Efeito da dimensão do conector nas propriedades mecânicas de infraestrutura de PPF em uma nova fibra de vidro para CAD/CAM: estudo in vitro e in silico - Moreno, Guilherme Guedes [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
Compósitos reforçados por fibras (CRF) são utilizados como biomateriais na odontologia e medicina. O desenvolvimento da tecnologia CAD-CAM tem permitido o uso de CRF como alternativa a ligas metálicas, zircônia e plásticos de alta performance na produção de infraestruturas e barras de protocolos de próteses implantossuportadas. O objetivo do estudo foi de avaliar, in vitro e in silico, o efeito da dimensão do conector na resistência à flexão, distribuição de tensões e deformações em uma infraestrutura para prótese parcial fixa (PPF) de 3 elementos obtida em CRF. Um manequim com preparos padronizados para coroa total nos dentes 35 e 37, tendo espaço protético do dente 36, foi escaneado para obtenção do modelo virtual, sobre o qual foram desenhados os espécimes para fresagem. Sete geometrias diferentes de infraestrutura para PPF foram produzidas para a análise de elementos finitos (FEA) sendo que os resultados desta análise mostraram que a concentração de tensões de todas as geometrias ocorreu nas regiões de conexão entre os dentes. Com base nos resultados de FEA, 3 grupos foram selecionados para a realização dos testes mecânicos. Os grupos apresentam dimensão do conector entre os dentes 35-36 e 36-37: 5,60 e 6,81mm², 8,89 e 9,00mm² e 10,46 e 11,92mm². O material (Fiber Cad – Implant & Bridge) foi utilizado para a fresagem das infraestruturas para PPF em fresadora odontológica de 5 eixos, sendo os espécimes cimentados em dentes de NEMA G10 e fixados em uma base construída em resina poliuretana. Quarenta e oito horas após cimentação, foi realizado teste de resistência à flexão do tipo load bearing (n = 6), em máquina de teste universal. Os dados de força de ruptura (N) foram tabulados e submetidos à análise de variância e teste de Tukey, ambos com  = 0,05. Adicionalmente, foi realizada análise de micrografia ótica, com aumentos entre 50 e 500. Os resultados de flexão mostraram que a força de ruptura variou entre 859,4 N e 1.157 N. As análises de ANOVA e Tukey mostraram que não houve relação entre os grupos. Todos os grupos apresentaram o mesmo padrão de falha, com trincas que se propagaram de maneira paralela as camadas de tecido de fibra de vidro utilizados como reforço mecânico. Os resultados demonstraram a direta correlação entre a força de ruptura com a área dos conectores e a capacidade do material de fibra de absorver a carga e evitar fraturas frágeis.

Fiber-reinforced composites (FRC) are used as biomaterials in dentistry and medicine. The development of CAD-CAM technology has allowed the use of FRC as an alternative to metal alloys, zirconia, and high-performance plastics in the production of infrastructures and bars for implant-supported prosthesis protocols. The objective of the study was to evaluate, in vitro and in silico, the effect of the connector dimension on flexural strength, stress distribution, and deformations in a framework for a 3-element fixed partial denture (FPD) obtained in FRC. A mannequin with standardized preparations for full crowns on teeth 35 and 37, with prosthetic space for tooth 36, was scanned to obtain the virtual model, on which specimens were designed for milling. Seven different infrastructural geometries for FPD were produced for finite element analysis (FEA), and the results of this analysis showed that stress concentration in all geometries occurred in the connection regions between the teeth. Based on the FEA results, three groups were selected for mechanical tests. The groups had connector dimensions between teeth 35-36 and 36-37: 5.60 and 6.81 mm², 8.89 and 9.00 mm², and 10.46 and 11.92 mm². The material (Fiber Cad – Implant & Bridge) was used for milling the FPD infrastructures on a 5-axis dental milling machine, and the specimens were cemented on NEMA G10 teeth and fixed on a polyurethane resin-built base. Forty-eight hours after cementation, a load-bearing flexural strength test (n = 6) was performed on a universal testing machine. The rupture force data (N) were tabulated and subjected to analysis of variance and Tukey's test, both with α = 0.05. Additionally, optical micrography analysis was conducted, with magnifications between 50× and 500×. The flexural results showed that the rupture force varied between 859.4 N and 1,157 N. ANOVA and Tukey's analyses showed no relationship between the groups. All groups exhibited the same failure pattern, with cracks propagating parallel to the layers of fiberglass tissue used as mechanical reinforcement. The results demonstrated a direct correlation between rupture force, connector area, and the material's ability to absorb load and prevent brittle fractures.
Effect of connector dimension on the mechanical properties of FPD infrastructure in a novel glass fiber for CAD/CAM: in vitro and in silico study
Keywords: Desenho assistido por computador; Prótese parcial fixa; Análise de elementos finitos; Computer-aided design; Denture, partial, fixed; Finite element analysis