Implant inclination and horizontal misfit in metallic bar framework of overdentures: analysis by 3d-fea method

ABSTRACT

Abstract The aim of this study was to evaluate by three-dimensional finite element analysis (3D-FEA) the biomechanics involved in bar-framework system for overdentures. The studied factors were latero-lateral angulation in the right implant (-10, -5, 0, 5 and 10 degrees), and different bar cross-sections (circular, Hader and oval) presenting horizontal misfits (50 or 150 µm) on the opposite implant. Positive angulation (5 and 10 degrees) for implant inclination to mesial position, negative angulation (-5 and -10 degrees) for distal position, and zero degree for parallel implants. The von Mises stresses evaluated the bar, screw and the implant; maximum principal, minimum principal and shear stress analyses evaluated the peri-implant bone tissue. Parallel implants provide lower stress in alveolar bone tissue; mesial inclined bars showed the most negative effect on prosthetic structures and implants. In conclusion, bar cross-section showed no influence on stress distribution for peri-implant bone tissue, and circular bar provided better behavior to the prosthetic system. Higher stress concentration is provided to all system as the misfit increases.

RESUMO

Resumo O objetivo neste estudo foi avaliar por meio do método por elemento finito tridimensional (3D-AEF) a biomecânica envolvida na infraestrutura do sistema barra-clipe para overdentures. Os fatores de estudo foram inclinação mésio-distal entre implantes (-10, -5, 0, 5, 10 graus) e diferentes seções transversais da barra metálica (circular, oval e Hader) com desajuste horizontal (50 e 150 µm). Valores de inclinação positivas (5 e 10 graus) indicam inclinação do implante para mesial e valores negativos (-5 e -10 graus) mostram inclinação para distal, enquanto zero grau indica implantes paralelos. Valores de tensões equivalentes de von Mises foram utilizadas nos sistemas barra, parafuso e implante. Tensão máxima e mínima principal, e cisalhante foram utilizadas para análise do osso alveolar peri-implante. Implantes paralelos promoveram menores tensões em tecido peri-implante; as inclinações para mesial apresentaram piores resultados para as estruturas protéticas e implantes. As diferentes seções transversais da barra não mostraram influência na distribuição de tensões no osso alveolar peri-implante. Concluindo, a barra circular apresentou melhores resultados para os componentes protéticos e maiores valores de tensões foram observados em todos os modelos na medida que o desajuste aumentou.