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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Análise tribológica da interface osso-titânio e sua influência na biomecânica de implantes curtos unitários com diferentes tratamentos de superfície = Tribological analysis of bone-titanium interface and influence on unit short implants biomechanics with different surface treatments
Title Alternative: Tribological analysis of bone-titanium interface and influence on unit short implants biomechanics with different surface treatments
Author: Santos, Vinicius Rodrigues dos, 1991-
Advisor: Silva, Wander José da, 1980-
Abstract: Resumo: A análise da biomecânica dos implantes em estudos através do método de elementos finitos (MEF) tem sido avaliada com valores de coeficiente de atrito (CA) arbitrários, o que não representa a condição ideal quando simulada uma condição de carregamento imediato. Nesta situação, os diferentes tipos ósseos e os tratamentos de superfície do titânio podem levar a diferentes CA na interface osso-implante. Diante disso, o objetivo desse estudo foi determinar o CA da interface osso-titânio com tratamentos de superfície e verificar sua influência na biomecânica de implantes curtos com diferentes tratamentos de superfície sob carga imediata em reabilitações unitárias. Para isto, este estudo foi dividido em duas fases distintas: in vitro e in sílico. No estudo in vitro, o CA foi determinado com o auxílio de um tribômetro. Blocos de osso cortical e medular bovino (10 mm x 40 mm x 3 mm) e esferas de titânio como contraparte, com diferentes tratamentos de superfície (USI = usinada; JAT = jateada; e J+A = jateada seguido de ataque ácido) com 5 mm de diâmetro foram utilizados como pares tribológicos (n=13). As esferas de titânio tiveram sua rugosidade (n=5) mensuradas e analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) para analisar a diferença das superfícies. Uma carga de 10 N foi aplicada e mantida na contraparte durante o deslocamento horizontal sobre o bloco ósseo (1 mm/segundo). Para o estudo in sílico um primeiro molar inferior foi reabilitado utilizando modelo tridimensional de implante curto (4.1 x 7mm) inserido em bloco ósseo representando uma mandíbula com reabsorção óssea. Os resultados do CA obtidos no estudo in vitro foram utilizados para simular por meio do MEF o comportamento biomecânico dos implantes nas superfícies avaliadas frente à carga imediata. A força aplicada foi de 49 N na face oclusal da coroa e dividida uniformemente em 5 pontos de contato. As análises estatísticas foram realizadas par a rugosidade do titânio e determinação do CA, para ambas as análises o teste estatístico foi o ANOVA One-Way, post-hoc Tukey. Os valores foram avaliados segundo a tensão de cisalhamento (?max) e tensão principal máxima (?max) realizadas no osso cortical e medular. A tensão de von Mises (?vM) foi avaliada no implante dos diferentes tratamentos de superfície. A rugosidade das esferas de titânio tratadas com JAT (0,89 µm) e J+A (0,98 µm) não mostraram diferenças estatísticas. Os valores do coeficiente de atrito de J+A se mostraram maiores numericamente para osso medular e cortical, respectivamente, (0,415 ± 0,05)(0,442±0,05) comparado a JAT (0,358 ± 0,03)(0,382 ±0,03) e USI (0,0314 ± 0,04)(0,362 ±0,03). A biomecânica foi alterada pelos tratamentos de superfície, onde J+A mostrou maior compressão (495,47 MPa) e desgaste (197,46 MPa) da superfície implante-osso e menor deformação (10,65 µm) e tensão óssea quando comparado a JAT no osso cortical. No osso medular a superfície J+A apresentou menor valor nas avaliações biomecânicas comparado a JAT. Portanto, podemos concluir que os tratamentos de superfície alteram o CA da interface osso-titânio, interferindo na biomecânica de implantes curtos unitários sob carga imediata

Abstract: The implants biomechanical analysis using finite element analysis (FEA) was evaluated with arbitrary friction coefficient (FC) values. This analysis does not represent a better condition to simulate immediate loading. In addition, different bone types and titanium surface treatments can change the FC on bone-implant interface. Therefore, the aim of this study was determine the FC of bone-titanium interface with surface treatments and analyze your influence on biomechanics of unit short implant with different surface treatments. For this, the study was done in two phases: in vitro and in silico. On in vitro study, the FC was determined with tribological analysis. Bovine cortical and cancellous bone (10 mm x 40 mm x 3 mm) and titanium as counterpart, with different surface treatments (MAC = machined; SB = sandblasted; and SB + AE = sandblasted followed by acid attack) with diameter of 5 mm were used as tribological pairs (n = 13). Titanium balls was mensured our roughness by scanning electron microscopy (SEM) to analyse difference between the surfaces. A load of 10 N was applied on titanium counterpart during the horizontal displacement on bone blocks (1 mm/sec). For in silico study, a first molar was rehabilitated using a three-dimensional short implant model (4.1 x 7mm) inside bone block representing a jaw with cortical and cancellous bone. The results of the FC obtained in vitro study were used to simulate the biomechanics behavior of short implants with different surface treatment. The force applied was 49 N on occlusal of the crown and divided into 5 contact points. Statistical analysis was realized to roughness and FC determination, for both analysis the statistical test was ANOVA One-Way, post-hoc Tukey. The values were evaluated for shear stress (?max) and maximum principal strain (?max maximum standard) to cortical and cancellous bone. Von Mises forces (?vM) was evaluated for implants. Surface roughness on SEM of titanium balls shown the values of SB (0.89 µm) and SB + AE (0.98 µm) with no statistical difference. The surface treatment SB + AE for cortical and Cancellous bone was numerically greater, respectively,(0,415 ± 0,05)(0,442±0,05) than SB (0,358 ± 0,03)(0,382 ±0,03) and MAC (0,0314 ± 0,04)(0,362 ±0,03). The surface biomechanics was modified according the surface treatment and SB + AE showed the highest compression (495.47 MPa) and shear (197.46 MPa), but in deformation and tension was lowest (10.65 m) compared to surface SB on cortical bone. On cancellous bone, the surface SB + AE presented lowest in the biomechanics evaluations. Therefore, we can conclude the surface treatments alter FC of titanium-bone interface and interfere on biomechanics of unit short implant with immediate loading
Subject: Implantes dentários
Análise de elementos finitos
Fricção
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Citation: SANTOS, Vinicius Rodrigues dos. Análise tribológica da interface osso-titânio e sua influência na biomecânica de implantes curtos unitários com diferentes tratamentos de superfície = Tribological analysis of bone-titanium interface and influence on unit short implants biomechanics with different surface treatments. 2018. 1 recurso online (58 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba, Piracicaba, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/331543>. Acesso em: 3 set. 2018.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FOP - Tese e Dissertação

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