Análise biomecânica de diferentes pilares protéticos para próteses múltiplas: estudo in sílico e in vitro / Biomechanical behavior of different abutments for fixed partial dentures: in silico and in vitro study

RESUMO

O objetivo do presente estudo foi avaliar o comportamento biomecânico de diferentes pilares (pilar CMN [Grupo CMN] e minipilares [Grupo MP]) reabilitados com uma prótese múltipla parafusada de três elementos. Para os ensaios laboratoriais foram confecionados blocos em poliuretano para os grupos avaliados (n = 10). Cada bloco recebeu três implantes na configuração "off set", seus respectivos pilares (CMN ou minipilar) e uma prótese múltipla de três elementos. Foram colados quatro extensômetros na superfície de cada bloco tangenciando cada implante para a realização dos ensaios. Para análises pelo método de elementos finitos, os modelos tridimensionais dos dois grupos foram exportados para o software Ansys a fim de realizar uma análise estática estrutural. Todas as estruturas foram consideradas homogêneas, isotrópicas e elásticas. Os contatos entre as estruturas dos modelos tridimensionais foram considerados não lineares com coeficiente de atrito de 0,3 entre as estruturas metálicas e considerada colada entre o implante e o substrato. Foi aplicada uma carga axial de 300N sobre cada um dos 3 implantes (pontos A, B e C) para ambas metodologias. A microdeformação e a tensão máxima principal foram adotadas como critérios de falha. Os dados obtidos nas duas metodologias foram submetidos aos testes de Mann-Whitney, Kruskal-Wallis e ao teste de comparação múltipla de Dunn. Os resultados obtidos pela extensometria não apresentaram diferença estatística (p = 0,879) entre os grupos CMN (645,3 ± 309,2 µÎµ) e MP (639,3 ± 278,8 µÎµ), e ainda permitiu a validação dos modelos teóricos com uma diferença de 6,3 e 6,4% para as microdeformações nos grupos CMN e MP, respectivamente. De forma semelhante, os resultados apresentados pelos modelos teóricos na apresentaram diferença estatística (p = 0,932) para os grupos CMN (605,1 ± 358,6 µÎµ) e MP (598,7 ± 357,9 µÎµ). O estudo concluiu que a utilização de abutments CMN suportando uma prótese múltipla apresentou comportamento biomecânico compatível aos minipilares, sem que causassem uma deformação periférica deletéria (3.000 µÎµ).

ABSTRACT

The aim of this work was to evaluate the biomechanical behavior of Morse taper implants using different abutments (CMN abutment [CMN Group] and miniconical abutments [MC Group]), indicated to support a screw-retained 3-unit fixed partial denture. For the in vitro test, polyurethane blocks were made for both groups (n=10) and received three implants in the "off set" configuration and their respective abutments (CMN or MC) with a 3-unit fixed partial prosthesis. Four strain gauges were bonded to the surface of each block. For the finite element analysis, 3-D models of both groups were created and exported to the analysis software to perform a static structural analysis. All structures were considered homogeneous, isotropic and elastic. The contacts were considered non-linear with a friction coefficient of 0.3 between metallic structures and considered bonded between the implant and substrate. An axial load of 300N was applied in three points (A, B and C) for both methods. The microstrain and the maximum principal stress were considered as analysis criteria. The data obtained were submitted to the Mann-Whitney, Kruskal- Wallis tests and Dunn's multiple comparison test (α = 5%). The results obtained by strain-gauge showed no statistical difference (p = 0.879) between the CMN (645.3 ± 309.2 µÎµ) and MP (639.3 ± 278.8 µÎµ) and allowed the validation of computational models with a difference of 6.3 and 6.4% for the microstrains in the CMN and MC groups, respectively. Similarly, the results presented by the computational models showed no statistical difference (p = 0.932) for the CMN (605.1 ± 358.6 µÎµ) and MC (598.7 ± 357.9 µÎµ) groups. The study concluded that strain-gauge is an effective method for the validation of computational models and that the use of CMN or MC abutments to support a fixed partial denture cab be indicated without causing a deleterious strain magnitude (3,000 µÎµ) regardless the loading region.