Zygomatic implants in intra-sinus versus extra-maxillary approaches for prosthetic rehabilitation in severely atrophic maxillae: finite element analysis / Implantes cigomáticos en abordajes intra sinusal versus extra maxilar para rehabilitación protésica en maxilares severamente atróficos: análisis de elementos finitos

ABSTRACT

Objetive To compare the stresses and deformations generated on the surrounding bone of the zygomatic implants when using an intra sinusal and extra-maxillary approach, through the finite element method. Material and Methods: Computer aided designs (CADs) were constructed using SolidWorks Software of a skull with bone resorption to be rehabilitated through a fixed hybrid prosthesis using two zygomatic and two conventional straight implants. For the boundary conditions (load conditions), symmetry in the sagittal plane was assumed and that all the materials were isotropic, homogeneous and linearly elastic. Two zygomatic implantation techniques were simulated intra sinusal (Is) and extra maxillary (Em). Vertical and lateral loads of 150 N and 50 N were applied to the finite element models to obtain Von Mises equivalent stress and strain (displacement). Results: The average measurement of the Von Mises stress (MPa) recorded were as follows Approach of the implant body (Is 0.24- Em 0.28,) effort of implant body with vertical load Is 0.69 - Em 0.96; effort of peri-implant surface under horizontal load Is 2.11 - Em 0.94. Average displacement under vertical load of peri-implant surface Is 0.35 - Em 0.40, and of implant body Is 1.34 - Em 2.04. Average total deformation in approach Is 2.23 mm - Em 0.80mm, and average total deformation in the implant body under horizontal load was Is 0.14 - Em 0.21. Conclusion: The results of this study indicate that despite the differences that occurred in both stress and strain (displacement) between the intra-sinus and extra-maxillary approaches, the static strength of the bone, which is approximately 150 MPa in tension and 250 MPa in compression was not exceeded. Considering the limitations of finite element analysis, there seems to be no biomechanical reason to choose one approach over the other.

RESUMEN

Objetivo: Comparar por el método de elementos finitos los esfuerzos y deformaciones generados sobre el hueso circundante de implantes cigomáticos tratados con un abordaje intra sinusal y extra maxilar. Material y Métodos: Se construyeron los diseños asistidos por computadora (CAD) utilizando el Software SolidWorks de un cráneo con una reabsorción ósea para ser rehabilitado, a través de una prótesis híbrida fija, mediante dos implantes cigomáticos y dos rectos convencionales. Para las condiciones de frontera (condiciones de carga) se asumió simetría en el plano sagital y que todos los materiales eran isotrópicos, homogéneos y linealmente elásticos. Se simularon dos técnicas de implantación cigomática una intra sinusal (Is) y otra extra maxilar (Em). Se aplicaron cargas verticales y laterales de 150 N y 50 N a los modelos de elementos finitos para obtener el esfuerzo equivalente de Von mises y la deformación (desplazamiento). Resultados: La medición promedio del esfuerzo de Von Mises (MPa) registró abordaje del cuerpo de implante (Is 0.24-Em 0.28) esfuerzo del cuerpo de implante con carga vertical (Is0.69 ­ Em 0.96); esfuerzo de la superficie peri implantar ante carga horizontal (lateral)( Is2.11 ­ Em0.94). Desplazamiento promedio ante carga vertical de la superficie peri implantar (Is0.35 ­ Em0.40) y del cuerpo del implante (Is1.34 ­ Em2.04). Deformación total promedio en mm en abordaje (Is 2.23 ­ Em0.80) y deformación total promedio en el cuerpo del implante ante carga horizontal (Is0.14 ­ Em0.21). Conclusión: Los resultados de este estudio indican que a pesar de las diferencias que se presentaron tanto en el esfuerzo como en la deformación (desplazamiento) entre los abordajes intra sinusal y extra maxilar, la resistencia estática del hueso, que es de aproximadamente 150 MPa en tensión y 250 MPa en compresión no se superó. Considerando las limitaciones de los AEF, parece no haber razones biomecánicas para elegir uno u otro enfoque.