Geometria das estruturas

O primeiro modelo (modelo 1) foi criado a partir de duas radiografias periapicais* _{(Figura 4.1) da região posterior da mandíbula com os dentes e estruturas}

de suporte sadio, que foram digitalizadas com auxílio de um Scaner AGSA SNATSCAN 2.236.

Figura 4.1 - Imagens radiográficas da região posterior da mandíbula

Por meio desta imagem e com auxílio do programa AUTOCAD®, versão 14 (Autodesk Inc, USA), foram delineadas as seguintes estruturas (Figura 4.2):

Figura 4.2 - Imagem no Programa AUTOCAD®, após digitalização da imagem radiográfica

Com referência aos dentes, o primeiro pré-molar inferior esquerdo (34); segundo pré-molar inferior esquerdo (35); primeiro molar inferior esquerdo (36); segundo molar inferior esquerdo (37). Para as dimensões dos dentes, usou-se a

média da altura e largura de dois autores: Black (B) e Marcellier (M), citados por Vellini e Serra (1976) (Tabela 4.1).

Tabela 4.1 - Dimensão média, em milímetros, dos dentes utilizados para compor o modelo

Comprimento total Altura da coroa cervico-oclusal Dimensão mesio-distal da coroa Dimensão (M-D) colo Comprimento raiz

B M Med B M Med B M Med B M Med B M Med

1º Pré-molar Inf. (34) 21,6 23,0 22,3 7,8 8,0 7,9 6,9 6,9 6,9 4,7 5,0 4,8 14,0 15,0 14,5

2º Pré-molar inf. (35) 7,9 8,1 8,0 7,1 7,2 7,15 4,8 4,8 4,8

1º Molar inferior (36) 7,7 7,7 7,7 11,2 11,2 11,2 8,5 8,5 8,5

2º Molar inferior (37) 6,9 6,9 6,9 10,7 10,7 10,7 8,1 8,3 8,2

Na região correspondente à coroa do dente 34, foi feita a simulação de um preparo para coroa total metálica, com término em chanfrado (FARAH; CRAIG, 1974) e com um desgaste de aproximadamente 1.2 mm. Manteve-se a forma original da porção coronária, representando um retentor do tipo coroa total metálica. De acordo com a radiografia, copiou-se o tecido pulpar, que pode levar a alteração no resultado final do trabalho (LAS CASAS et al., 1999). Acompanhando ainda a imagem radiográfica, foi copiado o ligamento periodontal, para o qual foi adotada a espessura média de 0,25 mm (COOLIDGE, 1937).

Ainda com auxilio do referido programa, foram eliminadas as raízes dos dentes 35 e 36 e dada a forma de pôntico (convexo com relação ao tecido gengival) para as coroas correspondentes.

Na região do dente 37, a porção radicular foi substituída pela imagem de um implante osseointegrado de Bränemark, fabricado pela Nobel

Biocare®, com a medida de 3,75 mm de diâmetro por 10 mm de comprimento, amplamente pesquisado e citado na literatura por vários autores.

Para obter a imagem do implante, incluiu-se o conjunto fixação/pilar/coroa em um material resinoso composto de resina ortofilática T-208, monômero de estireno e catalisador Luperox DD-M1_{. Posteriormente, o conjunto foi}

cortado pelo disco de diamante XL-12235, de 0.3 mm de espessura, em serra da Labcut 10102.

Esse corte foi interpretado com auxílio de um perfilômetro marca MITUTOYO, modelo PJ 300, com precisão de 50 micrômetros. Essa imagem foi a mesma usada no trabalho de Sendyk (1998).

Quanto ao osso e acompanhando a imagem radiográfica na região que circunda a raiz do primeiro pré-molar, foi copiada a cortical óssea com a espessura de 0,5 mm. Próximo da região cervical, o osso cortical aumenta gradativamente, chegando a 2,0 mm na região do espaço protético, correspondente aos dentes 35 e 36. O restante da estrutura óssea foi considerado como osso medular.

Relativamente à prótese parcial fixa, copiou-se a forma dos dentes, acompanhando a radiografia e as dimensões médias apresentadas na Tabela 4.1.

No primeiro pré-molar representou-se o retentor com término em chanfrado, confeccionado apenas em um material com a espessura de aproximadamente 1,2 mm.

Os pônticos ficaram com a forma coronária dos dentes da radiografia

1 _{Fabricados pela Redefibra, São Paulo}

e com as dimensões médias constantes na Tabela 4.1 e próximo ao tecido gengival foi delineado um formato convexo. Esses elementos foram representados pelo mesmo material.

O retentor sobre implante teve a forma coronária da radiografia em apenas um material, com as dimensões médias (Tabela 4.1). Seguindo a indicação do Sistema Bränemark® (Nobel Biocare®), foi usado um pilar cônico de 1.0 mm de altura, também baseado no trabalho de Sendyk (1998), como conexão para unir a coroa ao implante.

Esse modelo foi transferido do programa AUTOCAD® para o ANSYS®, onde foi criada uma malha composta por 24.852 pontos nodais e 12.169 elementos triangulares (Figura 4.3).

Na região entre o dente e o osso, correspondente ao ligamento periodontal, e na região entre o implante e osso, onde estão as espiras da fixação do implante, a malha foi mais discretizada (Figuras 4.4 e 4.5) para permitir uma avaliação mais precisa da distribuição de tensões nessas áreas, já que dentre os interesses deste trabalho está a avaliação da distribuição de tensões na prótese parcial fixa e nas estruturas de suporte. Esta pesquisa, considerou um íntimo contato entre toda a superfície do implante e a estrutura óssea correspondente, situação essa que, segundo Holmes et al. (1992), não ocorre na realidade.

Figura 4.5 - Imagem da malha em maior aproximação do implante ósseo

Na região correspondente à estrutura dentária, bem como na região interna da fixação e dos componentes protéticos (Figuras 4.4 e 4.5), também se teve um cuidado específico na criação da malha, pois dependendo da deformação sofrida nessa área, pode-se ter uma diferente distribuição de tensões na região dos pilares com relação ao tecido ósseo correspondente.

Para representar as diversas estruturas que compõem o modelo matemático, cada elemento bidimensional recebeu determinados valores, inerentes às propriedades físicas intrínsecas dos materiais (Figura 4.6).

Figura 4.6 - Imagem no Programa ANSYS® mostrando as diferentes estruturas usadas no modelo

Tabela 4.2 - Propriedades mecânicas dos materiais que compõem o modelo (REES; JACOBSEN, 1997; SENDYK,1998)

ESTRUTURAS MÓDULO DE

ELASTICIDADE (GPa) COEFICIENTE DE POISSON

Osso cortical 13,7 0,3 Osso trabecular 1,37 0,3 Ligamento periodontal 0,0003 0,45 Dentina 18,6 0,31 Ouro 96,6 0,35 Titânio 115 0,35

A partir desse modelo, foi simulado um encaixe semi-rígido entre o primeiro e segundo pré-molares inferiores, obtendo-se assim o modelo 2 deste

estudo (Figura 4.7). Essa simulação é feita no programa ANSYS® pelos elementos de contato, que permitem, no modelo matemático, a presença de uma pequena liberdade de movimento na região onde foram posicionados os encaixes. Esse procedimento foi o mesmo usado no trabalho de Lin e Wang (2003), Lin, Wang e Kuo (2006) e Lin et al. (2006) para simular um encaixe semi-rígido.

Figura 4.7 - Imagem do modelo 2, mostrando o posicionamento do conector semi-rígido entre os pré- molares

Com o mesmo método usado para criar o modelo 2, simulou-se a colocação de um encaixe semi-rígido entre o primeiro e segundo molares inferiores, construindo o modelo 3 deste trabalho (Figura 4.8).

Figura 4.8 - Imagem do modelo 3, mostrando o posicionamento do conector semi-rígido entre os molares

As cargas de mordida podem variar significativamente, segundo a literatura. Essa dispersão, verificada nas cargas medidas, pode ser atribuída a vários motivos, entre eles ao uso de diferentes métodos de medida, à estrutura e geometria dentária do paciente, à estrutura muscular orofacial, à idade, ao sexo etc. (CIMINI JR. et al., 2000).

Para este trabalho, foi aplicada uma carga vertical de 175 N, distribuída nas superfícies oclusais dos dentes envolvidos por ser considerada fisiológica e suficiente à obtenção de resultado. Nos trabalhos de Deines et al. (1993) e Canay et al. (1996), citados por Ueda et al. (2004), são usadas somente cargas axiais por serem elas mais relevantes em condições clínicas.

Usaram-se cargas direcionadas para o longo eixo dos dentes, pois considerou-se uma oclusão normal. Segundo Okenson (1992), para uma oclusão

ideal, durante os movimentos mastigatórios, quando a mandíbula se eleva e os dentes se contatam, as forças são direcionadas para o longo eixo dos dentes posteriores e, a partir desse ponto, quando a mandíbula se move nos movimentos de lateralidade e protrusiva, os dentes anteriores se tocam e desocluem os posteriores, impedindo que esses recebam cargas laterais. Isto é o que se chama de oclusão mutuamente protegida.

Foram selecionadas três áreas para interpretar a distribuição de tensões de Von Misses, durante a aplicação das cargas oclusais:

• região óssea que circunda a raiz do elemento dentário natural, primeiro pré-molar inferior esquerdo;

• região óssea que circunda a fixação localizada na região do segundo molar inferior esquerdo;

• regiões internas dos pilares e da prótese parcial fixa.

Avaliaram-se, também, as direções principais de tensões durante a aplicação das cargas oclusais propostas.

Foram feitas, também, uma avaliação qualitativa e uma avaliação quantitativa dos resultados:

• Avaliação qualitativa: observando, visualmente, as diferentes cores representadas pelo programa, que apresenta cada cor com um diferente nível de tensão;

• avaliação quantitativa (numérica): o gradiente de cores que acompanha o modelo matemático gráfico dos elementos finitos fornece o valor máximo e o valor mínimo

para cada cor. Será usado o valor médio entre dois extremos para todas as regiões ou estruturas a serem analisadas.