Distribuição de tensões em overdentures suportadas por implantes cônicos e cilíndricos: análise por elemento finito tridimensional

Abstract

This study using 3D-finite element analysis compared the stress distribution generated by a static load on implant-supported overdenture as a function of implant geometry (cylindrical versus conical shape). Tridimensional models were built from the images of a computerized tomography of a mandible and 3D laser digitalization of implants, abutments, mucosa, and complete denture. The geometric models of implants and abutments were mounted at the canine region (teeth 43 and 33) to build two models: model 1 – overdenture supported by two cylindrical implants, and model 2 – overdenture supported by two conical implants. The geometric models were converted into finite element models using a commercial software. A 100 N load simulating a masticatory bolus was applied at the first molar region of each model. The von Mises stress distribution was analyzed and compared in selected points. The stresses in both cylindrical and conical implants were similar and concentrated at the cervical and middle thirds. The implants placed at the loading side showed larger area of stress than the contralateral implants, but the stress magnitude was similar. In relation to the mandibular bone, the anterior surface had larger stress concentration at the distal area of both types of implants on the loading side than that of the contralateral side. The stress magnitude on the bone surface was similar but the area of higher stress distribution was larger for the cylindrical implant at the loading side. In a longitudinal section of the bone at the tooth 43 site, the higher stresses were concentrated at the cervical region of both implant shapes corresponding to the cortical bone. In relation to the bone at the tooth 33 region, the stresses were higher at the mesial side of the cylindrical implant compared to the conical implant. Therefore, the results suggest that conical implants provided reduction of the area of von Mises stress in the mandibular bone at the loading side. At the contralateral side the von Mises stress was similar for both implants.

Este trabalho teve por objetivo comparar a distribuição de tensões geradas por uma carga estática vertical aplicada em prótese do tipo overdenture implanto - muco -suportadas, retida por implantes cilíndricos ou cônicos, através de análise por elementos finitos. Foram gerados modelos tridimensionais de uma mandíbula edêntula a partir das imagens de tomografia computadorizada helicoidal e dos intermediários protéticos, da prótese total, da placa resiliente e dos implantes através de digitalização a laser em três planos. Os modelos geométricos dos implantes e intermediários protéticos foram montados na região dos caninos (dentes 43 e 33) no modelo mandibular, constituindo dois modelos: modelo 1 – overdenture retida por dois implantes cilíndricos e modelo 2 – overdenture retida por dois implantes cônicos. Os modelos geométricos foram inseridos em um software, no qual foi gerada a malha de elementos finitos. Uma carga vertical estática de 100 N foi aplicada indiretamente, sobre uma simulação de bolo alimentar, na região de primeiro molar inferior direito, sendo analisadas e comparadas as tensões pelo método de von Mises geradas nos dois modelos. As tensões foram semelhantes nos implantes cilíndrico e cônico, com concentração nos terços cervical e médio. Os implantes inseridos na região do dente 43, lado da aplicação da carga, apresentaram maior área de tensões que os implantes contralaterais na região do dente 33, embora a magnitude das tensões tenha sido similar. Em relação ao osso mandibular, na parte externa anterior houve maior concentração de tensões na área distal dos dois tipos de implante inseridos no lado de aplicação da carga em comparação com os implantes contralaterais.A magnitude das tensões no osso foi semelhante para ambos os tipos de implante, mas a área de distribuição das maiores tensões foi maior para o implante cilíndrico na região do dente 43. Em um corte longitudinal do osso mandibular na região dos implantes 43, observaram-se as maiores tensões concentraram-se na região cervical de ambos os tipos de implante, no osso cortical. Já em relação ao osso mandibular na região do dente 33, observou-se que as tensões foram maiores na face mesial do implante cilíndrico em relação ao implante cônico. Assim, os resultados deste estudo sugerem que os implantes cônicos promoveram redução da área de maiores tensões de von Mises no osso mandibular no lado da aplicação da carga. Quanto ao lado contralateral as tensões foram similares em ambos os implantes