Stress distribution in human zygomatic pillar using three-dimensional finite element analysis / Distribución de la tensión en el pilar cigomático humano usando análisis de elementos finitos tridimensional

This paper aimed to analyze stress distribution in human zygomatic pillar during masseter muscle contraction using three-dimensional finite element analysis. A three-dimensional model and hemi facial skull were produced based on CT-scan data. An adult male skull with structural anatomy integrity was used as model. Muscles forces were applied at origin of elevator muscles and supports was applied at the occlusal surfaces at first and second molars to simulate a masticatory load and stimulate the zygomatic pillar. Supports were applied to the occlusal contacts. Symmetry conditions were placed at the mid-sagittal plane. For the top and back cutting plane, constraints were used. Equivalent Von-Mises Stress and Maximum Principal Stress analysis were performed from the stress fields along the zygomatic pillar. It was represented by stress concentration at the alveolar process, zygomatic bone, frontal and temporal process of zygomatic bone and superciliary arch. Stress line indicates distribution of stress from maxilla toward the frontal and temporal bone. The stresses occurred due to resultant occlusal forces is mainly supported by the zygomatic bone, non-uniformly distributed and predominantly through the zygomatic pillar. This study contributed to better understanding of stress distribution in zygomatic pillar to understand the influence of chewing on zygomatic pillar morphology and also be useful for clinical practice.

El objetivo de este artículo fue analizar la distribución de la tensión en el pilar cigomático humano durante la contracción del músculo masetero utilizando análisis de elementos finitos tridimensionales. Un modelo de tres dimensiones de dientes del hemicráneo facial fueron producidos sobre la base de datos de CT-scan. Se utilizó como modelo un cráneo adulto de sexo masculino con la integridad de la anatomía estructural. Fuerzas musculares se aplicaron en el origen de los ascensores de los músculos de la mandíbula y soportes se aplicaron a la superficie oclusal del primer y segundo molar para simular una carga masticatoria y estimular el pilar cigomático. Condiciones de simetría se colocaron en el plano mediano. Se utilizaron restricciones en los planos superior y posterior. El análisis de las tensiones equivalentes von-Mises y máximo director se realizó a través del campo de esfuerzos a lo largo del pilar cigomático. Fue representada la concentración de esfuerzos en el proceso alveolar, hueso cigomático, proceso frontal y temporal del hueso cigomático y el arco superciliar. La línea de tensión indica la distribución de la tensión del maxilar hacia el hueso frontal y temporal. Las tensiones se produjeron debido a las fuerzas oclusales resultantes, que se apoyan principalmente por el hueso cigomático, distribuidas de manera no uniforme y sobre todo a través del pilar cigomático. Este estudio ha contribuido a una mejor comprensión de la distribución de la tensión en el pilar cigomático para entender la influencia de la masticación sobre la morfología de este pilar y ser de utilidad en la práctica clínica.

Radiopacity assessment of composite resins through digital systems and InSight intraoral film / Avaliação da radiopacidade de resinas compostas por meio de sistemas digitais e filme radiográfico InSight

Objective: this study aimed to assess the radiopacity of eight composite resins recommended for class II restorations. Materials and method: hence, 2 mm thick and 4 mm in diameter test specimens were made and compared to enamel, dentin, and aluminum using four digital systems: two semi-direct by storage phosphor image plates (SPIP) - Digora™, and DenOptix™, two charged couple devices (CCD) - Sens-A-Ray™ and Computerized Dental Radiograph (CDR™), and radiographic film Kodak Insight IS-21™. The radiographs were scanned to obtain the indirect digital image, and along with direct and semi-direct digital images the radiographic densities were assessed in specific software. The pixel values from the aluminum step wedge were submitted to a linear regression from where the equivalent in millimeters for enamel, dentin, and resins were determined. Results: density means of resins were equal or superior to the means obtained for enamel in all digital systems and the conventional film. SureFil™ resin presented greater numerical radiopacity in all digital systems and the radiographic film. ALERT™ resin showed the smallest radiopacity among the studied resins in all digital systems and radiographic film. ALERT™ and Definite™ were statistically equivalent to enamel in the Sens-A-Ray™ system and in radiographic film. The remaining resins (Charisma™, FillMagic™, P60™, Prodigy™, SureFil™, and Z250™) presented higher radiopacities in comparison to enamel. Only ALERT™ presented radiopacity similar to enamel in other digital systems (CDR™, DenOptix™, and Digora™). In these digital systems, Charisma™, Definite™, FillMagic™, P60™, Prodigy™, SureFil™, and Z250™ were more radiopaque than enamel. Conclusion: all resins showed equal or higher radiopacities of enamel in all assessment systems. There was a statistical correlation between systems CDR™ and Sens-A-Ray™, and between Digora™ and DenOptix™; Sens-A-Ray™ also showed correlation with radiographic film. The percentage of density means equivalent to aluminum millimeters for enamel and dentin were 119.6% and 101.6%, respectively.

Objetivo: este estudo teve como objetivo avaliar a radiopacidade de oito tipos de resinas compostas indicadas para restaurações de classe II. Materiais e método: para tanto foram confeccionados corpos de prova de 2 mm de espessura e 4 mm de largura, os quais foram comparados com esmalte, dentina e alumínio, utilizando- se quatro sistemas digitais, sendo dois semidiretos por placas de fósforo fotoestimuladas - Digora® e DenOptix ®, dois CCD - Sens-A-Ray® e CDR®, e também o filme radiográfico Kodak Insight IS-21®. As radiografias foram escaneadas, obtendo-se imagem digital indireta, e, juntamente com as imagens digitais diretas e semidiretas, suas densidades radiográficas foram avaliadas em software específico. Os valores de pixel da escala de alumínio foram submetidos a uma regressão linear, de onde se pôde obter o equivalente em milímetros para o esmalte, dentina e resinas. Resultados: para todos os sistemas digitais e para o filme convencional, as médias das densidades das resinas foram iguais ou superiores às médias obtidas pelo esmalte. Para todos os sistemas digitais e para o filme radiográfico, a resina Surefil® apresentou maior radiopacidade numérica. A resina ALERT® apresentou a menor radiopacidade entre as resinas estudadas em todos os sistemas digitais e filme radiográfico. ALERT® e Difinite® foram estatisticamente equivalentes ao esmalte no sistema digital Sens-A-Ray® e no filme radiográfico. As demais resinas (Charisma®, FillMagic®, P60®, Prodigy®, Surefil® e Z250®) tiveram maior radiopacidade em comparação ao esmalte. Somente ALERT® teve radiopacidade similar à do esmalte em outros sistemas digitais (CDR®, Denoptix® e Digora ®). Nesses sistemas digitais, Charisma®, FillMagic®, P60®, Prodigy®, Surefil® e Z250® foram mais radiopacos do que o esmalte. Conclusão: todas as resinas, em todos os sistemas de avaliação, mostraram radiopacidade igual ou superior ao esmalte. Houve correlação estatística entre os sistemas CDR® e Sens-A-Ray® e entre Digora ® e DenOptix®, tendo o Sens-A-Ray® apresentado correlação também com o filme radiográfico. As médias de densidade equivalente em mm de alumínio em porcentagem para esmalte e dentina foram de 119,6% e 101,6%, respectivamente.