Evaluation of stability of three different mini-implants, based on thread shape factor and numerical analysis of stress around mini-implants with different insertion angle, with relation to en-masse retraction force

ABSTRACT

ABSTRACT Objectives: Assess the stability of three different mini-implants, based on thread shape factor (TSF), and evaluate stresses at the mini-implant site and surrounding cortical bone on application of retraction force, at two different insertion angles. Methods: Mini-implants of three different diameters (M1 - Orthoimplant, 1.8mm), (M2 - Tomas, 1.6mm) and (M3 - Vector TAS, 1.4mm) and length of 8mm were used. Using scanning electronic microscopy, the mean thread depth, pitch and relationship between the two (TSF) were calculated. The mini-implants were loaded into a synthetic bone block and the pull-out strength was tested. One way ANOVA and Tukey post-hoc tests were used to compare the pull-out strength of mini-implants. P values < 0.05 were considered statistically significant. Finite element models (FEM) were constructed with insertion angulation at 90° and 60°, with retraction force of 150 g. The results were analyzed using ANSYS software. Results: Statistically significant difference was found among all the three mini-implants for thread depth and pitch (< 0.001). Statistically significant higher pull-out force value was seen for Orthoimplant. The stress distribution level in mini-implant and surrounding bone was observed to be smaller for Orthoimplant. Conclusion: Orthoimplant mini-implants have more favorable geometric characteristics among the three types, and less stress with 90°angulation.

RESUMO

RESUMO Objetivos: Avaliar a estabilidade de três diferentes tipos de mini-implantes, com base no fator formato da rosca (thread shape factor, TSF), e avaliar a tensão no local de inserção e no osso cortical ao redor dos mini-implantes inseridos com dois ângulos diferentes, durante a aplicação de força para retração. Métodos: Foram usados três diferentes diâmetros de mini-implantes, sendo eles 1,8 mm (M1, ORTHO Implant), 1,6 mm (M2, Tomas) e 1,4 mm (M3, Vector TAS), todos com comprimento de 8 mm. Por meio da microscopia eletrônica de varredura, foram calculados a profundidade da rosca, o passo da rosca (distância entre os filetes da rosca) e a relação entre os dois (TSF). Para realização do teste de tração (pull-out), os mini-implantes foram inseridos em um bloco de osso sintético. Os testes ANOVA de uma via e post-hoc de Tukey foram usados para comparar as forças de resistência à tração dos mini-implantes, considerando-se estatisticamente significativos valores de p< 0,05. Modelos de elementos finitos (MEF) foram gerados com ângulos de inserção dos mini-implantes a 90° e 60°, com força de retração em 150g. Os resultados foram analisados usando-se o software ANSYS. Resultados: Diferenças estatisticamente significativas foram encontradas entre os três mini-implantes quanto à profundidade da rosca e o passo da rosca (p< 0,001). O ORTHO Implant apresentou a maior força de resistência à tração, com significância estatística. O nível de distribuição das tensões no mini-implante e no osso circundante também foi menor para o ORTHO Implant. Resultados: Entre os diferentes tipos de mini-implantes analisados, o ORTHO Implant apresentou as características geométricas mais favoráveis e a menor tensão com o ângulo de inserção de 90°.