Tensões geradas por implantes de titânio e coroas de dissilicato de lítio com diferentes alturas: análise in silico

Trabalho avalia, pelo método de elementos finitos (MEF), as tensões geradas na coroa, implante e tecidos ósseos com diferentes proporções coroa/implante.

AUTORES

Victor Duarte de Sousa
Mestrando em Prótese e Reabilitação Oral – SLMandic; Especialista em Implantodontia e em Endodontia – Unigranrio.

Ricardo Armini Caldas
Doutor em Clínica Odontológica, área de Prótese Dentária – FOP-Unicamp; Professor adjunto – Universidade Federal de Santa Catarina.

Jonathan Leão de Souza Lima
Mestrando em Prótese e Reabilitação Oral – SLMandic; Especialista em Implantodontia e professor da especialização em Implantodontia – ABO-MG; Professor da disciplina de Prótese Fixa e Removível – Unifenas.

Milton Edson Miranda
Doutor em Prótese Dentária – Universidade de São Paulo; Professor do curso de pós-graduação – Centro de Pesquisas Odontológicas São Leopoldo Mandic.

William Cunha Brandt
Doutor em Materiais Dentários e Aperfeiçoamento em Endodontia Clínica – FOP-Unicamp; Professor da pós-graduação em Implantodontia – Universidade de Santo Amaro.

Rafael Pino Vitti
Doutor em Materiais Dentários – FOP-Unicamp; Professor do curso de Odontologia – Centro Universitário da Fundação Hermínio Ometto.

RESUMO

Foram avaliadas, pelo método de elementos finitos (MEF), as tensões geradas na coroa, implante e tecidos ósseos com diferentes proporções coroa/implante. Virtualmente, foram posicionados implantes hexágono externo medindo 4 x 11 mm em blocos simulando osso mandibular. Em seguida, foram instalados intermediários e confeccionadas coroas em dissilicato de lítio com alturas de 8 mm, 10 mm ou 12 mm para cada implante. Após a confecção dos modelos, foram aplicadas forças de 100 N verticais e oblíquas sobre as coroas simulando as que atuam na cavidade bucal. Em relação ao intermediário, a tensão máxima principal foi menor no intermediário da coroa de 8 mm. A tensão mínima principal também foi semelhante à tensão máxima principal, sendo que o menor valor foi no intermediário da coroa de 12 mm. Em relação à tensão de von Mises nos implantes, ela foi maior na coroa de 12 mm. Em relação ao tecido ósseo, a tensão stress ratio em osso cortical foi muito semelhante nas coroas de 8 mm, 10 mm e 12 mm. Já a tensão stress ratio em osso medular foi maior na coroa de 12 mm. Concluiu-se que a coroa com altura de 8 mm teve um melhor desempenho com implantes com altura de 11 mm, e a proporção coroa-implante em região posterior de mandíbula apresentou uma influência significativa na distribuição de tensões nos intermediários, implante e no osso peri-implantar.

Palavras-chave – Métodos de elementos finitos (MEF); Pilares; Transmucoso; Proporção coroa-implante; Von Mises.

ABSTRACT

The stresses generated in the crown, implant and bone tissues with different crown-implant proportions were evaluated using the finite element method (FEM). External hexagon implants measuring 4 x 11 mm were virtually positioned in blocks simulating mandibular bone. Then, abutments were installed and crowns were made in lithium disilicate with heights of 8, 10 or 12 mm for each implant. After making the models, vertical and oblique forces of 100 N were applied to the crowns, simulating those acting in the oral cavity. We observed that, in relation to the intermediate, the maximum principal tension was lower in the intermediate of the 8 mm crown. The minimum main tension was also similar to the maximum main tension, with the lowest value being in the middle of the 12 mm crown. Regarding the von Mises tension in the implants, it was higher in the 12 mm crown. Regarding bone tissue, the stress ratio in cortical bone was very similar in the 8 mm, 10 mm and 12 mm crowns. The stress ratio in medullary bone was higher in the 12 mm crown. We found that the 8 mm height crown had a better performance with 11 mm height implants and the crown-implant ratio in the posterior region of the mandible had a significant influence on the stress distribution in the abutments and peri-implant bone.

Key words – Finite element methods (FEM); Abutments; Transmucosal; Crown-to-implant ratio; Von Mises.

Referências

Misch CE, Steignga J, Barboza E, Misch-Dietsh F, Cianciola LJ, Kazor C. Short dental implants in posterior partial edentulism: a multicenter retrospective 6-year case series study. J Periodontol 2006;77(8):1340-7.

Srinivasan M, Padmanabhan TV. Intrusion in implant-tooth-supported fixed prosthesis: an in vitro photoelastic stress analysis. Indian J Dent Res 2008;19(1):6-11.

Koo KT, Wikesjö UM, Park JY, Kim TI, Seol YJ, Ku Y et al. Evaluation of single-tooth implants in the second molar region: a 5-year life-table analysis of a retrospective study. J Periodontol 2010;81(9):1242-9.

Emidio BB, Sabino TA, Silva IR, Claro CAA, Neves ACEC, Concílio LRS. Influência de diferentes aplicações de cargas e interposição de aparelho oclusal plano em implantes dentais: análise fotoelástica. Odonto 2014;22(43-44):1-12.

Monje A, Suarez F, Galindo- Moreno P, García-Nogales A, Fu JH, Wang HL. A systematic review on marginal bone loss around short dental implants (<10 mm) for implant-supported fixed prostheses. Clin Oral Implants Res 2014;25(10):1119-24.

Quaranta A, Piemontese M, Rappelli G, Sammartino G, Procaccini M. Technical and biological complications related to crown to implant ratio: a systematic review. Implant Dent 2014;23(2):180-7.

Assif D, Marshak B, Horowitz A. Analysis of load transfer and stress distribution by an implant-supported fixed partial denture. J Prosthet Dent 1996;75(3):285-91.

Riedy SJ, Lang BR, Lang BE. Fit of implant frameworks fabricated by different techniques. J Prosthet Dent 1997;6(78):596-604.

Blanes RJ. Até que ponto a proporção coroa-implante afeta a sobrevida e as complicações das reconstruções implantossuportadas? Uma revisão sistemática. Clin Oral Implants Res 2009;20(4):67-72.

Çaglar A, Bal BT, Karakoca S, Aydın C, Yılmaz H, Sarısoy S. Three-dimensional finite element analysis of titanium and yttrium-stabilized zirconium dioxide abutments and implants. Int J Oral Maxillofac Implants 2011;26(5):961-9.

Ereifej N, Rodrigues FP, Silikas N, Watts DC. Experimental and FE shear-bonding strength at core/veneer interfaces in bilayered ceramics. Dent Mater 2011;27(6):590-7.

Bidez MW, Misch CE. Clinical biomechanics in implant dentistry. In: Misch CE (ed). Contemporary Implant Dentistry (ed 3). St. Louis: Mosby, 2008. p.543-55.

MATWEB – Online Materials Information Resource [On-line]. Disponível em <www.matweb.com>. Acesso em: 21-7-2008.

Çehreli, Duyck J, De Cooman M, Puers R, Naert I. Implant design and interface force transfer. A photoelastic and strain-gauge analysis. Clin Oral Implants Res 2004;15(2):249-57.

Papavasiliou G, Kamposiora P, Bayne SC, Felton DA. Three dimensional finite element analysis of stress distribution around single tooth implants as a function of bony support prosthesis type, and loading during function. J Prosthet Dent 1996;76(6):633-40.

Rodríguez-Ciurana X, Vela-Nebot X, Segalà-Torres M, Rodado-Alonso C, Méndez-Blanco V, Mata-Bugueroles M. Biomechanical repercussions of bone resorption related to biologic width: a finite element analysis of three implant abutment configurations. Int J Periodontics Restorative Dent 2009;29(5):479-87.

Pellizzer EP, Moraes SLD, Santiago Junior JF, Almeida DAF, Honório HM, Verri FR. Implantes curtos do tipo cone-morse: proporção coroa-implante. Rev Cir Traumatol Buco-Maxilo-Fac 2013;13(3):79-86.

Elias DM, Valerio CS, Oliveira DD, Manzi FR, Zenobio EG, Seraidarian PI. Avaliação de diferentes alturas de coroas protéticas suportadas por um implante ultracurto usando análise tridimensional de elementos finitos. Int J Prosthodont 2020;33:81-90.

Jonas LO, Costa NM, Silva HD, Querido LB, Borges JM. Influência da proporção da coroa por meio de análise de elementos finitos em próteses parciais fixas sobre implantes curtos. Ciências odontológicas: desenvolvendo a pesquisa científica e a inovação tecnológica 2020;14:137-61.