Distribuição de tensões sobre implantes durante fase de osseointegração de pacientes desdentados totais sob diferentes níveis de posicionamento: análise pelo método dos elementos finitos-3D

Abstract

O objetivo desse estudo foi avaliar o estresse gerado no osso de suporte, implante e componentes comparando implantes submersos com implantes não submersos em duas situações diferentes de carga mandibular ovedenture/protocolo usando análise de elementos finitos 3D. Dois modelos 3D foram modelados usando imagem digitalizada de um modelo mandibular de laboratório e prótese total, incluindo 4 implantes colocados no nível da crista nas regiões dos dentes #46, #43, #33 e #36. O osso tipo II foi simulado, separando osso cortical e trabecular. O desenho do implante e dos componentes (cicatrizadores e parafusos de cobertura) foram obtidos a partir de uma simplificação do desenho original da marca. Cicatrizadores de 2,5mm e parafusos de cobertura com 0mm de altura de implante cone morse foram modelados para simular técnicas não submersas e submersas, respectivamente. 256,2N de carga vertical (0°) e oblíqua (45°) foram aplicados sobre a prótese total. A análise de deslocamento e tensão de von Mises e Máxima Tensão Principal foi realizada usando o ANSYS 19.2. Resultados: Os mapas de deslocamento de ossos, implantes e componentes não mostraram diferenças substanciais e valores clinicamente aceitáveis para todos os modelos. A análise de Von Mises mostrou mapas de distribuição geral semelhantes para ossos, implantes e componentes, com tensão mais concentrada para carga oblíqua. A individualização dos implantes e componentes mostrou maior concentração de tensão de von Mises no colo dos implantes da técnica não submersa. A análise das tensões principais máximas mostrou que a técnica não submersa concentrou maiores tensões de tração e compressão principalmente no lado de carga do carregamento oblíquo. Conclusões: De acordo com os resultados, condições e limitações deste estudo, a técnica não submersa aumenta o estresse transferido para o osso, o que pode ser prejudicial à fase inicial da osseointegração principalmente para carga oblíqua.

Purpose: To evaluate the stress generated on supporting bone, implant, and components by comparing submerged implants with non-submerged implants in two different loading situations of mandibular overdenture/protocol situation using 3D finite element analysis. Materials and methods: Two 3D models were modeled using a scanned image of a laboratory mandibular model and complete denture, including 4 implants placed at crestal level in regions of teeth #46, #43, #33, and #36. Type II bone was simulated, separating cortical and trabecular bone. The implant and components (healing cap and cover screws) design were obtained from a simplification of the original brand design. Healing caps of 2,5mm and cover screws with 0mm height of morse taper implant were modeled to simulate non-submerged and submerged techniques, respectively. 256,2N of vertical (0°) and oblique (45°) loadings were applied over complete denture. Displacement and stress analysis of von Mises and Maximum Principal Stress was performed using ANSYS 19.2. Results: Displacement maps of bones, implants, and componentes showed no substantial differences and clinically acceptable values for all models. Von Mises analysis showed similar general distribution maps for bones, implants, and components, with more concentrated stress for oblique loading. Individualization of implants and components showed a higher concentration of von Mises stress on the neck of implants of nonsubmerged technique. Maximum principal stress analysis showed that the non-submerged technique concentrated higher tractive and compressive stress mainly on the loading side of oblique loading. Conclusions: According to the results, conditions, and limitations of this study non-submerged technique increases the stress transferred to the bone which could be harmful to the initial phase of osseointegration mainly for oblique loading.