Prosthetic design and restorative material effect on the biomechanical behavior of dental implants: strain gauge analysis / Efeito do desenho protético e do material restaurador no comportamento biomecânico de implantes dentários: análise de extensometria

ABSTRACT

Objective: The purpose of this in vitro study was to evaluate the effect of different implant prosthetic designs with two restorative materials on biomechanical behaviour using strain gauge analysis. Material and Methods:6 different screw-retained implant restorations were designed and fabricated using a CAD/CAM system. These implants were divided into three main groups according to each design: group FB (fixed bridge); CB (cantilever bridge); SC (separate crowns). Each group was divided into two subgroups according to their restorative material: subgroup I ­ ultra translucent multi-layered zirconia (Kuraray Noritake Dental Inc, Japan); subgroup II ­ a combination of PEEK framework (BioHPP, Bredent, GmbH & Co.KG, Germany) and zirconia crowns (ultra-translucent multi-layered zirconia, Kuraray Noritake Dental Inc, Japan). Each subgroup was subjected to a vertical load of 100 N and their biomechanical behaviour was evaluated using a strain gauge (Kyowa, Japan) with a resistance of 120 Ω, length of 1 mm and width of 2.4 mm. For the implants, two strain gauges were positioned buccally and lingually, parallel to the long axis of the implant. For the restoration, two strain gauges were positioned buccally and lingually in the middle of it. The results were analyzed using three-way analysis of variance (ANOVA), followed by serial two-way and one-way ANOVAs at each level of the study, followed by Tukey's post hoc test P-values were adjusted for multiple comparisons using BENFORRONI correction and the significance level was set at P ≤ 0.05 for all tests. Results: FB showed the lowest strain values out of all 3 design groups. Moreover, the combination of PEEK and zirconia showed strain values smaller than full zirconia. The highest mean strain value was recorded in CB at 299.50 while the lowest mean strain peak value was recorded in group FB (74.50). The highest strain peak was recorded in CB subgroup I (3901.0 ± 195.91) and the difference had statistical significance (P-value < 0.01). Conclusion: the fixed bridge designed with PEEK framework and zirconia crowns was found to be more favorable in restoring the posterior edentulous area regarding strain measurements on the level of prosthetic components, implant and bone level. (AU)

RESUMO

Objetivo: O objetivo deste estudo in vitro foi avaliar o comportamento biomecânico de diferentes desenhos protéticos com dois materiais restauradores em implantes dentários usando análise por extensometria. Material e Métodos: 6 diferentes restaurações parafusadas em implantes foram projetadas e fabricadas usando um sistema CAD/CAM. Esses implantes foram divididos em três grupos principais de acordo com cada desenho: grupo PF (ponte fixa); PC (ponte cantilever); CI (coroas individuais). Cada grupo foi dividido em dois subgrupos de acordo com o material restaurador: subgrupo I ­ zircônia multicamada ultra translúcida (Kuraray Noritake Dental Inc, Japão); subgrupo II ­ uma combinação de estrutura PEEK (BioHPP, Bredent, GmbH & Co.KG, Alemanha) e coroas de zircônia (zircônia multicamada ultra translúcida, Kuraray Noritake Dental Inc, Japão). Cada subgrupo foi submetido a uma carga vertical de 100 N e seu comportamento biomecânico foi avaliado usando um extensômetro (Kyowa, Japão) com resistência elétrica de 120 Ω, comprimento de 1 mm e largura de 2,4 mm. Para os implantes, dois extensômetros foram posicionados pela vestibular e lingual, paralelos ao longo eixo do implante. Para a restauração, dois extensômetros foram posicionados no centro da estrutura, pela vestibular e lingual. Os resultados foram analisados usando análise de variância de três fatores (ANOVA), seguida de ANOVA dois fatores e um fator em cada estágio do estudo, seguidas pelo teste de Tukey. Os valores P foram ajustados para comparações múltiplas usando a correção de BENFORRONI e o nível de significância foi estabelecido em P ≤ 0,05 para todos os testes. Resultados: PF apresentou os menores valores de deformação de todos os 3 grupos de desenho. Além disso, a combinação de PEEK e zircônia apresentou valores de deformação menores do que a zircônia total. O maior valor médio de deformação foi registrado no PC em 299,50, enquanto o menor valor médio de pico de deformação foi registrado no grupo PF (74,50). O maior pico de deformação foi registrado no subgrupo PC I (3901,0 ± 195,91) e a diferença teve significância estatística (P-valor < 0,01). Conclusão: a ponte fixa projetada com estrutura de PEEK e coroas de zircônia mostrou-se mais favorável na restauração da área edêntula posterior em relação às medidas de deformação dos componentes protéticos, implante e nível ósseo (AU)