Falhas biomecânicas com uso de mini-implante ortodôntico: análise por elementos finitos / Biomechanical failures with the use of orthodontic mini-implants: finite element analysis

Esta tese foi dividida em três partes, sendo que cada uma consistiu estudo independente, com objetivos próprios. Na parte 1, o objetivo foi avaliar a influência do modo de representar a interface osso-OMI (osseointegrada ou não osseointegrada) sobre a previsão do risco de reabsorção óssea peri-implantar. Foram construídos quatro modelos tridimensionais que representaram o OMI inserido em quatro cilindros de osso de densidades crescentes, diferenciados pela espessura do osso cortical (Ct = 0,5; 1,2; 2,0 e 3,0 mm) e pelo módulo de elasticidade do osso trabecular (TE = 0,2; 1,4; 3,0 e 5,5 GPa). Para cada modelo, foram simuladas duas condições de interface osso-OMI: uma que considerava união perfeita entre osso e OMI (osseointegrado) e outra que considerava a possibilidade de movimentos relativos entre eles (não osseointegrado). Uma força horizontal de 2 N foi aplicada na cabeça do OMI, para simular a retração de dentes anteriores. A avaliação do risco de reabsorção óssea peri-implantar foi baseada no critério de falha da deformação principal maior, assumindo um valor crítico de 3.000 strain, tanto para tração quanto para compressão. Os resultados mostraram que, ao simular a interface osso-OMI como perfeitamente unida, o risco de perda de estabilidade do OMI por reabsorção óssea peri-implantar no osso menos denso fica subestimado. Na parte 2, foram novamente representadas as quatro condições de qualidade óssea, mas com modelos que representavam o contorno anatômico dos ossos correspondentes: maxila pouco densa, maxila controle, mandíbula controle e mandíbula muito densa. A AEF foi conduzida para tentar explicar por que os OMIs colocados na maxila apresentam maior taxa de sucesso em relação aos OMI colocados na mandíbula, apesar da melhor qualidade do osso mandibular. Além da força horizontal de 2 N (cenário clínico), foi simulada uma força horizontal de 10 N (condição de sobrecarga) e a interface osso OMI foi simulada como não-osseointegrada em todos os modelos. A avaliação do risco de reabsorção óssea peri-implantar seguiu o mesmo critério da parte 1 e foi também avaliado o risco de falta de estabilidade imediata, baseado no deslocamento intra-ósseo do OMI. Em todos os casos, o pico de deslocamento do OMI ficou muito abaixo do limiar de 50-100 m, o que sugere que a estabilidade primária seria suficiente mesmo no cenário de maxila de baixa densidade sobrecarregada. De acordo com os dados da deformação principal maior, a maxila está mais sujeita a perder sua estabilidade inicial devido à sobrecarga ortodôntica, especialmente na condição de baixa densidade, em que tanto a deformação de tração quanto a de compressão ultrapassaram o limiar de reabsorção óssea patológica. É provável que essa AEF não conseguiu prever o maior risco de falha de OMI em mandíbula de alta densidade porque não simulou as tensões residuais geradas pela inserção do OMI. Portanto, a simulação da inserção do OMI parece essencial para explicar a contradição que motivou esse estudo. Na parte 3, o objetivo foi comparar, através da AEF, o risco de reabsorção radicular inflamatória induzida ortodonticamente (RRIIO) entre duas mecânicas ortodônticas de intrusão (convencional e com mini-implantes), em situações de diferentes níveis de suporte periodontal. Foram construídos quatro modelos de um pré-molar superior inserido na maxila: controle (CTL) e 2, 4 ou 6 mm de perda óssea horizontal (R2, R4 e R6, respectivamente). Uma força de intrusão de 25 cN foi utilizada para as duas mecânicas em estudo. Nos modelos com mini-implante ortodôntico, a força foi dividida entre as faces vestibular e palatina. Nos modelos sem mini-implantes, a força foi aplicada apenas na vestibular. O índice de risco de reabsorção radicular (iRRR) foi calculado dividindo o pico de tensão hidrostática compressiva no ligamento periodontal pela tensão hidrostática dos capilares (4,7 kPa). A mecânica com mini-implante, além de apresentar iRRR sempre menores (CTL 1,2 e 1,4; R2: 1,4 e 1,7; R4: 1,7 e 2,2; R6: 2,4 e 3,2 - para mecânicas com e sem OMI, respectivamente), gerou apenas uma região com tensão hidrostática acima do valor crítico, próxima ao ápice do dente, para todos os modelos. Na mecânica convencional, houve também uma região com tensão hidrostática compressiva acima de 4,7 kPa na região cervical vestibular do modelo com 6 mm de perda óssea horizontal. O uso de mini-implante na intrusão ortodôntica diminuiu o risco de RRIIO em todos os casos simulados e o risco de reabsorção óssea adicional no modelo em que o dente apresentava uma perda óssea horizontal prévia de 6 mm.

Sobrevivência em fadiga de coroas bioinspiradas bilaminadas: estudo in vitro / Fatigue survival rate of bioinspired bilaminar crowns: in vitro study

O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento biomecânico através da resistência à fadiga e análise por elementos finitos de coroas bioinspiradas bilaminadas com infraestruturas modificadas na superfície vestibular (Estudo A) e utilizando diferentes materiais cerâmicos com módulos elásticos distintos (Estudo B). Para isso, foram confeccionados 90 preparos para coroa total em resina epóxi G10, sobre os quais foram preparadas coroas bioinspiradas de acordo com os seguintes grupos: Estudo A - IC (infraestrutura convencional), IME (infraestrutura modificada estratificada) e IMC (infraestrutura modificada cimentada), todas confeccionadas em dissilicato de lítio (infraestrutura) + porcelana (recobrimento); Estudo B ­ DL+LEU (dissilicato de lítio + leucita), LEU+DL (leucita + dissilicato de lítio), CH+DL (cerâmica híbrida + dissilicato de lítio) e CH+LEU (cerâmica híbrida + leucita). Para o Estudo A, todas as infraestruturas foram usinadas; os recobrimentos dos grupos IC e IME foram confeccionados através da estratificação, e os recobrimentos do grupo IMC foram usinados. Já para o Estudo B, todas as peças foram usinadas, de acordo com o material cerâmico de cada grupo. Em seguida, foi realizada a cimentação adesiva dos recobrimentos sobre as infraestruturas (a depender do grupo) e das coroas sobre os preparos utilizando cimento resinoso fotopolimerizável (Variolink Esthetic LC). Após a cimentação, os espécimes foram submetidos ao teste de fadiga cíclica (10.000 ciclos, 20Hz), e como desfecho foram considerados dois eventos, em que o primeiro foi a ocorrência de trinca e/ou lascamento (evento 1) e o segundo foi a falha catastrófica do conjunto (evento 2). Os valores de carga e número de ciclos para falha em que foram observados os eventos 1 e 2 foram utilizados para realizar a análise de sobrevivência de acordo com Kaplan-Meier e Log-Rank (Mantel-Cox; 95%). As marcas de fratura e o modo de falha das coroas foram avaliados e classificados por estereomicroscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura. Por fim, foi realizada análise por elementos finitos (FEA) para ambos os estudos, a fim de avaliar a distribuição de tensões sobre as coroas e interface adesiva. Para o Estudo A, os resultados do teste de fadiga mostraram que, considerando o evento 1 (trinca/lascamento), os grupos IC e IMC apresentaram médias de carga fadiga estatisticamente significantes entre si (733,33 N e 913,33 N, respectivamente), enquanto o grupo IME apresentou média superior (1.020 N). O mesmo foi observado para o número de ciclos em fadiga para todos os grupos. Ao considerar o evento 2 (falha catastrófica), os três grupos apresentaram médias estatisticamente semelhantes entre si (~1.028 N). Os resultados de FEA mostraram que o grupo IC concentrou maior tensão de tração do que os grupos IME e IMC. Para o Estudo B, no teste de fadiga, o grupo DL+LEU apresentou a maior média de resistência à fadiga (evento 1: 913,33 N e evento 2: 1033,33 N), enquanto todas as outras combinações de materiais cerâmicos analisadas foram estatisticamente semelhantes entre si, considerando carga e número de ciclos. Com relação ao FEA, os grupos com cerâmica híbrida (CH+DL e CH+LEU) apresentaram menores picos de concentração de tensão na infraestrutura do que os grupos com cerâmicas vítreas (DL+LEU e LEU+DL), porém, em contrapartida, concentraram maior tensão na interface adesiva. Com isso, conclui-se que a utilização da infraestrutura modificada é uma alternativa viável e promissora para tratamentos reabilitadores, apresentando sobrevivência em fadiga e distribuição de tensões satisfatórias. Além disso, a combinação entre uma infraestrutura de dissilicato de lítio e recobrimento de cerâmica a base de leucita corresponde a melhor abordagem considerando a infraestrutura modificada.(AU)

The objective of this study was to evaluate the biomechanical behavior through fatigue resistance and finite element analysis of bilaminar bioinspired crowns with modified infrastructures on the buccal surface (Study A) and using different ceramic materials with different elastic moduli (Study B). For this, 90 preparations were made for a full crown in G10 epoxy resin, on which bioinspired crowns were prepared according to the following groups: Study A - CI (conventional infrastructure), SMI (stratified modified infrastructure) and CMI (cemented modified infrastructure ), all made of lithium disilicate (infrastructure) + porcelain (veneer); Study B ­ LD+LEU (lithium disilicate + leucite), LEU+LD (leucite + lithium disilicate), HC+LD (hybrid ceramic + lithium disilicate) and HC+LEU (hybrid ceramic + leucite). For Study A, all infrastructures were machined; the coverings of the CI and SMI groups were made through stratification technique, and the veneers of the SMI group were machined. For Study B, all pieces were machined, according to the ceramic material of each group. Then, the veneers were cemented into their infrastructures (depending on the group) and crowns were cemented into preparations using light-cured resin cement (Variolink Esthetic LC). After cementing, the specimens were subjected to the cyclic fatigue test (10,000 cycles, 20Hz), and as an outcome two events were considered: the occurrence of cracking and/or chipping (event 1) and catastrophic failure (event 2). The load (N) and number of cycles to failure in which events 1 and 2 were observed were used to perform the survival analysis according to Kaplan-Meier and Log-Rank (Mantel- Cox; 95%). The fracture marks and failure mode of the crowns were evaluated and classified by optical stereomicroscope and scanning electron microscope. Finally, finite element analysis (FEA) was performed for both studies in order to evaluate the stress distribution over the crowns and adhesive interface. For Study A, the results of the fatigue test showed that, considering event 1 (cracking/chipping), the CI and CMI groups presented average to failure that were statistically significant compared to each other (733.33 N and 913.33 N, respectively), while the SMI group showed higher averages (1,020 N). Same pattern was observed for the number of cycles under fatigue for both groups. When considering event 2 (catastrophic failure), the three groups presented statistically similar means (~1,028 N). The FEA results showed that the CI group concentrated greater tensile stress than the CMI and SMI groups. For Study B, in the fatigue test, the LC+LEU group presented the highest average fatigue resistance (event 1: 913.33 N and event 2: 1033.33 N), while all other combinations of ceramic materials analyzed were statistically similar to each other, considering load and number of cycles. Regarding FEA, the groups with hybrid ceramics (HC+LC and HC+LEU) showed lower stress concentration peaks in the infrastructure than the groups with glass ceramics (LC+LEU and LEU+LC), however, on the other hand, concentrated greater tension at the adhesive interface. With this, it is concluded that the use of modified infrastructure is a viable and promising alternative for oral rehabilitation treatments, presenting satisfactory fatigue survival and adequate stress distribution. Furthermore, the combination of a lithium disilicate infrastructure and a leucite-based ceramic coating corresponds to the best approach considering the modified infrastructure.(AU)

Stress distribution in peri-implant bone, implants, and prostheses: 3D-FEA of marginal bone loss and prosthetic design / Distribuição de estresse no osso peri-implantar, implantes e próteses: análise 3D-FEA de perda óssea marginal e design protético

Objective: In response to the demand for dental implants, extensive research has been conducted on methods for transferring load to the surrounding bone. This study aimed to evaluate the stresses on the peripheral bone, implants, and prostheses under scenarios involving of the following variables: prosthesis designs, vertical bone heights, load angles, and restorative materials. Material and Methods: Three implants were inserted in the premolar and molar regions (5-6-7) of the two mandibular models. Model 1 represented 0 mm marginal bone loss and Model 2 simulated 3 mm bone loss. CAD/CAM-supported materials, hybrid ceramic (HC), resin-nano ceramic (RNC), lithium disilicate (LiSi), zirconia (Zr), and two prosthesis designs (splinted and non-splinted) were used for the implant-supported crowns. Forces were applied vertically (90°) to the central fossa and buccal cusps and obliquely (30°) to the buccal cusps only. The stresses were evaluated using a three-dimensional Finite Element Analysis. Results: Oblique loading resulted in the highest stress values. Of the four materials, RNC showed the low stress in the restoration, particularly in the marginal area. The use of different restorative materials did not affect stress distribution in the surrounding bone. The splinted prostheses generated lower stress magnitude on the bone, and while more stress on the implants were observed. Conclusion: In terms of the stress distribution on the peri-implant bone and implants, the use of different restorative materials is not important. Oblique loading resulted in higher stress values, and the splinted prosthesis design resulted in lower stress (AU)

Objetivo: Em resposta à demanda por implantes dentários, extensa pesquisa foi realizada sobre métodos para transferir carga ao osso circundante. Este estudo buscou avaliar os estresses no osso periférico, implantes e próteses em cenários que envolvem as seguintes variáveis: designs de próteses, alturas ósseas verticais, ângulos de carga e materiais restauradores. Material e Métodos: Três implantes foram inseridos nas regiões dos pré-molares e molares (5-6-7) de dois modelos de mandíbula. O Modelo 1 representou perda óssea marginal de 0 mm e o Modelo 2 simulou perda óssea de 3 mm. Materiais suportados por CAD/CAM, cerâmica híbrida (HC), cerâmica nano-resina (RNC), dissilicato de lítio (LiSi), zircônia (Zr) e dois designs de próteses (sintetizadas e não-sintetizadas) foram utilizados para as coroas suportadas por implantes. Forças foram aplicadas verticalmente (90°) à fossa central e cúspides bucais e obliquamente (30°) apenas às cúspides bucais. Os estresses foram avaliados usando Análise de Elementos Finitos tridimensional. Resultados: Cargas oblíquas resultaram nos valores mais altos de estresse. Entre os quatro materiais, RNC mostrou baixo estresse na restauração, especialmente na área marginal. O uso de diferentes materiais restauradores não afetou a distribuição de estresse no osso circundante. Próteses sintetizadas geraram menor magnitude de estresse no osso, enquanto mais estresse nos implantes foi observado. Conclusão: Em termos de distribuição de estresse no osso peri-implantar e implantes, o uso de diferentes materiais restauradores não é crucial. Cargas oblíquas resultaram em valores mais altos de estresse, e o design de prótese sintetizada resultou em menor estresse. (AU)

Finite element analysis of the stability of Mason type Ⅲ radial head fracture fixed with three cross-bridge headless compression screw and locking plate / 中国骨伤

OBJECTIVE@#To compare the biomechanical stability of three cross-bridge headless compression screws and locking plates in the fixation of Mason type Ⅲ radial head fractures by finite element method.@*METHODS@#Using reverse modeling technology, the radial CT data and internal fixation data of a healthy 25-year-old male were imported into the relevant software. Three-dimensional finite element model of 3 cross-bridge headless compression screws and locking plates for MasonⅢ radial head fractures were established, and the radial head was loaded with 100 N axial loading. The maximum displacement, maximum Von Mises stress and stress distribution of the two groups were compared.@*RESULTS@#The maximum displacements of the three cross-bridge screws group and locking plate group were 0.069 mm and 0.087 mm respectively, and the Von Mises stress peaks were 18.59 MPa and 31.85 MPa respectively. The stress distribution of the three screws group was more uniform.@*CONCLUSION@#Both internal fixation methods can provide good fixation effect. CoMPared with the locking plate fixation method, the 3 cross-bridge headless compression screws fixation is more stable and the stress distribution is more uniform.

Stability of Proximal Femoral Osteotomies in Pediatric Bone Models Fixed with Flexible Intramedullary Nails and Evaluated by the Finite Element Method / Estabilidade de osteotomias proximais em modelos do fêmur pediátrico fixadas por hastes intramedulares flexíveis e avaliadas pelo método dos elementos finitos

Abstract Objective To evaluate the stability of osteotomies created in the subtrochanteric and trochanteric regions in a pediatric femur model fixed by flexible intramedullary rods. Methods Tomographic sections were obtained from a pediatric femur model with two elastic titanium rods and converted to a three-dimensional model. This model created a mesh with tetrahedral elements according to the finite element method. Three virtual models were obtained, and osteotomies were performed in different regions: mediodiaphyseal, subtrochanteric, and trochanteric. A vertical load of 85N was applied to the top of the femoral head, obtaining the displacements, the maximum and minimum main stress, and the equivalent Von Mises stress on the implant. Results With the applied load, displacements were observed at the osteotomy site of 0.04 mm in the diaphyseal group, 0.5 mm in the subtrochanteric group, and 0.06 mm in the trochanteric group. The maximum stress in the diaphyseal, subtrochanteric, and trochanteric groups was 10.4 Pa, 7.52 Pa, and 26.4 Pa, respectively. That is around 40% higher in the trochanteric group in regards to the diaphyseal (control). The minimum stress of the bone was located in the inner cortical of the femur. The equivalent Von Mises stress on the implants occurred at osteotomy, with a maximum value of 27.6 Pa in the trochanteric group. Conclusion In both trochanteric and subtrochanteric osteotomies, fixation stability was often lower than in the diaphyseal model, suggesting that flexible intramedullary nails are not suitable implants for proximal femoral fixations.

Resumo Objetivo Avaliar a estabilidade de osteotomias criadas nas regiões subtrocantérica e trocantérica em modelo de fêmur pediátrico, fixadas por hastes intramedulares flexíveis. Método A partir de um modelo de fêmur pediátrico com duas hastes elásticas de titânio, foram obtidos cortes tomográficos que foram convertidos para um modelo tridimensional. Neste modelo foi criado uma malha com elementos tetraédricos, de acordo com o método dos elementos finitos. Foram obtidos três modelos virtuais, e realizadas osteotomias em regiões diferentes: mediodiafisária, subtrocantérica e trocantérica. Foi aplicado um carregamento vertical de 85N no topo da cabeça do fêmur, obtidos os deslocamentos, a tensão máxima e mínima principal e tensão equivalente de Von Mises no implante. Resultados Com o carregamento aplicado foram observados deslocamentos no local da osteotomia de 0,04mm no grupo diafisário, 0,5mm no subtrocantérico e 0,06mm no trocantérico. A tensão máxima principal foi 10,4Pa, 7,52Pa e 26,4Pa nos grupos diafisário, subtrocantérico e trocantérico, respectivamente. Ou seja, a tensão máxima foi em torno de 40% maior no grupo trocantérico, em relação ao diafisário (controle). A face de tensão mínima do osso localizou-se na cortical interna do fêmur. A tensão equivalente de Von Mises nos implantes ocorreu na osteotomia, com valor máximo de 27,6Pa no grupo trocantérico. Conclusão Tanto nas osteotomias no nível trocantérico, quanto subtrocantérico, a estabilidade da fixação foi muitas vezes menor que no modelo diafisário, sugerindo que as hastes intramedulares flexíveis não são implantes adequados para as fixações proximais do fêmur.

Reabilitação protética de indivíduos maxilectomizados com prótese obturadora: análise pelo método de elementos finitos e revisão sistemática / Prosthetic rehabilitation of individuals maxillectomized with obturator prostheses: finite element analysis and systematic review

A prótese obturadora (PO) permite o restabelecimento estético e funcional de indivíduos maxilectomizados. Os objetivos deste estudo foram: 1. avaliar pelo método de elementos finitos (MEF), o comportamento biomecânico de infraestruturas metálicas de próteses parciais removíveis obturadoras (PPRO) para uma maxila com ressecção do tipo Classe II de Aramany, variando o tipo de conector maior; 2. realizar uma revisão sistemática com meta-análise em rede sobre a eficácia da PO, e outros tratamentos na qualidade de vida de seus usuários. No primeiro estudo, um modelo virtual simulando uma maxila Classe II de Aramany com ressecção óssea do lado esquerdo, e ausência dos dentes 24, 25, 26 e 27 foi construído no programa Rhinoceros® 7.0, a partir de duas tomografias. Em seguida, três infraestruturas de PPRO digitais foram confeccionadas variando o tipo de conector maior: grupo controle com conector maior tipo placa palatina com extensão reduzida (GC), conector maior tipo placa palatina com extensão total (ME), e conector maior tipo barra anteroposterior com extensão reduzida (AP). A análise de elementos finitos foi realizada no software Optistruct 2022, e os resultados analisados no HyperView 2022. Os resultados foram avaliados de forma qualitativa por meio da observação visual das imagens gráficas com variação dos gradientes de cores, de acordo com a distribuição de tensão, e quantitativa por meio da tensão de von Mises (σVM), tensão máxima principal (σmax), tensão mínima principal (σmin) e deslocamento (mm). No segundo estudo foi realizada uma revisão sistemática com meta-análise em rede (PROSPERO #CRD42023430827). Foram incluídos ensaios clínicos randomizados (ECRs) e estudos de intervenção não randomizados (EINRs) com pacientes reabilitados com prótese obturadora como um dos tratamentos de reabilitação. Sete desfechos reportados pelos pacientes foram analisados separadamente para cada desenho de estudo, de acordo com os questionários de QV: aparência, mastigação, dor, contato social, fala, deglutição e QV geral. Os dados foram convertidos para o questionário UW-QOL v4, exceto o contato social que foi convertido para o EORTC QLQ-H&N35. Foi usada meta-análise em rede Bayesiana modelo randômico para calcular as diferenças médias, e intervalos de credibilidade de 95% (Crl) para cada comparação entre tratamentos. A interpretação seguiu a certeza da evidência por meio da abordagem GRADE para meta-análise e a diferença mínima importante (DMI). A revisão incluiu 4 ECRs e 9 EINRs. Sete tratamentos foram avaliados: pré-cirúrgico (considerado sem tratamento), obturador pós-cirúrgico, obturador provisório, obturador convencional, obturador suportado por implante, obturador magnético e retalho, totalizando 120 comparações de tratamentos em todos os sete desfechos. Verificou-se pelos resultados do primeiro estudo que CG e AP apresentaram comportamentos semelhantes, já ME apresentou maiores valores de tensão para praticamente todos os componentes do sistema. Nenhum dos grupos apresentou valores de deslocamento significativos. Para a revisão sistemática, observou-se que a estimativa de efeito de alguns tratamentos alcançou a DMI, entretanto, o intervalo de credibilidade cruzou a linha de efeito nulo, com certeza da evidência muito baixa, portanto, nenhum tratamento foi mais eficaz que o outro. Para ambos os estudos, mais estudos laboratoriais e ensaios clínicos randomizados são incentivados para confirmar as evidências encontradas.

The obturator prosthesis (OP) allows the restoration of speech, aesthetics, and oral function in patients with maxilectomized individuals. The objectives of the study were: 1. to evaluate, using the finite element analysis (FEA) methodology, the biomechanical behavior of metallic infrastructures of removable partial denture obturator (RPDO) for a maxilla with Aramany Class II resection, varying the type of major connector; 2. carry out a systematic review with network meta-analysis on the effectiveness of the OP and other treatments on the quality of life of its users. In the first study, a virtual model simulating an Aramany Class II maxilla with bone resection on the maxillary left side and absence of teeth 24, 25, 26 and 27 was developed using the Rhinoceros® 7.0 program based on two tomography scans. After obtaining the virtual model, three infrastructures digital RPDOs were created varying the type of major connector: major connector with reduced coverage (RPDO1), major connector with extensive coverage (RPDO2) and major connector with anteroposterior bar (RPDO3). The FEA analysis was carried out using the Optistruct 2022 software, and the results were analyzed using the HyperView 2022 software. The results were evaluated qualitatively through visual observation of graphic images with variation of color gradients according to the stress distribution and quantitative von Mises stress (σVM), maximum principal stress (σmax), minimum principal stress (σmin) and displacement (mm). For the second study, the systematic review with network meta-analysis (PROSPERO #CRD42023430827). Randomized controlled trials (RCTs) and non-randomized studies of intervention (NRSIs) with obturator prosthesis as one of the treatments were included. Seven patient-reported outcomes were analyzed separately for each study design, according to the QOL questionnaires: appearance, chewing, pain, social contact, speech, swallowing and general QOL. Data were converted to the UW-QOL v4 questionnaire, except social contact, which was converted to the EORTC QLQ-H&N35. Network meta-analysis (NMA) Bayesian random model was used to calculate mean differences (MD) and 95% credibility intervals (Crl) for each treatment comparison. Interpretation followed the certainty of evidence through the GRADE approach for NMA and the least important difference (DMI). The review included 4 RCTs and 9 NRSIs. Seven treatments were evaluated: presurgical (considered no treatment), surgical obturator, interim obturator, obturator, implant-supported obturator, magnet obturator, and flap, totaling 120 treatment comparisons in all seven outcomes. The results of the first study indicate that RPDO1 and RPDO3 showed similar behaviors, while RPDO2 presented the highest stress values for all system components. None of the groups presented significant displacement values. In the systematic review, it was observed that the effect estimates of some treatments reached the DMI, however, for all treatment comparisons, the credibility interval crossed the null effect line with very low certainty of evidence. No treatment showed superiority compared to another for any outcome. For both studies, further laboratory studies and RCTs are encouraged to confirm the evidence.

Avaliação da fixação dos avanços maxilares pela técnica de osteotomia Le Fort I / Evaluación de la fijación de avances maxilar mediante la técnica de osteotomía Le Fort I / Evaluation of the fixation of maxillary advancements by the Le Fort I osteotomy technique

Introdução: A osteotomia Le Fort I possibilita a correção de deformidades dentofaciais que envolvem o terço médio da face. Para sua fixação, convencionou-se o emprego de quatro mini-placas nos pilares zigomático-maxilar e nasomaxilar. Propôs-se então, a dispensa da fixação do segmento posterior, surgindo questionamentos relacionados à capacidade biomecânica do sistema. Objetivos: Comparar o estresse biomecânico gerado em três meios distintos de fixação da osteotomia Le Fort I frente ao movimento de avanço sagital linear maxilar de 7mm. Metodologia: Trata-se de uma pesquisa experimental laboratorial, utilizando-se da análise de elementos finitos como ferramenta analítica, a fim de constatar qual das técnicas sofrerá maior estresse biomecânico. Resultados: Constatou-se que o estresse biomecânico gerado é maior quando aplicado em 4 pontos do que quando aplicado em apenas 2 pontos. Conclusão: Os resultados obtidos fornecem informações aos cirurgiões sobre a real necessidade do uso de fixação adicional de acordo com o método de fixação planejado. No entanto, deve ser interpretado de forma cautelosa, considerando-se as limitações deste estudo. Sendo assim, uma análise incipiente, que tem como intuito o fornecimento de evidência científica de grande significância.

Introducción: La osteotomía Le Fort I permite la corrección de deformidades dentofaciales que involucran el tercio medio de la cara. Para su fijación se acordó utilizar cuatro miniplacas en los pilares cigomaticomaxilar y nasomaxilar. Entonces se propuso prescindir de la fijación del segmento posterior, planteando interrogantes relacionados con la capacidad biomecánica del sistema. Objetivos: Comparar el estrés biomecánico generado en tres medios diferentes de fijación de la osteotomía Le Fort I frente a un movimiento de avance sagital lineal maxilar de 7mm. Metodología: Se trata de una investigación experimental de laboratorio, utilizando como herramienta analítica el análisis de elementos finitos, con el fin de comprobar cuál de las técnicas sufrirá un mayor estrés biomecánico. Resultados: Se encontró que el estrés biomecánico generado es mayor cuando se aplica en 4 puntos que cuando se aplica solo en 2 puntos. Conclusión: Los resultados obtenidos brindan información a los cirujanos sobre la necesidad real de utilizar fijación adicional de acuerdo al método de fijación planificado. Sin embargo, debe interpretarse con cautela, considerando las limitaciones de este estudio. Por tanto, un análisis incipiente, que pretende aportar evidencias científicas de gran trascendencia.

Introduction: The Le Fort I osteotomy allows the correction of dentofacial deformities involving the middle third of the face. For its fixation, it was agreed to use four mini plates on the zygomaticomaxillary and nasomaxillary pillars. It was then proposed to dispense with the fixation of the posterior segment, raising questions related to the biomechanical capacity of the system. Objectives: To compare the biomechanical stress generated in three different means of fixation of the Le Fort I osteotomy against a 7mm maxillary linear sagittal advancement movement. Methodology: This is an experimental laboratory research, using finite element analysis as an analytical tool, in order to verify which of the techniques will suffer greater biomechanical stress. Results: It was found that the biomechanical stress generated is greater when applied to 4 points than when applied to only 2 points. Conclusion: The results obtained provide information to surgeons about the real need to use additional fixation according to the planned fixation method. However, it should be interpreted with caution, considering the limitations of this study. Therefore, an incipient analysis, which aims to provide scientific evidence of great significance.

Comportamiento Mecánico de un Premolar Humano Sano Sometido a Fuerzas Funcionales y Disfuncionales en un MEF / Mechanical Behavior of a Healthy Human Premolar Subjected to Functional and Dysfunctional Forces in a FEM

El propósito de este estudio fue analizar el comportamiento mecánico de la estructura dental sana de un primer premolar inferior humano sometido a fuerzas funcionales y disfuncionales en diferentes direcciones. Se buscó comprender, bajo las variables contempladas, las zonas de concentración de esfuerzos que conllevan al daño estructural de sus constituyentes y tejidos adyacentes. Se realizó el modelo 3D de la reconstrucción de un archivo TAC de un primer premolar inferior, que incluyó esmalte, dentina, ligamento periodontal y hueso alveolar considerando tres variables: dirección, magnitud y área de la fuerza aplicada. La dirección fue dirigida en tres vectores (vertical, tangencial y horizontal) bajo cuatro magnitudes, una funcional de 35 N y tres disfuncionales de 170, 310 y 445 N, aplicadas sobre un área de la cara oclusal y/o vestibular del premolar que involucró tres contactos estabilizadores (A, B y C) y dos paradores de cierre. Los resultados obtenidos explican el fenómeno de combinar tres vectores, cuatro magnitudes y un área de aplicación de la fuerza, donde los valores de esfuerzo efectivo equivalente Von Mises muestran valores máximos a partir de los 60 MPa. Los valores de tensión máximos se localizan, bajo la carga horizontal a 170 N y en el proceso masticatorio en la zona cervical, cuando la fuerza pasa del 60 %. Sobre la base de los hallazgos de este estudio, se puede concluir que la reacción de los tejidos a fuerzas funcionales y disfuncionales varía de acuerdo con la magnitud, dirección y área de aplicación de la fuerza. Los valores de tensión resultan ser más altos bajo la aplicación de fuerzas disfuncionales tanto en magnitud como en dirección, produciendo esfuerzos tensiles significativos para la estructura dental y periodontal cervical, mientras que, bajo las cargas funcionales aplicadas en cualquier dirección, no se generan esfuerzos lesivos. Esto supone el reconocimiento del poder de detrimento estructural del diente y periodonto frente al bruxismo céntrico y excéntrico.

SUMMARY: The purpose of this study was to analyze the mechanical behavior of the healthy dental structure of a human mandibular first premolar subjected to functional and dysfunctional forces in different directions. It was sought to understand, under the contemplated variables, the areas of stress concentration that lead to structural damage of its constituents and adjacent tissues. The 3D model of the reconstruction of a CT file of a lower first premolar was made, which included enamel, dentin, periodontal ligament and alveolar bone considering three variables: direction, magnitude and area of the applied force. The direction was directed in three vectors (vertical, tangential and horizontal) under four magnitudes, one functional of 35 N and three dysfunctional of 170, 310 and 445 N, applied to an area of the occlusal and/or buccal face of the premolar that involved three stabilizing contacts (A, B and C) and two closing stops. The results obtained explain the phenomenon of combining three vectors, four magnitudes and an area of force application, where the values of effective equivalent Von Mises stress show maximum values from 60 MPa. The maximum tension values are located under the horizontal load at 170 N and in the masticatory process in the cervical area, when the force exceeds 60%. Based on the findings of this study, it can be concluded that the reaction of tissues to functional and dysfunctional forces varies according to the magnitude, direction, and area of application of the force. The stress values turn out to be higher under the application of dysfunctional forces both in magnitude and in direction, producing significant tensile stresses for the dental and cervical periodontal structure, while under functional loads applied in any direction, no damaging stresses are generated. This supposes the recognition of the power of structural detriment of the tooth and periodontium against centric and eccentric bruxism.

Biomechanical Behavior Evaluation of a Mandibular Full-Arch Implant-Supported Prosthesis on ZrO2 and TiO2 Monotype Dental Implants / Evaluación del Comportamiento Biomecánico de una Prótesis Implante Soportada de Arcada Completa Mandibular sobre Implantes Dentales Monotipos de ZrO 2 y TiO

This in silico study aimed to evaluate the biomechanical behavior of a full-arch implant-supported prosthesis on titanium and zirconia monotype implants. A 3D mandible containing 1.0 mm thick cortical and cancellous bone was modeled. Four dental implants (3.3 x 10 mm) were inserted into the jaw model in each model. The implants consisted of Titanium (Ti-S group) and Zirconia Monotype/one-piece (Zr-S group). Fixed full-arch implant-supported prostheses were cemented onto the implant. The models were exported to the analysis software and divided into meshes composed of nodes and tetrahedral elements. All materials were considered isotropic, elastic, and homogeneous. Therefore, all contacts were considered bonded, the mandible model was fixed in all directions, applying a static structural axial load of 300 N on the bottom of the fossa of the left mola r teeth. Microstrain and von-Mises stress (MPa) were adopted as failure criteria. Comparable stress and strain values were shown in the peri-implant bone for both groups. However, the Ti-S group presented a lower stress value (1,155.8 MPa) than the Zr-S group (1,334.2 MPa). Regarding bone tissues, the Ti-S group presented 612 µε and the Zr-S group presented 254 µε. The highest strain peak was observed in bone tissues around the implant closer to the load for both groups. Evaluating monotype zirconia and titanium implants, it is suggested that the greater the rigidity of the implant, the greater the concentration of internal stre sses and the less dissipation to the surrounding tissues. Therefore, monotype ceramic implants composed of yttrium-stabilized tetragonal polycrystalline zirconia may be a viable alternative to titanium implants for full-arch prostheses.

El objetivo de este estudio in silico fue evaluar el comportamiento biomecánico de una prótesis implanto soportada de arcada completa sobre implantes monotipo de titanio y zirconia. Se modeló una mandíbula en 3D que contenía tejido óseo cortical y esponjoso de 1,0 mm de espesor. En cada modelo, se insertaron cuatro implantes dentales (3,3 x 10 mm) en el modelo de mandíbula. Los implantes consistieron en Monotipo de Titanio y Zirconia. Sobre el implante se cementaron prótesis implanto soportadas de arcada completa fija. Los modelos se exportaron al software de análisis y se dividieron en mallas compuestas por nodos y elementos tetraédricos. Todos los materiales se consideraron isotrópicos, elásticos y homogéneos. Por lo tanto, todos los contactos se consideraron cementados, el modelo mandibular se fijó en todas las direcciones, aplicando una carga vertical estructural estática de 300 N en el fondo de la fosa de los dientes molares izquierdos. Se seleccionaron la microesfuerzo y la tensión de Von-Mises (MPa) como criterios de falla. Se mostraron valores de tensión y deformación comparables en el hueso periimplantario para ambos grupos. Sin embargo, el grupo Ti-S presentó un valor de estrés menor (1.155,8 MPa) que el grupo Zr-S (1.334,2 MPa). En cuanto a los tejidos óseos, el grupo Ti-S presentó 612 µε y el grupo Zr-S presentó 254 µε. La mayor concentración de deformación en el tejido óseo se observó en los tejidos alrededor del implante más cerca de la carga para ambos grupos. Al evaluar los implantes monotípicos de zirconia y titanio, se sugiere que cuanto mayor sea la rigidez del implante, mayor será la concentración de tensiones internas y menor la disipación a los tejidos circundantes. Por lo tanto, los implantes cerámicos monotipo compuestos de zirconia policristalina tetragonal estabilizada con itrio pueden ser una alternativa viable a los implantes de titanio para prótesis de arcada completa.

Biomechanical characteristics of retinaculum in the treatment of femoral neck fractures / 中国骨伤

OBJECTIVE@#To investigate the biomechanical characteristics of retinaculum in the treatment of femoral neck fractures.@*METHODS@#The CT data of a 75-year-old female volunteer was processed by software to construct an intact femur model and femoral neck fracture model fixed with three cannulated screws, which were divided into models with retinaculum or not. The Von-Mises stress distribution and displacement were compared to analyze the stability differences between the different models to study the mechanical characteristics of the retinaculum in the treatment of femoral neck fractures.@*RESULTS@#In the intact femur, the most obvious displacement appeared in the weight-bearing area of the femoral head, with retinaculum 0.381 37 mm, and without retinaculum 0.381 68 mm. The most concentrated part of the Von-Mises stress distribution was located in the medial and inferior part of the femoral neck, with retinaculum 11.80 MPa, without retinaculum 11.91 MPa. In the femoral neck fracture fixed with three cannulated screws model, the most obvious position of displacement also appeared in the weight-bearing area of the femoral head, with retinaculum 0.457 27 mm, without retinaculum 0.458 63 mm. The most concentrated part of the Von-Mises located at the medical and inferior part of the femoral neck, with retinaculum 59.22 MPa, without retinaculum 59.14 MPa. For the cannulated screws, the Von-Mises force peaks all appeared in the posterior and superior screw, with retinaculum 107.48 MPa, without retinaculum 110.84 MPa. Among the three screws, the Von-Mises stress of the anterior-superior screw was the smallest, which was 67.88 MPa vs 68.76 MPa in the retinaculum and non-retinaculum groups, respectively.@*CONCLUSION@#The complete retinaculum has little effect on the stability of intact femur and femoral neck fractures with anatomical reduction after internal fixation, and cannot effectively improve the stability of the fracture end after the fracture.

Biomechanical analysis of four internal fixations for Pauwels Ⅲ femoral neck fractures with defects / 中国骨伤

OBJECTIVE@#To investigate the biomechanical characteristics of different internal fixations for Pauwels type Ⅲ femoral neck fracture with defect, and provide reference for the treatment of femoral neck fracture.@*METHODS@#Three-dimensional (3D) finite element models of femoral neck fractures were established based on CT images, including fracture and fracture with defects. Four internal fixations were simulated, namely, inverted cannulated screw(ICS), ICS combined with medial buttress plate, the femoral neck system (FNS) and FNS combined with medial buttress plate. The von Mises stress, model stiffness and fracture displacements of fracture models under 2 100 N axial loads were measured and compared.@*RESULTS@#When femoral neck fracture was fixed by ICS and FNS, the peak stress was mainly concentrated on the surface of the screw near the fracture line, and the peak stress of FNS is higher than that of ICS;When the medial buttress plate was combined, the peak stress was increased and transferred to medial buttress plate, with more obvious of ICS fixation. For the same fracture model, the stiffness of FNS was higher than that of ICS. Compared with femoral neck fracture with defects, fracture model showed higher stiffness in the same internal fixation. The use of medial buttress plate increased model stiffness, but ICS increased more than FNS. The fracture displacement of ICS model exceeded that of FNS.@*CONCLUSION@#For Pauwels type Ⅲ femoral neck fracture with defects, FNS had better biomechanical properties than ICS. ICS combined with medial buttress plate can better enhance fixation stability and non-locking plate is recommended. FNS had the capability of shear resistance and needn't combine with medial buttress plate.

Finite element analysis of PMMA bone cement reinforced screw plate fixation for osteoporotic proximal humeral fracture / 中国骨伤

OBJECTIVE@#With the help of finite element analysis, to explore the effect of proximal humeral bone cement enhanced screw plate fixation on the stability of internal fixation of osteoporotic proximal humeral fracture.@*METHODS@#The digital model of unstable proximal humeral fracture with metaphyseal bone defect was made, and the finite element models of proximal humeral fracture bone cement enhanced screw plate fixation and common screw plate fixation were established respectively. The stress of cancellous bone around the screw, the overall stiffness, the maximum stress of the plate and the maximum stress of the screw were analyzed.@*RESULTS@#The maximum stresses of cancellous bone around 6 screws at the head of proximal humeral with bone cement enhanced screw plate fixation were 1.07 MPa for No.1 nail, 0.43 MPa for No.2 nail, 1.16 MPa for No.3 nail, 0.34 MPa for No.4 nail, 1.99 MPa for No.5 nail and 1.57 MPa for No.6 nail. These with common screw plate fixation were:2.68 MPa for No.1 nail, 0.67 MPa for No.2 nail, 4.37 MPa for No.3 nail, 0.75 MPa for No.4 nail, 3.30 MPa for No.5 nail and 2.47 MPa for No.6 nail. Overall stiffness of the two models is 448 N/mm for bone cement structure and 434 N/mm for common structure. The maximum stress of plate appears in the joint hole:701MPa for bone cement structure and 42 0MPa for common structure. The maximum stress of screws appeared at the tail end of No.4 nail:284 MPa for bone cement structure and 240.8 MPa for common structure.@*CONCLUSION@#Through finite element analysis, it is proved that the proximal humerus bone cement enhanced screw plate fixation of osteoporotic proximal humeral fracture can effectively reduce the stress of cancellous bone around the screw and enhance the initial stability after fracture operation, thus preventing from penetrating out and humeral head collapsing.

Three-dimensional finite element study of mandibular first molar distalization with clear aligner / 华西口腔医学杂志

OBJECTIVES@#This study aimed to construct the finite element model of the mandibular first molar with the invisible appliance and explore the dentition movement characteristics of the mandibular first molar when using micro-implant anchorage and different initial positions of the first molar.@*METHODS@#Models of the mandible, tooth, periodontal membrane, and invisible appliance were constructed using cone beam computed tomography (CBCT) data. The two groups were divided into the non-anchorage group and the micro-implant group (between the roots of the first molar and the second molar) based on whether the elastic traction of the micro-implant was assisted or not. The two groups were divided into the following conditions based on the starting position of the first molar: Working condition 1: the distance between the first molar and the second premolar was 0 mm; working condition 2: the distance between the first molar and the second premolar was 1 mm; working condition 3: the distance between the first molar and the second premolar was 2 mm; working condition 4: the distance between the first molar and the second premolar was 3 mm. The data characte-ristics of total displacement and displacement in each direction of dentition were analyzed.@*RESULTS@#In the non-ancho-rage group, all the other teeth showed reverse movement except for the first molar which was moved distally. Meanwhile, in the micro-implant group, except for a small amount of mesial movement of the second molar in wor-king condition 1, the whole dentition in other working conditions presented distal movement and anterior teeth showed lingual movement, among which the distal displacement of the first molar in working condition 4 was the largest. With the change of the initial position of the first molar to the distal, the movement of the first molar to the distal, the premolar to the mesial, and the anterior to the lip increased, while the movement of the second molar to the mesial decreased.@*CONCLUSIONS@#The micro-implant can effectively protect the anterior anchorage, increase the expression rate of molar distancing, and avoid the round-trip movement of the second molar. The initial position of the first molar movement is related to the amount of distancing and the remaining tooth movement.

Three-dimensional finite element stress analysis of surface-mounted inlays in repairing pulp-penetrating non-carious cervical lesion of maxillary first premolar / 华西口腔医学杂志

OBJECTIVES@#This study aimed to explore the stress distribution of surface-mounted inlays with two ceramic materials and different strategies for fiber post-restoration on pulp-penetrating non-carious cervical lesion in a maxillary first premolar to provide minimally invasive and reasonable restorative methods.@*METHODS@#The cone beam computed tomography data of the standard right upper first premolar were selected. Healthy control (HC) and defective control (DC) finite element models were established. Then, eight experimental models were established according to two different ceramic materials (IPS e.max CAD [LD] and Lava Ultimate [LU]) and different locations of fiber post (without fiber post [NP], fiber post in buccal root canal [B], fiber post in palatal root canal [P], fiber post in both root canals [BP]), namely, LDNP, LDB, LDP, LDBP, LUNP, LUB, LUP, and LUBP. Axial load F1 and lateral load F2 were applied. Maximum principal stress and displacement of the buccal tip were investigated using finite element analysis software. Then, the percentage change of the following indicators in each experimental group was analyzed: stress of defective tip with group DC, stress of enamel and dentine, and displacement of buccal tips with group HC. It was considered similar when the percentage change was less than 5%.@*RESULTS@#LD and LU groups could effectively reduce the stress of the defective tip, but the decreasing amplitude in the former was greater than that of the latter. For the stress of surface-mounted inlays and resin adhesive layer, LD groups were higher than LU groups, and no significant difference in stress peak was found among different experimental groups in the same material. In addition, fiber posts in double root canals could significantly reduce buccal tip displacement.@*CONCLUSIONS@#For pulp-penetrating non-carious cervical lesions, the restorative strategy of surface-mounted inlays could be applied. Compared with Lava Ultimate, IPS e.max CAD could better protect the defective tip tooth. Furthermore, fiber posts in double root canals could decrease overall deformation and increase the retention of surface-mounted inlays.

Influence of the cervical margin relocation on stress distribution - a finite element analysis on lower first molar restored by direct nano-ceramic composite

Aim: Evaluate the influence of the cervical margin relocation (CMR) on stress distribution in the lower first molar restored with direct nano-ceramic composite (zenit). Methods: A 3D model of the lower first molar was modeled and used. Standardized mesio-occluso-distal (MOD) preparation consisted in two models used in this study with mesial subgingival margin in model II. (CMR) was applied in model II using flowable composite or resin glass ionomer (Riva). Both models were restored with nanoceramic composite and then subjected to six runs (2 for the model I and 4 for model II) with load (100N) as two load cases, one at (11º) and other at (45º) from the vertical axis. The stress distributions (FEA) in the final restoration and (CMR) material were analyzed using 3D models. Results: The two models recorded an equivalent Von Mises stress and Total deformation in the final restoration, regardless of the difference in the oblique angle incidence from (11º to 45º) or the type of the material used for (CMR) there was no significant difference in the (FEA) between the model with CMR (model II) and the model without CMR (model I). Conclusions: (CMR) technique seems to be biomechanically beneficial with high eccentric applied stress, (CMR) with resin glass ionomer or flowable composite resin in combination with nanoceramic composite improved the biomechanical behavior of (MOD) cavities extended below cement enamel junction (CMR) with high modulus elasticity material like (Riva) exhibits a more uniform stress distribution

Mechanical behavior of implant-supported full-arch prostheses in different locations in the maxilla: 3D-FEA and strain gauge analysis / Comportamento mecânico de próteses de arco inteiro implanto-suportadas em localizações diferentes na maxila: análise 3D-FEA e strain gauge

The maxillary bone restriction can limit the implants position to support a full-arch prosthesis. Objective:Therefore, this study evaluated the biomechanical behavior of a full-arch prosthesis supported by six implants in different configurations: group A (implants inserted in the region of canines, first premolars and second molars), group B (implants inserted in the region of first premolar, first molar and second molar) and group C (implants in second premolar, first premolar and second molar). Material and Methods: The models were analyzed by the finite element method validated by strain gauge. Three types of loads were applied: in the central incisors, first premolars and second molars, obtaining results of von-Mises stress peaks and microstrain. All registered results reported higher stress concentration in the prosthesis of all groups, with group C presenting higher values in all structures when compared to A and B groups. The highest mean microstrain was also observed in group C (288.8 ± 225.2 µÎµ/µÎµ), however, there was no statistically significant difference between the evaluated groups. In both groups, regardless of the magnitude and direction of the load, the maximum von-Mises stresses recorded for implants and prosthesis displacements were lower in group A. Conclusion: It was concluded that an equidistant distribution of implants favors biomechanical behavior of full-arch prostheses supported by implants; and the placement of posterior implants seems to be a viable alternative to rehabilitate totally edentulous individuals. (AU)

A limitação óssea maxilar totais pode limitar o posicionamento dos implantes para suportar uma prótese de arco total. Objetivo: Sendo assim, este estudo avaliou o comportamento biomecânico de uma prótese de arco total suportada por seis implantes em diferentes configurações: grupo A (implantes inseridos na região de caninos, primeiros pré-molares e segundos molares), grupo B (implantes inseridos na região de primeiro pré-molar, primeiro molar e segundo molar) e grupo C (implantes em segundo pré-molar, primeiro pré-molar e segundo molar). Materiais e métodos: Os modelos foram analisados pelo método de elementos finitos validados por extensometria. Foram aplicados três tipos de cargas: nos incisivos centrais, primeiros pré-molares e nos segundos molares, obtendo resultados de picos de tensão de von-Mises e microdeformação. Todos os resultados registrados mostraram maior concentração de tensão na prótese de todos os grupos, sendo que o grupo C apresentou maiores valores em todas as estruturas quando comparado com os grupos A e B. A maior média de microdeformação também foi observada no grupo C (288,8 ± 225,2 µÎµ/µÎµ), no entanto, não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos avaliados. Em todos os grupos, independentemente da magnitude e direção da carga, as tensões máximas de von-Mises registradas para os implantes e deslocamentos de próteses foram menores no grupo A. Conclusão: Concluiu-se que a distribuição de implantes de forma equidistante favorece o desempenho biomecânico das próteses de arco total suportada por implantes; e o posicionamento de implantes posteriores parece ser uma alternativa viável para reabilitar indivíduos densdentados totais. (AU)

Influence of diameter in the stress distribution of extra-short dental implants under axial and oblique load: a finite element analysis

Aim: This study evaluated the influence of a wide diameter on extra-short dental implant stress distribution as a retainer for single implant-supported crowns in the atrophic mandible posterior region under axial and oblique load. Methods: Four 3D digital casts of an atrophic mandible, with a single implant-retained crown with a 3:1 crown-to-implant ratio, were created for finite element analysis. The implant diameter used was either 4 mm (regular) or 6 mm (wide), both with 5 mm length. A 200 N axial or 30º oblique load was applied to the mandibular right first molar occlusal surface. The equivalent von Mises stress was recorded for the abutment and implant, minimum principal stress, and maximum shear stress for cortical and cancellous bone. Results: Oblique load increased the stress in all components when compared to axial load. Wide diameter implants showed a decrease of von Mises stress around 40% in both load directions at the implant, and an increase of at least 3.6% at the abutment. Wide diameter implants exhibited better results for cancellous bone in both angulations. However, in the cortical bone, the minimum principal stress was at least 66% greater for wide than regular diameter implants, and the maximum shear stress was more than 100% greater. Conclusion: Extra-short dental implants with wide diameter result in better biomechanical behavior for the implant, but the implications of a potential risk of overloading the cortical bone and bone loss over time, mainly under oblique load, should be investigated

Stress distribution in lower second molar mesialization using mini-implants: a pilot study using 3D finite element analysis / Distribuição de tensões na mesialização do segundo molar inferior usando mini-implantes: um estudo piloto usando análise de elementos finitos 3D

Objective: to analyze the stress distribution in a 3D model that simulates second molar mesialization using two different types of mini-implants. Material and Methods: a mandible bone model was obtained by recomposing a computed tomography performed by a software program. The cortical and trabecular bone, a lower second molar, periodontal ligament, orthodontic tube, resin cement and the mini-implants were designed and modeled using the Rhinoceros 4.0 software program. The characteristics of self-drilling orthodontic mini-implants were: one with 7 mm length, 1 mm transmucosal neck section and 1.6 mm diameter and another with 5 mm length and 1.5 mm diameter. A total of 235.161 and 224.505 elements were used for the mesh. These models were inserted into the bone block and then subjected to loads of 200 cN (centinewton). The results were calculated and analyzed by the Ansys 17.0 software program for qualitative verification through displacement and maximum principal stress maps. Results: it was possible to observe that the periodontal ligament presented low displacement and stress values. However, the physiological values presented are among those capable to provide orthodontic movement, with compression and tensile area visualization staggered between 0.1 and -0.1 MPa (megapascal). Conclusion: within the limitations of the study, the mini-implants tested showed similar results where the load on the tooth allowed dental displacement (molar mesialization), with a tendency to rotate it, theoretically allowing the second molar to take the location of the first molar. (AU)

Objetivo: analisar a distribuição de tensões em um modelo 3D que simula a mesialização do segundo molar usando dois tipos diferentes de mini-implantes. Material e Métodos: um modelo de osso mandibular foi obtido por recomposição de uma tomografia computadorizada realizada por um software. O osso cortical e trabecular, um segundo molar inferior, ligamento periodontal, tubo ortodôntico, cimento resinoso e os mini-implantes foram projetados e modelados no software Rhinoceros 4.0. As características dos mini-implantes ortodônticos auto perfurantes foram: um com 7 mm de comprimento, 1 mm de secção transmucosa e 1,6 mm de diâmetro e outro com 5 mm de comprimento e 1,5 mm de diâmetro. Para a malha, foram utilizados 235.161 e 224.505 elementos. Esses modelos foram inseridos no bloco ósseo e então submetidos a cargas de 200 cN (centinewton). Os resultados foram calculados e analisados pelo software Ansys 17.0 para verificação qualitativa por meio de mapas de deslocamento e tensões máximas principais. Resultados: foi possível observar que o ligamento periodontal apresentou baixos valores de deslocamento e tensões. Porém, os valores fisiológicos apresentados são capazes de proporcionar movimentação ortodôntica, com visualização da área de compressão e tração escalonada entre 0,1 e -0,1 MPa (megapascal). Conclusão: dentro das limitações do estudo, os mini-implantes testados apresentaram resultados semelhantes onde a carga sobre o dente permitiu o deslocamento dentário (mesialização do molar), com tendência a girá-lo, permitindo teoricamente que o segundo molar ocupe do lugar do primeiro molar (AU)

Biomechanics of implant-supported restorations / Biomecânica das restaurações implantossuportadas

The rehabilitation of patients with dental implant-supported restorations is an ideal treatment option in contemporary dentistry. The aim of this review was to compile and to demonstrate the mechanical response during loading condition, on the stress distributions of implant-supported prostheses. The findings show that the majority of stresses were concentrated in the cervical region of the implant/abutment interface and that they can be affected by several clinical parameters and loading conditions. Finally, the final prosthetic design should combine superior mechanical response, long-term survival rate and allow patient satisfaction. (AU)

A reabilitação de pacientes com restaurações implanto-suportadas é uma opção de tratamento ideal na odontologia contemporânea. O objetivo desta revisão foi compilar e demonstrar a resposta mecânica durante a aplicação de carga, na distribuição de tensão de próteses implanto-suportadas. Os achados mostram que a maioria das tensões se concentram na região cervical da interface implante/pilar e pode ser afetada por diversos parâmetros clínicos e condições de carregamento. Por fim, o desenho protético final deve combinar uma melhor resposta mecânica, taxa de sobrevida a longo prazo e permitir a satisfação do paciente. (AU)

Restaurações endocrown em pré-molares: influência das paredes remanescentes da estrutura dentária e materiais restauradores na resistência à fadiga / Endocrown restorations in premolars: influence of remaining axial walls of tooth structure and restorative materials on fatigue resistance

Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da estrutura dentária remanescente e dois materiais diferentes de restauração CAD/CAM no desempenho à fadiga e no modo de falha de pré-molares tratados endodonticamente restaurados por endocrowns. Um total de 90 pré-molares superiores foram tratados endodonticamente e divididos aleatoriamente de acordo com o número de paredes axiais remanescentes, e os materiais restauradores foram divididos em 6 grupos (n = 15); quatro paredes restantes restauradas com zircônia ultratranslúcida 5Y-PSZ (grupo Fo-Z) e dissilicato de lítio (grupo Fo-L), três paredes restantes restauradas com 5Y-PSZ (grupo Th-Z) e dissilicato de lítio (grupo Th-L) e duas paredes restantes restauradas com 5YPSZ (grupo Tw-Z) e dissilicato de lítio (Tw-L). As restaurações foram cimentadas adesivamente e os espécimes foram submetidos a cargas de fadiga gradual em seu longo eixo (carga inicial: 200 N, frequência: 20 Hz). Uma carga incremental de 100 N por 10.000 ciclos foi aplicada com um pistão metálico de Ø 6 mm até a falha. A carga de falha por fadiga (FFL) e o número de ciclos de falha (CFF) no momento da falha foram registrados e analisados estatisticamente por ANOVA 2 fatores e teste de Kaplan-Meier (α = 0,05). Os espécimes fraturados foram examinados em estereomicroscópio em 8× e 25× e os modos de falha foram determinados como reparáveis ou catastróficos. FFL e CFF foram significativamente influenciados pelo material restaurador (p < 0,05). As restaurações de 5Y-PSZ apresentaram FFL (Fo-Z = 1487 N, Tw-Z = 1427 N, Tw-Z = 1533 N) e probabilidade de sobrevivência significativamente maiores quando comparadas com dissilicato de lítio (Fo-L = 1060 N, Th-L = 940 N, TwL = 1000 N). O número de paredes remanescentes não afetou o comportamento de fadiga ou modo de falha dos corpos de prova. Das restaurações de dissilicato de lítio, 51% tiveram falhas reparáveis, enquanto 95% das restaurações de zircônia ultratranslúcida 5Y-ZP tiveram falhas catastróficas. Endocrowns de zircônia apresentaram melhor desempenho em fadiga do que endocrowns de dissilicato de lítio, independentemente do número de paredes remanescentes do eixo. Endocrowns de pré-molares de dissilicato de lítio e 5Y-PSZ apresentaram maior FFL do que as cargas mastigatórias normais (AU)

This study aimed to evaluate the effect of the remaining tooth structure and two different CAD/CAM restoration materials on the fatigue performance and failure mode of endodontically treated premolars restored with endocrowns. A total of 90 maxillary premolars were endodontically treated and divided randomly according to the number of remaining axial walls, and the restorative materials were divided into 6 groups (n = 15); four remaining walls restored with ultratranslucent zirconia 5Y-PSZ (group Fo-Z) and lithium disilicate (group Fo-L), three remaining walls restored with 5Y-PSZ (group Th-Z) and lithium disilicate (Group Th-L), and two remaining walls restored with 5Y-PSZ (group Tw-Z) and lithium disilicate (Tw-L). The restorations were cemented adhesively and the specimens were subjected to stepwise fatigue loading along the long axis (initial load: 200 N, frequency: 20 Hz). An incremental step load of 100 N per 10,000 cycles was applied with a Ø6-mm metallic piston until failure. The fatigue failure load (FFL) and number of failure cycles (CFF) at the time of failure were recorded and statistically analyzed with two-way ANOVA and the Kaplan-Meier test (α = 0.05). Fractured specimens were examined under a stereomicroscope at 8× and 25× and failure modes determined as reparable or catastrophic. FFL and CFF were significantly influenced by restorative material (p < 0.05). 5Y-PSZ endocrowns showed significantly higher FFL (Fo-Z = 1487 N, Th-Z = 1427 N, Tw-Z = 1533 N) and survival probability when compared with lithium disilicate (Fo-L = 1060 N, Th-L = 940 N, Tw-L = 1000 N). The number of remaining walls did not affect the fatigue behavior or failure mode of the specimens. Of the lithium disilicate restorations, 51% had repairable failures, while 95% of ultratranslucent zirconia 5Y-ZP restorations had catastrophic failures. Zirconia endocrowns showed better fatigue performance than lithium disilicate endocrowns, regardless of the number of remaining axis walls. Lithium disilicate and 5Y-PSZ premolar endocrowns showed higher FFL than the normal masticatory loads (AU)