The effect of attachment types and implant level on the stress distribution in a mandibular overdenture: a 3D Finite Element Analysis / O efeito dos tipos de sistemas de retenção e nível dos implantes na distribuição de tensões em overdentures mandibulares: Análise por Elementos Finitos 3D

ABSTRACT

Objective: The objective of this study was to evaluate the stress distribution in bone-surrounding implants placed in different levels in a mandibular overdenture. Material and Methods: A Computerized Tomography (CT) scan of an edentulous mandible was used to generate the models. Two implants with an internal connection were placed perpendicular to the occlusal plane in the Canine sites of the mandible. The implant in the left side was placed 1mm higher than the other side. Dolder bar and ball attachments were designed. Loading was performed by clenching the teeth with reconstruction of the muscles. In the anterior loading condition, force was applied to the central incisors and in the posterior loading conditions, it was applied to the molars and premolars. Then the Maximum Principal Stresses in the peri implant bone was evaluated with finite element analysis. Results:In both models, the highest stress values were recorded in the cortical bone surrounding the higher implant except in the ball model with unilateral load application on the right side (64.7 MPa). In almost all loading conditions the stress value differences in models with bar and ball attachments were low. Only in the anterior loading condition, the stress magnitude was higher in two implants of the ball model (60.5 MPa in the left side and 21 MPa in the right side) compared to the bar model (54.5 MPa in the left side and 17.5 MPa in the right side). Conclusion: The stress concentration did not affected considerably by the attachment system. High stress values were found adjacent the implant with a higher level. To reduce the amount of stress, bilateral balance occlusion should be considered. (AU)

RESUMO

Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição de tensões em tecido ósseo ao redor de implantes instalados em diferentes níveis em uma Overdenture mandibular. Material e Métodos: Uma tomografia computadorizada (TC) de uma mandíbula edêntula foi usada para gerar os modelos. Dois implantes de conexão interna foram instalados perpendicularmente ao plano oclusal na região de caninos inferiores. O implante do lado esquerdo foi instalado 1mm acima do que do lado direito. A barra Dolder e o pilar tipo bola foram projetados. A carga foi realizada apertando os dentes com reconstrução dos músculos. Na condição de carga anterior, a força foi aplicada nos incisivos centrais e nas condições de carga posterior, foi aplicada nos molares e pré-molares. Em seguida, as Tensões Máximas Principais no osso periimplantar foram avaliadas com análise de elementos finitos. Resultados: Em ambos os modelos, os maiores valores de tensão foram registrados ao redor do osso cortical ao redor do implante superior, exceto no modelo tipo bola com aplicação de carga unilateral no lado direito (64,7 MPa). Em quase todas as condições de carregamento, as diferenças nos valores de tensão nos modelos com fixações de barra e tipo bola foram baixas. Apenas na condição de carregamento anterior, a magnitude da tensão foi maior em dois implantes do modelo tipo bola (60,5 MPa no lado esquerdo e 21 MPa no lado direito) em relação ao modelo barra (54,5 MPa no lado esquerdo e 17,5 MPa no lado direito). Conclusão:A concentração de tensão não foi afetada considerando o sistema de retenção. Maiores valores de tensão foram encontrados adjacentes ao implante com um nível mais alto. Para reduzir a quantidade de tensão, a oclusão bilateral balanceada deve ser considerada.(AU)