Effect of age-related alterations on the biomechanics of teeth affected by non-carious cervical lesions / Efeito de alterações relacionadas à idade na biomecânica de dentes afetados por lesões cervicais não-cariosas

ABSTRACT

Objective: The prevalence of non-carious cervical lesions (NCCLs) has increased in the recent years, especially in the elderly population. The successful prevention and treatment of those lesions requires an understanding of the biomechanics of aged teeth. Considering the importance of such aspect, the impact of the age-related dentin deposition on the stress distribution of NCCLs was evaluated by means of finite element analysis. Material and Methods: A 2-dimensional model of a sound maxillary first premolar was created using CAD software. Two tooth geometries (sound, aged) and two lesion shapes (wedge, saucer) were simulated to the model. The mesh was built with 35,000 triangle and square elements of 0.1 mm in length. All tissues were considered isotropic, homogeneous and linear. Occlusal surfaces were loaded with 300 N for simulating normal chewing forces. The stress distribution was analyzed by a color scale and by the maximum principal stress at the cavosurface line angle. Results: The aged models presented lower stress concentration in the overall system in comparison to sound models. The sharp angle of wedge shaped lesions promoted higher stress concentration at the center of cavosurface angle, favoring the lesions progression. Conclusion: Considering the limitations of the current methodology, it is possible to conclude that aged tooth is a more compact structure that can better respond to stress loadings. This protective intrinsic mechanism should be considered when adopting preventive and restorative measures for NCCLs for the elderly. (AU)

RESUMO

Objetivo: A prevalência de lesões cervicais nãocariosas (NCCLs) tem aumentado nos últimos anos, especialmente em idosos. A prevenção e o tratamento bem-sucedidos dessas lesões requerem um entendimento da biomecânica dos dentes envelhecidos. Considerando a importância de tal aspecto, o impacto da deposição de dentina que ocorre com a idade na distribuição de estresse de NCCLs foi avaliado por meio da análise de elementos finitos. Material e Métodos: Um modelo bidimensional de um primeiro pré-molar superior foi criado usando o software CAD. Duas geometrias de dentes (padrão, envelhecido) e duas formas de lesão (cunha, pires) foram simuladas ao modelo. A malha foi construída com 35.000 elementos triangulares e quadrados de 0,1 mm de comprimento. Todos os tecidos foram considerados isotrópicos, homogêneos e lineares. Superfícies oclusais foram carregadas com 300 N para simular forças normais de mastigação. A distribuição das tensões foi analisada por uma escala de cores e pela tensão principal no ângulo da linha cavo-superficial. Resultados: Os modelos envelhecidos apresentaram menor concentração de tensão no sistema geral em comparação aos modelos padrão. O ângulo agudo das lesões em cunha promoveu maior concentração de tensão no centro do ângulo cavo-superficial, favorecendo a progressão das lesões. Conclusão: Considerando as limitações da metodologia atual, é possível concluir que o dente envelhecido é uma estrutura mais compacta que pode responder melhor às cargas de estresse. Este mecanismo intrínseco de proteção deve ser considerado ao adotar medidas preventivas e restaurativas para as NCCLs em idosos. (AU)