Avaliação mecânica de diferentes configurações do conceito All-on-4 em mandíbulas atróficas: análise tridimensional por elementos finitos - Santana, Luís Carlos Leal [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2019)
A reposição de elementos dentários por meio da técnica All-on-4 permite a reabilitação de mandíbulas edêntulas mediante a instalação de uma prótese total fixa sobre quatro implantes dentários. As principais vantagens desta técnica estão associadas à inclinação distal, 30 ou 45 graus, dos implantes mais posteriores, dentre as quais destacam-se a redução do risco de injúrias ao nervo alveolar inferior, o maior contato entre o tecido ósseo e a superfície do implante, e a redução na extensão do cantilever protético. Sob a perspectiva da distribuição de esforços mecânicos, reduções na extensão do cantilever resultam em redução do braço de alavanca e melhor distribuição de tensões na barra protética e no tecido ósseo peri-implantar. Por outro lado, há de se considerar que o comportamento mecânico de próteses implantossuportadas também pode ser influenciado pelas características geométricas dos implantes dentários. Recentemente, a implementação da técnica All-on-4 com implantes dentários curtos foi considerada uma alternativa viável para a reabilitação de maxilas reabsorvidas. Porém, existem evidências limitadas quanto à distribuição de esforços mecânicos sobre o complexo prótese/implante/osso mediante o uso de configurações alternativas do conceito All-on-4 em mandíbulas atróficas. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar o impacto de diferentes configurações do conceito All-on-4 sobre as tensões geradas em implantes, componentes protéticos e osso peri-implantar. Os modelos de mandíbula atrófica foram gerados em software apropriado (Rhinoceros 5.0 SR 12), no Centro de Tecnologia da Informação “Renato Archer”. Os arquivos de desenho assistido por computador (CAD) de componentes protéticos e implantes dentários (Implacil de Bortoli) foram importados ao Rhinoceros 5.0 SR 12 para a configuração dos modelos All-on-4. Assim, foram geradas diferentes configurações do conceito All-on-4 a partir de implantes dentários, de comprimento padrão (11 mm) ou curtos (≤ 8 mm), com conexão protética do tipo cone Morse ou hexágono externo. Os modelos foram submetidos a condição de carga oblíqua (θ = 75º) com 300 N, no sentido línguo-vestibular, na região posterior da barra protética. Os materiais dúcteis (implantes e componentes protéticos) foram submetidos a análise pelo critério de tensão de von Mises (σvm). As análises de tensões principais máxima (σmax) e mínima (σmin) foram utilizadas para avaliar os picos de tensão de tração e compressão do tecido ósseo peri-implantar, respectivamente. Os dados de tensões médias obtidas a partir do critério de σvm (Pσvm) foram submetidos à análise estatística para a comparação múltipla (one-way ANOVA e teste pós-hoc de Tukey) ou de pares (teste t-Student) de médias independentes, considerando significância estatística o valor de p < 0.01. Os resultados do primeiro estudo obtidos com implantes do tipo cone Morse indicaram que a configuração All-on-4 com implantes distais curtos aumenta significativamente a Pσvm geradas na plataforma dos implantes (p < 0.0001; t-Student), entretanto, reduz as tensões de tração e compressão na crista óssea periimplantar. No segundo estudo, os resultados obtidos com implantes do tipo hexágono externo indicaram que tanto o comprimento quanto a angulação do implante distal da configuração All-on-4 afetam significativamente a Pσvm geradas na plataforma de implantes e em componentes protéticos (p < 0.0001; one-way ANOVA e Tukey) e as σmax e σmin geradas na crista óssea peri-implantar. Em ambos os estudos, a resistência dos materiais dúcteis e não-dúcteis não ultrapassaram os valores limítrofes de resistência à tração ou compressão. Em conclusão, os resultados do presente estudo podem direcionar o uso racional de implantes de curtos, hexágono externo ou cone Morse, a partir de diferentes configurações do conceito All-on-4 em mandíbulas atróficas.

The replacement of teeth through the All-on-4 technique allows the rehabilitation of edentulous jaws by installing a full-arch fixed prosthesis over four dental implants. The main advantage of this technique is associated with the distal inclination of the most posterior implants, 30- or 45-degrees angle, which entails lower risks of injuries to the inferior alveolar nerve, greater bone-to-implant contact, and reductions in the cantilever length. From the standpoint of mechanical stress distribution, reductions in the cantilever length results in reduced lever arm and better stress distribution in the prosthetic bar and the peri-implant bone tissue. On the other hand, it should be considered that the mechanical behavior of implant-supported prostheses may also be influenced by the geometric characteristics of dental implants. Recently, the All-on-4 technique performed with short dental implants was considered a viable alternative for the treatment of reabsorbed jaws. However, there is limited evidence regarding the mechanical performance of the prosthesis/implant/bone complex when alternative configurations of the All-on-4 concept are performed in atrophic mandibles. Therefore, the aim of the present study was to assess the impact of different configurations of the All-on-4 concept on the stresses generated at the level of implants, prosthetic components and peri-implant bone. The atrophic mandible models were generated at the Renato Archer Information Technology Center. The computer-aided design (CAD) files of the prosthetic components and dental implants (Implacil de Bortoli) were imported into the Rhinoceros 5.0 SR 12 in order to generate the All-on-4 models. Thereafter, different configurations of the All-on-4 concept were generated by using standard (11.0 mm) or short (≤ 8.0 mm) length dental implants with Morse taper or external hexagon connections. The models were submitted to oblique loading (θ = 75º; 300 N), in the posterior region, and linguo-buccal direction, of the prosthetic bar. The ductile materials (implants and prosthetic components) were submitted to the von Mises stress criteria (σvm). The maximum (σmax) and minimum (σmin) principal stresses were used to evaluate the tensile and compressive stresses in the peri-implant bone region, respectively. The quantitative variables of the σvm (Pσvm) were submitted to pairs (t-Student test) or multiple (one-way ANOVA and Tukey's post-hoc test) comparisons, considering statistically significant the p-value < 0.01. The results of the first study obtained with Morse taper implants indicated that the All-on-4 configuration designed with distal short implants significantly increases the Pσvm generated in the implants platform (p < 0.0001; t-Student) but, however, reduces the tensile and compressive stress peaks in the peri-implant bone crest. In the second study, the results obtained with external hexagon implants indicated that both distal implants length and angulation significantly affect the stresses generated at the level of the implants platform and prosthetic components (p < 0.0001; one-way ANOVA and Tukey) and the σmax and σmin generated in the peri-implant bone crest. In both studies, the stress values of ductile and non-ductile materials did not exceed the boundary values of tensile or compressive strength. In conclusion, the results of the present study may direct the rational use of short dental implants, with Morse taper or external hexagon connections, from different conigurations of the All-on-4 concept performed in atrophic jaws.
Mechanical evaluation of different configurations of the All-on-4 concept in atrophic jaws: three-dimensional finite element analysis
Keywords: Implantação dentária; Estresse mecânico; Análise de elementos finitos; Prótese dentária fixada por implante; Dental implantantation; Mechanical stress; Finite element analysis; Dental prosthesis, implant-supported.