Evaluation of Stress Distribution in Endodontically Weakened Teeth Restored with Different Crown Materials: 3D-FEA Analysis

ABSTRACT

Abstract This study evaluated the stress distribution in endodontically treated teeth, weakened (W) or not weakened (NW), restored with different materials of prosthetic crown using 3D-FEA. Models of a maxillary canine were constructed based on micro-CT images and divided into the groups: G1 (control) - sound tooth; G2 to G7 - endodontically treated teeth restored with glass fiber post (GFP); which G2 to G4 simulated NW root and G5 to G7 simulated W root. For crown material the teeth were restored with: G2 and G5: metallic coping and ceramic veneering, G3 and G6: zirconia coping and ceramic veneering, G4 and G7: alumina coping and ceramic veneering. Load of 180 N was applied at the incisal third of lingual surface at 45º. Models were supported by the periodontal ligament (x=y=z=0). The von Mises stress (VMS) values were calculated. The W teeth presented higher VMS at coping when compared to NW teeth and group G1 showed lower VMS value. For crown material, for both W or NW teeth, increasing VMS was found at metallic, zirconia and alumina coping, respectively. Metallic coping showed a better performance despite its unfavorable esthetics, suggesting as an appropriate material for prosthetic restoration of endodontically treated teeth.

RESUMO

Resumo Este estudo avaliou a distribuição de tensão em dentes tratados endodonticamente, fragilizados (F) ou não fragilizados (NF), restaurados com diferentes materiais para a coroa protética utilizando 3D-FEA. Modelos de um canino maxilar foram construídos baseados em imagens de micro-CT e divididos em grupos: G1 (controle) - dente hígido; G2 a G7 - dentes tratados endodonticamente com pino de fibra de vidro (PFV), sendo que G2 a G4 simularam raízes NF e G5 a G7 simularam raízes F. Para o material das coroas os dentes foram restaurados com: G2 e G5: coping metálico e revestimento cerâmico, G3 e G6: coping de zirconia e revestimento cerâmico, G4 e G7: coping de alumina e revestimento cerâmico. Carregamento de 180 N foi aplicado na superfície lingual em seu terço incisal com 45 graus de inclinação. Os modelos foram suportados pelo ligamento periodontal (x=y=z=0). Os valores da tensão de von Mises (VMS) foram calculados. Os dentes F apresentaram maiores valores VMS para o coping quando comparados aos dentes NF, sendo que o G1 apresentou menores valores VMS. Para o material das coroas, ambos F ou NF aumentaram VMS no coping metálico, zirconia e alumina, respectivamente. Copings metálicos apresentaram melhor comportamento mecânico apesar de não favorecerem a estética, o que sugere ser um material apropriado para a restauração de dentes tratados endodonticamente.