ABSTRACT
Abstract This in silico study evaluated the influence of the abutment collar height and implants length on the biomechanical behavior of morse taper single dental implants with different crown-to-implant ratio. Six virtual models were constructed (S11, M11, L11, S13, M13 and L13) by combining short (S: 2.5 mm), medium (M: 3.5 mm) or long (L: 4.5 mm) abutment collar heights with different implant lengths (11 or 13-mm). An upper central incisor of 11-mm height was constructed on top of each abutment. Each set was positioned in a virtual bone model and exported to analyze mathematically. A 0.60-mm mesh was created after convergence analysis and a 49 N load was applied to the cingulum of the crown at an angle of 45°. Load-generated stress distribution was analyzed in the prosthetic components according to von Mises stress criteria (σvM) and in the cortical and cancellous bone by means of shear stress (εmax). The use of longer collar abutments (L11) increased the stress on the abutment by 250% and resulted in 40% higher stresses on the screw and 92% higher cortical shear stresses compared to short collared abutments (S11). Increasing the implant length produced a slight stress reduction on cortical bone. Cancellous bone was not affected by the crown-to-implant ratio. Longer abutment collars concentrate stresses at the implant level and cortical bone by increasing the crown-to-implant ratio.
Resumo Este estudo avaliou a influência da altura da porção transmucosa do pilar protético com junção cone morse e do comprimento dos implantes no comportamento biomecânico coroas unitárias com diferentes proporção coroa-implante. Seis modelos virtuais (S11, M11, L11, S13, M13 e L13) foram construídos combinando pilares protéticos com transmucoso considerado: curto (S: 2,5 mm), médio (M: 3,5 mm) ou longo (L: 4,5 mm) com diferentes comprimentos de implantes (11 ou 13 mm). Um incisivo central superior de 11 mm de altura foi construído para cada pilar. Cada conjunto foi posicionado em um modelo de osso virtual e exportado para análise matemática. Uma malha de 0,60 mm foi criada após análise de convergência e uma carga de 49 N foi aplicada ao cíngulo da coroa em um ângulo de 45°. A distribuição de estresse gerada por carga foi analisada nos componentes protéticos de acordo com o critério de tensão de von Mises (σvM) e no osso cortical e medular por meio da tensão de cisalhamento (εmax). O uso de pilares com porção transmucosa mais longa (L11) aumentou a tensão no pilar protético em 250%, e resultou em tensões 40% maiores no parafuso e 92% no osso cortical em relação aos pilares com transmucoso curto (S11). O aumento do comprimento do implante produziu uma ligeira redução da tensão de cisalhamento no osso cortical. O osso medular não foi afetado pela relação coroa-implante. Pilares protéticos com porção transmucosa mais longa concentram tensões no implante e no osso cortical, quando a proporção coroa-implante é aumentada.