J. A análise de elementos finitos demonstrou que os materiais restauradores apresentaram diferentes padrões de distribuição de tensões. A zircônia apresentou maior concentração de tensão que dissilicato de lítio com ambos os substratos. A maior rigidez do material restaurador sugere uma distribuição mais homogênea das tensões com valores de tensão máxima mais constantes. A resistência e a sobrevida dos espécimes condicionados por 120 segundos apresentaram alterações de superfície mais visíveis ao MEV quando comparados com os demais grupos. A micro-estrutura de superfície da placa de dissilicato de lítio jateada e condicionada durante 120 segundos mostrou maior número de rugosidades e porosidades mais profundas. O tratamento de superfície das restaurações cerâmicas de dissilicato de lítio, após avaliação da micro-estrutrura da cerâmica e teste de fadiga, melhora a sobrevida das restaurações levando em consideração o tipo de cimento utilizado.

This study aims to evaluate the ceramics restorations reliability with diferents surface treatments. A three layer model 10x 10 mm was created in Solidworks software with the following thicknesses and material descriptions. A: 1) dentin-like substrate = 4 mm; 2) cement = 100 µm; 3) restorative material = 1.5 mm. The model was inserted into ABAQUS® software for finite element analysis. Two simulations was made in two distinct models; all layers free and all layers fixed simulating bond between substrate/cement/ceramic. Elastic modulus (Ɛ) and Poisson's (ʋ) ratio values for all groups were extracted from the literature. Restorative materials involved VITA Enamic ( Ɛ=30 GPa; ʋ= 0.3), LAVA Ultimate ( Ɛ=12.77 GPa; ʋ= 0.3), lithium disilicate ( Ɛ= 95 GPa; ʋ= 0.25), zirconia ( Ɛ= 210 GPa; ʋ= 0.3) and resin cement ( Ɛ= 6,3 GPa; ʋ= 0.3). A mesh created using finite element analysis (FEA) modeling and a 200 N load applied to the center of the restorative material upper layer. The voltage pikes values along the interface between the layers were obtained. Each model was constrained to observe the profiles of stress distribution. Based on results, 194 monolayer lithium disilicate (LiDi) specimens (10x10x0.9mm) were divided into 9 groups (n=21): AR (as received); ARE20 (etched with hydrofluoric acid 5%, 20 s); ARE120 (etched, 120 s); SB( sandblasted with aluminun oxide); SBE20 (sandblasted and etched ,20 s); SBE120 (sandblasted and etched, 120 s). All treated LiDi specimens (10x10x4mm) were bonded to composite substrate (TetricCeram) which had itself been 30 days aged. All specimens was The bonding agent used was Panavia F (AR, SB, ARE120, SBE120) and Variolink II (AR, SB,ARE20, ARE120, SBE120) after silanization resulting trilayer specimens (LiDi/cement/composite). All trilayer specimens were aged in distilled water for at least 7 days. Five specimens from the non-controlled etched group were subject to single loading to failure testing. The remaining specimens were tested under fatigue testing utilizing step-stress accelerated life testing (SSALT). A master Weibull distribution was calculated and reliability was determined (with 90% confidence bounds) at a given number of cycles and loads. Roughness and fractography was used.Scanning Electron Microscope (SEM) was used to analyse and compare the surface micro structure of distincts LiDi specimens which had been sandblasted and etched as same as SSALT groups. All this latter had their condionted area evaluated at Image J with images. Restorative materials showed different patterns of stress distribution. Zirconia presented stress concentration higher than lithium disilicate as a core substrate. The rigidity of the restorative material suggests a more homogeneous distribution of tensions with more constant maximum stress values. The strength and reliability of the specimens with deep etching depth (120 seconds) were higher when compared to the others groups. Micro surface structure of the lithium disilicate plate sandblasted etched for 120 seconds demonstrated more profound roughness and porosity. The zirconia surface did not show great roughness after sandblasted and etched with hydrofluoric acid in different times. After lithum dissilicate ceramics micro-structural analysis and reliability, the surface treatment enhances the reliability regarding resin cement used.

Distribuição de tensões em um modelo tridimensional de canino e pré-molares superiores sob diferentes carregamentos oclusais: análise pelo método de elementos finitos / Stress distribution in a three-dimensional model of canine and premolars superiors under different occlusal loads: analysis by finite element method

O objetivo desse estudo foi analisar, por meio do Método de Elementos Finitos, a distribuição de tensões na estrutura dentária, no ligamento periodontal (LP) e no osso alveolar em um modelo tridimensional do canino (23), primeiro (24) e segundo pré-molares superiores (25) submetidos à ação de cargas axiais e oblíquas. Além disso, objetivou-se avaliar a influência do ponto de contato proximal na distribuição das tensões no modelo de três dentes (M1), comparado a um modelo unitário do 24 (M2). As propriedades mecânicas bem como as condições de contorno e carregamento foram determinadas no programa de elementos finitos Ansys®. Cargas axiais e oblíquas foram aplicadas nas seguintes simulações: C1) Carga axial nos contatos A e B no dente 24; C2) Contato excêntrico no dente 24; C3) Carga oblíqua de 45N, com inclinação de 45o no contato A do dente 24; C4) Carga oblíqua de 45N, com inclinação de 45o no contato B do dente 24; C5) Cargas axiais simultâneas, de 70N na ponta de cúspide do dente 23, 90N nos contatos A e B do dente 24 e de 105N nos contaos A e B do dente 25. Para estimar a possibilidade de falha no esmalte, as tensões máximas principais foram analisadas e deformações máximas e mínimas principais foram analisadas no LP e no osso alveolar, sendo que ambos foram comparados a valores encontrados em outros estudos com metodologia similar. Em C1, a distribuição de tensões foi mais favorável para as estruturas dente-LP-osso, com picos de tensões semelhantes em M1 e M2. Em C2, tensões deslocaramse para apical, devido ao contato entre os dentes 24 e 23 em M1; os picos de tensões foram maiores em M1 do que em M2 no esmalte e no osso e o inverso ocorreu na dentina e no LP. Em C3, tensões de tração concentraram-se na região cervical do esmalte e na furca do dente 24; os picos das tensões no esmalte, osso e LP foram menores em M1 comparado a M2, mas na dentina ocorreu o contrário (M1>M2). Em C4, ocorreu o maior pico de tensão de tração no esmalte, tensões de tração concentraram-se na furca do dente 24; esmalte e dentina comportaram-se de forma similar (M1>M2) e osso e LP também (M1˂M2). Em C5, tensões de tração se concentraram no osso alveolar do dente 23. Os contatos proximais em M1 permitiram a distribuição das tensões de forma mais homogênea para o LP e osso que em M2. Exceto em C1, a distribuição de tensões no esmalte cervical, na dentina, no LP e no osso alveolar diferiram em um modelo unitário comparado a um de três dentes, devido à presença dos contatos proximais.

The direction, type and magnitude of loads on the oclusal surface and also the characteristics of the support structures determines the stress distribution. The aim of this study was to analyze, by the finite element method, the stress distribution on the first superior premolar, in a tridimensional (3D) model subjected to various types of loadings considering the enamel anisotropic or isotropic. The geometric modeling was performed based on a computed tomography (CT) scan. The mechanical properties as well as the loading conditions determined by the Abaqus® finite element program. Axial and oblique loads were applied on the occlusal surface of the first superior premolar in the following conditions: I) 30N axial load applied simultaneously on the occlusal contacts A and B and in the mesial marginal ridge, totaling 90N; II) 90N axial load in the mesial longitudinal edge of the lingual cusp, simulating eccentric contact; III) 45N oblique load with a 45o inclination on theocclusal contact A; IV) 45N oblique load with a 45o inclination on the occlusal contact B. To estimate the possibility of failure in the simulated structures, the maximum principal stress were analyzed and compared to known tensile strength values of the tissues studied. The results showed compression stress on the side in which the load was applied and tensile stress on the opposite side. Tensile stress concentrates mainly in the cervical region of the tooth and in the alveolar insertion bone. Anisotropic models revealed areas of tensile stress concentration smaller than the isotropic models. It was concluded that the isotropic 3D models were suitable for analyzing the stress distribution in teeth, because they are less complex models to build and produced similar results compared to the anisotropic models. The cervical enamel seems to be more susceptible to fracture because of the largest stress concentration on this area, associated with its composition and anatomical characteristics

Modelación y simulación de la arteria aorta a partir de datos clínicos utilizando un modelo fraccional viscoelástico y el método del elemento finito / Modeling and simulation of the aorta from clinical data using a fractional viscoelastic model and finite element method

Los modelos y simulaciones de los efectos biomecánicos presentes en la arteria aorta, le proporcionan al especialista de la salud una herramienta computacional, que puede ser empleada en la prevención y el tratamiento de las enfermedades cardiovasculares. Es por esto que en la presente investigación se desarrolla un modelo matemático con la finalidad de implementarlo en simulaciones tridimensionales digitales que permitan analizar el comportamiento mecánico de arterias. Primero se describe la metodología utilizada en la construcción de la geometría de la arteria basada en imágenes provenientes de una tomografía axial computarizada, los ensayos experimentales necesarios para la obtención de los parámetros mecánicos requeridos por el modelo y por último su orden fraccional. Con lo que se obtiene una simulación mediante elementos finitos donde se identifican las zonas de mayor concentración de esfuerzos y el campo de desplazamientos. Para poder obtener estos resultados se empleó una formulación novedosa basada en modelos viscoelásticos de orden fraccional donde además se obtuvieron, a través del módulo complejo, los valores requeridos para la simulación.

The modeling and simulation of the biomechanical effects present in the aorta, give the health specialist a computational tool that can be used in the prevention and treatment of cardiovascular diseases. For that reason on this research a mathematical model was developed in order to implement digital dimensional simulations to analyze the mechanical behavior of arteries. First, its described the methodology used in the construction of the geometry of the artery based on images from a CT scan, next the necessary experimental tests to obtain mechanical parameters required by the model and finally his fractional order. Obtaining a finite element simulation where the areas of greatest stress concentration and the displacement field are identified. To obtain these results a novel formulation based on fractional order viscoelastic models was used and the values required for simulation were obtained through the complex modulus.

Análise das tensões em próteses implantossuportadas esplintadas, variando o tipo de conexão protética e a inclinação do implante: estudo pelo método dos elementos finitos tridimensionais não linear / Evaluation of the influence of the implant angulation with different types of prosthetic connection on the stress distribution: a threedimensional finite element study

O comportamento biomecânico de um implante dentário osseointegrado desempenha um importante papel na sua longevidade funcional. As limitações anatômicas às vezes tornam necessário o posicionamento de implantes com angulações fora do considerado ideal para as reabilitações protéticas, havendo maior concentração de tensões e reabsorção no osso cortical ao redor do implante. Para solucionar tais situações o profissional deve lançar mão de um cuidadoso planejamento, estudando qual conexão protética melhor se adapta a situação clínica. Portanto, este estudo objetivou avaliar a influência da esplintagem e da inclinação de implantes (0º, 17º e 30º) em reabilitações de maxila posterior, na distribuição de tensões pelo método dos elementos finitos tridimensionais não linear. Para isso, foram confeccionados 12 modelos tridimensionais com o auxílio dos programas de modelagem gráfica SolidWorks 2010 e Rhinoceros 4.0, além do programa InVesalius. Os modelos foram compostos por 3 implantes de hexágono externo (4,1 mm) ou cone morse (4,0 mm) nas regiões: 14 - 10 mm; 15 - 8,5 mm; 16 - 8,5 mm suportando próteses de 3 elementos unitárias ou esplintadas. Após geração das geometrias, os modelos foram importados para o programa de pré e pós-processamento de elementos finitos FEMAP 10.2, onde foram geradas as malhas de elementos finitos, condições de carregamento e contorno. A carga aplicada foi de 400N axialmente e 200N obliquamente, divididas em cada cúspide das superfícies oclusais. Em seguida, a análise foi gerada no programa FEMAP 10.2 e exportada para cálculo no programa de elementos finitos NeiNastran versão 9.2, executada em uma estação de trabalho. Os resultados foram importados novamente ao FEMAP 10.2 para visualização e pós-processamento dos mapas de tensão de von Mises e tensão máxima principal. Os resultados para o tecido ósseo mostraram maiores concentrações de tensões para os implantes inclinados e com coroas unitárias de hexágono externo sob carregamento oblíquo...

The performance of an osseointegrated dental implant plays important rule for functional longevity of the rehabilitation. Sometimes, anatomical limitations imply in the positioning of tilted implants that is not considered ideal for prosthetic rehabilitation, generating higher stress concentration around it and leading to cortical bone resorption. To solve these situations, the professional must plan carefully the restoration and to study the connection type of the implant to better adaption for these situations. In this way, this study aimed to evaluate the influence of splinting prostheses and implant inclination (0º, 17º and 30º) in implant-supported prostheses in the posterior region of the maxilla on stress distribution by non-linear 3D finite element analysis. For this, twelve 3D models was confectioned using modeling software SolidWorks 2010 and Rhinoceros 4.0 and software InVesalius. The models constituted of 3 dental implants of external hexagon or morse taper (4,0 mm) at the regions: 14 - 10mm; 15 - 8,5 mm; 16 - 8,5 mm, supporting three-unit prostheses in single and splinting configurations. After modeling, the models were imported to pre- and post-processing software of finite elements FEMAP 10.2 for finite element mesh generation and configuration of restrictions and loading conditions. Axial load of 400N and oblique of 200N were applied divided on each cusp tip of occlusal surface. Next step, it was the analysis configuration on FEMAP 10.2 that was exported to NeiNastran 9.2 to math processing. After, the files of results were imported to FEMAP 10.2 to results visualization and post-processing analysis by plotting von Mises and maximum principal stress maps. The results of bone tissue showed higher stress concentration to inclined implants of external hexagon supporting single crowns under oblique loading. The models with splinted Morse taper implants showed lower stress areas around them. In the implants, the stress reaches moderate levels...

Análise das tensões em próteses implantossuportadas esplintadas, variando o tipo de conexão protética e a inclinação do implante: estudo pelo método dos elementos finitos tridimensionais não linear / Evaluation of the influence of the implant angulation with different types of prosthetic connection on the stress distribution: a threedimensional finite element study

O comportamento biomecânico de um implante dentário osseointegrado desempenha um importante papel na sua longevidade funcional. As limitações anatômicas às vezes tornam necessário o posicionamento de implantes com angulações fora do considerado ideal para as reabilitações protéticas, havendo maior concentração de tensões e reabsorção no osso cortical ao redor do implante. Para solucionar tais situações o profissional deve lançar mão de um cuidadoso planejamento, estudando qual conexão protética melhor se adapta a situação clínica. Portanto, este estudo objetivou avaliar a influência da esplintagem e da inclinação de implantes (0º, 17º e 30º) em reabilitações de maxila posterior, na distribuição de tensões pelo método dos elementos finitos tridimensionais não linear. Para isso, foram confeccionados 12 modelos tridimensionais com o auxílio dos programas de modelagem gráfica SolidWorks 2010 e Rhinoceros 4.0, além do programa InVesalius. Os modelos foram compostos por 3 implantes de hexágono externo (4,1 mm) ou cone morse (4,0 mm) nas regiões: 14 - 10 mm; 15 - 8,5 mm; 16 - 8,5 mm suportando próteses de 3 elementos unitárias ou esplintadas. Após geração das geometrias, os modelos foram importados para o programa de pré e pós-processamento de elementos finitos FEMAP 10.2, onde foram geradas as malhas de elementos finitos, condições de carregamento e contorno. A carga aplicada foi de 400N axialmente e 200N obliquamente, divididas em cada cúspide das superfícies oclusais. Em seguida, a análise foi gerada no programa FEMAP 10.2 e exportada para cálculo no programa de elementos finitos NeiNastran versão 9.2, executada em uma estação de trabalho. Os resultados foram importados novamente ao FEMAP 10.2 para visualização e pós-processamento dos mapas de tensão de von Mises e tensão máxima principal. Os resultados para o tecido ósseo mostraram maiores concentrações de tensões para os implantes inclinados e com coroas unitárias de hexágono externo sob carregamento oblíquo...

The performance of an osseointegrated dental implant plays important rule for functional longevity of the rehabilitation. Sometimes, anatomical limitations imply in the positioning of tilted implants that is not considered ideal for prosthetic rehabilitation, generating higher stress concentration around it and leading to cortical bone resorption. To solve these situations, the professional must plan carefully the restoration and to study the connection type of the implant to better adaption for these situations. In this way, this study aimed to evaluate the influence of splinting prostheses and implant inclination (0º, 17º and 30º) in implant-supported prostheses in the posterior region of the maxilla on stress distribution by non-linear 3D finite element analysis. For this, twelve 3D models was confectioned using modeling software SolidWorks 2010 and Rhinoceros 4.0 and software InVesalius. The models constituted of 3 dental implants of external hexagon or morse taper (4,0 mm) at the regions: 14 - 10mm; 15 - 8,5 mm; 16 - 8,5 mm, supporting three-unit prostheses in single and splinting configurations. After modeling, the models were imported to pre- and post-processing software of finite elements FEMAP 10.2 for finite element mesh generation and configuration of restrictions and loading conditions. Axial load of 400N and oblique of 200N were applied divided on each cusp tip of occlusal surface. Next step, it was the analysis configuration on FEMAP 10.2 that was exported to NeiNastran 9.2 to math processing. After, the files of results were imported to FEMAP 10.2 to results visualization and post-processing analysis by plotting von Mises and maximum principal stress maps. The results of bone tissue showed higher stress concentration to inclined implants of external hexagon supporting single crowns under oblique loading. The models with splinted Morse taper implants showed lower stress areas around them. In the implants, the stress reaches moderate levels...

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.

Método para la generación de modelos de elementos finitos de dientes / Method to generation of finite element models of teeth

El objetivo del estudio fue realizar una modelación 3D con la características morfológicas de un primer premolar superior a partir de su morfometría. Teniendo como referencia un diagrama anatómico de un primer premolar superior y sus variables morfométricas, se realizó el trazado de su contorno (software Catya) considerando al menos tres cortes transversales de la figura: vista oclusal, mesio-distal (AP) y uno vestíbulo-palatino (L). El modelo 2d obtenido se completó mediante extrapolación para obtener una imagen tridimensional en malla que, posteriormente, se transforma a elementos triangulares, quedando el modelo de premolar listo para ser importado al software de análisis de elementos finitos (Ansys). Aquí, estos elementos son transformados a su vez en elementos placa, unidos por haces, lo que le confiere un comportamiento lineal e isométrico. A éstos, se ingresan los valores de las propiedades mecánicas correspondiente a cada tejido para proceder al análisis. La figura así obtenida, permite reproducir la morfología del premolar y las relaciones entre sus componentes. Además, la linealidad e isometría conferida permite estudiar el comportamiento mecánico en cualquier sección del modelo. El diseño computacional de estructuras anatómicas, a partir de un dibujo de contorno en base a su morfología y morfometría con la técnica descrita, resulta un alternativa complementaria para estudiar la morfología y realizar análisis mecánicos de dientes u otras estructuras anatómicas.

The aim of this study was making a 3D modeling with the morphological characteristics of a first premolar from its morphometry. With reference to an anatomical diagram of a first upper premolar and morphometric relationships, it performs its contour plot (software Catya) considering at least three cross-sections of the figure seen occlusal, mesial-distal (AP) and one vestibulo-palatal (L). 2d obtained model is completed by extrapolation to obtain a three-dimensional mesh which subsequently transforms triangular elements premolar model being ready to be imported into the software of the finite element analysis (Ansys) where these elements are transformed into the once plate elements connected by beams which gives a linear and isometric to which also inputs values ??of mechanical properties for each tissue for the analysis. Thus the figure obtained allows us to reproduce the morphology of the premolar and the relationships among its components, including linearity and isometry conferred allows us to study the mechanical behavior in any section of the model. Computational design of anatomical structures from a contour drawing based on their morphology and morphometry using the technique described results in a complementary alternative to study the morphology and mechanical analyzes of teeth or other anatomical structures.

Hermenêutica e linguagem em Schleiermacher / Hermeneutics and language in Schleiermacher

O presente artigo resulta de uma investigação sobre a hermenêutica de Schleiermacher, visando a relacioná-la com recentes debates sobre a racionalidade hermenêutica, com destaque ao caráter indicativo-formal dos conceitos filosóficos. Sem entrar numa discussão direta sobre "índices" ou "indicativos formais", constantes da obra de Heidegger, serão apenas discutidos conceitos e expressões do autor, de modo que se evidencie sua relação com o tema.

This article results from an investigation into the hermeneutics of Schleiermacher, in order to relate it to recent debates about the rationality hermeneutics, especially the character of formal indication of philosophical concepts. Without entering into a direct discussion about "rates" or "formal indications", contained in Heidegger’s work, will only be discussed concepts and expressions of the author, in order to demonstrate its relationship to the subject.

Influência do número e inclinação dos implantes para a ancoragem de prótese fixa em maxila atrófica: estudo comparativo com elementos finitos 3D / Tilted and short implants supporting fixed prosthesis in an atrophic maxilla: a 3D-FEA biomechanical evaluation

Proposição. O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento biomecânico de prótese fixa implanto-suportada com implantes longos angulados e implantes curtos retos posicionados na região mais posterior de maxila moderadamente atrófica. As hipóteses foram de que a presença do implante distal longo inclinado (all-on-four) e do implante distal curto reto (all-on-six) resultariam em maior (hipótese-1) e menor (hipótese-2) tensão no osso maxilar quando comparada a presença dos implantes distais longos verticais (all-on-four). Materiais e Métodos. O modelo 3D foi confeccionado baseado na tomografia de um paciente com maxila atrófica e na micro-tomografia dos implantes Nobel Biocare. As diferentes configurações foram: M4R, quatro implantes verticais anteriores (4X11.5 X 4X13mm); M4I, dois implantes verticais mesiais (4X11.5mm) e dois implantes inclinados distais (45°) (4X13mm); M6R, quatro implantes verticais anteriores (4X11.5 X 4X13mm) + dois implantes curtos verticais posteriores (5X7mm). Foram aplicados carregamentos bilaterais simultâneos (150N) axial (C1) e obliquo (C2) na região de cantilever posterior. Foi adotada a Tensão Principal Máxima (σmax) para avaliação da tensão óssea e a tensão Equivalente de von Mises (σvM) para avaliação dos implantes. Resultados. Independente da direção do carregamento, a σmax foi maior no M4I (C1 0,87 e C2 0,85 GPa), seguido pelo M6R (C1 0,71 e C2 0,53 GPa) e M4R (C1 0,59 e C2 0,44 GPa). Os implantes mais próximos da área de carregamento apresentaram os maiores valores de tensão no planejamento M6R, seguido pelo M4I e M4R. Conclusões. As hipóteses 1 e 2 foram respectivamente aceita e parcialmente negada, uma vez que a presença do implante distal longo inclinado e do implante distal curto reto resultaram em maiores valores de tensão quando comparado ao implante vertical reto. Mesmo assim, como a tensão da maioria dos implantes foi menor no planejamento com 6 implantes, a utilização do implante curto é considerada vantajosa...

Purpose. This study compared the biomechanical behavior of tilted long implant and vertical short implants to support fixed prosthesis in an atrophic maxilla. The hypotheses were that the presence of distal tilted (all-on-four) and distal short implants (all-on-six) would respectively result in higher (Hypotheses 1) and lower (Hypotheses) stresses in the maxillary bone in comparison to the presence of vertical implants (all-on-four). Materials and Methods. The maxilla model was built based on a tomographic image of the patient. Implant models were based on micro-CT imaging of implants. The different configurations considered were: M4S, four vertical anterior implants; M4T, two mesial vertical implants and two distal tilted (45°) implants in the anterior region of the maxilla; and M6S, four vertical anterior implants and two vertical posterior implants. Numerical simulation was carried out under bilateral 150N loads applied in the cantilever region in axial (L1) and oblique (45°) (L2) direction. Maximum principal stress (σmax) and von Mises stress (σvM) were utilized for bone and implant stresses assessments, respectively. Results. Regardless of loading direction, bone σmax was highest for the M4T (L1 0.87 and L2 0.85 GPa), followed by M6S (L1 0.71 and L2 0.53 GPa) and M4S (L1 0.59 and L2 0.44 GPa). Implants in proximity of the loading area presented highest stress values in the M6S configuration, followed by the M4T and then the M4S. Conclusions. The hypotheses of the present study were that the presence of distal tilted (all-on-four) and distal short implants (all-on-six) would respectively result in higher and lower stresses in the maxillary bone in comparison to the presence of vertical implants (all-on-four), were respectively accepted and partially rejected, as the presence of distal tilted and distal short implants resulted in higher stresses compared to vertical implants (all-on-four). Nevertheless, as the stresses at the majority of the implants were…

Influência do número e inclinação dos implantes para a ancoragem de prótese fixa em maxila atrófica: estudo comparativo com elementos finitos 3D / Tilted and short implants supporting fixed prosthesis in an atrophic maxilla: a 3D-FEA biomechanical evaluation

Proposição. O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento biomecânico de prótese fixa implanto-suportada com implantes longos angulados e implantes curtos retos posicionados na região mais posterior de maxila moderadamente atrófica. As hipóteses foram de que a presença do implante distal longo inclinado (all-on-four) e do implante distal curto reto (all-on-six) resultariam em maior (hipótese-1) e menor (hipótese-2) tensão no osso maxilar quando comparada a presença dos implantes distais longos verticais (all-on-four). Materiais e Métodos. O modelo 3D foi confeccionado baseado na tomografia de um paciente com maxila atrófica e na micro-tomografia dos implantes Nobel Biocare. As diferentes configurações foram: M4R, quatro implantes verticais anteriores (4X11.5 X 4X13mm); M4I, dois implantes verticais mesiais (4X11.5mm) e dois implantes inclinados distais (45°) (4X13mm); M6R, quatro implantes verticais anteriores (4X11.5 X 4X13mm) + dois implantes curtos verticais posteriores (5X7mm). Foram aplicados carregamentos bilaterais simultâneos (150N) axial (C1) e obliquo (C2) na região de cantilever posterior. Foi adotada a Tensão Principal Máxima (σmax) para avaliação da tensão óssea e a tensão Equivalente de von Mises (σvM) para avaliação dos implantes. Resultados. Independente da direção do carregamento, a σmax foi maior no M4I (C1 0,87 e C2 0,85 GPa), seguido pelo M6R (C1 0,71 e C2 0,53 GPa) e M4R (C1 0,59 e C2 0,44 GPa). Os implantes mais próximos da área de carregamento apresentaram os maiores valores de tensão no planejamento M6R, seguido pelo M4I e M4R. Conclusões. As hipóteses 1 e 2 foram respectivamente aceita e parcialmente negada, uma vez que a presença do implante distal longo inclinado e do implante distal curto reto resultaram em maiores valores de tensão quando comparado ao implante vertical reto. Mesmo assim, como a tensão da maioria dos implantes foi menor no planejamento com 6 implantes, a utilização do implante curto é considerada vantajosa...

Purpose. This study compared the biomechanical behavior of tilted long implant and vertical short implants to support fixed prosthesis in an atrophic maxilla. The hypotheses were that the presence of distal tilted (all-on-four) and distal short implants (all-on-six) would respectively result in higher (Hypotheses 1) and lower (Hypotheses) stresses in the maxillary bone in comparison to the presence of vertical implants (all-on-four). Materials and Methods. The maxilla model was built based on a tomographic image of the patient. Implant models were based on micro-CT imaging of implants. The different configurations considered were: M4S, four vertical anterior implants; M4T, two mesial vertical implants and two distal tilted (45°) implants in the anterior region of the maxilla; and M6S, four vertical anterior implants and two vertical posterior implants. Numerical simulation was carried out under bilateral 150N loads applied in the cantilever region in axial (L1) and oblique (45°) (L2) direction. Maximum principal stress (σmax) and von Mises stress (σvM) were utilized for bone and implant stresses assessments, respectively. Results. Regardless of loading direction, bone σmax was highest for the M4T (L1 0.87 and L2 0.85 GPa), followed by M6S (L1 0.71 and L2 0.53 GPa) and M4S (L1 0.59 and L2 0.44 GPa). Implants in proximity of the loading area presented highest stress values in the M6S configuration, followed by the M4T and then the M4S. Conclusions. The hypotheses of the present study were that the presence of distal tilted (all-on-four) and distal short implants (all-on-six) would respectively result in higher and lower stresses in the maxillary bone in comparison to the presence of vertical implants (all-on-four), were respectively accepted and partially rejected, as the presence of distal tilted and distal short implants resulted in higher stresses compared to vertical implants (all-on-four). Nevertheless, as the stresses at the majority of the implants were…

Fratura precoce da porcelana em restaurações com infra-estrutura de zircônia: influência de gradientes térmicos no desenvolvimento e magnitude de tensões residuais e transitórias / Porcelain fracture in veneered-zirconia restorations: influence of thermal gradients on the development and magnitude of residual and transient stresses

Esse estudo avaliou o desenvolvimento de tensões dentro da porcelana de restaurações metalo-cerâmicas (MC) e de zircônia-porcelana (ZC) como resultado de diferentes taxas de resfriamento a partir de temperaturas acima da transição vítrea (Tg). Restaurações unitárias (coroas) foram fabricadas com 1 ou 2 mm de espessura de porcelana. Termopares foram posicionados nas superfícies de cimentação (T1) e oclusal (T4) e inseridos na interface (T2) e dentro da porcelana (T3). Para o resfriamento rápido, o forno foi aberto imediatamente após o tempo de sinterização e desligado. O resfriamento lento foi obtido pela abertura do forno quando a 50°C abaixo da Tg. Modelos axi-simétricos foram construídos para simulação de tensões térmicas tempo-dependentes usando análise de elementos finitos (AEF). Equações de temperatura em função do tempo obtidas por termopares foram inseridas no modelo como condições das margens. A mudança do coeficiente de expansão térmica, densidade, módulo de cisalhamento, capacidade térmica e da Tg de acordo com a taxa de resfriamento foi considerada para simulação do comportamento da porcelana em temperaturas acima da Tg (visco-elástico). O comportamento dos materiais de infra-estrutura e da porcelana abaixo da Tg foi considerado elástico. A taxa de resfriamento na faixa de temperatura próxima a Tg foi 20°C/min e 900°C/min para resfriamento lento e rápido. Durante o resfriamento lento, os diferentes termopares mostraram temperaturas similares em ambas as coroas. Gradientes de temperatura foram observados no resfriamento rápido da coroa ZC (T1-T4 = 100°C) e, em menor magnitude, para a MC (T1-T4 = 30°C). Os resultados de AEF mostraram diferenças de tensão residual na porcelana sobre zircônia e sobre metal para resfriamento rápido (25 MPa) e lento (15 MPa). Tensões transitórias com magnitude de até 200 MPa foram observadas dentro da porcelana quando resfriada rapidamente, enquanto foram de magnitude insignificante no resfriamento lento. As tensões ...

This study evaluated the development of transient and residual stresses within the porcelain of veneered restorations (zirconia- and metal-based) as a result of different cooling rates from temperatures above the glass transition temperature (Tg). All-ceramic (porcelain on zirconia-based ceramic) and porcelain-fused-to-metal (PFM) molar crowns were fabricated with 1 mm or 2 mm porcelain thickness. Thermocouples were attached to intaglio (T1) and occlusal (T4) surfaces and embedded within the ceramics interface (T2) and inside the porcelain (T3) to acquire temperature readings by time. For fast cooling, the furnace was opened immediately after the holding time and switched off afterward. Slow cooling was determined by opening the furnace when it reached 50 °C bellow the Tg. Axially-symmetric crown-like models were constructed to perform a simulation of time-dependent thermal stresses using finite element analyses (FEA). Time-dependent temperature equations from thermocouples were set as boundary conditions for surfaces of the model. Coefficient of thermal expansion, density, shear modulus, heat capacity and Tg dependency on cooling rate were considered for the porcelain simulation (visco-elastic above Tg). Porcelain below the Tg and the framework materials were considered to behave elastically. The cooling rates at Tg range were 20 °C/min and 900 °C/min for slow and fast cooling. During slow cooling, different thermocouples showed similar temperatures for both zirconia and metal crowns. Remarkable temperature gradients were observed for the fast cooled all-ceramic crown (T1-T4 = 100 °C) and, of lower magnitude, for PFM (T1-T4 = 30 °C). FEA results showed differences between residual stress observed for porcelain on zirconia and on metal for fast (25 MPa) and slow cooled crowns (15 MPa). Significant transient stress waves (up to 200 MPa) were observed within the porcelain during fast cooling through the Tg, while they were insignificant for...

Simulação da distribuição de tensões em implante dentário curto com carregamento axial em corticais com diferentes espessuras / Simulation of stress distribution in short dental implant with axial loading in cortical with different thickness

Objetivo: avaliar o comportamento de implante curto inserido em osso cortical com diferentes espessuras. Métodos: foram realizadas simulações pelo método de elementos finitos com carregamento em implante curto (5,7 x 5,0mm) contendo hexágono externo. Ao todo, foram três modelos de simulação, um para cada espessura de osso cortical (1, 2 e 3mm). Resultados: quando o sistema foi inserido em um osso cortical de maior espessura, observou-se uma maior estabilidade e, consequentemente, menores tensões para o implante e componentes protéticos envolvidos. Conclusões: os resultados obtidos sugerem que o implante curto avaliado pode ser utilizado para as diferentes espessuras de osso cortical. Os valores de tensão obtidos foram sempre menores do que o necessário para induzir a deformação plástica do implante ou de qualquer componente do sistema protético. Para o osso cortical, as tensões foram menores do que o limite crítico apontado pela literatura para que ocorra a reabsorção óssea.

Objective: To evaluate the behavior of short implant inserted in cortical bone with different thicknesses. Methods: Simulations were performed by finite element method with loading on short implants (5.7 x 5.0 mm) containing external hexagonal. Three simulation models were built, one for each thickness of cortical bone (1, 2 and 3 mm). Results: When the system was inserted into a thicker cortical bone, there was an increased stability and, consequently, lower stresses to the implant and prosthetic components involved. Conclusions: The results suggest that the short implant assessed can be used for different thickness of cortical bone. The stress values obtained were always lower than the necessary to induce plastic deformation on implant or any component of the prosthetic system. On the cortical bone the stresses were lower than the critical values indicated in the literature for the occurrence of bone resorption.

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).

Parâmetros metodológicos da análise por elementos finitos em estudos ortodônticos: revisão da literatura / Methodological parameters of finite element analysis in orthodontic researches: literature review

Na busca de melhor entendimento biomecânico, diversos métodos têm sido utilizados na tentativa de predizer a resposta tecidual frente à aplicação de carga ortodôntica. Mesmo diante de algumas dificuldades oferecidas pela vasta complexidade dos tecidos orais, o método de análise por elementos finitos é o mais adequado para a simulação das propriedades desses componentes. Diante disso, o objetivo desse estudo foi discutir, a partir de releitura da literatura científica, parâmetros metodológicos da aplicação dessa metodologia em estudos ortodônticos. Após estabelecidos os parâmetros a serem discutidos (propriedades dos materiais, linearidade de análises e condições de contorno), a busca dos artigos foi feita pela base de dados online PubMed, relacionando as palavraschaves “orthodontics” e “finite element analysis”, e também por meio de busca manual de autores renomados nessa área. Foram selecionados artigos que apresentassem considerações críticas sobre os parâmetros metodológicos supracitados. Após discussão crítica dos aspectos propostos, pode-se concluir que diante do grande leque de opções metodológicas, as variáveis abordadas ao longo desse artigo devem ser cuidadosamente consideradas para avaliação do objetivo proposto pelo estudo, assim como para a correta interpretação dos resultados obtidos por meio da análise por elementos finitos.

In search of better biomechanical understanding, several methods have been used in an attempt to predict the tissue response to the application of orthodontic load. Even with some difficulties of the vast complexity of the oral tissues, the method of finite element analysis is most suitable for simulating the properties of these components. Therefore, the objective of this study was to discuss, through scientific literature reading, methodological parameters of the application of this technique in orthodontic studies. After set the parameters to be discussed (material properties, linear analysis and boundary conditions), the articles search was made by PubMed online database, with “orthodontics” and “finite element analysis” key words, and also through a manual search of authors in this area. Articles were selected about the mention of methodological parameters above. After critical discussion, it can be concluded that given the large number of methodological options, the variables discussed throughout this article should be carefully considered to assess the goal proposed by study, as well as the correct interpretation of the results obtained by finite elements analysis.

Influência da altura da coroa em implantes osseointegrados: estudo pelo método dos elementos finitos tridimensionais / Influence of crown height with osseointegrated implants: a threedimensional finite element analysis

Os implantes dentais têm sido usados extensivamente para a reabilitação de edentulismo total e parcial, com próteses fixas ou removíveis. Em detrimento das suas taxas de sucesso e previsibilidade, falhas ocorrem e são associadas a complicações biomecânicas. Entre os fatores biomecânicos podemos destacar uma proporção adequada entre comprimento do implante e superestrutura. Porém, pouco é encontrado sobre a influência da altura da coroa, o alcance do braço de alavanca e, conseqüentemente, a tensão no osso cortical e no osso trabecular. Apesar do aumento no uso de implantes, muito pacientes que necessitam dessa terapia ficam limitados devido à pouca altura óssea. Sistemas disponibilizam no mercado implantes curtos, onde procedimentos cirúrgicos invasivos poderiam ser evitados; nesses implantes, porém, é muito comum uma relação coroa/área implantada invertida. Desenvolveremos este trabalho em dois capítulos. O primeiro irá avaliar a influência de três alturas de coroas pré-estabelecidas, quando associadas a implantes de hexágono externo em todas as suas estruturas associadas. No segundo, avaliaremos a influência das mesmas alturas de coroas, associadas a implantes de hexágono externo e cone - morse, na distribuição das tensões no tecido ósseo. Para a primeira parte do trabalho, foram confeccionados três modelos tridimensionais, com auxilio dos programas de modelagem gráfica SolidWorks 2006 e Rhinoceros 4.0, além do programa InVesalius (CTI, São Paulo, Brasil), utilizado para gerar o modelo ósseo a partir de uma tomografia computadorizada. Cada modelo foi composto por um bloco ósseo, com um implante de 3,75 x 10,00mm (Conexão Sistemas de Prótese, São Paulo), com o tipo de conexão: hexágono externo, utilizando três alturas de coroas (10 mm; 12.5 mm e 15 mm), colocadas na plataforma oclusal (hexágono externo). Após geração de geometrias, os modelos foram importados para o programa de pré e pós-processamento de elementos finitos FEMAP 10.0 (Siemens PLM...

The dental implants have been widely used for rehabilitation of partial and complete edentulism using fixed and removable prostheses. Despite the success rate and predictability, failures are reported and commonly associated with biomechanical complications. Among the biomechanical factors, an adequate proportion between the implant and superstructure dimensions should be established. However, there is little information about the influence of crown height and lever arm on stress in cortical and trabecular bone. Although the use of implants has increased, many patients are limited by insufficient bone height. Thus, some implant systems developed short implants to avoid invasive surgical procedures. Nevertheless, such implants present an inverted crown/anchored area ratio. The present study will be divided into two chapters. The first one will evaluate the influence of three pre-established crown heights attached to external hexagon implants on all structures. In the second chapter, it will be evaluated the influence of the same crown heights attached to external hexagon and morse taper implants on the stress distribution in bone tissue. Initially, three 3D models were fabricated using the softwares SolidWorks 2006 and Rhinoceros 4.0. The software InVesalius (CTI, Sao Paulo, Brazil) was also used to generate the bone model through a computed tomography. Each model was composed by a bone block with an external hexagon implant (3.75 X 10.0 mm) (Conexao Sistemas de Protese, Sao Paulo) and a crown with different heights (10 mm, 12.5 mm and 15 mm) attached to the implant platform (external hexagon). After generation of the geometries, the models were imported to the software FEMAP 10.0 (Siemens PLM Software Inc., USA) for pre- and post-processing of finite elements to generate the meshes as well as the loading and boundary conditions. Axial load of 200N and oblique load of 100N were applied on the occlusal surface of the crowns. The models were solved by the...