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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Análise tridimensional por elementos finitos da biomecânica de próteses implantossuportadas = influência da carga oclusal, tipo de conexão, angulação dos implantes e simplificações de modelagem
Title Alternative: Tridimensional finite element analysis of biomechanics of implant-supported prosthesis : influence of occlusal load, implant connection system, implant tilting and modeling simplifications
Author: Takahashi, Jessica Mie Ferreira Koyama
Advisor: Mesquita, Marcelo Ferraz, 1967-
Abstract: Resumo: O objetivo nos presentes estudos foi avaliar, por meio de análise tridimensional de elementos finitos, os efeitos nos valores e padrões de distribuição de tensões de modelo virtuais de próteses implantossuportadas na presença de: 1) Simplificações de modelagem das geometrias de superfícies com rosca; 2) Variação do padrão de cargas oclusais e tipo de conexão de implantes; 3) Inclinação do implante e necessidade do uso de componentes angulados. No primeiro estudo foram confeccionados modelos virtuais simulando a interface entre o osso de uma seção posterior de mandíbula e um implante, e a interface entre o componente protético e o parafuso protético. As interfaces foram simuladas com variação da geometria das roscas e tipo de contato entre as estruturas. Os modelos da interface osso/implante receberam carga oblíqua de 180N, e os da interface abutment/parafuso carga de 41N. Foi observado, na interface implante/osso, que os valores de tensão variam de acordo com a geometria modelada e o contato entre as estruturas e que tensões artificialmente elevadas podem ser observadas em regiões pontuais. Na interface abutment/parafuso, a geometria modelada não influenciou os resultados obtidos. No segundo estudo, foram confeccionados modelos virtuais simulando próteses fixas suportadas por implantes de conexão do tipo hexágono externo, hexágono interno, e cone morse; submetidos à aplicação de cargas axiais ou oblíquas sobre a superfície da infraestrutura modelada (180N em primeiro pré-molar e primeiro molar; 280N em segundo pré-molar). Foi observado que mediante aplicação de cargas oblíquas os valores de tensão apresentaram aumento significativo, e que o local de concentração das tensões também foi alterado para regiões mais inferiores nas estruturas avaliadas. Os modelos de montagens com implantes de conexão interna apresentaram padrão de distribuição de tensão mais favorável aos tecidos de suporte. No terceiro estudo, modelos virtuais de próteses fixas implantossuportadas foram simulados com implantes distais posicionados de maneira inclinada. Os modelos foram confeccionados utilizando conexões do tipo hexágono externo e cone morse, sendo utilizados componentes com 17o de angulação. Os modelos foram submetidos às mesmas condições de carregamento citadas no estudo anterior. Foi observado que mediante inclinação dos implantes distais, não há diferença significativa nos valores de tensão nos tecidos de suporte, havendo apenas alteração na área de concentração de tensão. A tensão foi mais concentrada no osso trabecular ao redor do implante posicionado verticalmente. As conexões avaliadas apresentaram valores de tensão semelhantes nos tecidos de suporte, enquanto os modelos de conexão cone morse apresentaram maior tensão nos componentes protéticos. Desta maneira, concluiu-se que: 1) a simplificação da geometria de roscas para análise utilizando o método de elementos finitos gera valores e padrão de distribuição de tensão confiáveis; 2) a aplicação de cargas oblíquas gera aumento significativo na tensão nas estruturas ósseas; 3) o tipo de conexão do implante pode interferir na tensão em componentes protéticos e osso; 4) a inclinação de implantes não gera maior tensão nos tecidos de suporte.

Abstract: The aim of the following studies was to evaluate with finite element analysis, the effect on stress values and distribution pattern of virtual models of implant-supported prostheses in the presence of: 1) Modeling simplification of threaded surfaces geometry; 2) Variation of occlusal load pattern and implant connection type; 3) Implant inclination and the use of angled abutments. On the first study, virtual three-dimensional models were obtained simulating the interface between bone of a posterior section of the lower jaw and a dental implant, and the interface between an abutment and a prosthetic screw. The screwed interfaces were simulated with variation of thread geometry and contact between the structures. Bone/implant models were loaded with 180N oblique force, while abutment/screw models were loaded with 41N force. It was observed, on the implant/bone interface that stress values depend of the modeled geometry and the amount of contact between the surfaces; and that artificially high stress might be observed in located areas. On the abutment/screw interface, modeled geometry did not influence the results. For the second study, virtual models were obtained simulating three-element fixed partial dentures supported by two implants of external-hexagon, internal-hexagon or morse-taper connection. The models were submitted to axial or oblique loading (180N on first premolar and first molar, 280N on second premolar). It was observed that oblique loading significantly increased stress values, and changed stress concentration areas. Also, the models with internal connection implants presented stress distribution pattern more favorable to the supporting structure. On the third and final study, virtual models of implant-supported frameworks were obtained with inclined distal implants with external-hexagon or morse-taper connection and 17o angled abutment. All models were submitted to the same loading conditions previously described. It was observed that inclined implants do not significantly increase stress on supporting tissue, with changes only on stress concentration area. Higher stress was concentrated at trabecular bone around the straight implant. The evaluated connection systems presented similar stress values on the supporting tissue, while morse-taper models presented higher stress on the prosthetic components than the external-hexagon. Thus, it was concluded that: 1) finite element models, with simplified representation of the thread interface present reliable stress values and distribution patterns; 2) oblique loading of the framework increases stress values on the supporting tissues; 3) implant connection system may interfere on stress on prosthetic components and bone; 4) implant inclination does not increase stress on supporting tissue.
Subject: Implantes dentários
Prótese dentária
Biomecânica
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2011
Appears in Collections:FOP - Tese e Dissertação

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