Influence of abutment collar height and implant length on stress distribution in single crowns

Abstract This in silico study evaluated the influence of the abutment collar height and implants length on the biomechanical behavior of morse taper single dental implants with different crown-to-implant ratio. Six virtual models were constructed (S11, M11, L11, S13, M13 and L13) by combining short (S: 2.5 mm), medium (M: 3.5 mm) or long (L: 4.5 mm) abutment collar heights with different implant lengths (11 or 13-mm). An upper central incisor of 11-mm height was constructed on top of each abutment. Each set was positioned in a virtual bone model and exported to analyze mathematically. A 0.60-mm mesh was created after convergence analysis and a 49 N load was applied to the cingulum of the crown at an angle of 45°. Load-generated stress distribution was analyzed in the prosthetic components according to von Mises stress criteria (σvM) and in the cortical and cancellous bone by means of shear stress (εmax). The use of longer collar abutments (L11) increased the stress on the abutment by 250% and resulted in 40% higher stresses on the screw and 92% higher cortical shear stresses compared to short collared abutments (S11). Increasing the implant length produced a slight stress reduction on cortical bone. Cancellous bone was not affected by the crown-to-implant ratio. Longer abutment collars concentrate stresses at the implant level and cortical bone by increasing the crown-to-implant ratio.

Resumo Este estudo avaliou a influência da altura da porção transmucosa do pilar protético com junção cone morse e do comprimento dos implantes no comportamento biomecânico coroas unitárias com diferentes proporção coroa-implante. Seis modelos virtuais (S11, M11, L11, S13, M13 e L13) foram construídos combinando pilares protéticos com transmucoso considerado: curto (S: 2,5 mm), médio (M: 3,5 mm) ou longo (L: 4,5 mm) com diferentes comprimentos de implantes (11 ou 13 mm). Um incisivo central superior de 11 mm de altura foi construído para cada pilar. Cada conjunto foi posicionado em um modelo de osso virtual e exportado para análise matemática. Uma malha de 0,60 mm foi criada após análise de convergência e uma carga de 49 N foi aplicada ao cíngulo da coroa em um ângulo de 45°. A distribuição de estresse gerada por carga foi analisada nos componentes protéticos de acordo com o critério de tensão de von Mises (σvM) e no osso cortical e medular por meio da tensão de cisalhamento (εmax). O uso de pilares com porção transmucosa mais longa (L11) aumentou a tensão no pilar protético em 250%, e resultou em tensões 40% maiores no parafuso e 92% no osso cortical em relação aos pilares com transmucoso curto (S11). O aumento do comprimento do implante produziu uma ligeira redução da tensão de cisalhamento no osso cortical. O osso medular não foi afetado pela relação coroa-implante. Pilares protéticos com porção transmucosa mais longa concentram tensões no implante e no osso cortical, quando a proporção coroa-implante é aumentada.

Análise de destorque HE x Hi e formação de Gap entre coroas metálicas e metalocerâmicas após ciclagem mecânica / Analysis destorque HI versus HE and Gap formation between metal and metal-ceramic crowns after mechanical cycling

O tratamento reabilitador protético realizado sobre implantes pode ser comprometido por falhas mecânicas em seus componentes. O presente estudo teve por objetivo avaliar, in vitro, o desajuste ocorrido na interface implante-intermediário por meio da aferição e comparação do torque inicial utilizado no parafuso de fixação dos pilares protéticos em implantes com hexágono externo e interno, e também o torque necessário para remoção após ciclagem mecânica. Foram formados 4 grupos: GCMHE - coroa metálica sobre implante hexágono externo, GCMCHE – coroa metalocerâmica sobre implante hexágono externo, GCMHI – coroa metálica sobre implante hexágono interno, GCMCHI – coroa metalocerâmica sobre implante hexágono interno. Foi realizada uma ciclagem mecânica sobre os pilares protéticos utilizando uma simuladora de fadiga mecânica (Máquina ERIOS, ER-11000) com carga axial de 120 N, 400.000 ciclos com frequência de 1 ciclo/seg, ao final dos ciclos foi realizado o destorque dos parafusos. Mediu-se o torque de remoção dos parafusos de fixação dos pilares protéticos com um torquímetro manual e também foram realizadas radiografias com o objetivo de avaliar falha de adaptação da coroa em sua margem cervical provenientes do processo de confecção das coroas metálicas e metalocerâmicas. Em grande parte dos corpos de prova de coroas metalocerâmicas foram encontradas falhas protéticas. Houve diminuição significativa nos valores de torque de remoção de todas as amostras, e a perda foi ainda maior nas amostras submetidas à ciclagem mecânica. Foi constatado que houve diminuição nos valores de torque de remoção desses componentes e a que função mastigatória aumenta a probabilidade de desajuste na interface implante-pilar

Successful prosthetic rehabilitation treatment performed on bone-integrated implants can be compromised by mechanical failures. This study aimed to evaluate in vitro the mismatch occurred at the interface implant-intermediate by measuring and comparing the initial torque on the screw used for fixing the prosthetic abutments on implants with external hexagon and also the torque necessary for removal after cycling mechanics; 4 test groups were formed: GCMHE - metal crown on implant external hexagon, GCMCHE - metal-ceramic crown on implant external hexagon, GCMHI - metal crown on implant hexagon, GCMCHI – PFM crown on implant hexagon procedure. For this, we performed a mechanical cycling on the prosthetic abutments using a simulated mechanical fatigue (ERIOS Machine, ER-11000) with 120 N axial load, 400,000 cycles with a frequency of 1 cycle/sec at the end of the cycles was performed destorque screws. We measured the removal torque of the screws of prosthetic abutments with a torque wrench manual and X-rays were taken in order to assess failure of adaptation of the crown margin in his neck from the process of making crowns metal-ceramic and metal. In most specimens of PFM crown prosthetic failures were found. There was significant decrease in removal torque values of all samples, and the loss was even greater in samples subjected to mechanical cycling. The data obtained allow to suppose that there is always a decrease in removal torque values of these components and that chewing increases the likelihood of a breakdown in the prosthetic implant-abutment interface

Comparación de dos pilares protésicos para un implante único anterior / Clinical report: comparation between two prosthetic abutments for an anterior single-tooth implant

Existe en la actualidad una alta demanda no sólo funcional sino estética por parte de los pacientescomo de los profesionales. Por eso los implantes brindan hoy la oportunidad de conseguir ambosresultados. La ausencia de simetría y armonía gingival pone el resultado estético del implanteen riesgo. Sin embargo no depende sólo de la intacta oseintegración que haya con el huesosubyacente y de la capacidad de carga funcional, sino también de la integración armónica de lacorona en el arco dental. En el segmento anterior, los implantes necesitan altos requerimientosquirúrgicos y protésicos. Para lograrlos, se debe tener mucho cuidado en el proceso que ademásde ser exigente y cuidadoso, obliga a tener en cuenta que no debe haber cambio en el huesoo en el tejido blando subyacente. En dos pacientes del posgrado de Rehabilitación del CES, secomparó la utilización de dos pilares protésicos Nobel biocare diferentes (un pilar Easy abutmenty un pilar Procera personalizado de circonio), colocados sobre implantes groovy de igual tamaño(4.3 x 13mm), cuyos principales resultados fueron: una mejor cicatrización del tejido blando sobreel pilar (Easy Abutment), proporcionando una mejor estabilidad en el margen óseo cortical, unmenor costo del procedimiento tanto quirúrgico como de laboratorio, en la utilización del pilar EasyAbutment, sin embargo el resultado final estético y funcional dejó satisfechos a ambos pacientes,aunque el margen gingival libre en ambos casos migró apicalmente 0.5mm...

Currently, patients and professionals highly demand not only functional but also aestheticallyharmonious implants. The lack of gingival symmetry and harmony risk the aesthetic result of theimplant. Nevertheless, this result depends not only on the intact integration with the underlyingbone and the capacity of functional load, but also on the harmonic integration of the crown inthe dental arch. In the anterior segment implants are subject to precise surgical and prostheticrequirements. Achieving an ideal aesthetic result in the replacement of a single tooth with animplant in the anterior zone is a highly demanding and careful process, in which bony or soft tissuedefects are unacceptable. This article reports two patients who attended the Oral RehabilitationPosgraduate Program at CES University Dental School; two different Nobel Biocare prostheticabutments were compared -Easy Abutment and a Zircon Personalized Procera Abutment-, placedon groovy implants of the same size. Results indicated that with the Easy Abutment there wasbetter soft tissue healing process, improved stability of the bony cortical margin and lower surgicaland laboratory costs. The final aesthetic and functional results however were satisfactory for bothpatients, although the gingival margin free in both cases migrated apically 0.5mm...