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RICARDO ARMINI CALDAS
INFLUÊNCIA DA INCLINAÇÃO DE IMPLANTES E DA SEÇÃO
TRANSVERSAL DA BARRA COM DESAJUSTES
HORIZONTAIS NA DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES EM
OVERDENTURES
Piracicaba 2014
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Universidade Estadual de Campinas Faculdade de Odontologia de Piracicaba
RICARDO ARMINI CALDAS
INFLUÊNCIA DA INCLINAÇÃO DE IMPLANTES E DA SEÇÃO
TRANSVERSAL DA BARRA COM DESAJUSTES
HORIZONTAIS NA DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES EM
OVERDENTURES
Orientador: PROF. DR. RAFAEL LEONARDO XEDIEK CONSANI
Piracicaba 2014
Dissertação apresentada à Faculdade de Odontologia de Piracicaba da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para obtenção do título de Mestre em Clínica Odontológica na Área Prótese Dental.
Este exemplar corresponde à versão final da dissertação defendida por RICARDO ARMINI CALDAS e orientada pelo Prof. Dr. RAFAEL LEONARDO XEDIEK CONSANI
_____________________________________ Assinatura do Orientador
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RESUMO
O uso de prótese total implanto-retida tem sido indicada atualmente como primeira opção de tratamento para uma mandíbula desdentada; no entanto, os fatores biomecânicos associados a ela não estão totalmente esclarecidos. O objetivo neste estudo foi avaliar por meio da análise tridimensional por elementos finitos o comportamento biomecânico do sistema de retenção barra-clipe para overdentures com barra de diferentes secções transversais (circular, oval e Hader), níveis de desajuste horizontal (50 e 150 µm) e inclinações em um dos implantes no sentido látero-lateral (-10, -5, 0, 5 e 10 graus). As angulações positivas (5 e 10 graus) dos implantes representam a inclinação da região cervical do mesmo para mesial, valores negativos (-10, -5 graus) inclinação para distal e o valor de 0 graus para os implantes paralelos. Os resultados foram obtidos de forma quantitativa e qualitativa em tensão de von Mises para os componentes protéticos, tensão máxima principal e deformação para o tecido ósseo. Foi observado que na inclinação 10 graus ocorreu o pior comportamento biomecânico, promovendo os maiores valores de tensão sobre a barra e tecido ósseo peri-implantar. Os grupos com inclinação negativa (distal) apresentaram os menores valores de tensão sobre os componentes protéticos e na inclinação -10 graus foi observado o menor valor de deformação no tecido ósseo peri-implantar. O aumento do desajuste horizontal aumentou os valores de tensão em todas as estruturas avaliadas. A seção da barra não demonstrou influência nas tensões geradas. Concluiu-se que a inclinação do implante para mesial aumentou a tensão em todos os componentes e a maior inclinação (10 graus) causou os maiores valores; os implantes com inclinação para distal geraram os menores valores de deformação no tecido peri-implantar. As diferentes secções transversais da barra não influenciaram os valores de tensão em todos os componentes do sistema.
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ABSTRACT
The most common treatment for edentulous patients is conventional denture. However, implant-retained prosthodontics is actually the first option for treatment of these patients. The aim of this study was to evaluate by 3-D finite element analysis the biomechanics involved in the bar clip retention system for overdentures. The study factors were latero-lateral angulation in the right implant (-10, -5, 0, 5 and 10 degrees); horizontal misfit on the left implant (50 e 150 µm), and bar cross-section (round, Hader and oval). Positive angulation (5 and 10 degrees) means inclination of the implant to mesial position, negative values (-5 and -10 degrees) for distal position and zero degress for parallel implants. The von Mises stresses evaluated the prosthetic components; maximum principal stresses, and strain analyses evaluated the peri-implantar bone. The positive angulation (10 degrees) showed the worse biomechanical behavior for bar and peri-implantar bone, with higher stress concentration. Conversely, the negative angulation showed the lowest stress deformation to the peri-implantar bone. The amplitude of horizontal misfit was directly proportional to stress concentration. Bar Cross-sections did not affect the stress distribution. It was possible to conclude that: the mesial implant angulation produced more stresses in the prosthetic components; distal angulation showed better biomechanical behavior; and bar cross-section had no influence on stress distribution.
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SUMÁRIO
DEDICATÓRIA ... xiii
AGRADECIMENTOS ... xv
LISTA DE ILUSTRAÇÕES ... xix
LISTA DE TABELAS ... xxi
1 INTRODUÇÃO ... 1
2 REVISÃO DA LITERATURA ... 5
3 PROPOSIÇÃO ... 23
4 MATERIAL E MÉTODOS... 24
5 RESULTADOS ... 32
6 DISCUSSÃO ... 48
7 CONCLUSÃO ... 52
REFERÊNCIAS ... 53
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DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho aos meus pais, Alfredo José Simonassi Caldas e Rosangela Maria Delpupo Armini por todo amor, dedicação, e por sempre me incentivarem para cada vez mais aprimorar meus estudos.
Ao meu irmão Victor, que apesar da distância continua sendo grande companheiro.
À minha avó Orminda por todo seu carinho, ao meu avô Alfredo, cuja sabedoria sempre admirei e aos meus avós maternos, Josias e Maria. Todos foram muito importantes para a conclusão dessa etapa.
À Mari Miura Sugii, pelos ótimos momentos juntos e que muito me ajudou nas mais diversas situações.
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AGRADECIMENTOS
À Faculdade de Odontologia de Piracicaba da Universidade Estadual de Campinas, na pessoa do seu Diretor, Prof. Dr. Guilherme Elias Pessanha Henriques e do Diretor Associado Prof. Dr. Francisco Haiter Neto.
À Profa. Dra. Cínthia Pereira Machado Tabchoury, Coordenadora Geral dos Programas de Pós-Graduação da Faculdade de Odontologia de Piracicaba da Universidade Estadual de Campinas.
À Profa. Dra. Karina Gonzales Silvério Ruiz, Coordenadora do Programa de Pós-Graduação em Clínica Odontológica da Faculdade de Odontologia de Piracicaba da Universidade Estadual de Campinas.
Aos membros da comissão julgadora dessa dissertação, Prof. Dr. Rafael Leonardo Xediek Consani, Prof. Dr. João Neudenir Arioli Filho, Prof. Dr. Marcelo Ferraz Mesquita, Prof. Dr. José Maurício dos Santos Nunes Reis e Prof. Dr. Mauro Antonio de Arruda Nóbilo, por aceitarem o convite para avaliar o trabalho.
Aos membros da comissão do exame qualificação, Prof. Dr. Flávio Henrique Baggio Aguiar, Prof. Dr. Alexandre Tadeu Sverzut, Prof. Dr. Rafael Pino Vitti, e Prof. Dr. Valentim Adelino Ricardo Barão pelas contribuições dadas ao trabalho.
Aos docentes do Departamento de Prótese e Periodontia atuantes no Programa de Pós-Graduação em Clínica Odontológica, pelos ensinamentos e experiências cotidianas fundamentais para minha qualificação.
Aos docentes Prof. Dr. Marcelo Ferraz Mesquita, Prof. Dr. Rafael Leonardo Xediek Consani e Prof. Dr. Valentim Adelino Ricardo Barão da Área Prótese Total, pela oportunidade de participar das atividades clínicas e teóricas da Graduação. A experiência adquirida com essas atividades foi de grande valia na minha formação.
Aos docentes Prof. Dr. Guilherme Elias Pessanha Henriques e Prof. Dr. Mauro Antonio de Arruda Nóbilo, pelo apoio, dedicação, incentivo e companheirismo nesses anos de Pós-Graduação.
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Ao Técnico de Laboratório da Área Prótese Dental Sr. Eduardo Pinez Campos, pela disponibilidade, auxílio e amizade.
Ao Dr. Ataís Bacchi, pelas contribuições no trabalho, auxílio na Pós-Graduação e acima de tudo, pela amizade.
Aos companheiros de república e agregados: Paulo Victor de Assis Antonio, Gustavo Forjas Corradini, Bruno Massucato Zen, Conrado Reinoldes Caetano, Felipe Nogueira Anacleto, Mateus Bertolini Fernandez dos Santos, Ataís Bacchi, Flávio Humberto Souza Azevedo, Rodrigo Arruda Vasconcelos, Fernanda Mazoni, Moises da Costa Ferraz Nogueira, Valdir Andrade, entre outros, cuja amizade e convivência nos transformou numa família em Piracicaba.
Às amizades que realizei em Piracicaba durante a Graduação e Pós-Graduação que, com certeza, muito contribuíram para tornar todos os meus momentos mais agradáveis.
A todos os companheiros da Pós-Graduação usuários do laboratório de Prótese Total.
A todos aqueles que indiretamente contribuíram para a realização deste mestrado.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Capes, pela concessão da bolsa de estudos.
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AGRADECIMENTO ESPECIAL
Ao meu orientador Prof. Dr. Rafael Leonardo Xediek Consani, por confiar no meu trabalho, dando o suporte e ensinamentos necessários para concluir esta etapa. Agradeço por toda atenção, amizade e dedicação durante esses anos em Piracicaba.
Ao amigo Prof. Dr. Mateus Bertolini Fernandes dos Santos, docente de Prótese Dental da Universidade Federal de Pelotas, pelo suporte para a realização deste trabalho, assim como pela grande amizade construída durante os momentos de convivência fora do ambiente de trabalho.
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LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1. Classificação para mandíbula desdentada de Cawood e Howell. ... 25
Figura 2. Discretização entre osso medular e cortical visto por transparência. ... 25
Figura 3. Modelos tridimensionais do implante e parafuso protético. ... 26
Figura 4. Diferentes secções transversais da barra. ... 26
Figura 5. Modelo completo com diferentes inclinações do implante direito. ... 27
Figura 6. Diagrama representando os grupos analisados. ... 27
Figura 7. Discretização da malha do modelo simplificado para avaliação sem o implante esquerdo. ... 30
Figura 8. Suporte fixo e descolamento aplicado.. ... 31
Figura 9. Tensão de von Mises no implante. Modelos com desajuste de 50 µm. ... 40
Figura 10. Tensão de von Mises pela barra. Modelos com desajuste de 50 µm. ... 41
Figura 11. Tensão de von Mises no parafuso protético. Modelos com desajuste de 50 µm. ... 42
Figura 12. Distribuição da tensão de von Mises nos implantes dos grupos com 50 e 150 µm de desajuste. Barra cilíndrica e implantes com inclinação de 10 graus. ... 43
Figura 13. Distribuição da tensão de von Mises nos nas barras dos grupos com 50 µm e 150 µm de desajuste. Barra cilíndrica e implantes com inclinação de 10 graus... 44
Figura 14. Distribuição da tensão de von Mises nos parafusos protéticos dos grupos com 50 µm e 150 µm de desajuste. Barra cilíndrica e implantes com inclinação de 10 graus. .. 44
Figura 15. Deformação no osso peri-implantar. Resultados em microstrain. Modelos com desajuste de 50 µm. ... 45
Figura 16. Comparação da deformação no osso peri-implantar. ... 46
Figura 17. Comparação da distribuição da tensão Máxima Principal no osso peri-implantar. ... 46
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Figura 18. Tensão Máxima Principal no osso peri-implantar. Modelos com desajuste de 50 µm. ... 47
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Propriedades dos materiais isotrópicos. ... 28 Tabela 2. Propriedades dos materiais anisotrópicos ... 28 Tabela 3. Número de nós e elementos dos modelos tridimensionais ... 30 Tabela 4. Valores de tensão nos modelos com desajuste horizontal de 50 µm agrupados pela inclinação entre os implantes ... 33 Tabela 5. Valores de tensão nos modelos com desajuste horizontal de 150 µm agrupados pela inclinação entre os implantes ... 34 Tabela 6. Valores de tensão nos modelos com desajuste horizontal de 50 µm agrupados pela seção transversal da barra ... 35 Tabela 7. Valores de tensão nos modelos com desajuste horizontal de 150 µm agrupados pela seção transversal da barra ... 36 Tabela 8. Análise de deformação no osso peri-implantar agrupados pela inclinação entre os implantes... 37 Tabela 9. Análise de deformação no osso peri-implantar agrupados pela seção transversal da barra... 38
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1 INTRODUÇÃO
A ausência dental tem reduzido drasticamente nas últimas duas décadas; no entanto, a quantidade de indivíduos edêntulos continua sendo significante. Mesmo que a porcentagem desses indivíduos tenha diminuído, o número absoluto tende a aumentar nos próximos anos. A explicação para tal fato é o aumento da expectativa de vida da população, que se contrapõe à diminuição do edentulismo (Douglass et al., 2002). Entretanto, não há previsão para a redução da necessidade de próteses totais nas próximas cinco décadas, sendo possível que ocorra aumento dessa necessidade, baseado na melhora das condições econômicas de alguns níveis da população (Felton, 2009). No Brasil, o relatório do Ministério da Saúde (2010) mostra que na população entre 65 e 74 anos, 37,5% são usuários de prótese total inferior, além de que mais de 17,9% da população, nessa faixa etária, necessitam de pelo menos uma prótese total.
As próteses totais convencionais têm sido utilizadas com sucesso há vários anos; porém, muitos pacientes possuem dificuldades em se adaptar adequadamente ao uso delas (Carlsson e Omar, 2010). Essas próteses são confeccionadas para ter íntimo contato com a mucosa que recobre o rebordo alveolar, não havendo qualquer fixação direta entre prótese e rebordo, o que as tornam passíveis de deslocamentos durante as funções (Thomason et al., 2009), sendo a instabilidade da prótese total algo desfavorável que merece a devida atenção dos profissionais (Zarb e Bolender, 2006).
Atualmente, o tratamento reabilitador com implantes dentários osseointegrados tem se mostrado a melhor opção de tratamento para pacientes desdentados totais. As sobredentaduras ou overdentures, utilizando dois implantes na região entre forames têm sido indicadas por alguns autores como opção ideal para reabilitação protética da mandíbula edêntula (Feine et al., 2002; Thomason et al., 2009; Thomason, 2010). Esse procedimento se destaca por ter custo relativamente menor quando comparado com reabilitações por próteses totais fixas (Carlsson e Omar, 2010) e por apresentar resultados superiores às próteses convencionais em vários aspectos,
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incluindo satisfação do paciente, conforto, habilidade mastigatória, atividades sociais e na qualidade de vida (Awad et al., 2003; Heydecke et al., 2003). A sobrevivência dessa reabilitação também é considerado como fator favorável, onde a literatura apresenta taxas de sobrevivência que variam de 97,1% a 100% para os implantes, e de 88% a 100% para as overdentures mandibulares com acompanhamentos clínicos num intervalo de um a dez anos (Gallucci et al., 2009).
Diferentes sistemas de retenção para overdentures têm sido relatados na literatura, apresentando bons resultados clínicos na reabilitação de mandíbulas desdentadas (Heschl et al., 2013). Alguns dos sistemas de retenção comercialmente disponíveis para overdentures são os encaixes tipo bola, barra-clipe, coroas telescópicas e retentores locator (Trakas et al., 2006; Deslis et al., 2012; Ha et al., 2012;). Dentre esses, o sistema barra-clipe proporciona maior retenção da prótese (Trakas et al., 2006) e maior nível de conforto e estabilidade a longo prazo (Timmerman et al., 2004). O sistema barra-clipe apresenta algumas vantagens biomecânicas devido à união dos implantes, permitindo melhor distribuição de forças no sistema de retenção e suporte (Ueda et al., 2011). Ainda, nas situações em que os implantes não são paralelos o uso da barra é indicado, considerando que a presença de angulação entre os implantes pode aumentar o desgaste dos componentes de outros sistemas, necessitando de trocas frequentes dos anéis retentivos no sistema bola, por exemplo (Walton et al., 2001).
Devido às alterações volumétricas e lineares dos materiais utilizados na técnica de fundição para confecção das barras, distorções na geometria final se tornam presente (Carr e Stewart, 1993; Assif et al., 1996). Embora existam técnicas para minimizar as imperfeições de assentamento da barra, como eletroerosão e segmentação seguido de ponto de solta, o desajuste entre a barra e implantes é uma realidade clínica (Sahin e Cehreli, 2001; Sartori et al., 2004; Silva et al., 2008; Karl et al., 2012). Barras que apresentam desajustes induzem maiores níveis de tensões que são transmitidas ao implante e osso peri-implantar (Helldén e Dérand, 1998; al-Turki et al., 2002). Essas tensões (por tração, compressão ou flexão), ao serem introduzidas no sistema de
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retenção, nos implantes e no tecido ósseo peri-implantar, podem causar danos aos componentes protéticos, assim como complicações biológicas como reabsorção óssea marginal e até falha da osseointegração (Kan et al., 1999; Kunavisarut et al., 2002). O sucesso a longo prazo de reabilitações que utilizam a união entre os implantes está intimamente relacionado com o assentamento passivo entre a barra e os implantes (al-Turki et al., 2002).
Em próteses com adequado assentamento passivo, o local mais comum de concentração da tensão é na primeira rosca e na porção média do parafuso, devido a maior concentração de tensões de tração e compressão entre os componentes, ocasionando fadiga nessas regiões (Patterson e Johns, 1992). Estudos recentes mostram que o desajuste proporciona aumento das tensões na cabeça do implante, parafuso e barra. Entretanto, quando se avalia o tecido ósseo peri-implantar, o desajuste horizontal apresenta maiores tensões enquanto que o desajuste vertical não proporciona alterações relevantes na indução de tensões no osso próximo ao implante (Abreu et al., 2010; Spazzin et al., 2011). Outro estudo demonstra que a ausência de paralelismo entre os implantes pode acarretar aumento das tensões no sistema quando comparado àqueles com dois implantes paralelos (Caetano, 2014).
Um fator que se mostra significante quando associado ao desajuste vertical é a seção transversal da barra. Secções como a oval e Hader geram maiores tensões em todo o sistema quando comparadas com barras de seção circular (Nogueira, 2014). O mesmo aconteceu com a barra-clipe de retenção e a prótese em posição. No entanto, há deficiência em estudos avaliando a influência das secções da barra sobre as overdentures (dos Santos et al., 2014), sendo que não foram apresentados na literatura estudos sobre o efeito da associação entre seção transversal da barra, inclinação dos implantes e desajuste horizontal, o que se mostra mais prejudicial ao osso peri-implantar (Spazzin et al., 2011).
Embora muitas variáveis tenham sido estudadas no que diz respeito ao sistema de retenção barra-clipe para overdentures, a influência da inclinação dos implantes sobre a biomecânica da prótese com desajuste horizontal não foi totalmente
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esclarecida. Sem dúvida, a avaliação clínica é o método mais confiável para estudar a resposta biomecânica. Contudo, o estudo clínico do comportamento biomecânico de estruturas intraósseas fica inviabilizado pelos aspectos éticos e/ou metodológicos (Abreu et al., 2010). Uma forma de avaliar essa situação de modo preciso e confiável é por meio da análise por elementos finitos, que permite investigar a biomecânica de forma similar ao que acontece in vivo por meio de modelos tridimensionais específicos (Taddei et al., 2006). Este método possibilita ainda prever e quantificar as tensões induzidas por todo o sistema prótese-implante-osso. Dessa forma, baseado nos resultados obtidos por essa metodologia, o dentista melhor se prepara para interpretar as situações clínicas das reabilitações com overdentures (Geng et al., 2001).
Diante dessas considerações, seria importante avaliar pelo método tridimensional por elementos finitos a concentração de tensões ocorrida no tecido ósseo peri-implantar e nos componentes protéticos de overdentures com sistema de retenção barra-clipe com desajuste horizontal, diferentes posicionamentos dos implantes e tipos de secções transversais da barra.
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2 REVISÃO DA LITERATURA
Cawood e Howell (1988) desenvolveram uma classificação para mandíbulas edêntulas através do estudo de 300 crânios secos. A classificação foi dividida em Classe I, II, III, IV, V e VI; onde Classe I indica o rebordo dentado; Classe II imediatamente após extração; Classe III arredondado com altura e espessura adequada; Classe IV em lâmina de faca com adequada altura e inadequada espessura; Classe V severamente reabsorvido com altura e espessura inadequada; Classe VI com severa reabsorção do processo alveolar e evidente reabsorção do osso basal. Foi observado que, em geral, as mudanças na forma do processo alveolar seguem um padrão previsível. Essa classificação serve para simplificar a descrição do rebordo residual e facilitar a comunicação entre profissionais, assim como auxiliar na escolha do tratamento reabilitador.
Patterson et al. (1992) analisaram em próteses totais fixas sobre implantes osseointegrados a falha por fadiga do parafuso de ouro usado para retenção. Avaliaram a importância da aplicação de adequada pré-carga no parafuso e cilindro de ouro e no pilar, através de princípios de engenharia mecânica. Foi relatada a importância da forma do parafuso e a necessidade da aplicação do torque correto para se conseguir maior tempo de resistência à fadiga. Analisou-se também o que ocorre quando o cilindro de ouro não está alinhado ao pilar.
Sakaguchi e Borgersen (1993) avaliaram o comportamento biomecânico dos componentes de próteses implantossuportadas sob carregamento para compreender o mecanismo relacionado ao afrouxamento e fratura dos parafusos. Modelo bidimensional de elementos finitos do implante dentário foi construído para análise não linear. A simulação do torque de apertamento do parafuso foi realizada, seguido de carregamento axial sobre a coroa protética. O carregamento aplicado resultou na separação dos contatos entre: 1) parafuso e pilar intermediário protético; 2) coroa e pilar intermediário protético. O afrouxamento do parafuso ou fratura provavelmente está relacionado aos
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eventos de separação entre as superfícies e pelas altas tensões geradas nesse componente.
Carr e Stewart (1993) avaliaram a precisão de modelos fundidos para próteses totais fixas sobre implante. Os desajustes verticais e horizontais foram mensurados utilizando microscópio para determinar a distorção gerada após o processo de fundição. A média de desajuste verificada foi de 130 µm, acima da considerada não prejudicial à osseointegração. Os autores sugeriram que o uso da técnica convencional de fundição se mostrou imprecisa, podendo gerar danos à osseointegração.
Assif et al. (1996) avaliaram em laboratório três técnicas de moldagem quanto à precisão clínica. A primeira técnica utilizou acrílico autopolimerizável para unir os transferentes. A segunda foi realizada com a união dos transferentes com resina diretamente a uma moldeira individualizada. Na terceira, somente material para moldagem foi usado para orientar os transferentes. A precisão dos modelos de gesso com os análogos dos implantes foi medida tendo-se como referência um padrão mestre. A técnica utilizando resina acrílica para unir os transferentes foi significativamente mais precisa do que as outras técnicas avaliadas.
Papavasilou et al. (1997) avaliaram a influência do Nível de Contato na Interface Osso-Implante (NCIOI) para análises em elementos finitos tridimensionais. Foram avaliados quatro graus de NCIOI (100,75, 50 e 25%), e cinco padrões para o grupo de 50% (localizado aleatoriamente, na região apical, coronal, vestibular e lingual). Foi observado que os diferentes níveis de NCIOI não afetaram a distribuição das tensões tanto qualitativamente quanto quantitativamente. Para as diferentes análises no grupo de 50%, o NCIOI somente em apical gerou nível de tensão apical muito superior.
Helldén e Dérand (1998) descreveram e avaliaram um método simplificado (CrescoTi Presicion Method) para obter assentamento passivo de estruturas fundidas em titânio. A técnica foi avaliada utilizando análise fotoelástica para o osso peri-implantar e extensometria para analisar a estrutura metálica. Todas as análises foram realizadas antes e após a realização do método apresentado. Os resultados das tensões após a realização
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da técnica mostraram inferiores aos iniciais, tanto para estrutura metálica quanto osso peri-implantar. Os autores consideraram o método preciso para a redução do desajuste da barra.
Kan et al. (1999) discutiram a respeito do assentamento passivo da prótese e estudaram métodos para avaliar clinicamente o desajuste de estruturas protéticas. Apesar das várias técnicas estudadas e que têm sido recomendadas na literatura para avaliar o assentamento passivo entre prótese e implante, nenhuma delas apresentaram resultados objetivos sobre o desajuste aceitável. No entanto, foi sugerido que os clínicos utilizem combinações de métodos para obter o menor desajuste possível da estrutura protética, visto que o assentamento passivo tem sido indicado como pré-requisito para o sucesso a longo prazo da osseointegração.
Korioth e Johann (1999) avaliaram a influência do formato da infraestrutura metálica sobre a distribuição de tensões durante a função mastigatória. Um modelo simplificado e idealizado foi construído e analisado utilizado o método por elementos finitos. A distribuição das tensões variou significativamente dentre os implantes para as infraestruturas analisadas, onde menores módulos de elasticidade não aparentaram aumentar as tensões nos implantes e reduziu o estresse nos implantes anteriores. Os autores concluíram que as tensões distribuídas pela infraestrutura e implantes são influenciadas pelo formato da infraestrutura, material utilizado, e condições de carregamento.
Frost (2000) avaliou os limiares de tensão e stress em tecido ósseo capaz de induzir a remodelação do tecido. O limiar de stress para remodelação se mostrou como o menor, seguido do limiar modelação, micro-dano e por último o limiar de fratura. Foi observado que atividades voluntárias que excedam o limiar de modelação óssea tendem a causar aumento da dureza e resistência para evitar que essas tensões atinjam o limiar capaz de causar micro-danos ao tecido ósseo. O autor concluiu que em adultos jovens, esse comportamento pode deixar o osso até seis vezes mais resistente que o necessário para carregamentos voluntários, esse comportamento também pode estar associado a
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diversas situações relacionadas à remodelação óssea, como implantes ósseos e até osteoporose.
Sahin e Cehreli (2001) durante uma revisão da literatura descreveram a significância do assentamento passivo das estruturas metálicas sobre implantes. Os procedimentos clínicos e laboratoriais aplicados na fabricação das estruturas foram considerados incapazes de promover um assentamento passivo para próteses sobre implantes. Apesar de algumas complicações serem associadas à falta de assentamento passivo, o efeito sobre a osseointegração e a taxa de sucesso ainda é questionável. Resultados clínicos demonstrando o aumento de tecnologias capazes de reduzir o desajuste se mostraram promissores; no entanto, o perfeito assentamento da estrutura ainda não foi possível de obter nas últimas três décadas, sendo sugerido pela literatura níveis aceitáveis de desajuste.
Von Wowern e Gotfredsen (2001) durante um estudo longitudinal com cinco anos de acompanhamento analisaram as mudanças no conteúdo mineral ósseo em mandíbulas reabilitadas com próteses implantossuportadas, a diferença entre os grupos com os implantes separados, unidos por barra e presença de osteoporose mandibular. Vinte e dois pacientes saudáveis, 18 do sexo feminino e 4 do masculino com idade entre 54 e 78 anos. Após mensurar a densidade óssea para avaliar a osteoporose e realizar radiografias intraorais para avaliar a perda óssea marginal (imediatamente após colocação dos implantes, após 2 e 5 anos). Concluiu-se que: 1) o aumento da função após o tratamento aparentou causar formação óssea relacionada com carregamento do implante, o que minimiza a perda óssea fisiológica relacionada com a idade; 2) esse efeito aparenta ser independente do sistema de retenção utilizado e 3) a osteoporose mandibular pode ser um fator de risco para perda do implante; no entanto, não é uma contraindicação para o tratamento.
Geng (2001) em uma revisão da literatura a respeito da metodologia de elementos finitos aplicados à Odontologia observou que a qualidade dos modelos geométricos, as propriedades dos materiais e as interfaces entre implante e tecido ósseo
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podem interferir significantemente na acurácia dos resultados. A metodologia por elementos finitos tem sido utilizada amplamente como predileção do comportamento biomecânico de implantes dentais. No entanto, as considerações aplicadas aos modelos tridimensionais devem ser avaliadas no momento de interpretar os resultados obtidos. O clínico, ao entender essas considerações e limitações do método, poderá extrapolar os resultados de forma cautelosa para as situações clínicas.
Walton et al. (2001) avaliaram a relação entre a manutenção (ajustes e reparos) do sistema de retenção tipo bola para overdentures e a angulação entre os implantes. Foram utilizados modelos de 41 pacientes que receberam dois implantes mandibulares com retentor tipo bola. Para mensurar as angulações entre implantes foram utilizados fotografias frontais e laterais. Não foi observada relação entre o número de ajustes, reparos e a angulação entre implantes. No entanto, houve necessidade significativamente maior de reparos quando os implantes se apresentavam angulados para lingual (≥6 graus, p=0,33) ou para vestibular (<6 graus, p=0,04). O estudo concluiu que as angulações entre implantes não afetaram na manutenção da prótese e que implantes com inclinação para lingual ou vestibular estão associados ao maior número de reparos protéticos.
Douglas et al. (2002) considerando as especulações entre os educadores sobre a redução do edentulismo e da necessidade de ensinar prótese total nas faculdades, avaliaram a tendência da necessidade de próteses totais nos próximos anos nos Estados Unidos da América. Baseado nos bancos de dados epidemiológicos nacionais, o edentulismo mostrou redução de 10% a cada década. Da população desdentada total, apenas 90% eram usuários de prótese total. Apesar dessa aparente redução na população edêntula, estima-se que a população que necessita de pelo menos uma prótese total irá aumentar de 33,6 milhões de adultos (dados de 1991) para 37,9 milhões em 2020. A redução de do edentulismo de 10% em cada década nos últimos 30 anos é contraposta pelo aumento de 79% da população adulta acima de 55 anos.
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Kunavisarut et al. (2002) utilizaram o método por elementos finitos para avaliar próteses sobre implantes sem assentamento passivo. Foram avaliados os efeitos do desajuste das próteses, braço de cantilever, componentes protéticos e osso peri-implantar em diversas condições de carregamento oclusal. Dois modelos foram construídos: 1) prótese parcial fixa suportada por dois implantes, 2) prótese parcial fixa suportada por dois implantes com cantilever distal. Em seguida carregamentos de 50, 200 e 300 N foram aplicados. Quando o desajuste era posicionado próximo ao ponto de aplicação de força, as tensões em ambos os modelos aumentaram significantemente nos componentes protéticos e osso peri-implantar. As tensões aumentaram em todos os componentes variando de 8% até 64% no grupo sem cantilever e entre 43% e 85% nos modelos com cantilever. A maior tensão foi encontrada no parafuso distal e a presença do cantilever distal amplificou os efeitos causados pelo desajuste.
Al-Turki et al. (2002) avaliaram o efeito de dois níveis de desajuste na estabilidade de parafusos protéticos. Os desajustes verticais de 100 e 175 µm foram introduzidos entre o implante posterior e a prótese total implantossuportada, tendo uma prótese total implantossuportada sem discrepâncias verticais como grupo controle. Em seguida teste de fadiga mecânica foi realizado na região de cantilever próximo ao desajuste durante 48 horas. Após os testes, foi concluído que ambos os desajustes resultaram em significante instabilidade dos parafusos protéticos.
Feine et al. (2002) durante uma reunião na Universidade de McGill que reuniu 22 pesquisadores em reabilitação oral, definiram a prótese total mandibular retida por dois implantes como primeira opção de escolha para pacientes desdentados. Essa conclusão foi baseada em estudos prévios que avaliaram o custo/beneficio dessas próteses quando comparadas com prótese total convencional e prótese total fixa sobre implante.
Heydecke et al. (2003) relataram a influência na qualidade de vida de portadores de próteses totais convencionais e retidas por implantes. Sessenta pacientes foram selecionados, trinta foram tratados com overdenture retida por dois implantes
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(ORI) e trinta com prótese total convencional. Os pacientes receberam um questionário (Oral Health Impact Profile – OHIP-20) previamente à entrega das próteses e após dois e seis meses de uso. O questionário de saúde geral (SF-36) foi realizado ae início e após seis meses do tratamento. O grupo ORI apresentou score (OHIP-20) consideravelmente melhor após seis meses. Os resultados avaliando limitações funcionais, dor, limitações físicas e psicológicas foram melhores para o grupo ORI. Os autores concluíram que o uso de overdentures retidas por dois implantes promoveu melhora na qualidade de vida dos pacientes.
Awad et al. (2003) compararam a satisfação dos pacientes idosos sobre a saúde bucal, relacionando qualidade de vida com overdentures retidas por dois implantes e próteses convencionais mandibulares. Sessenta pacientes desdentados totais com idades entre 65 e 75 anos foram avaliados, separados aleatoriamente em dois grupos (n=30) tratados com próteses convencionais superiores e uma prótese convencional ou overdenture retida por dois implantes com retentores tipo bola para mandíbula. Foi avaliada a satisfação em geral, bem como outras características das próteses totais (conforto, estabilidade, capacidade mastigatória, fonética, estética e capacidade de limpeza), antes do tratamento e dois meses após a entrega das próteses. No desfecho inicial do estudo, as classificações de satisfação geral em dois meses após o tratamento foram significativamente melhores no grupo tratado com overdentures mandibulares com dois implantes. O grupo tratado com implante mostrou classificações significativamente maiores em conforto, estabilidade e capacidade mastigatória.
Trisi et al. (2003) avaliaram histologicamente o efeito de duas superfícies de implante na porcentagem do contato osso-implante obtida com implantes posicionados em enxertos de seio maxilar. Além dos convencionais, implantes experimentais em liga de titânio foram confeccionados por encomenda. Cada mini-implante foi longitudinalmente dividido em dois diferentes tratamentos de superfície, ou seja, fresados de um lado e com micro rugosidades (MTX) do outro lado. Os pacientes foram divididos nos grupos: A (seis pacientes) - colocação de mini-implantes experimentais após 11 meses do enxerto sinusal;
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e B (três pacientes) – mini-implantes na crista óssea alveolar após 6 meses da colocação do enxerto. Após 6 meses de colocação, todos os implantes aparentavam estar clinicamente osseointegrados. Histologicamente, a aposição média de osso foi significativamente maior nos implantes MTX (72,31% ± 17,76%), quando comparados com os de superfície usinada (38,01% ± 19,32%), isso independente da qualidade do osso. No que diz respeito ao tempo de cicatrização enxerto e colocação do implante, não houve diferença estatisticamente significante de aposição óssea.
Frost (2003) realizou extensa revisão de literatura a respeito do comportamento ósseo a estímulos mecânicos. Foram descritas 32 situações associadas à resposta óssea, incluindo anormalidades na osteogênese imperfeita, a distinção entre situações pós-natal e pré-natal, distinção entre ossos relacionados a carregamento voluntário e ossos com funções chefe, e a distinção entre fraturas traumáticas e não traumáticas. O estudo ainda fornece informações a respeito das competências mecânicas, definições sobre qualidade óssea, osteopenias e osteoporose.
Sartori et al. (2004) num estudo in vitro compararam o assentamento de próteses implantossuportadas confeccionadas em liga de ouro e titânio comercialmente puro após eletroerosão. Cinco próteses parciais fixas de três elementos foram fabricadas para cada grupo. Os desajustes foram avaliados utilizando microscópio óptico antes e após a eletroerosão. Antes da eletroerosão o desajuste no grupo fabricado em liga de ouro foi significantemente menor comparado ao grupo em titânio comercialmente puro. Embora as próteses em titânio tenham apresentado maiores desajustes do que as próteses em liga de ouro, a adaptação melhorou após o tratamento. A eletroerosão produziu redução significante do desajuste nos dois grupos.
Timmerman et al. (2004) realizaram um ensaio clínico randomizando com acompanhamento de oito anos para avaliar a satisfação dos pacientes em três tipos de overdentures mandibulares. Durante os oito anos de tratamento, apenas 7 pacientes desistiram dos acompanhamentos. Quase todos os participantes estavam satisfeitos com as próteses. A satisfação dos pacientes a respeito da retenção e estabilidade da prótese
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diminuiu significantemente nas próteses retidas pelo sistema tipo bola com dois implantes, enquanto não houve diferença para os pacientes reabilitados com o sistema barra-clipe. Os resultados em longo prazo sugeriram que overdentures mandibulares retidas por dois implantes com o sistema barra-clipe se mostraram o melhor tratamento para mandíbulas edêntulas atróficas.
Taddei et al. (2006) apresentaram um estudo com a finalidade de implementar um procedimento para gerar automaticamente modelos específicos de elementos finitos para análises a partir de tomografias computadorizadas e estimaram a precisão desse método comparando com um fêmur real. O fêmur foi testado in vitro sob cinco diferentes carregamentos. Os resultados foram utilizados para verificar como a adoção de um modelo simplificado com dois materiais homogêneos poderia afetar a precisão dos resultados, quando comparados a um modelo não homogêneo baseado na densidade óssea (NHBDO). Os resultados mostraram que o modelo NHBDO foi mais preciso quanto as tensões calculadas que o modelo simplificado. Foi concluído que é possível a geração automática de modelos por elementos finitos de ossos a partir de tomografias computadorizadas. As propriedades dos materiais influenciaram significantemente na precisão dos resultados.
Trakas et al. (2006) realizaram uma revisão de literatura a respeito dos sistemas de retenção utilizados em overdentures. Foram pesquisados os artigos presentes no MEDLINE, publicados entre 1998 e 2006. Os artigos foram revisados levando em consideração alguns fatores, sendo eles: 1) taxa de sobrevivência do implante; 2) perda óssea marginal; 3) complicações em tecido mole; 4) retenção; 5) distribuição de tensão; 6) espaço requerido; 7) manutenção; 8) satisfação do paciente. Esses fatores são considerados essenciais para o sucesso do tratamento. Foram apresentadas as diferenças dos sistemas de retenção, de modo a esclarecer para o clínico a vantagem e desvantagem de cada um facilitando a escolha do tratamento, visto que cada caso deve ser avaliado de modo individual.
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Zarb e Bolender (2006) publicaram um livro sobre o tratamento de pacientes desdentados totais utilizando próteses convencionais e sobre implantes. Dentre os vários tratamentos apresentados, foi indicado que a estabilidade da prótese é algo que deve ser avaliado pelo profissional, visto que interfere nas funções diárias do paciente e está diretamente relacionado à satisfação do paciente.
Al-Fadda et al. (2007) compararam o desajuste presente em duas técnicas para confecção de infraestrutura metálica para próteses sobre implante. Foi avaliada a precisão das estruturas metálicas confeccionadas pelo método de fundição e escaneadas à laser e fresadas em titânio. Para esse estudo, foram fundidas nove infraestruturas a partir de modelos de pacientes que apresentavam cinco implantes em mandíbula, em seguida os modelos eram escaneados e nove infraestruturas foram fresadas. A precisão das duas técnicas foi avaliada utilizando scanner de contato e programa computacional desenvolvido especificamente para essa função. As infraestruturas fresadas apresentaram distorções significantemente menores ao compará-las com as estruturas fundidas. Os autores sugeriram que estudos in vivo devem ser realizados para avaliar a significância clínica da diferença observada.
Silva et al. (2008) investigaram a influência da solda à laser e eletroerosão no assentamento passivo de infraestruturas para prótese fixa sobre implante. Vinte infraestruturas foram confeccionadas a partir de uma matriz com cinco implantes paralelos posicionados na região entre os forames mentonianos. As infraestruturas foram divididas em quatro grupos: 10 amostras foram testadas antes (G1) e após (G2) aplicação da eletroerosão; outras 10 infraestruturas foram seccionadas em cinco partes, em seguida soldadas à laser e avaliadas antes (G3) e após (G4) eletroerosão. Análise estatística mostrou diferenças significantes entre G1 e G2, G1 e G3, G1 e G4, G2 e G4. No entanto, não apresentou diferença estatística ao comparar G3 e G4. Esses resultados indicam que estruturas metálicas podem apresentar melhor adaptação se forem seccionadas e soldadas à laser, além disso, eletroerosão melhorou a adaptação das infraestruturas.
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Felton (2009) realizou revisão da literatura avaliando edentulismo e diversos fatores relacionados à saúde e satisfação do paciente. Os artigos foram pesquisados na National Library of Medicine’s PubMed Website, os descritores utilizados foram: comorbidade, incidência; saúde, nutrição, câncer, saúde cardiovascular, diabetes, osteoporose, fumo, asma, demência, e artrite reumatoide. Foi observado que embora pacientes completamente desdentados se mostram como fatores de risco para múltiplas alterações sistêmicas, não foi possível determinar se o desenvolvimento dessas desordens está relacionado com o uso de próteses totais.
Assunção et al. (2009) estudaram o comportamento biomecânico de implantes osseointegrados através da análise fotoelástica, extensometria e elementos finitos a fim de avaliar os métodos de engenharia utilizados em odontologia. Apesar das limitações de cada estudo, as três metodologias se mostraram úteis para avaliar o comportamento biomecânico de implantes próximo às condições clínicas, desde que o pesquisador tenha conhecimento suficiente para realizar a metodologia corretamente e interpretar os dados. Thomason et al. (2009) durante a conferência anual da Sociedade Britânica para o Estudo da Prótese Dental (SBEPD), apresentaram uma sinopse da literatura disponível sobre a eficácia de overdentures para tratamento de mandíbula edêntula. Após as discussões dos membros do conselho da SBEPD, foi proposto que próteses mandibulares implanto-retidas por dois implantes deveriam ser a primeira opção de tratamento para pacientes desdentados totais.
Gallucci (2009) realizou uma revisão sistemática da literatura sobre o conhecimento científico atual e evidências clínicas relacionadas às reabilitações bucais utilizando prótese sobre implante em pacientes edêntulos. Foram pesquisados 2.371 artigos publicados entre 1996 e 2008, do total 61 preencheram todos os critérios de inclusão. Foram incluídos apenas estudos que utilizaram implantes com superfície rugosa com total 2.278 de pacientes e 9.701 implantes. Os estudos foram agrupados de acordo com o protocolo de tratamento e estrutura protética e os resultados com carregamento convencional, precoce e imediato. Os maiores níveis de informação clínica foram
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encontrados para o carregamento convencional com overdentures mandibulares e prótese total fixa maxilar. Todos os protocolos de carregamento para arcos desdentados mostraram significante documentação científica.
Carlsson e Omar (2010) realizaram revisão crítica à respeito do futuro das próteses totais na reabilitação oral baseados nas tendências publicadas na literatura odontológica. Os autores concluíram que embora próteses totais convencionais tenham sido por um longo tempo a única opção de tratamento, desde 1980 o uso de implantes osseointegrados modificaram bastante as possibilidades terapêuticas, especialmente para pacientes com dificuldades de adaptação à prótese. O uso de dois, ou até mesmo um implante para reter a overdenture mandibular tem sido mostrado como padrão mínimo de tratamento para mandíbulas edêntulas em países desenvolvidos, no entanto a técnica convencional continua sendo necessária e deve ter a devida atenção pelos pesquisadores, educadores e clínicos.
Abreu et al. (2010) avaliaram pelo método de elementos finitos os efeitos de diferentes ligas metálicas sobre a distribuição de tensões no sistema de retenção barra-clipe. O modelo de estudo representava um rebordo severamente reabsorvido com dois implantes posicionados na região anterior de mandíbula, onde os implantes estavam unidos por uma barra apresentando desajuste vertical. Uma força de deslocamento foi aplicada sobre o desajuste para simular o torque de apertamento do parafuso, sendo realizado em quatro materiais de barras (liga de ouro, cobalto-crómo, prata-paládio e titânio comercialmente puro). Os dados foram obtidos em tensão de von Mises para avaliação. Os modelos concentraram tensões no osso cortical correspondente à parte cervical do implante, e em osso esponjoso, correspondente à parte apical do implante. No entanto, nessas regiões foram observadas algumas alterações nos níveis de estresse sobre os diferentes materiais de barras analisados. Na barra, parafuso e implante, foi observado um aumento considerável na tensão quando o módulo de elasticidade do material da barra foi aumentado. Sendo que, os diferentes materiais da barra não apresentaram uma influência considerável sobre os níveis de tensão no tecido ósseo peri-implantar,
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enquanto os componentes mecânicos do sistema foram mais sensíveis à rigidez do material.
Thomason (2010) realizou uma meta-análise examinando o efeito do tratamento de desdentados totais com próteses implanto-retidas mandibulares. Inicialmente 2262 artigos foram identificados dos bancos de dados científicos, onde 37 foram considerados elegíveis para leitura total. Vinte e sete foram excluídos por não preencherem os critérios de inclusão. No total 10 manuscritos foram adicionados, sendo sete ensaios clínicos randomizados. O total de indivíduos avaliados foi de 750. O estudo concluiu que a satisfação geral foi superior nos pacientes tratados com próteses retidas por implantes aos pacientes tratados com próteses totais convencionais, no entanto a magnitude dessa melhora ainda é incerta.
O Ministério da Saúde (2010) divulgou dados epidemiológicos a respeito das condições de saúde bucal da população brasileira. Foram avaliados dados sobre cárie dentária, condição periodontal, traumatismo dentário, oclusão dentária, fluorose dentária, edentulismo (e necessidade de prótese), condição socioeconômica. Para os dados de edentulismo, os resultados indicaram que na população brasileira entre 65 e 74 anos, 37,5% são usuários de prótese total inferior, além de que mais de 17,9% da população, nessa faixa etária, necessitam de pelo menos uma prótese total.
Hannam (2011) realizou revisão de literatura sobre a análise computacional da biomecânica em estudos craniomandibulares e as implicações clínicas. Um problema apresentado para validação dos dados computacionais se deve ao fato de que os modelos não correspondem exatamente ao real. Análise de corpos rígidos, elementos finitos e a combinação foram discutidos. Estudos recentes sobre face, músculos mastigatórios, língua, esqueleto craniomandibular, articulação têmporo-mandibular, dentição e implantes dentários foram revisados. As observações indicaram que a significância de estudos não lineares e não isotrópicos se mostrou superior. O autor destacou que questões a respeito da metodologia, qualidade dos modelos e objetivo do trabalho devem
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ser avaliados pelo leitor, visto que o emprego de maior tecnologia não garante maior qualidade do estudo.
Chang et al. (2011) avaliaram a micromovimentação de implantes com diferentes tipos de rosca durante carga imediata. Para essa análise foi utilizado o método por elementos finitos. Quatro desenhos de rosca foram modelados e analisados. Para simular a carga imediata, o modelo foi considerado sem osseointegração entre osso alveolar e implante, em seguida carga de 300 N foi aplicada axialmente no modelo. Apesar das diferenças numéricas, todas as micromovimentações foram observadas próximas à interface com osso cortical e medular. Esse resultado indica que os diferentes desenhos de rosca do implante podem afetar as micromovimentações durante carga imediata, sendo a rosca de formato quadrado a que apresentou os melhores resultados para estabilidade primária nessa situação.
Ueda et al. (2011) apresentaram os resultados das observações clínicas em longo prazo de pacientes desdentados totais tratados com overdentures. O tratamento era planejado para reter as próteses totais utilizando dois implantes com sistema tipo bola ou barra-clipe. Três implantes foram colocados em pacientes com condições especiais. Ao todo, 147 pacientes com 314 implantes foram avaliados por 10 a 24 anos. Dos pacientes, 101 ainda estavam disponíveis; 46 não foram avaliados, 26 haviam falecido ou estavam internados. Treze implantes falharam durante os acompanhamentos, resultando em taxa de sobrevivência de 85,9% após 24 anos. As razões para remoção dos implantes eram peri-implantite (dois implantes) e mobilidade (onze implantes). A média de falha na osseointregação marginal foi 0,54 ± 0,7 mm por implante após média de observação de 16,5 ± 3,9 anos. O estudo apresentou satisfatória taxa de sobrevivência dos implantes. Não foi observado algum padrão para falha dos implantes em longo prazo. No entanto, a falha do implante sem sinal de infecção foi mais frequente que a falha com sinais de peri-implantite.
Spazzin et al. (2011a) avaliaram a distribuição de tensões no sistema de retenção barra-clipe em diferentes níveis de desajuste vertical. Para as análises foi
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utilizado o método por elementos finitos. O modelo tridimensional foi criado, incluindo dois implantes e a estrutura metálica posicionada na região anterior de mandíbula. Todos os materiais foram considerados linearmente elásticos, homogêneos e isotrópicos. A simulação mecânica foi realizada pelo software NeiNastran 9.0 em desajustes de 5, 25, 50, 100, 200 e 300 µm. Os modelos apresentaram concentração de tensão no osso cortical, correspondente à região cervical do implante, e em osso medular correspondente à região apical. No entanto, nessas regiões poucas mudanças foram observadas nos desajustes avaliados, ao contrário do que ocorreu nas barras metálicas, parafusos protéticos e plataforma do implante, que apresentaram tensões proporcionais ao desajuste. Os autores concluíram que os diferentes níveis de desajuste vertical não influenciaram consideravelmente as tensões no osso peri-implantar, sendo os componentes protéticos mais afetados pelo desajuste.
Spazzin et al. (2011b) tiveram como objetivo avaliar a influência do desajuste horizontal e materiais utilizados na distribuição de tensões no sistema de retenção barra-clipe. O modelo tridimensional foi criado, incluindo dois implantes e a estrutura metálica posicionada na região anterior de uma mandíbula severamente reabsorvida. O modelo foi então exportado para o software de simulação mecânica, onde o desajuste horizontal foi simulado. Quatro materiais para barra (liga de ouro, prata-paládio, cobalto-cromo e titânio comercialmente puro) foram avaliados. A amplificação do desajuste horizontal resultou em aumento das tensões na região inferior da barra, pescoço do parafuso, terço cervical e médio do implante e osso cortical peri-implantar. O módulo de elasticidade dos materiais da barra apresentou influência direta nos níveis de tensão somente na própria barra. Os níveis de tensão se apresentaram relacionados ao desajuste horizontal, assim como a amplificação dos desajustes causaram aumento nos níveis de tensão em todas as estruturas do sistema de retenção. Por outro lado, o módulo de elasticidade do material da barra não mostrou influência nas tensões em outros componentes.
Karl et al. (2012) avaliaram a qualidade de moldagem por escaneamento óptico intraoral para prótese fixa sobre implantes. Dois implantes em região posterior de
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mandíbula foram moldados pela técnica convencional e óptica (n=10) e, a partir disso, 10 estruturas metálicas foram confeccionadas para os modelos convencionais e 10 estruturas foram fresadas em cerâmica para o grupo escaneado. As tensões geradas com a estrutura em posição foram analisadas e não foram encontradas diferenças significantes entre os grupos. Os autores concluíram que o escaneamento intraoral de implantes se apresentou tão preciso quanto o método convencional de moldagem.
Ha et al. (2012) publicaram relato de caso sobre uma overdenture implanto-retida utilizando barra pré-fabricada (SFI-Bar®) em mandíbula edêntula. Dois implantes foram inseridos na região entre forames e conectados à barra pré-fabricada. A barra tubular teve seu comprimento ajustado para se adaptar entre os implantes, em seguida foi fixada aos implantes com dois adaptadores parafusados. A vantagem desse sistema é a possibilidade de realização sem etapas laboratoriais, reduzindo os erros de fabricação e custo.
Deslis et al. (2012) investigaram o comportamento de barras de retenção pré-fabricadas. Foi avaliado o sistema SFI-Bar® suportado por dois implantes utilizando o método por elementos finitos. Duas situações foram avaliadas: a primeira apresentava distância entre dois implates que variavam entre 10 e 26 mm; a segunda fixou a distância em 26 mm e variou o desajuste horizontal de 0.0 a 0.3 mm. As barras foram carregadas verticalmente com 500 N. Em todas as simulações, as regiões com maior concentração de tensão foram os elementos conectores da barra e a própria barra. Pequeno aumento da tensão foi observado com a redução do tamanho da barra. Não foi observada correlação clara para os grupos que apresentavam desajuste da barra. O grupo com assentamento perfeito mostrou maior tensão no implante e deformação na base do implante, o que já era um resultado esperado devido à excessiva carga aplicada para as simulações. Os autores concluíram que o sistema SFI-Bar® se mostrou adequado para uso clínico.
Heschl (2013) realizou estudo prospectivo de overdentures em mandíbula suportadas por implantes e retidas por barra com acompanhamento clínico de cinco anos. No total, trinta pacientes foram tratados com quatro implantes unidos por barra Dolder.
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As overdentures foram instaladas três meses após a instalação dos implantes e avaliadas anualmente. No total 156 implantes foram instalados, um implante falhou após três meses e outro após quatro anos de acompanhamento. Foram avaliados: crista óssea peri-implantar; índice de placa; sangramento gengival e falhas dos componentes protéticos. Esse método de reabilitação bucal se mostrou com alta taxa de sobrevivência dos implantes, boa estabilidade do tecido peri-implantar e baixa taxa de complicações protéticas.
Bacchi et al. (2013) avaliaram a influência do material da infraestrutura e desajuste vertical sobre a tensão gerada em prótese parcial implantossuportada. A parte posterior de uma mandíbula severamente reabsorvida com prótese parcial fixa sobre dois implantes osseointegrados na região do segundo pré-molar e molar foi modelada computacionalmente e avaliada pelo método de elementos finitos. Foram avaliadas estruturas em zircônia, titânio comercialmente puro e as ligas de ouro, prata-paládio e cobalto-cromo em diferentes níveis de desajuste vertical (10, 50 e 100 µm). Os materiais mais rígidos promoveram maiores tensões; entretanto, as menores tensões ocorreram na coroa cerâmica, parafuso e tecido ósseo peri- implantar. O aumento do desajuste vertical promoveu valores crescentes de tensão em todas as estruturas da prótese e no tecido ósseo peri-implantar. A liga da infraestrutura protética e o nível de desajuste vertical apresentaram influência significante nas tensões de todas as estruturas avaliadas.
Caetano (2014) utilizou a metodologia por elementos finitos para avaliar as tensões presentes no sistema de retenção barra-clipe quando o mesmo apresentava desajuste vertical da barra, associado a diferentes inclinações dos implantes. Foram estudadas cinco diferentes angulações entre os implantes no sentido láterolateral (10, -5, 0, -5, 10 graus) em três níveis de desajuste (50, 100 e 200 µm). Foi observado que o nível de desajuste era diretamente proporcional às tensões geradas por todo o sistema e o implante com angulação para mesial (10 graus) apresentou os maiores valores de tensão para todos os componentes protéticos e osso peri-implantar.
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Nogueira (2014) comparou o efeito de diferentes secções transversais de barra no sistema barra clipe para overdentures com dois implantes na região anterior de mandíbula apresentando desajuste vertical, utilizando o método por elementos finitos. As secções de barra avaliadas foram de formato circular, oval e Hader, onde a Hader apresentou os maiores valores de tensão, seguido pelo grupo oval. O grupo circular apresentou os menores valores de tensão. O módulo de elasticidade do material utilizado para as barras influenciou diretamente nos valores de tensão gerado em todo o sistema, o mesmo ocorreu para os diferentes níveis de desajuste. Foi concluído que a barra Hader apresentou o pior comportamento biomecânico, seguido da oval e circular, sendo importante obter o menor desajuste possível durante a confecção da barra.
Dos Santos et al. (2014) utilizando o método por elementos finitos avaliaram a concentração de tensão causada por diferentes secções transversais de barra e material do clipe utilizados para retenção de overdentures em mandíbula. No total, vinte modelos foram fabricados de acordo com a seção da barra (Hader, oval e circular), material do clipe (ouro e plástico) e presença de desajuste de 100 µm entre o implante e a barra. Com a prótese em posição foi aplicada força de 100 MPa na região de primeiro molar. As barras circulares promoveram menores valores de tensão no clipe de retenção e parafuso protético, os clipes plásticos reduziram tensões em todas as estruturas quando comparadas ao clipe em ouro. Os autores concluíram que o material do clipe e a seção da barra influenciaram na distribuição das tensões no sistema de retenção barra-clipe de overdentures.
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3 PROPOSIÇÃO
O objetivo neste estudo foi avaliar por meio da análise tridimensional por elementos finitos o comportamento biomecânico do sistema de retenção barra-clipe para overdentures com barra de diferentes secções transversais (circular, oval ou Hader), dois níveis de desajuste horizontal (50 e 150 µm) e diferentes inclinações no sentido látero-lateral de um dos implantes (-10, -5, 0, +5, +10 graus).
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4 MATERIAL E MÉTODOS
No presente estudo foi utilizada a metodologia por elementos finitos (MEF) com análise tridimensional (3-D). Essa técnica permite a avaliação das tensões no sistema em estudo, buscando entender o problema por meio de ferramentas matemáticas. Para isso, a MEF divide a geometria estudada em um número finito de elementos estruturais unidos por pontos nodais finitos, chamados nós. Cada nó consiste em uma equação e a solução de todas as equações é obtida pelo software de análise (Assunção et al., 2009).
Portanto, na metodologia foi necessário utilizar um software de modelagem 3-D ou CA3-D (Computer-Aided 3-Design). No caso foi utilizado o SolidWorks 2010 (SolidWorks, Concord, Massachusetts, EUA) para a confecção dos modelos de interesse e um software de CAE (Computer-Aided Engineering) para a realização dos cálculos necessários, sendo utilizado o ANSYS Workbench 14 (Ansys, Canonsburg, Pennsylvania, USA).
Os modelos tridimensionais foram obtidos a partir de uma situação clínica considerada prevalente em reabilitação protética sobre implantes. Uma mandíbula severamente reabsorvida (Classe V pela classificação de Cawood e Howell (1988) para mandíbulas edêntulas) (Figura 1) com indicação para dois implantes na região anterior, dispostos numa distância de 18 mm entre si e uma barra metálica para o sistema de retenção barra-clipe foi modelada utilizando software para modelagem 3-D.
O modelo 3-D da mandíbula foi obtido com base em tomografia computadorizada de feixe cônico de uma mandíbula reabsorvida, tendo no modelo 3-D a discretização entre tecido ósseo cortical e tecido ósseo medular (Figura 2).
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Figura 1. Classificação para região anterior de mandíbula. Classe V: rebordo reabsorvido possuindo altura e espessura inadequada. Fonte: Cawood e Howell, 1988.
Figura 2. Discretização entre osso medular e cortical visto por transparência.
Para o implante foi selecionado um modelo que apresentava conexão tipo hexágono externo com plataforma de 4 mm, com dimensões de 3,83 mm de diâmetro por 11,5 mm de comprimento, sendo modelado seguindo o modelo do implante Mark III TiUnite® (NobelBiocare, Yorba Linda, CA, USA). Em seguida foi modelado o parafuso correspondente ao implante (Figura 3). Ambos os modelos foram confeccionados a partir dos componentes originais que tiveram suas dimensões aferidas com microscópio para medição, com aumento de 120 vezes (UHL VMM-100-BT; Reino Unido) e unidade analisadora (QC 220-HH Quadra-Check 200; Metronics, Bedford, USA) com precisão de 1,0 μm.
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Figura 3. Modelos tridimensionais do implante e parafuso protético.
As barras foram modeladas apresentando três formatos comercialmente disponíveis de secções transversais, sendo: A - circular; B - oval (gota); e C - Hader (formato de fechadura), como mostrado na Figura 4. Todas as barras apresentaram dois diferentes níveis de desajuste horizontal (50 e 150 µm), sendo os valores selecionados com base na literatura para os valores médio (49,2 µm) e máximo (134,8 µm) nesse tipo de desajuste (Al-Fadda et al. 2007).
Figura 4. Diferentes seções transversais da barra: A) circular; B) oval e C) Hader. Durante a confecção dos modelos contendo todos os componentes, a inclinação do implante direito foi programada para cinco posições: -10, -5, 0, +5 e +10 graus, onde os valores negativos foram considerados as inclinações para distal e os valores positivos as inclinações para mesial (Figura 5).
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Figura 5. Modelo completo com diferentes inclinações do implante direito: 10 graus (vermelho); 5 graus (verde) e 0 grau (amarelo).
Com as variáveis consideradas para seção transversal da barra, inclinação do implante direito e desajuste horizontal da barra foram gerados trinta modelos para análises, conforme representado na Figura 6.
Figura 6. Diagrama representando os grupos analisados (total de 30 grupos).
Após serem confeccionadas no software para modelagem 3-D, as geometrias referentes à mandíbula, barra metálica, implante e parafuso foram exportadas no formato IGES (*.igs) e, posteriormente, importadas para o ambiente de CAE. O formato IGES de arquivo permite a importação pelo software preservando a geometria correta do modelo, sem que ocorra a degeneração de superfícies e/ou curvas, as quais influenciam
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diretamente na qualidade do modelo por elementos finitos, podendo resultar em possível degradação da malha e prejudicando a validade dos resultados obtidos.
Com as geometrias importadas no ambiente de CAE, as propriedades mecânicas dos materiais foram adicionadas ao software Ansys Workbench 14 para a realização dos cálculos. Todos os materiais foram considerados elasticamente lineares e homogêneos; no entanto, os materiais metálicos (implante, parafuso e barra) foram considerados isotrópicos, enquanto o tecido ósseo (osso medular e osso cortical) foi considerado anisotrópico. As propriedades dos materiais estão descritas na Tabela 1 para os materiais isotrópicos e na Tabela 2 para os materiais anisotrópicos (Sakaguchi e Borgersen, 1993; Korioth e Johann 1999; Chang et al., 2011).
Tabela 1. Propriedades dos materiais isotrópicos.
Material Módulo de
elasticidade (GPa)
Coeficiente de Poisson
Referência
Ti (implante) 110 0,33 Korioth e Johann
(1999)
Ti (parafuso) 110 0,28 Spazzin et al. (2011)
Ti comercialmente puro (barra)
110 0,28 Spazzin et al. (2011)
Tabela 2. Propriedades dos materiais anisotrópicos (Chang et al., 2001).
Material Módulo de elasticidade* (Mpa) Coeficiente de Poisson Módulo de cisalhamento (Mpa) Osso cortical x = 12.600 xy = 0,3 xy = 4.850 y = 12.600 yz = 3 yz = 5.700 z = 19.400 xz = 0,253 xz = 5.700 Osso medular x = 1.148 xy = 0,055 xy = 68 y = 210 yz = 0,01 yz = 68 z = 1.148 xz = 0,322 xz = 434
