Análise das tensões em próteses unitárias implantossuportadas com diferentes tipos de conexões e qualidade óssea: estudo pelo método dos elementos finitos tridimensionais / Stress analysis of single implant-supported prosthesis with different prosthetic connection and bone qualities: a threedimensional finite element study

RESUMO

Um aspecto crítico que afeta o sucesso ou falha de um implante é a maneira pela qual as tensões são transferidas do implante ao tecido ósseo. A sobrecarga na prótese dentária pode levar a perda da osseointegração, dessa forma, é aconselhável evitar altas concentrações de tensões no osso de suporte, do ponto de vista clínico. Entretanto, o estresse mecânico pode ter consequências positivas ou negativas no tecido ósseo, fatores esses dependentes de vários fatores associados que podem ser mecânicos ou biológicos. Portanto, o propósito do presente estudo foi analisar a influência da qualidade óssea na distribuição das tensões em próteses unitárias implantossuportadas com diferentes tipos de conexão protética, pelo método dos elementos finitos tridimensionais. Para isso, foram confeccionados doze modelos tridimensionais com o auxílio dos programas de modelagem gráfica SolidWorks 2010 e Rhinoceros 4.0, além do programa InVesalius. Cada modelo foi composto por um bloco com diferentes qualidades ósseas (Tipo I, II, III e IV) e a presença de um implante (4,0x10 mm) com diferente tipo de conexão (Hexágono externo, interno e cone Morse), com coroa metalo-cerâmica. Após geração de geometrias, os modelos foram importados para o programa de pré e pós processamento de elementos finitos FEMAP 10.2, onde foram geradas as malhas de elementos finitos, condições de carregamento e contorno. A carga aplicada foi de 200N axialmente e 100N obliquamente, na superfície oclusal das coroas. Essa carga total foi dividida entre as cúspides (4 para a carga axial e as duas linguais para a carga oblíqua). Em seguida, a análise foi gerada no programa FEMAP 10.2 e exportada para cálculo no programa de elementos finitos NeiNastran versão 9.2, executada em uma estação de trabalho. Os resultados foram importados novamente ao FEMAP 10.2 para visualização e pós-processamento dos mapas de tensão de von Mises e tensão máxima principal. Os mapas gerais mostraram áreas de altas tensões no local de...

ABSTRACT

A critical issue that affects the success or failure of an implant is the manner in which the stresses are transferred from the implant to bone tissue. The overload can lead the dental implant to loss of osseointegration, thus it is advisable to avoid high stress concentrations in bone support, according to the clinical point of view. However, mechanical stress can bring positive or negative consequences in the bone tissue and these factors depend on association with mechanical or biological factors. Therefore, the purpose of this study was to analyze the influence of bone quality on stress distribution in implant-prosthesis unit with different types of prosthetic connection, by the three-dimensional finite element method. For this, twelve three-dimensional models were made with the aid of SolidWorks 2010 and Rhinoceros 4.0, graphical modeling software, besides the InVesalius. Each model was composed of a block with different bone qualities (Type I, II, III and IV), an implant (4.0 x 10 mm) with different type of prosthetic connection (Hexagon external, internal and Morse taper) and metal ceramic crown. After generation of geometries, the models were imported into FEMAP 10.2, the pre and post-processing finite element software, where it was generated finite element meshes, boundary and loading conditions. The 200N load was applied axially and 100N obliquely on the occlusal surface of crowns. This total load was divided among the cusps (four points for the axial load and two points for the oblique load on the lingual cusps). Then, the analysis was generated in the FEMAP 10.2 and exported to the NeiNastran version 9.2 software for calculation in finite element analysis, running on a workstation. The results were imported back to the FEMAP 10.2 for viewing and post-processing maps of von Mises stress and maximum principal stress. The general maps showed areas of high stress at the site of force application and in the interface crown/implant. Not only the screw, as…