MAYARA BARBOSA FERREIRA Avaliação da distribuição de tensões em próteses do tipo protocolo mandibular para carregamento imediato por meio do MEF-3D. Araçatuba – SP 2013 MAYARA BARBOSA FERREIRA Avaliação da distribuição de tensões em próteses do tipo protocolo mandibular para carregamento imediato por meio do MEF-3D. Dissertação apresentada à Faculdade de Odontologia do Campus de Araçatuba – UNESP, para obtenção do Título de “Mestre em Odontologia” - Área de concentração em Prótese Dentária. Orientador: Prof. Adj. Wirley Gonçalves Assunção Araçatuba – SP 2013 Catalogação na Publicação (CIP) Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação – FOA / UNESP Ferreira, Mayara Barbosa. F383a Avaliação da distribuição de tensões em próteses do tipo protocolo mandibular para carregamento imediato por meio do MEF-3D / Mayara Barbosa Ferreira. - Araçatuba, 2013 137f. : il. ; tab. + 1 CD-ROM Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Odontologia de Araçatuba Orientador: Prof. Dr. Wirley Gonçalves Assunção 1. Análise de elementos finitos2. Implantes dentários 3. Biomecânica4. Prótese dentária fixada por implante I. T. Black D3 CDD 617.69 DADOS CURRICULARES MAYARA BARBOSA FERREIRA NASCIMENTO 15/02/1988, GOIÂNIA – GO FILIAÇÃO Lara Elizabeth Barbosa Ferreira Franklin Ferreira Júnior 2007/2010 Curso de Graduação em Odontologia Faculdade de Odontologia de Araçatuba - Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” Araçatuba, São Paulo, Brasil 2011/2013 Curso de Pós-Graduação em Odontologia, área de concentração em Prótese Dentária, nível Mestrado Faculdade de Odontologia de Araçatuba - Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” Araçatuba, São Paulo, Brasil 2012/2014 Curso de Especialização em Prótese Dentária Associação Brasileira de Odontologia (ABO) Araçatuba, São Paulo, Brasil Dedicatória Dedicatória A Deus Pela minha vida, por todas as oportunidades que tive, por guiar meus caminhos, iluminar minhas decisões, e estar sempre ao meu lado nos momentos alegres e difíceis, juntamente com Nossa Senhora, intercedendo e provendo para que tudo ocorresse bem e eu conseguisse seguir a diante. Deus conhece a necessidade de cada um de seus filhos, e diante de cada uma das minhas dificuldades, ele sempre intercedeu de alguma forma para que tudo desse certo, desde me dar uma luz quando algo dava errado, até me dar forças quando me sentia sozinha! Obrigada meu Pai, por todas as minhas conquistas, pelas pessoas maravilhosas que colocastes em meu caminho, pela oportunidade de estudar e tudo o que vivi morando longe de casa, que foi essencial para meu crescimento pessoal, e por se fazer sempre presente na minha vida e de minha família. Aos meus pais, Franklin e Lara Por tudo o que eu tenho e o que sou hoje. O que eu tenho de mais valioso são os meus pais e uma família maravilhosa, quem os conhece sabe o quanto são especiais. Pelo amor incondicional, pela dedicação com suas filhas e toda à família, por sempre me apoiar, acreditar em mim, me proporcionar os estudos, este e outros momentos. Pela luta para nos dar uma vida digna, nos dar o melhor que podiam, por abdicarem de seus sonhos para a realização dos nossos. E o que sou hoje também devo a vocês. Agradeço pela maior herança que poderia receber, que é a minha educação, meus valores e princípios, por me ensinar a ser uma pessoa cada vez melhor, de bom coração, seguindo o exemplo que vocês dão a mim e a minha irmã. Espero um dia ser para os meus filhos, o que são pra nós, temos muito orgulho de ser filha de vocês. Amo vocês! À minha irmã, Maryana Por todo amor, amizade, dedicação. Por me apoiar, estar sempre presente em mais uma conquista na minha vida, e ser um exemplo de profissional que faz seu trabalho com amor e dedicação. Por cuidar dos nossos pais, da minha avó Sebastiana (in memorian) e do meu avô Zé do Beijo com tanto zelo nesses anos que estive longe. Mesmo sendo diferentes no jeito de ser, nós nos completamos com nossas diferenças, mas somos essencialmente muito parecidas, seguindo a educação e os princípios dados por nossos pais. Tenha certeza do amor e orgulho que sinto por você, e agradeço por ter você como minha irmã. Te amo! Ao meu namorado, Pedro Lima Rodrigues Pelo companheirismo, amor e amizade a mim dedicados desde os tempos da faculdade, que cursamos juntos, fazendo com que meus dias fossem mais agradáveis longe de casa e das pessoas que amo. Pelo incentivo e força para que sempre deu para que conseguisse alcançar meus objetivos. Por compreender minha ausência quando não pude estar presente, e mesmo com a distância e as dificuldades esteve sempre ao meu lado. Agradeço a Deus por ter cruzados nossos caminhos, pela nossa história e por tê-lo como namorado. Te amo! Aos meus avós maternos, Sebastiana Alves de Souza (in memorian) e José Ferreira Barbosa, e paternos, Maria Rosa Ferreira (in memorian) e Franklin José Ferreira (in memorian) Por terem sempre almejado o melhor pra seus netos, tinham o sonho de vê-los formados, “ser alguém na vida”, e que nunca deixassem de estudar. Pelo amor sempre dedicado em vida, pelo tempo que vivemos juntos e pela proteção que nos concede de onde quer que estejam. Amo vocês, sinto muitas saudades e dedico a vocês o que sou hoje. Em especial à minha avó Sebastiana (In memorian). Antes de vir fazer o mestrado, recebemos a notícia que ela estava com câncer terminal e tinha apenas três meses de vida. Foi muito difícil decidir se viria ou não. Queria ficar em casa, aproveitar meus últimos momentos com ela, e principalmente dar o amor e apoio necessário a ela e a minha família nesse momento tão difícil e sofrido. Mas sabendo do seu amor, dedicação, que ela fazia tudo por seus netos, que o que mais queria era nossa felicidade e realização, e que eu tinha que seguir o meu caminho, concluí mais essa etapa que é o mestrado e dedico a ela, minha vozinha querida. Tenho a certeza que a senhora está muito feliz por mim e pelos seus netos, seguindo seus caminhos. Te amo vozinha, saudades eternas... E ao meu avô José, o famoso Zé do Beijo, como é chamado carinhosamente. Por ser um avô que fez a minha infância ser mais especial, pelo exemplo de bondade, pessoa de bom coração, pela família que ele e minha avó construíram. Há sete anos que venho para Araçatuba e me despeço dele com o coração apertado, principalmente nesses últimos anos que está mais debilitado. Quando vou viajar seus olhos enchem de lágrimas, sempre falo “semana que vem já estou de volta vô”, mas o melhor é voltar pra casa e ver o seu sorriso quando me vê. Meu vozinho lindo, te amo! Agradecimentos Especiais Agradecimentos Especiais Ao meu orientador, Prof. Adj. Wirley Gonçalves Assunção Agradeço pela confiança depositada em mim desde os tempos da graduação, da iniciação científica, até hoje, na conclusão do mestrado. Agradeço por confiar em minha capacidade, pelo seu tempo dedicado a mim, por todo seu apoio, incentivo e por todos os ensinamentos valiosos durante esses anos. E principalmente por todas as oportunidades que tive de estudar, de aprender, de crescer, de correr atrás dos meus objetivos, de ter me tornado uma profissional mais capacitada graças ao senhor. Saiba que o admiro muito como pessoa, amigo, professor, orientador, e espero que as portas estejam sempre abertas para mim. Que Deus sempre abençoe o senhor e sua linda família. Obrigada por tudo e por ser meu orientador! Aos meus amigos Ana Carolina Hipólito, Juliana Aparecida Delben, Valentim Adelino Ricardo Barão, Leonardo Perez Faverani, Eduardo Faco, Brunamélia Oliveira, Luciana Domingues Nazário e Érika Ogawa pelo convívio, solicitude, confiança e amizade. Obrigada por serem exemplos para a minha caminhada e por permitirem que eu fizesse parte desta família. Com vocês os meus dias foram mais fáceis e agradáveis, me deram o apoio necessário para realização dos meus trabalhos e para não seguir sozinha nessa jornada. Deus se encarrega de colocar as pessoas certas no nosso caminho, e o melhor presente que poderia levar disso tudo são os amigos especiais que ganhei para a vida toda. À Ana Carolina Hipólito Pela amizade que construímos desde o primeiro momento que começamos a conviver. Pelo apoio no meu projeto, pela dedicação, preocupação, companhia e por sempre me ajudar e me dar forças quando precisei. Sua amizade foi e é muito importante para mim, nossas semelhanças, afinidades e o carinho que sinto por você fará com que nossa amizade permaneça para sempre. À Juliana Aparecida Delben Pelo auxílio desde a iniciação científica, por tudo que me ensinou. Por ser para mim um exemplo de pessoa, de dedicação, comprometimento e excelência em tudo que faz. Obrigada por sua amizade, pelo convívio, pelos momentos compartilhados e por ter sido um incentivo para eu estar aqui hoje. Ao Valentim Adelino Ricardo Barão Por ter me ensinado muito nesses anos, pela sua ajuda para a execução deste trabalho e de tantas outras coisas, pela paciência em compartilhar conosco sua imensa sabedoria. Obrigada por sua amizade, dedicação, pelos momentos compartilhados e por nos motivar a dar sempre o nosso melhor em tudo o que nos predispormos a fazer. Ao Leonardo Perez Faverani Por toda educação, preocupação, carinho e solicitude para com todos à sua volta, por nos mostrar que a dedicação, força de vontade e a fé em Deus nos leva onde queremos chegar. Obrigada por sua amizade, pelo apoio de sempre com atitudes ou palavras, torço muito para o seu sucesso, que já está a caminho. Ao Eduardo Faco Por sua amizade, pelos momentos compartilhados, inclusive durante os cursos de elementos finitos, e por seu senso de humor que nos fez dar muitas risadas no departamento e alegrando nossos dias. Sucesso em sua caminhada. Aos professores Eduardo Rocha e Paulo Henrique dos Santos Pela convivência desde a graduação, no mestrado e na especialização, e principalmente pelos ensinamentos que foram passados a mim, que foram muito úteis para o meu crescimento profissional como mestre e clínica. Além de tudo são pessoas que tem o meu respeito e admiração como pessoa e profissional. À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Pela concessão da Bolsa de Iniciação Científica, Mestrado e pelo apoio financeiro, indispensáveis para a realização deste trabalho. Agradecimentos Agradecimentos À Faculdade de Odontologia de Araçatuba – UNESP pela oportunidade da realização dos cursos de Graduação e Mestrado. Faculdade esta, que me acolheu por sete anos, que me proporcionou muitas alegrias e conquistas, e que me orgulho muito de fazer parte. A todos os professores da Graduação e Pós-Graduação da Faculdade de Odontologia de Araçatuba - UNESP, por terem contribuído com a minha formação profissional e acadêmica. À diretora da Faculdade de Odontologia de Araçatuba, da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Profª. Ana Maria Pires Soubhia e ao vice- diretor Prof. Wilson Roberto Poi pelo apoio necessário para a realização do Curso de Mestrado em Odontologia. À coordenadora do Programa de Pós-Graduação da Faculdade de Odontologia de Araçatuba, da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Profª Adj. Maria José Hitomi Nagata e ao vice-coordenador Prof. Adj. Celso Koogi Sonoda, pela dedicação com o crescimento do programa e pela oportunidade de realização do Curso de Mestrado em Odontologia. Aos colegas da minha turma de Mestrado, Nathália Viana, Carla Favreto, Mírian Navarro, Andressa Amoroso, Leonardo Torcato, Moriel Melo, Christine Men, Aline Geraldes, Vivian Noronha, Lígia Lavezo, Murilo Santos e Marcelle Buso pela convivência, amizade, dificuldades e aprendizado que compartilhamos nesses anos de mestrado. Aos colegas do Departamento de Materiais Dentários e Prótese, Andressa Amoroso, Adhara Smith, Agda Marobo, Aline Takamiya, Ana Paula Martini, Amália Moreno, Caroline Cantieri, Emily Silva, Laura Molinar, Liliane Bonatto, Liziane Bannwart, Marcela Haddad, Mariana Vilela, Rosse Mary Falcón, Thaís Yumi, André Godas, Aljomar Vechiato, Aldiéres Pesqueira, Douglas Monteiro, Daniel Almeida, Fernando Isquierdo, Joel Santiago Júnior, Leonardo Torcato, Leonardo Piza, Murilo Santos, Vitor Batista, Régis Melo, Rodrigo Medeiros e Rodolfho Anchieta pelo convívio, apoio necessário e momentos compartilhados juntos no departamento. Aos professores do Departamento de Materiais Dentários e Prótese, Adriana Cristina Zavanelli, Daniela Micheline dos Santos, Débora Barros Barbosa, Eduardo Piza Pelizzer, Fellipo Ramos Verri, Humberto Genari Filho, José Eduardo Rodrigues, José Vitor Quinelli Mazaro, Karina de Carvalho, Marcelo Coelho Goiato, Maria Cristina Rosifini Alves Rezende, Paulo Renato Zuim, Renato Fajardo, Stefan Fiuza de Carvalho Dekon e aos professores dos outros departamentos, que sempre foram solícitos aos nossos pedidos, nos auxiliaram de alguma forma e contribuíram de alguma forma para a minha formação. Aos funcionários do Departamento de Materiais Dentários e Prótese, Ana Marcelina dos Santos Bacaneli, Jander de Carvalho Inácio, Eduardo Rodrigues Cobo, Carlos Alberto Gonçalves e Dalete Tescaro Cobo, pela disponibilidade em nos auxiliar sempre que precisamos e pelo agradável convívio no departamento e nas clínicas. À Magda Requena Caciatori, pela receptividade, convívio e auxílio que sempre foi prestado. Às funcionárias da Pós-Graduação da Faculdade de Odontologia de Araçatuba - UNESP, Valéria de Queiroz M. Zagatto, Cristiane Regina Lui Matos e Lilian Sayuri Mada pela disponibilidade, preocupação e paciência em nos auxiliar durante todo o processo do mestrado. Aos funcionários da Biblioteca, do Saepe, da Informática, da Administração, da Limpeza e da Portaria da Faculdade de Odontologia de Araçatuba – UNESP, dentre todos os outros, que auxiliaram de alguma forma no andamento da faculdade e consequentemente na minha formação. À IST Sistemas, em nome do Júlio, Jefferson e Bruno, pela realização dos cursos de elementos finitos, pelo aprendizado e por todo auxílio e empenho essenciais para a realização deste trabalho. À Neodent, pela gentileza do Auxílio à Pesquisa Neodent, que foi de fundamental importância para a execução deste trabalho. Aos meus familiares, amigos da graduação, amigos pessoais que me acompanharam nesse processo, sempre torcendo para o meu sucesso e realização pessoal. O apoio de vocês foi muito importante para a concretização de mais essa etapa. Às minhas queridas amigas Carolina Stecca, Camila Belo, Rafaella Sintes, Naiara Rochet, Carla Elisa Goulart, Cristiane Alves, Adhara Smith Nóbrega, Maíra Bardi Pedro, Lorenna Carvalhaes, Nathália Viana, Marília Leite, Hariane Borges, Adriana Diniz, que são muito especiais em minha vida. Compartilhamos muitos sonhos juntas, e hoje muitos desses sonhos já se concretizaram. A minha história, minha vida se torna muito mais alegre tendo vocês no meu dia-a-dia. Em especial à Lorenna e Nathália, que foram irmãs que a vida me deu de presente, para ser minha família, dividir as alegrias, angústias e conquistas nos quatro anos de faculdade, que com certeza foi uma das melhores experiências de nossas vidas. Amo todas vocês! Epígrafe "É exatamente disso que a vida é feita, de momentos. Momentos que temos que passar, sendo bons ou ruins, para o nosso próprio aprendizado. Nunca se esquecendo do mais importante: Nada nessa vida é por acaso. Absolutamente nada. Por isso, temos que nos preocupar em fazer a nossa parte da melhor forma possível. A vida nem sempre segue a nossa vontade, mas ela É perfeita naquilo que tem que ser!" Chico Xavier Resumo Ferreira MB. Avaliação da distribuição de tensões em próteses do tipo protocolo mandibular para carregamento imediato por meio do MEF-3D [dissertação]. Araçatuba: Faculdade de Odontologia da Universidade Estadual Paulista; 2013. Proposição: Esse estudo comparou a distribuição das tensões em 3 diferentes tipos de próteses fixas implanto-suportadas mandibulares para carregamento imediato com o protocolo convencional de dois estágios cirúrgicos, no que diz respeito à distribuição de tensões, por meio do Método de Elementos Finitos tridimensional não linear. Materiais e Métodos: Quatro modelos de mandíbula humana edêntula suporte de prótese fixa implanto-suportada com quatro implantes foram construídos. Os modelos foram divididos em 4 grupos: Grupo A (controle) – os implantes foram rigidamente esplintados por meio de infraestrutura metálica, e submetidos ao protocolo de carregamento convencional de dois estágios cirúrgicos; no Grupo B – os implantes não foram rigidamente esplintados (esplintagem por meio de resina acrílica), e submetidos ao protocolo de carregamento imediato; no Grupo C – os implantes foram rigidamente esplintados por meio de infraestrutura metálica e submetidos ao protocolo de carregamento imediato; no Grupo D – os implantes não foram rigidamente esplintados (esplintagem por meio de resina acrílica), sendo que foi inserido na região do cantilever uma barra-distal pré- fabricada, e foram submetidos ao protocolo de carregamento imediato.Para simular a condição de carregamento imediato dos implantes (Grupos B, C e D), elementos de contato não linear e friccional foram usados. O coeficiente de fricção de 0,3 µ foi utilizado entre o osso e o implante. No modelo A foi considerado um contato colado na interface osso-implante. Os modelos foram suportados pelos músculos da mastigação e pela articulação temporomandibular. Uma carga de 100 N no sentido oblíquo foi aplicada na região do primeiro molar inferior. As análises de von Mises (σvM), máxima (σmax) e mínima (σmin) tensões principais (em MPa) foram obtidas. Resultados: No modelo geral, o grupo A apresentou os menores valores de tensões (σvM=147, σmax=102 e σmin=-131 MPa), enquanto o grupo D mostrou os maiores valores de tensões (σvM=904, σmax=685 e σmin=-1481 MPa). No tecido ósseo, enquanto os grupos com carregamento imediato (grupos B, C e D) apresentaram os maiores valores de tensões, o grupo com carregamento tardio (grupo A) apresentou uma redução em torno de 50% das tensões. Todos os grupos submetidos ao carregamento imediato apresentaram valores de tensões semelhantes no tecido ósseo periimplantar. Conclusão: O tipo de carregamento (imediato vs. tardio) apresenta forte influência nos valores de tensões. O design da prótese total fixa implanto- suportada não afeta os valores de tensões para o tecido ósseo peri-implantar. Assim, a esplintagem rígida dos implantes submetidos ao carregamento imediato parece não ser uma condição essencial para o sucesso do tratamento. Palavras-chave: análise de elemento finito, implante dentário, biomecânica, prótese fixa implanto-suportada, tomografia computadorizada. Abstract Ferreira MB. Three-Dimensional Finite Element Analysis to Investigate the Stress Distribution in Different Designs of Mandibular Full-Arch Implant- Supported Fixed Dentures Under Immediate Loading [dissertation]. Araçatuba: São Paulo State University; 2013. Purpose: This study compared the stress distribution between 3 different mandibular full-arch implant-supported fixed dentures submitted to immediate loading and conventional full-arch implant-supported fixed denture through three-dimensional finite element analysis. Materials and Methods: Four models of edentulous human mandible were fabricated with 4 implants for restoration with full-arch implant-supported fixed denture. The models were divided into 4 groups: Group A (control) – implants were splinted with metallic framework and submitted to conventional loading protocol after 2 surgical steps, Group B – implants were splinted with acrylic resin and submitted to immediate loading, Group C – implants were splinted with metallic framework and submitted to immediate loading, and Group D – implants were splinted with acrylic resin and submitted to immediate loading with a prefabricated distal bar positioned in the cantilever region. Non-linear and frictional contact elements were used to simulate immediate loading (Groups B, C and D). The coefficient of friction μ=0.3 was established between bone and implant. Direct contact at bone implant interface was assumed in the model A. All models were supported by masticatory muscles and the temporomandibular joint. Oblique load of 100N was applied on mandibular first molar. The values of von Mises (σvM) and maximum (σmax) and minimum (σmin) principal stresses (in MPa) were obtained. Results: Group A presented the lowest stress values (σvM=147, σmax=102 e σmin=- 131 MPa) while group D showed the highest values (σvM=904, σmax=685 e σmin=- 1481 MPa). In bone tissue, the groups submitted to immediate loading (B, C and D) exhibited the highest stress while the group experiencing conventional loading (A) showed a reduction about 50%. All groups submitted to immediate loading presented similar stress values in peri-implant bone. Conclusion: The loading protocol (immediate vs. conventional) represents a great influence on stress but the design of the full-arch implant-supported fixed denture does not affect stress in peri-implant bone. Thus, rigid splinting of implants submitted to immediate loading would be not essential for treatment success. Keywords: finite element analysis, dental implant, biomechanics, implant- supported fixed denture, computed tomography. Listas e Sumário Lista de Figuras Figura 1 Figura 2 Figura 3 Figura 4 Modelo geométrico dos grupos. (a) Grupo A. (b) Grupo B. (c) Grupo C. (d) Grupo D. Imagens da mandíbula edêntula. (a) Vista frontal. (b) Vista lateral. (c) Vista superior. Componentes utilizados no estudo em modelo CAD. (a) Implante de hexágono externo. (b) Cilindro UCLA rotacional. (c) Parafuso de retenção do cilindro UCLA em titânio. (d) Cilindro da barra distal. (e) Parafuso de retenção do cilindro da barra distal em titânio. (f) Mini Pilar Cônico. (g) Barra distal. (h) Infraestrutura metálica de titânio. (i) Conjunto implante/cilindro dos grupos A, B e C. (j) Conjunto implante/cilindro do grupo D. (a)Prótese protocolo esplintada com infraestrutura metálica dos grupos A e C. (b) Prótese protocolo esplintada com resina acrílica dos grupos B e D. 37 39 40 42 Figura 5 Figura 6 Figura 7 Figura 8 Figura 9 Condições de contorno e restrições do modelo. As setas em preto mostram aaplicação da força de cada músculo da mastigação (PL-pterigoideo lateral; PM-pterigoideo medial; M-masseter; T-temporal). Os triângulos verdes ilustram a condição de restrição dos côndilos. As setas em azul indicam a direção e área de aplicação do carregamento. Visão global da malha de elementos finitos. Valores das tensões de von Mises (σvM), máxima (σmax) e mínima (σmin) principal (em MPa) para os modelos em geral, tecido ósseo, infraestrutura, parafuso de retenção e implante para todos os grupos. Distribuição de tensões de von Mises (σvM), máxima (σmax) e mínima (σmin) principal (em MPa) nos implantes de todos os grupos. Distribuição de tensões de von Mises (σvM), máxima (σmax) e mínima (σmin) principal (em MPa) nas infraestruturas de todos os grupos. 45 46 50 51 52 Figura 10 Figura 11 Distribuição de tensões de von Mises (σvM), máxima (σmax) e mínima (σmin) principal (em MPa) nos parafusos de retenção de todos os grupos. Distribuição de tensões de von Mises (σvM), máxima (σmax) e mínima (σmin) principal (em MPa) no tecido ósseo de todos os grupos. 53 54 Lista de Tabelas Tabela 1 Propriedades das estruturas e dos materiais utilizados nos modelos. 43 Lista de Abreviaturas TC = Tomografia computadorizada 3D = Tridimensional CAD = Desenho assistido por computador M = Masseter PM = Pterigóideo medial PL = Pterigóideo lateral T = Temporal Fig. = Figura N = Newtons µm = Micrometro mm = Milímetros MPa = Megapascal σvM = von Misses σmax = Tensão principal máxima σmin = Tensão principal mínima Sumário 1. Introdução 32 2. Materiais e Métodos 37 3. Resultados 48 4. Discussão 56 5. Conclusões 63 6. Referências 65 Anexos 76 Introdução 1. Introdução Uma interface direta entre o osso e o implante é objetivada na implantodontia. A falta de contato oclusal durante o período de cicatrização (4-6 meses) no procedimento de dois estágios cirúrgicos é importante para a osseointegração (Nikellis et al. 2004). Entretanto, esse período de cicatrização é desconfortável para o paciente e foi estabelecido empiricamente (Brånemark et al. 1977). A redução do período entre a colocação do implante e a instalação da prótese é uma alternativa para acelerar o tratamento (Ledermann et al. 1998; Babbush 1986). O termo carga imediata tem sido usado para definir implantes submetidos ao carregamento oclusal imediatamente após a sua colocação (Schnitman et al. 1990). Diversos estudos avaliando o carregamento imediato dos implantes têm sido publicados na última década (Agnini et al. 2012; Aparício et al. 2003; Cooper et al. 2007; Crespi et al. 2012; Gallucci et al. 2007; Glauser et al. 2006; Malo et al. 2011; Nikellis et al. 2004; Wang et al. 2006) com taxas de sucesso chegando a 100%. Mesmo com o alto índice de sucesso dos tratamentos com implantes em mandíbula edêntula, falhas como perda do osso marginal na região do implante são passíveis de ocorrer e são consideradas frustrantes para o paciente e para o profissional (Sevimay et al. 2005). Essas estão intimamente ligadas à pobre higienização realizada pelo paciente e a fatores biomecânicos, sendo esses relacionados com as características do implante, em relação ao formato, ao comprimento, ao diâmetro e ao tratamento de superfície, bem como características do paciente, tais como qualidade e quantidade de tecido ósseo, 32 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Agnini%20A%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23167755 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Crespi%20R%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=22442784 força mastigatória e condições sistêmicas (Tada et al. 2003). Ainda assim, os mecanismos responsáveis pelas falhas biomecânicas dos implantes não estão completamente elucidados, e a literatura a respeito das influências de diversos fatores biomecânicos não é conclusiva (Sahin et al. 2002). Estudos relacionados à biomecânica (Assunção et al. 2008; Assunção et al. 2009; Barbier et al. 1998; Barão et al. 2008; Barão et al. 2009; Chun et al. 2005) têm mostrado que uma das principais causas da reabsorção óssea esteja ligada ao excesso de carga sobre o implante, já que este, quando submetido a cargas funcionais, transmite as tensões geradas diretamente ao osso (Branemark et al. 1995). Alguns fatores podem influenciar na transmissão dos esforços ao tecido ósseo, como o tipo de carga, as propriedades dos materiais do implante e da prótese, a geometria e o tipo de superfície do implante, a qualidade e quantidade do tecido ósseo e a natureza da interface osso-implante (Geng et al. 2001). Vários autores (Antoun et al. 2012; Balshi e Wolfinger 1996; 1997; Schitaman et al. 1990; 1997; Sirila et al. 1988), visando a redução no tempo do tratamento com carga imediata em arcos totalmente edêntulos, descreveram um método eficiente para conversão de próteses parciais provisórias ou próteses totais em próteses implanto-suportadas provisórias. De acordo com esse protocolo os abutments (cilindros provisórios) são capturados intraoralmente com resina acrílica autopolimerizável, e uma quantidade adicional de resina acrílica é adicionada para preencher o espaço entre os abutments e a prótese. Essa técnica é uma forma econômica e relativamente fácil para o carregamento 33 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Antoun%20H%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=22254222 imediato em arcos totalmente desdentados. A prótese provisória permite ao paciente avaliar a aparência e a função, e ao dentista avaliar a higiene oral antes da confecção da prótese fixa definitiva (Kammeyer et al. 2002). Portanto, o uso de uma infraestrutura rígida para esplintagem dos implantes em restaurações provisórias para carregamento imediato em próteses fixas implanto-suportadas é questionável (Engstrand et al. 2003). Entretanto, a esplintagem é importante para limitar micromovimentos dos implantes e assegurar a osseointegração dos mesmos, Cooper et al. (2002) sugerem uma restauração provisória de resina acrílica sem reforço metálico, obtendo uma taxa de 100% de sucesso na reabilitação de mandíbulas edêntulas de 10 pacientes tratados com 5 a 6 implantes. Peñarrocha et al. (2009) encontraram uma taxa de sucesso dos implantes de 100% após 12 meses de acompanhamento das próteses totais fixas mandibulares implanto-retidas e implanto-suportadas provisórias (sem esplintagem dos implantes por meio de barra) submetidas ao carregamento imediato. Apesar da necessidade de protocolos clínicos para a redução dos procedimentos para reabilitação de pacientes edêntulos com próteses fixas implanto-suportadas submetidas ao carregamento imediato, há uma falta de estudos na literatura que comprovem, biomecanicamente, se a esplitagem rígida dos implantes por meio de infraestrutura metálica é uma condição essencial para o esse tipo de tratamento. Sendo assim, esse estudo teve por objetivo comparar 3 diferentes tipos próteses fixas implanto-suportadas mandibulares para carregamento imediato com o protocolo convencional de dois estágios 34 cirúrgicos, no que diz respeito à distribuição de tensões, através do Método de Elementos Finitos tridimensional. A hipótese da pesquisa a ser testada é que as próteses submetidas ao carregamento imediato iriam gerar maiores níveis de tensões no tecido ósseo, onde, a falta da esplintagem rígida dos implantes seria a condição mais adversa. 35 Materiais e Métodos 2. Materiais e Métodos Quatro modelos de elementos finitos de mandíbula humana completamente edêntula foram construídos e restaurados com diferentes designs de próteses totais fixas implanto-suportadas. Os modelos foram divididos em quatro grupos: Grupo A (controle) – os implantes foram rigidamente esplintados por meio de infraestrutura metálica, e submetidos ao protocolo de carregamento convencional de dois estágios cirúrgicos; Grupo B – os implantes não foram rigidamente esplintados (esplintagem por meio de resina acrílica), e submetidos ao protocolo de carregamento imediato; Grupo C – os implantes foram rigidamente esplintados por meio de infraestrutura metálica e submetidos ao protocolo de carregamento imediato; Grupo D – os implantes não foram rigidamente esplintados (esplintagem por meio de resina acrílica), sendo que foi inserido na região do cantilever uma barra-distal pré-fabricada, e foram submetidos ao protocolo de carregamento imediato (Fig. 1). 37 Figura 1. Modelo geométrico dos grupos. (a) Grupo A. (b) Grupo B. (c) Grupo C. (d) Grupo D. Design dos modelos A confecção da mandíbula foi dada a partir de imagens tomográficas (I- Cat Cone Beam Volumetric Tomography and Panoramic Dental Imaging System, Imaging Sciences International, Hatfield, PA, EUA) de uma mandíbula edêntula de um indivíduo do sexo masculino, com 60 anos de idade. A distância intercondilar, a altura do osso mandibular, a espessura do tecido ósseo em toda sua extensão foram caracterizados a partir dessa tomografia computadorizada (TC), permitindo assim, a criação de um modelo da mandíbula muito próximo da realidade clínica. O paciente recebeu consentimento livre esclarecido de acordo com as recomendações do Comitê de Ética e Pesquisa da Faculdade de Odontologia de Araçatuba – UNESP, Brasil (#2008-00939). O paciente foi reabilitado com próteses totais convencionais. A prótese total inferior foi 38 duplicada em resina acrílica autopolimerizável incolor misturada com sulfato de bário (3:1) para prover radiopacidade da prótese durante a TC. As imagens tomográficas da mandíbula e da prótese foram obtidas e importadas para um programa de conversão de imagens 3D em modelos numéricos (Simpleware, Simpleware Ltda, Rennes Drive, Exeter, Reino Unido). Na mandíbula, apenas um tipo de tecido ósseo foi delimitados e baseado nos dados tomográficos (Fig. 2). A articulação temporomandibular foi modelada simulando o côndilo repousando na cavidade glenóide do osso temporal (Devocht et al., 2001), e o disco articular não foi representado. Figura 2. Imagens da mandíbula edêntula. (a) Vista frontal. (b) Vista lateral. (c) Vista superior. Quatro implantes de titânio com 11 mm de comprimento e 3,75 mm de diâmetro (TitamaxTi Cortical, Neodent, Curitiba, PR, Brasil) foram modelados em programa CAD (SolidWorks 2010, Dassault Systèmes SolidWorks Corp., Concord, 39 MA, EUA) (Fig. 3) e virtualmente inseridos em cada modelo. Em todos os modelos, os implantes foram inseridos no centro do rebordo mandibular na região interforame e distanciados 10 e 15 mm da linha média, simetricamente (Batenburg et al. 1998). Para os modelos A, B e C, cilindro UCLA rotacional com plataforma de 4,1 mm e respectivo parafuso de retenção de titânio (Neodent) foram construídos. Nos modelos A e C, uma infraestrutura metálica fundida em liga de titânio, com 4 mm de altura, 6 mm de largura e cantilevers distais de 10 mm foram confeccionadas. No modelo D, mini pilar cônico com plataforma de 4,1 mm e respectivo parafuso de retenção de titânio (Neodent), cilindro da barra distal com plataforma de 4,1 mm e respectivo parafuso de retenção de titânio (Neodent) e barra distal 4,1 mm (Neodent) foram modelados no mesmo programa CAD (Fig. 3). 40 Figura 3. Componentes utilizados no estudo em modelo CAD. (a) Implante de hexágono externo. (b) Cilindro UCLA rotacional. (c) Parafuso de retenção do cilindro UCLA em titânio. (d) Cilindro da barra distal. (e) Parafuso de retenção do cilindro da barra distal em titânio. (f) Mini Pilar Cônico. (g) Barra distal. (h) Infraestrutura metálica de titânio. (i) Conjunto implante/cilindro dos grupos A, B e C. (j) Conjunto implante/cilindro do grupo D. 41 Os implantes e componentes protéticos foram importados pelo programa Simpleware e unidos a mandíbula e a prótese confeccionadas previamente. A porção inferior da prótese foi reduzida e planificada. O espaço para os componentes protéticos no interior da prótese foi promovido por meio de operações booleanas (Fig. 4). Figura 4. (a)Prótese protocolo esplintada com infraestrutura metálica dos grupos A e C. (b) Prótese protocolo esplintada com resina acrílica dos grupos B e D. Propriedade dos materiais e condições de contato Os modelos foram importados pelo programa Solidworks para análise de elementos finitos e investigação da distribuição de tensões. Todos os modelos foram considerados isotrópicos, homogêneos e linearmente elásticos. As propriedades mecânicas (módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson) estão representadas na tabela 1 e foram extraídos da literatura. 42 Tabela 1. Propriedades das estruturas e dos materiais utilizados nos modelos MATERIAL MÓDULO DE ELASTICIDADE (MPa) COEFICIENTE DE POISSON REFERÊNCIA Dente de Resina 8300 0,28 Assunção et al. (2009) Resina 8300 0,28 Assunção et al. (2009) Fibromucosa 680 0,45 Ko et al. (1992) Osso Tipo II 5500 0,3 Tada et. al. (2003) Implante (Ti-6Al-4V), Cilindro de titânio e infraestrutura 103400 0,35 Sertgoz e Gunever (1996) Para simular a condição de carregamento imediato dos implantes nos grupos B, C e D, elementos de contato não linear e friccional (Coulomb frictional interface) foram usados (Pessoa etal. 2010). Entre o osso e o implante foi utilizado coeficiente de fricção de 0,3 µm (Huang et al. 2008; Mellal et al. 2004). O contato friccional permite menor deslocamento entre os componentes do modelo, sem haver interpenetração. Dentro dessas condições, as zonas de contato transferem pressão e forças tangenciais (ex. fricção), mas não tensão (Pessoa et al. 2010). Para simular a condição de osseointegração dos implantes no grupo A, a interface osso-implante foi assumida como sendo um contato colado. Nessa configuração nenhum movimento relativo ocorre na interface osso-implante. As condições de interface para os componentes dos implantes foram assumidas como contato colado em todos os grupos. Condições de contorno, aplicação de carga e geração da malha 43 Para simular uma situação real, os modelos foram fixados por vetores de forças nas regiões de inserção dos músculos da mastigação: masseter (M), pterigóideo medial (PM), pterigóideo lateral (PL), temporal (T), em conjunto com a restrição da articulação temporomandibular (Cruz et al. 2009) (Fig. 5). A articulação temporomandibular foi fixada em todos os três graus de liberdade para cada nó localizado no bisel frontal do côndilo (Ding et al. 2009) simulando um contato rígido entre o côndilo e a fossa glenóide. Nenhum movimento de rotação e translação foi permitido à articulação (Fazi et al. 2011). Para análise, foi aplicada uma carga de 100 N de sentido oblíquo (30 graus em relação ao longo eixo do implante) e direção buco-lingual na região posterior (região de primeiro molar inferior esquerdo) unilateral (Barão et al. 2013). A carga aplicada teve uma distribuição dispersa (4 mm de diâmetro) sobre as cúspides linguais do primeiro molar para evitar falsa concentração de tensão na área de aplicação de carga (Fig. 5). As forças musculares aplicadas foram 59,23 N para o músculo masseter, 39,60 N para o músculo pterigoideo medial, 34,44 N para o pterigoideo lateral e, 34,09 N para o músculo temporal (Cruz et al. 2003; 2006).As forças geradas pelos músculos da mastigação foram baseadas em suas secções transversais, como proposto por Inou et al. (1996) (Fig. 5). Os dados obtidos dessa referência indicam a seguinte relação entre suas ações musculares: M=1,72 PL, T=0,99 PL, PM=1,15 PL. A direção das forças foram estabelecidas pelos cossenos α, β e γ (Cruz et al. 2003),a qual representam os eixos x, y e z para cada força, respectivamente. 44 Figura 5. Condições de contorno e restrições do modelo. As setas em preto mostram aaplicação da força de cada músculo da mastigação (PL-pterigoideo lateral; PM- pterigoideo medial; M-masseter; T-temporal). Os triângulos verdes ilustram a condição de restrição dos côndilos. As setas em azul indicam a direção e área de aplicação da carga. Para a geração da malha de elementos finitos, foi utilizado o elemento parabólico tetraedral (Zarone et al. 2003) (Fig. 6). Neste estudo foi utilizada a malha com base em curvatura, onde pode-se definir o tamanho máximo e mínimo do elemento, e dentro dessa limitação o programa define qual o tamanho ideal do tetraedro para cada geometria. É indicado que em cada região da geometria analisada, principalmente nas regiões de concentração de tensão, tenha uma quantidade de elementos suficientes (pelo menos dois elementos inseridos), a fim de obter um cálculo preciso. Se necessário, pode ser feito o refinamento local com controle de malha nas peças individualmente, com o tamanho dos elementos menores, e posteriormente criar a malha global em todo o modelo definindo o tamanho máximo e mínimo do elemento. A malha 45 dos modelos foi composta por elementos de 0,4 a 2,0 mm de dimensão. Um refinamento da malha foi estabelecido baseado na análise de convergência de 6% (Pessoa et al. 2010). O modelo do grupo A apresentou 335.795 nós e 212.250 elementos, o do grupo B apresentou 338.231 nós e 215.207 elementos, o do grupo C apresentou 335.872 nós e 212.403 elementos, enquanto que o do grupo D apresentou 373.080 nós e 235.291 elementos. Figura 6. Visão global da malha de elementos finitos. Considerando que os implantes e componentes protéticos consistem em materiais dúcteis, a tensão equivalente de von Mises (σvM) foi obtida. Por outro lado, o tecido ósseo é friável (material não dúctil), assim as tensões máxima (σmax) (tração) e mínima (σmin) (compressão) principais foram também obtidas para prover um melhor entendimento do efeito de diferentes designs das próteses totais fixas implanto-suportadas e do tipo de carregamento na distribuição de tensões no tecido ósseo peri-implantar. 46 Resultados 3. Resultados Os valores de tensões (em MPa) para os modelos em geral e suas estruturas (implantes, parafuso de retenção, infraestrutura e tecido ósseo) encontram-se na figura 7. Para todos os critérios de análise, o grupo A apresentou os menores valores de tensões (σvM=147, σmax=102 eσmin=-131), enquanto o grupo D mostrou os maiores valores de tensões (σvM=904, σmax=685 eσmin=-1481) que foram localizados no conjunto implante/pilar cônico. É notório que para os grupos esplintados rigidamente por meio de infraestrutura metálica (grupos A e C) houve uma distribuição de tensões para todos os implantes, enquanto que para os grupos sem esplintagem rígida por meio de resina acrílica (grupos B e D) as maiores concentrações de tensões foram localizadas no(s) implante(s) do lado do carregamento.Ainda, as tensões foram principalmente notadas do pescoço dos implantes até o seu terço médio (Fig. 8).Quantitativamente, os grupos com carregamento imediato apresentaram os maiores valores de tensões (Fig. 7). Com relação à infraestrutura, pode-se notar uma forte influência do tipo de carregamento aplicado. Houve um aumento de 75,26%; 31,5% e 67,84% nos valores de tensões de σvM, σmax eσmin, respectivamente quando os implantes foram carregados imediatamente (grupo C) versus carregamento tardio (grupo A) para os implantes esplintados rigidamente (Fig. 7). Qualitativamente, áreas de tensões mais elevadas foram localizadas na região de aplicação do carregamento, porém houve uma propagação de tensões por toda a 48 infraestrutura. Já na esplintagem não rígida dos implantes (grupos B e D), as tensões não foram dissipadas para o lado contrário ao carregamento (Fig. 9). Para os parafusos de retenção, o uso de esplintagem rígida e carregamento tardio resultou em uma redução de 86,3% para σvM, 83,6% para σmax e 74,8% para σmin(Fig. 7). Para os grupos com carregamento imediato, valores similares de tensões foram notados, com exceção do grupo D onde a presença de barra distal elevou os valores máximos de σvM em 134%, σmaxem 135% e σminem 55% quando comparados com os grupos B e C. Em uma análise qualitativa, as tensões foram transmitidas para todos os parafusos e localizaram- se principalmente da cabeça do parafuso até o seu terço médio (Fig. 10). Com relação ao tecido ósseo, enquanto os grupos com carregamento imediato(grupos B, C e D) apresentaram os maiores valores de tensões, o grupo com carregamento tardio (grupo A) apresentou os menores (redução de torno de 50%) (Fig. 7).Todos os grupos com carregamento imediato apresentaram valores de σvM, σmax e σmin semelhantes. As maiores concentrações de tensões no tecido ósseo foram notadas na região peri-implantar (Fig. 10). Os maiores valores de tensões de tração foram observados no lado bucal da região peri-implantar, enquanto que os maiores valores de tensões de compressão foram notados no lado lingual (Fig. 11). O tecido ósseo circunjacente aos implantes mais distantes da linha média apresentaram maiores valores de tensões. 49 Figura 7. Valores das tensões devon Mises (σvM), máxima (σmax) e mínima (σmin)principal (em MPa) para os modelos em geral, tecido ósseo, infraestrutura, parafuso de retenção e implante para todos os grupos. 50 Figura 8.Distribuição de tensões de von Mises (σvM), máxima (σmax) e mínima (σmin)principal (em MPa) nos implantes de todos os grupos. 51 Figura 9. Distribuição de tensões de von Mises (σvM), máxima (σmax) e mínima (σmin)principal (em MPa) nas infraestruturas de todos os grupos. 52 Figura 10. Distribuição de tensões de von Mises (σvM), máxima (σmax) e mínima (σmin)principal (em MPa) nos parafusos de retenção de todos os grupos. 53 Figura 11. Distribuição de tensões de von Mises (σvM), máxima (σmax) e mínima (σmin)principal (em MPa) no tecido ósseo de todos os grupos. 54 Discussão 4. Discussão A hipótese dessa pesquisa - em que as próteses submetidas ao carregamento imediato iriam gerar maiores níveis de tensões no tecido ósseo, e que a falta da esplintagem rígida dos implantes seria a condição mais adversa - foi parcialmente aceita. Pode-se notar que as tensões no tecido ósseo periimplantar aumentaram em torno de 150% para os grupos submetidos ao carregamento imediato. Entretanto, a esplintagem rígida desses implantes com carga imediata não afetou os valores de tensões. A condição da interface osso-implante apresenta uma forte influência nas tensões observadas no tecido óssseo periimplantar (O’ Mahony et al. 2001). É sabido que as tensões no osso ao redor dos implantes e no ápice do implante são maiores na presença de contato livre (elementos de contato) na interface osso-implante quando comparado com um contato colado (100% de união) (Weinans et al., 1993). Os implantes submetidos ao carregamento imediato apresentam um componente friccional na sua união com o tecido ósseo, e essa interface de contato transmite pressão e forças friccionais e tangenciais (Ding et al., 2009). Isso pode explicar o porquê dos grupos carregados imediatamente (grupos B, C e D) apresentaram os maiores valores de tensões no osso periimplantar. Esses achados corroboram com o estudo de Pessoa et al. (2011). Apesar de ter ocorrido maiores níveis de tensões para as próteses totais fixas implanto-suportadas com carregamento imediato, muitos estudos clínicos tem mostrado taxas de sucesso desse tratamento semelhantes àquelas observadas em carregamento convencional (Agnini et al. 2012; Aparício et al. 2003; Cooper et al. 56 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Agnini%20A%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=23167755 2007; Crespi et al. 2012; de Bruyn et al. 2008; Gallucci et al. 2007; Glauser et al. 2006; Malo et al. 2003; 2011; Nikellis et al. 2004; Wang et al. 2006). Capelli et al. (2007) avaliaram o tratamento de arcos edêntulos com próteses fixas suportadas por 4 ou 6 implantes e encontraram taxas de sucesso de 97,56% para o arco maxilar e de 100% para o arco mandibular. Por meio de um estudo retrospectivo Malo et al. (2003) avaliaram o carregamento imediato em próteses fixas mandibulares suportadas por 4 implantes em 44 pacientes. Após 6 meses de acompanhamento os autores observaram uma taxa de sucesso cumulativo de 96,7%. De Bruyn et al. (2008) encontraram uma taxa de sucesso de 100% no carregamento imediato de próteses fixas mandibulares retidas por 5 implantes após 3 anos de acompanhamento. Dessa forma, possivelmente, os valores de tensões observadas nesse estudo não levariam ao insucesso do tratamento reabilitador com carregamento imediato. Outros fatores podem afetar o sucesso no tratamento com implantes dentários, como a aplicação de forças sobre as próteses de forma excessiva, ossos de baixa qualidade, falta de estabilidade primária durante a instalação dos implantes, e a associação com fatores secundários limitadores do prognóstico, como o tabagismo e o diabetes (Chiapasco 2004; Degidi e Piattelli 2003; Morton et al. 2004). Com relação aos implantes carregados imediatamente, tem sido mostrado que a sua osseointegração ou encapsulamento fibroso depende em grande parte da extensão da micromovimentação do implante (Pessoa et al. 2011) e a estabilização dos implantes por meio da prótese pode promover a estabilidade necessária para a osseointegração. Tem sido reportado que a micromovimentação precoce dos implantes afeta negativamente o processo de osseointegração (Aspenberg et al. 1992). 57 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Crespi%20R%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=22442784 Entretanto, uma movimentação controlada pode estimular o crescimento ósseo (Goodman 1994). Portanto, é necessário conhecer o impacto da esplintagem das restaurações provisórias de resina acrílica e de resina acrílica reforçada com infraestruruta metálica sobre essa micromovimentação. No estudo de Schnitman et al. (1997), o potencial de micromovimentos foi minimizado pela esplintagem rígida dos implantes por meio de próteses provisórias. Entretanto, as próteses com uma infraestrutura metálica rígida deve exibir passividade para esse sucesso. No presente estudo, três diferentes designs de prótese total fixa implanto-suportada com carregamento imediato foram simulados. Pode-se notar que o tipo de esplintagem (rígida e não-rígida) não afetou os valores de tensões no tecido ósseo periimplantar. Esses resultados estão de acordo com dados clínicos, onde o carregamento imediato em próteses protocolo provisória (6 a 10 implantes) mostrou uma taxa de sucesso de 97,4% dos implantes em 8 pacientes após um período médio de 14 meses de acompanhamento (Gallucci et al. 2004). Os autores concluíram que o carregamento imediato de implantes colocados em arcos edêntulos com prótese total fixa provisória e a remoção da prótese durante o período de cicatrização parecem não comprometer a osseointegração. Entretanto alguns autores (Szmukler-Moncler et al. 2000; Tarnow et al. 1997) recomendam a não remoção da prótese provisória durante a cicatrização para não haver excesso de micromovimentos, o que comprometeria a osseointegração. Contrariando nossos resultados, Holst et al. (2008) mostraram que a escolha do material utilizado para uma prótese provisória influencia significativamente na micromovimentação dos implantes colocados em osso artificial, onde a distribuição de 58 carga nas próteses com reforço de infraestrutura metálica parece mais favorável do que com resina acrílica. No caso de próteses totais fixas implanto-suportadas sem esplintagem rígida, cabe ressaltar que a contração da resina acrílica (Anusavice 1996) pode comprometer a precisão desse procedimento (Kammeyer et al. 2002). Além disso, o potencial de transferência de calor para os implantes durante o processo de polimerização é preocupante (Schnitman et al. 1990; Eriksson, Albrektsson 1984) assim como a toxicidade do monômero no campo cirúrgico (Kammeyer et al. 2002). Dada a sensibilidade do tecido ósseo para o aumento da temperatura (Eriksson, Albrektsson 1984), qualquer transferência de calor para os implantes deve ser evitada. Balshi e Wolfinger (1996) sugeriram que o uso de uma barreira de borracha evita a toxicidade do monômero nos tecidos subjacentes. Comparando os grupos carregados imediatamente, nota-se que o uso de barra- distal aumentou os valores de tensões no parafuso de retenção. Uma vez que esse sistema utiliza-se de uma esplintagem não rígida dos implantes e apresenta uma estrutura rígida na região de cantilever da prótese, acredita-se que a limitação de deflexão da barra-distal induziria maior tensão na região dos implantes distantes a ela, sendo dessa forma o parafuso de retenção do cilindro e do mini pilar cônico o elo mais frágil do sistema. De acordo com o conhecimento dos autores, apenas um estudo tem mostrado a efetividade clínica do uso dessa barra-distal (Lee et al. 2012). Os autores encontraram taxas de sucesso de 100% dos implantes com carregamento imediato em prótese total fixa implanto-suportada mandibular, com esplintagem rígida (Sistema Neopronto, Neodent) e semi-rígida (Sistema Barra Distal, Neodent) após um período 59 de 8 meses de acompanhamento. Ainda, Teixeira et al. (2010) comparando, por meio do método de elementos finitos, esses dois sistemas, notaram que a esplintagem semi- rígida apresentou menor tensão no osso cortical sob carregamento axial e oblíquo. Esses achados não corroboram com os nossos, uma vez que aqui as tensões no tecido ósseo foram semelhantes para todos os designs de próteses fixas sob carregamento imediato. O modelo mandibular usado por Teixeira et al. (2010) foi bastante simplificado (i.e. o osso mandibular foi usado em forma de ferradura, os parafusos de retenção sobre os cilindros dos implantes não foram representados e a ação da musculatura da mastigação não foi considerada). Além disso, a fixação do modelo foi diferente da usada em nosso estudo. Simplificações exageradas podem afetar profundamente os resultados obtidos em estudos de elementos finitos (Al-Sukhun et al. 2007). A distribuição de tensões nos implantes difere entre os grupos esplintados rigidamente por meio de estrutura metálica e os de esplintagem não rígida com resina acrílica. No primeiro notou-se uma distribuição de tensões para todos os implantes, enquanto que para os outros essa se localizou no lado do carregamento. Isso pode ser atribuído ao fato de que a infraestutura metálica por apresentar menor tendência de deformação dissipa a força para todos os implantes. Por outro lado, a resina acrílica apresenta um módulo de elasticidade menor, resultando em maior deflexão principalmente na região do carregamento. Isso faz com que os implantes que estão próximos ao carregamento sejam mais solicitados. O presente estudo apresenta algumas limitações e simplificações. Os materiais usados foram considerados homogêneos, isotrópicos e linearmente elásticos, apesar 60 do tecido ósseo in vivo ser considerado anisotrópico e heterogêneo (Cochran, 2000). Tem sido mostrado em estudos prévios que a anisotropia do tecido ósseo aumenta em torno de 20-30% os valores de tensões no osso periimplantar quando comparado com modelos isotrópicos (Bonnet et al. 2009; Clelland et al. 1993; O’Mahony et al. 2001). Entretanto, em uma análise qualitativa, a distribuição das tensões é semelhante, o que nos faz acreditar que a tendência dos resultados desse estudo não mudaria devido ao uso de modelos anisotrópicos. Além disso, a articulação temporomandibular não foi precisamente modelada. O disco articular não foi representado e movimentos de rotação e translação não foram inseridos, uma vez que os côndilos foram fixados de maneira rígida ao osso temporal. Uma vez que o presente estudo objetiva realizar uma comparação entre os diferentes designs de próteses totais fixas, e que em todos os modelos essa simplificação foi inserida, nossos resultados não são qualitativamente invalidados. 61 Conclusão 5. Conclusão Baseado nos resultados e dentro das limitações do presente estudo pode-se concluir que: 1. O carregamento imediato em prótese fixa implanto-suportada aumentou os valores de tensões de von Mises, máxima e mínima principais no tecido ósseo, parafuso de retenção e implantes. 2. Em carregamento imediato, a esplintagem rígida dos implantes por meio de infraestrutura metálica não influencia nos valores de tensões no tecido ósseo periimplantar quando comparado com esplintagem não rígida por meio de resina acrílica. 3. O tipo de carregamento apresenta maior influência nos valores de tensões que o tipo de esplintagem (rígida e não rígida). Dessa forma, o uso de resina acrílica para esplintagem dos implantes em prótese total fixa implanto-suportada estaria indicado. AGRADECIMENTOS À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo apoio financeiro de auxílio à pesquisa (Processo n° 2010-09857-3) e bolsa de mestrado (Processo nº 2011/15172-6). 63 Referências 6. 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(Special circumstances will be considered by the editorial chairman.) Review/editing of manuscripts. Manuscripts will be reviewed by the editorial chairman and will be subjected to blind review by the appropriate section editor and editorial staff consultants with expertise in the field that the article encompasses. The publisher reserves the right to edit accepted manuscripts to fit the space available and to ensure conciseness, clarity, and stylistic consistency, subject to the author’s final approval. 76 Adherence to guidelines. Manuscripts that are not prepared in accordance with these guidelines will be returned to the author before review. MANUSCRIPT PREPARATION •The journal will follow as much as possible the recommendations of the International Committee of Medical Journal Editors (Vancouver Group) in regard to preparation of manuscripts and authorship (Uniform requirements for manuscripts submitted to biomedical journals. Ann Intern Med 1997;126:36–47). See http://www.icmje.org •Manuscripts should be double-spaced with at least a one-inch margin all around. Number all pages. Do not include author names as headers or footers on each page. •Title page. Page 1 should include the title of the article and the name, degrees, title, professional affiliation, and full address of all authors. Phone, fax, and e-mail address must also be provided for the corresponding author, who will be assumed to be the first listed author unless otherwise noted. If the paper was presented before an organized group, the name of the organization, location, and date should be included. •Abstract/key words. Page 2 of the manuscript should include the article title, a maximum 300-word abstract, and a list of key words not to exceed 6. Abstracts for basic and clinical research articles must be structured with the following sections: (1) Purpose, (2) Materials and Methods, (3) Results, and (4) Conclusions. Abstracts for all other types of articles (ie, literature reviews, clinical reports, technologies, and case reports) should not exceed 250 words and need not be structured. 77 http://www.icmje.org/ •Introduction. Summarize the rationale and purpose of the study, giving only pertinent references. Clearly state the working hypothesis. •Materials and Methods. Present materials and methods in sufficient detail to allow confirmation of the observations. Published methods should be referenced and discussed only briefly, unless modifications have been made. Indicate the statistical methods used, if applicable. •Results. Present results in a logical sequence in the text, tables, and illustrations. Do not repeat in the text all the data in the tables or illustrations; emphasize only important observations. •Discussion. Emphasize the new and important aspects of the study and the conclusions that follow from them. Do not repeat in detail data or other material given in the Introduction or Results section. Relate observations to other relevant studies and point out the implications of the findings and their limitations. •Conclusions. Link the conclusions with the goals of the study but avoid unqualified statements and conclusions not adequately supported by the data. In particular, authors should avoid making statements on economic benefits and costs unless their manuscript includes the appropriate economic data and analyses. Avoid claiming priority and alluding to work that has not been completed. State new hypotheses when warranted, but clearly label them as such. •Acknowledgments. Acknowledge persons who have made substantive contributions to the study. Specify grant or other financial support, citing the name of the supporting organization and grant number. 78 •Abbreviations. The full term for which an abbreviation stands should precede its first use in the text unless it is a standard unit of measurement. •Trade names. Generic terms are to be used whenever possible, but trade names and manufacturer name, city, state, and country should be included parenthetically at first mention. •Numbers. Per SI convention, authors are requested to use decimal points rather than commas for fractional numbers. REFERENCES •All references must be cited in the text, numbered in order of appearance. •The reference list should appear at the end of the article in numeric sequence. •Do not include unpublished data or personal communications in the reference list. Cite such references parenthetically in the text and include a date. •Avoid using abstracts as references. •Provide complete information for each reference, including names of all authors (up to six). If the reference is to part of a book, also include title of the chapter and names of th book’s editor(s). Journal reference style: 1. Johansson C, Albrektsson T. Integration of screw implants in the rabbit: A 1-year followup of removal torque of titanium implants. Int J Oral Maxillofac Implants 1987;2:69–75. Book reference style: 79 1. Skalak R. Aspects of biomechanical considerations. In: Brånemark P-l, Zarb GA, Albrektsson T (eds). Tissue-lntegrated Prostheses: Osseointegration in Clinical Dentistry. Chicago: Quintessence, 1985:117–128. ILLUSTRATIONS AND TABLES • All illustrations and tables should be numbered and cited in the text in order of appearance. • Illustrations and tables should be embedded in a PC Word document. • All illustrations and tables should be grouped at the end of the text. • Original slides or high-resolution images must be sent to the Publisher’s office upon acceptance of the article. • Note that article acceptance is pending receipt of acceptable original art. MANDATORY SUBMISSION FORM The Mandatory Submission Form (accessible at www.quintpub.com) must be signed by all authors and faxed to the JOMI Manuscript Editor (630-736-3634) PERMISSIONS AND WAIVERS • Permission of author and publisher must be obtained for the direct use of material (text, photos, drawings) under copyright that does not belong to the author. • Waivers must be obtained for photographs showing persons. When such waivers are not supplied, faces will be masked to prevent identification. 80 • Permissions and waivers should be faxed along with the Mandatory Submission Form to the JOMI Manuscript Editor (630-736-3634). REPRINTS If reprints are desired, they may be ordered from the publisher. Authors receive a discount of 40% on quantities of 100 or 200 reprints. 81 Anexo B – Revisão de Literatura A partir do desenvolvimento do tratamento com implantes endoósseos, quando Bränemark et al (1977) introduziram o conceito de osseointegração, houve uma revolução na reabilitação protética, já que os implantes permitiram a colocação de pilares de suporte em regiões edêntulas, oferecendo novas alternativas de tratamento para pacientes desdentados parciais ou totais. A reabilitação oral com implantes se corretamente indicada, planejada e executada, é uma modalidade de tratamento segura, previsível e que melhora sensivelmente a qualidade de vida dos pacientes (Branemark et al, 1999). O sucesso a longo prazo das próteses totais fixas implanto-retidas e implanto- suportadas mandibulares tem sido estabelecido e documentado (Adell et al. 1981; Ekelund et al. 2003; Lindquist et al. 1996). Estudo prospectivo (Ekelund et al. 2003) avaliando o tratamento com implantes em mandíbula edêntula mostrou excelentes resultados em um período de mais de 20 anos para as próteses do tipo protocolo. Os resultados de vários anos de pesquisas resultaram, no estabelecimento de um protocolo para a reabilitação de pacientes desdentados inferiores com implantes osseointegrados (Adell et al.1981, Albrektsson et al. 1981). Os procedimentos cirúrgicos e protéticos deveriam obedecer a uma seqüência padronizada em 2 estágios. Num primeiro estágio, seria realizada a instalação cirúrgica dos implantes, Após a instalação, os implantes eram vedados com parafusos de cobertura e cobertos pela mucosa gengival. Num segundo estágio, o paciente era submetido à nova intervenção cirúrgica para colocação dos cicatrizadores ou transmucosos, e 82 posteriormente, davam-se início aos procedimentos protéticos. A principal determinação dessa sequência era a necessidade de um intervalo de tempo entre os dois estágios, para que a osseointegração ocorresse. E para isto, haveria a necessidade de ausência total de carga funcional sobre os implantes instalados a fim de se evitar micromovimentações dos mesmos e a conseqüente proliferação de tecido fibroso na interface. A técnica da carga imediata foi marcada pela quebra de antigos conceitos pela comunidade científica e iniciou um novo ciclo de pesquisas dentro da implantodontia. Alguns autores, questionando os paradigmas impostos pelo método tradicional que exigia um período de osseointegração sem carga, iniciaram estudos visando estudar o comportamento de implantes submetidos a carga oclusal imediatamente após sua instalação. O objetivo era reduzir tempo de tratamento, eliminar o desconforto gerado pelo período de espera e, conseqüentemente, reduzir custos. Desta forma, Schnitman et al. (1990) publicaram o primeiro trabalho avaliando a aplicabilidade destes conceitos. Os bons resultados encorajaram novas pesquisas. Trabalhos como os de Salama et al. (1995), Balshi; Wolfinger (1997), Schnitman et al. (1997), Branemark et al. (1999), Garber et al. (2001), Testori et al. (2003), Chiapasco et al. (2003), Gallucci et al. (2004), Degidi et al. (2005) e Drago et al. (2006), esses autores e seus trabalhos científicos forneceram subsídios para a realização de uma nova modalidade de tratamento, A reabilitação de mandíbulas edêntulas empregando a técnica da carga imediata com alto índice de sucesso. Biomecanicamente, a osseointegração de implantes submetidos ao carregamento imediato depende da estabilidade e da resistência à micromovimentos 83 (Goiato et al. 2009). A presença de micromovimentos parece ser inevitável nesses casos. Entretanto, movimentos maiores que 100μm devem ser eliminados para evitar o reparo fibroso ao invés de haver osseointegração (Calvo et al. 2000). Outros autores sugerem que movimentos inferiores a 50μm não afetam a osseointegração, enquanto movimentos acima de 150μm resultam em aposição de tecido fibroso na interface osso-implante (Chiapasco, Gatti 2003). O uso de próteses totais convencionais durante o período de osseointegração era bastante problemático em função da ausência de estabilidade e das desadaptações em relação ao rebordo pós-cirúrgico que ocasionavam desconforto aos pacientes ou mesmo a necessidade de não fazer uso. O protocolo da carga imediata inicial incluía a realização de uma barra em metal estabilizando os implantes, com objetivo de reforçar a estrutura da prótese em acrílico e eliminar a micro-movimentação dos implantes. Uma das fases mais complicadas deste protocolo imediato é o período da confecção a instalação da barra em metal, dependência do protético, custo alto inicial e adaptação da prótese em tecidos não cicatrizados. Diante destas dificuldades alguns autores vêm propondo a realização de prótese provisória em acrílico, sem a presença da barra metálica, para o carregamento imediato. (Andreaza et al. 2008). A utilização da prótese provisória em acrílico permite uma série de vantagens, tais como: tempo de reabilitação imediata mais rápida, facilidade de realização, menor exigência da fase laboratorial, facilidade da correção protética sem necessidade de troca, possibilidade da postergação da prótese definitiva e diluição dos custos respectivos em maior tempo. Além de permitir aguardar o processo de cicatrização dos tecidos duros e moles, possibilitando futuramente melhor personalização da 84 prótese definitiva, através uma adequada seleção dos componentes protéticos e o condicionamento gengival. Dentre as desvantagens, podemos citar: maior custo, risco de fratura das extensões distais maiores que 2 cm ou 20 mm e dificuldade de correção da dimensão vertical. (Andreaza et al 2008). Misch (2004) apresentou uma técnica para realização de carga imediata sobre implantes em mandíbulas completamente edêntulas através de uma prótese fixa provisória obtida através de conversão de uma prótese total convencional pré- existente. Nesta técnica o autor recomenda a colocação de 4 a 5 implantes na região anterior de mandíbula enfatizando a necessidade de obtenção de uma estabilidade primária favorável. Nesta técnica, intermediários protéticos são instalados nos implantes e a prótese inferior convencional do paciente é convertida numa prótese fixa provisória e imediata. Após 3 meses a reabilitação definitiva deve ser confeccionada. Segundo o autor, a técnica de conversão tem mostrado resultados previsíveis na aplicação de carga imediata em mandíbulas edêntulas. Entre as vantagens citadas, o autor destaca o fato de que a técnica pode ser usada com a maioria dos sistemas de implante disponíveis no mercado e incorporando componentes protéticos convencionais. Lazarra et al. (2004) trabalharam com a aplicação de carga imediata oclusal na reabilitação de mandíbulas edêntulas no mesmo dia da cirurgia ou no dia seguinte e compararam os resultados obtidos nestas duas situações. Para tanto, 19 pacientes foram selecionados. Destes, 11 receberam um total de 64 implantes e foram reabilitados no mesmo dia com próteses provisórias. Os 8 pacientes restantes receberam um total de 52 implantes e foram reabilitados no dia seguinte ao 85 procedimento cirúrgico. Dois implantes falharam no grupo que recebeu as próteses no mesmo dia (índice de sucesso de 96,9%) enquanto apenas 1 implante falhou no outro grupo ( 98,1% de sucesso). Todas as falhas ocorreram nos primeiros 2 meses e nenhuma outra ocorrência foi registrada posteriormente. Segundo os autores a reabilitação de arcos inferiores edêntulos com próteses fixas suportadas por implantes submetidos à carga imediata apresenta índices de sucesso semelhantes quando a carga é aplicada no mesmo dia ou 1 dia após a instalação dos implantes e que esta modalidade de tratamento representa uma alternativa viável às técnicas clássicas. Gallucci et al. (2004) descreveram uma técnica de carga imediata para o tratamento de arcos edêntulos com próteses fixas parafusadas provisórias e analisaram se esta técnica é compatível com a obtenção de uma osseointegração previsível. Oito pacientes foram envolvidos neste estudo. Após os procedimentos iniciais de moldagem, os dentes artificiais foram montados e, após aprovação dos pacientes, a montagem foi duplicada duas vezes para se fabricar um guia cirúrgico e um gabarito da prótese provisória. Cada paciente recebeu de 6 a 8 implantes e no mesmo dia receberam também as próteses provisórias acrílicas desprovidas de metal confeccionadas a partir do gabarito obtido da duplicação da montagem, de acordo com a técnica pick-up. Setenta e oito implantes foram instalados em 11 arcos edêntulos. O acompanhamento foi realizado de 8 a 20 meses, média de 14 meses, sendo que 2 implantes foram perdidos após 5 semanas de carga funcional resultando em um índice de sucesso de 97,4%. Os resultados deste trabalho, segundo os autores, sugerem que a carga imediata de implantes em arcos edêntulos com próteses provisórias parafusadas parece não prejudicar a obtenção de osseointegração. Ainda 86 segundo os autores, a ausência de infra-estrutura metálica também parece não afetar os fenômenos da osseointegração e a técnica pick-up para provisionalização imediata representa uma opção reproduzível de tratamento. Testori et al. (2003) realizaram um estudo clínico empregando 15 pacientes que receberam um total de 103 implantes. Os primeiros nove pacientes receberam próteses fixas provisórias num prazo de 4 horas após a cirurgia. As próteses definitivas híbridas empregando infra-estrutura de titânio e dentes de acrílico foram confeccionadas 6 meses após. Os outros 6 pacientes receberam a prótese definitiva híbrida 36 horas após a cirurgia, não necessitando da provisória. Apenas 1 implante falhou, depois de 3 semanas em decorrência de infecção. Após 4 anos de follow-up, o índice de sucesso das próteses foi de 100% e dos implantes 98,9%. Os autores sugerem que a reabilitação de mandíbulas edêntulas empregando próteses híbridas suportadas por 5 a 6 implantes representa uma alternativa viável de tratamento. Drago et al. (2006) avaliaram a eficácia de aplicação de carga imediata em pacientes edêntulos mandibulares. Um grupo de 27 pacientes receberam no mínimo 5 implantes cada, num total de 151 implantes instalados. Todos os pacientes receberam suas próteses num prazo máximo de 5 horas após a instalação dos implantes. 15 pacientes receberam próteses cimentadas e 12, próteses parafusadas, ambas confeccionadas em resina acrílica e desprovidas de infra-estrutura metálica. Ao final de 12 meses de acompanhamento os índices de sucesso foram de 98,0% e 100,0% para implantes e próteses, respectivamente. Os autores concluíram que a reabilitação de mandíbulas edêntulas empregando implantes é uma alternativa viável e previsível pois os índices de sucesso foram similares aos obtidos em estudos que avaliaram os 87 protocolos originais de ausência de carga. Os autores concluíram ainda que o emprego de próteses acrílicas foi adequado para aplicação de carga imediata oclusal dentro do período de tempo avaliado neste estudo. Lazarra et al. (2004) agregaram os resultados de um estudo clínico prospectivo multicêntrico que abordou a reabilitação de mandíbulas edêntulas empregando próteses totais híbridas parafusadas em protocolo de carga imediata oclusal. Sessenta e dois pacientes foram envolvidos no estudo em 4 centros clínicos. Trezentos e vinte e cinco implantes Osseotite (3I) foram instalados e imediatamente carregados de acordo com o protocolo de carga imediata empregando uma prótese fixa provisória instalada 4 horas após o procedimento cirúrgico. As próteses definitivas foram confeccionadas após 6 meses. Dois implantes falharam durante os primeiros 2 meses de função. Os casos foram acompanhados por um período de 12 a 60 meses e a taxa de sucesso acumulada foi de 99,4%. A perda de altura da crista óssea foi avaliada e os resultados mostraram que foi similar a observada em protocolos tradicionais de carga tardia. Os resultados deste estudo multicêntrico sugerem, segundo seus autores, que a reabilitação de mandíbulas edêntulas em protocolo de carga imediata empregando próteses hibridas provisórias suportadas por 5 a 6 implantes representa uma alternativa viável de tratamento em relação as protocolos tradicionais. Relatos de sucesso sobre a carga imediata em implantes dentários continuam a proliferar na literatura. Em muitos casos, a carga imediata do implante no desdentada mandíbula tornou-se uma abordagem de preferência. Diferentes tipos de protocolos foram desenvolvido ao longo dos anos para oferecer este tipo de tratamento. A técnica de conversão da prótese total convencional oferece uma versão simplificada e 88 uma abordagem versátil para carga imediata, que pode ser mais facilmente incorporados em clínica práticas (Misch, 2004). 89 Referências da Revisão de Literatura Adell R, Lekholm U, Rockl