Análise das tensões em próteses implantossuportadas esplintadas, variando a localização dos implantes, pôntico e cantilever: estudo pelo método dos elementos finitos tridimensionais / Stress analysis in splinted implant-supported prosthesis varying the implant location and pontic and cantilever: study by threedimensional finite element analysis

RESUMO

O propósito deste estudo foi analisar a distribuição de tensão/deformação no tecido ósseo e na distribuição de tensão nos componentes protéticos, implantes e parafusos de fixação, geradas pelas forças oclusais sobre próteses de três elementos implantossuportadas unitárias e esplintadas variando-se a localização dos implantes (alinhados e em distribuição tripoidal), o uso de pôntico central e de pôntico em cantilever mesial e distal, por meio do método dos elementos finitos tridimensionais. Material e Método: Seis modelos tridimensionais (3D) foram constituídos de um bloco ósseo maxilar referente à região do primeiro pré-molar ao primeiro molar direito, apresentando dois ou três implantes do tipo hexágono externo (HE) de 4,0 x 10 mm, suportando prótese de três elementos metalo-cerâmica parafusada, com as seguintes variações M1 - três implantes alinhados com coroas unitárias; M2 - três implantes alinhados com coroas esplintadas; M3 - três implantes em posicionamento tripoidal; M4 - dois implantes com pôntico central; M5 - dois implantes com pôntico em cantilever mesial; M6 - dois implantes com pôntico em cantilever distal. A força aplicada foi de 400N em direção axial, com 50N em cada ponta de cúspide, e 200N oblíqua, com 50N, aplicados em 45º, em cada ponta da cúspide vestibular. Mapas de von Mises foram utilizados para avaliar componentes protéticos, implantes e parafusos de fixação. Os mapas de Tensão Máxima Principal e microdeformação foram utilizados como critério para análise do tecido ósseo. Resultados: A esplintagem (modelos M2 e M3) foi capaz de reduzir os valores de tensão de von Mises nos parafusos de fixação, principalmente para o modelo M3. A redução do número de implantes (M4, M5, M6) ocasionou um comportamento biomecânico desfavorável para as estruturas analisadas. Em situações de reabilitações com dois implantes, a utilização do pôntico central (M4) gerou uma distribuição de tensão/deformação mais favorável para as estruturas...

ABSTRACT

The aim of this study was to assess the stress/strain distribution on bone tissue and stress distribution in the abutments, implants and fixation screws, generated by occlusal force under three-unit fixed prostheses supported by two or three implants in the posterior maxilla, varying the location of the implants (straight-line and offset), using of bridge, and mesial and distal cantilever extension by 3D finite element methods. Material and Methods: Six 3-dimensional models were developed. Each model simulated a bone block (type IV) of posterior maxillary segment, with two or three external hexagon (HE) of 4.0 x 10 mm, supporting three-unit fixed prostheses, which M1 - straight-line implants supporting single crowns; M2 - straight-line supporting three-unit splinted prosthesis; M3 - offset implant supporting three-unit splinted prosthesis; M4 - three-unit splinted prosthesis central bridge; M5 - three-unit splinted prosthesis mesial cantilever extension; M6 - three-unit splinted prosthesis distal cantilever extension. The applied forces were 400N axial and 200N oblique. The stress in the abutments, implants and fixation screws was plotted by von Mises’ criteria. The stress and strain on cortical bone was plotted by maximum principal stress and microstrain criteria, respectively. Results: The splinting (M2 and M3) decreased the stress values in the fixation screws, mainly for M3. The decrease of implant number (M4, M5, M6) caused an unfavorable biomechanical behavior for analyzed structures. In situations of rehabilitations with two implants, the use of bridge (M4) showed stress and strain distribution more favorable for analyzed structures. Conclusion: The splitting was effective on stress decreasing in the fixation screws, mainly when associated to offset implant configuration; the offset implant configuration...