Posição óssea dos implantes com conexão cone morse - estudo fotoelástico experimental
Bone positioning of implants with cone morse connection – photoelastic experimental study
Sérgio Alexandre Gehrke1 Andrea Taborda Peixoto2 Luiz Carlos Zanatta3 Lucas Massaru Nomiyama3 Nilton de Bortoli Júnior4
Resumo
Esse estudo teve como objetivo avaliar a distribuição de forças, através da fotoelastici- dade, em implantes com conexão tipo cone morse em diferentes posições quanto ao nível ósseo, quando submetidos a carga axial. Três modelos fotoelásticos foram confeccionados com os implantes inseridos em diferentes situações: ao nível ósseo (Grupo1), 1 mm abaixo do nível ósseo (Grupo 2) e 1 mm abaixo do nível ósseo com recobrimento da plataforma do implante (Grupo 3). Os modelos foram levados a um polariscópio e foi aplicada uma carga de 30N, no sentido axial e outra com angulação de 45 graus. Os resultados demonstraram que nos Grupos 1 e 2 as forças se dissiparam em uma área menor da amostra, enquanto que no Grupo 3 a distribuição das tensões foi em uma área muito maior. Assim, pode-se concluir que onde o implante foi colocado 1 mm abaixo e recoberto por osso (Grupo 3), as forças geraram um estresse muito menor ao suporte e muito menos concentradas.
Descritores: Implantes dentários, distribuição de cargas, osseointegração, fotoelastici- dade, cone morse.
Abstract
This study has aimed to evaluate the distribution of forces through photoelastic analysis in implants with cone morse connection at different positions regarding bone level, when submitted to axial load. Three photoelastic models were made with the implants inserted in different situations: at the bone level(Group 1), 1mm below the bone level (Group 2), and 1mm below the bone level with coverage over implant platform (Group 3). The models were taken to a polariscope, and a 30N load was applied over them, in the axial direction and in a 45 degree angle. The results showed that in Groups 1 and 2 forces have dissipated in a smaller area of the sample, while in Group 3 was the stress distribution in a much larger area.
Thus, it can be concluded that where the implant was placed at 1mm below and covered by bone (Group 3), forces have generated much less stress to the substrate and were much less concentrated.
Descriptors: Dental implants, implant supported dental prosthesis, osseointegration, photoelasticity, cone morse.
1 Pesquisador do nuclemat da PuCrS, Porto Alegre e Prof. da universidade Católica do uruguai, Montevideo (uru).
2 Cirurgiã-dentista e aluna do curso de especialização em Implantodontia da uNIP/SP.
3 Prof. do curso de especialização em Implantodontia da uNIP/SP.
4 Prof. e coord. do curso de especialização em Implantodontia da uNIP/SP e dos cursos de implantodontia da fuNDECTO - uSP - SP.
Correspondência com o autor: sergio.gehrke@hotmail.com Recebido para publicação: 01/12/2011
Aprovado para publicação: 04/07/2011
Artigo original / Original article
Gehrke SA, Peixoto AT, Zanatta LC, Nomiyama LM, Bortoli Jr N.
Introdução
Os implantes dentais utilizados para a substituição de dentes perdidos apresentam diferentes desenhos e ti- pos de encaixes para os pilares protéticos, sendo a com- preensão do correto funcionamento cada vez mais ne- cessária7,15. Atualmente, os implantes com conexão do tipo cone morse tem recebido maior gama de indicações pelas vantagens apresentadas com relação, principal- mente, à manutenção óssea na porção cervical9 e maior estabilidade dos pilares protéticos10. Pois, para o sucesso do tratamento é necessário: estabilidade biológica (sem perda de tecidos duros e moles, por causa de infecção ou sobrecarga), estabilidade mecânica e possibilidade de higienização16.
De acordo com Gratton et al.11 (2001), micromovi- mentações na interface pilar-implante ocorrem mesmo entre componentes aparentemente estáveis e podem provocar alterações nos tecidos moles peri-implantares como inflamações, hiperplasias e fístulas. Torque ina- dequado, desadaptações e cargas excessivas são alguns dos fatores responsáveis por esses micromovimentos. Os autores avaliaram restaurações unitárias submetidas a diferentes torques (16, 32, 48Ncm) e condições de car- gas cíclicas compressivas (20N e 130N).
Torna-se importante salientar que estudos prévios nos implantes de hexágono externo levaram à classifi- cação nas perdas ósseas próximas às bases de assenta- mento desses implantes, determinando como aceitáveis perda de 1 mm no primeiro ano de função e 0,1 mm por ano subsequente. Adell et al.1 (1981) descreveram que a perda óssea pericervical inicial possa ser uma possível desencadeadora da doença peri-implantar. Autores têm sugerido que o sistema cone morse impede por com- pleto a passagem de bactérias entre o meio interno e o externo, creditando a esse fato uma não reabsorção óssea nas regiões peri-implantares8.
Acreditando que o estresse gerado pelos implantes no osso peri-implantar tem grande participação no pro- cesso de perda óssea, foi feita uma análise de elemen- tos finitos comparando a distribuição de estresse de três diferentes modelos de implantes, onde os autores ob- servaram uma grande concentração de estresse no osso cortical da crista óssea, e associaram esse achado com a reabsorção óssea dessa região18.
Nesse sentido, o sistema cone morse pode levar a uma menor reabsorção óssea que o hexágono interno, pois acredita-se que o formato do seu intermediário pro- tético dissipa, de maneira mais efetiva, as forças geradas na prótese12.
Assim, esse estudo tem por objetivo avaliar em im- plantes tipo cone morse o comportamento com relação a dissipação das cargas, através do método de fotoelas- ticidade, inseridos em 3 diferentes condições: ao nível ósseo, 1 mm abaixo do nível ósseo e 1 mm abaixo do nível ósseo com recobrimento da plataforma do implan- te, submetidos à carga axial.
Material e métodos
Implantes e componentes
Para esse estudo foram utilizados 3 implantes de cone morse de 4 x 13 mm e todos os demais compo- nentes da marca Implacil De Bortoli (Implacil De Bortoli Produtos Odontológicos) (figuras 1A e 1B).
Figura 1 - Imagem do implante cone morse (A) e pilar (B) Implacil De Bortoli utilizados nesse estudo.
Confecção dos modelos
Primeiramente, um enceramento simulando um re- bordo alveolar de espessura e altura ideal para o ade- quado posicionamento de um implante foi elaborado e, posteriormente, moldado com alginato para a obtenção de três modelos em gesso pedra, os quais foram poli- dos com lixas d’água de granulação decrescente (2000 a 600 mesh) e receberam três camadas de esmalte incolor para unha, objetivando a obtenção de uma superfície lisa e brilhante. Então, foi feita uma perfuração de 15 mm de profundidade no centro da região de rebordo alveolar com broca de formato helicoidal de 4,3 mm de diâmetro. Cada conjunto, implante e transferente foram fixados cuidadosamente ao modelo com gesso especial na profundidade correspondente a cada grupo, sendo então feita uma nova impressão com silicone para a ela- boração dos modelos em resina (figura 2).
Figura 2 - Impressão dos modelos para colocação dos implantes e resina.
A B
A resina foi vertida no interior do molde, que foi para o interior da bomba a vácuo por 30 minutos para a
eliminação de bolhas de ar remanescentes, aguardando- -se, então, 48 horas em ambiente fresco e arejado para a total polimerização.
Os grupos foram determinados pela posição dos im- plantes em relação ao nível ósseo (figura 3):
Grupo 1 (G1): plataforma do implante ao nível ósseo;
Grupo 2 (G2): plataforma do implante 1 mm abaixo do nível ósseo;
Grupo 3 (G3): plataforma do implante 1 mm abai- xo do nível ósseo com a resina recobrindo a plataforma oclusal do implante.
Figura 3 - Imagem esquemática dos implantes posicionados dentro da resina em diferentes posições, determinando os grupos G1, G2 e G3, respectivamente.
Aplicação de carga sobre os modelos fotoelásti- cos e coleta dos dados
Os pilares protéticos foram posicionados sobre os im- plantes e torqueados com uma força de 30N, conforme recomendação do fabricante, sendo levados ao polariscó- pio circular, onde foi aplicada carga sobre os pilares. Essa foi de 30N no sentido axial (longo eixo do implante). Os conjuntos permaneceram mergulhados no óleo mineral 100% puro para melhorar a observação das franjas iso- cromáticas, dentro de um recipiente de vidro (figura 4).
Figura 4 - Imagem da aplicação da carga sobre a amostra mergulhada no óleo mineral.
Figura 5 - Padrão fotoelástico indicando número de ordem de franjas isocro- máticas inteiras. Fonte: Torres20, 2005.
Para a medição do total da área onde houve a dis- sipação das forças foi utilizado o programa de análise Image Tool para Microsoft Windows™ (figura 6).
Figura 6 - Imagem do programa utilizado para medir as áreas onde as forças foram dissipadas em cada amostra.
Resultados
Na análise das amostras com relação à área de dis- sipação das cargas, verificou-se que houve significativa diferença entre os grupos (Gráfico 1).
Teoricamente, quanto maior a área de distribuição das tensões geradas pela aplicação das cargas melhor a resposta do tecido de suporte, no caso o osso. Assim, po- refração da luz. Pela birrefringência da resina, a luz in- cidida sobre ela pode sofrer refração gerando uma luz com espectros de cor constituindo as ordens de franjas coloridas (figura 5). Ainda, o aumento do número de franjas observados no material fotoelástico indica maior tensão induzida e a proximidade das franjas umas da outras indica maior concentração de tensão.
Com a aplicação de carga, a resina sofre defor- mações pelas tensões geradas que são proporcionais à
Artigo original / Original article
mais 0,1 mm de reabsorção para cada ano subsequen- te1. Identificar as causas dessa reabsorção passou a ser um dos maiores desafios das pesquisas em Implantodon- tia. Diversas são as suposições, destacando-se a coloni- zação bacteriana da superfície dos implantes e do gap entre o intermediário e o implante3,8, o desenho e a falta de estabilidade mecânica do intermediário protético4,18. Dessa maneira, a literatura é muito divergente quanto às causas dessa reabsorção. Observou-se que em cães que receberam implantes e intermediários protéticos sem próteses, ou seja, sem carga, a reabsorção óssea tam- bém estava presente2. Esses achados, portanto, limitam em muito a teoria da participação mecânica no processo de reabsorção óssea, pelo menos como causa absoluta.
Spiekermann19 (2000) descreveu que fatores como lo- calização, direção do eixo e profundidade de ancoragem óssea dos implantes osseointegráveis interferem no com- portamento biomecânico do binômio implante/prótese, bem como a seleção do desenho, comprimento e diâme- tro do implante. Também relata que existe uma variação individual do leito ósseo peri-implantar de suportar carga, por isso, mesmo com um criterioso planejamento poderá apresentar reações decorrentes de sobrecarga. Norton17 (1997) afirma que o prognóstico a longo prazo está inti- mamente ligado com a forma com que as forças oclusais são transmitidas às estruturas e, consequentemente, com a distribuição de estresse para a interface implante/osso.
Assim, a magnitude de forças ao redor dos implantes de- pende do desenho, comprimento, inclinação e diâmetro do implante, fatores protéticos como tamanho da mesa oclusal e inclinação de cúspide, bem como das proprie- dades estruturais e mecânicas da interface. Nesse estudo foi possível observar que a distribuição de tensões gera- das sobre implantes com conexão do tipo cone morse é transmitida ao osso, sendo diferente quando a posição do implante sofre alguma variação.
As regiões que apresentam defeitos em tecidos du- ros e moles necessitam de desenhos especializados de implantes, assim, as indústrias vêm fabricando diferentes desenhos e configurações de implantes para que o profis- sional tenha uma grande liberdade de escolha do devido implante para cada situação clínica6. um exemplo disso é a região da pré-maxila, que exige um resultado estético mais adequado possível, sendo que implantes de cone morse apresentam a indicação de ser instalado 1 ou 2 mm abaixo da crista óssea, criando uma quantidade maior de tecido em torno do pilar protético. A localização da união pilar/
implante pode ser muito importante quando o objetivo é construir restaurações estéticas. A colocação da junção na posição mais apical pode criar um perfil de emergência ide- al para a construção da prótese5. Welander et al.22 (2009)19 e Weng et al.23 (2008) em experimentos com animais re- portaram uma evolução mais favorável para implantes em posição subcristal com formação de osso próximo ou mes- mo acima da união pilar/implante. Welander et al.22 (2009) observou osseointegração coronalmente à união quando Gráfico 1 - Gráfico demonstrando a comparação da área em mm2 onde a
carga axial foi dissipada em cada grupo.
Figura 7 (A-C) - A) Amostra com implante instalado ao nível ósseo. B) Amostra com implante instalado 1 mm abaixo do nível ósseo. C) Amostra com implante instalado 1 mm abaixo do nível ósseo e com recobrimento ósseo, submetido à carga axial.
demos verificar que quanto mais o implante apresentou- -se coberto por osso, melhor a dissipação dessas cargas.
No Grupo 1, o padrão de distribuição das tensões da carga axial foi ao longo de todo o corpo do implante uniformemente, com concentração maior nas primeiras roscas e ápice do implante (figura 7A). No Grupo 2, ob- serva-se uma tensão um pouco menor do que o anterior, pois apresenta a franja mais dissipada (figura 7B). No Grupo 3, por sua vez, um padrão de franjas diferente, com dissipação mais ampla e uma grande distância entre elas, conclusivo de menor tensão gerada, dentre as três amostras nesta situação de carga axial (figura 7C).
Comparando as porções cervicais das amostras, verificou-se que houve uma diferente dissipação das tensões, sendo que no G3, pela maior distância e área das franjas apresentadas, houve menor concentração de forças localizadas nessa área mais crítica.
A B C
Discussão
um dos grandes desafios encontrados ainda na Im- plantodontia é, sem dúvida, o entendimento de como se processa a reabsorção óssea ao redor dos implantes após sua colocação ou durante o uso. foi relatada na li- teratura uma reabsorção óssea de aproximadamente 1,2
mm de altura durante o primeiro ano de função, com Gehrke SA, Peixoto AT, Zanatta LC, Nomiyama LM, Bortoli Jr N.
os implantes foram instalados com 2 mm subcristal. Os implantes testados tinham uma modificação da superfície estendendo-se para a margem de implante que incluía a parte de ombro e uma interface cônica entre o pilar e o im- plante. Achados semelhantes foram relatados por Weng et al.23 (2008), demonstrando que implantes em posição sub- cristal apresentam crescimento ósseo sobre o ombro do implante em quase todos os cortes histológicos. Implantes utilizados nesse estudo apresentavam um pilar de diâmetro reduzido em relação ao implante, de conexão cone morse, e um tratamento de superfície microestruturada que incluía o colar cervical estendendo-se sobre o ombro do implan- te. Entretanto, o comportamento desse tipo de situação, relacionado ao posicionamento dos implantes, está pouco discutido na literatura.
A conexão do tipo cone morse provê melhor distribui- ção de forças ao longo do implante quando comparado com o hexágono externo, sejam essas forças laterais ou não14. Costa et al.6 (2007) demonstrou, em seu estudo fotoelástico, que o implante cone morse apresenta for- mação de zonas de tensões na região de terço apical do implante e um aumento da intensidade dessas tensões quando estas se dissipam no sentido ápico cervical, con- centrando-se com maior intensidade na porção cervical.
O presente estudo demonstrou que o padrão de distri- buição da carga e/ou tensão é significativamente alterado dependendo da posição intraóssea do implante, o que pode determinar, clinicamente, uma maior ou menor re- absorção peri-implantar. Na amostra com implante colo- cado 1 mm abaixo e com recobrimento ósseo, as tensões foram dissipadas em uma área bastante grande, deter- minando uma menor concentração das tensões em uma única ou pequena área, gerando, consequentemente, um menor estresse, que seria uma condição mais favorável.
No estudo, o carregamento com carga axial simulou a oclusão antagonista, sendo realizado na tentativa de aproximar ao máximo o modelo experimental de uma situação considerada clinicamente satisfatória quanto ao ajuste oclusal das coroas sobre implantes, o que reforça a importância da obtenção de uma oclusão bem ajusta- da e equilibrada para que haja adequada distribuição de forças aos implantes e osso de suporte, garantido maior longevidade e previsibilidade de sucesso13,21.
Conclusão
Com base nos resultados deste estudo, pode-se con- cluir que o padrão de distribuição da carga no Grupo 3, onde o implante foi colocado 1 mm abaixo e recoberto por osso, quando submetido a carga axial, dissipa as for- ças em uma área muito maior que nas outras duas situa- ções proposta (Grupos 1 e 2), gerando um estresse muito menor ao tecido de suporte e muito menos concentrado.
Novos estudos são necessários para determinar a situação óssea mais adequada para os implantes, na tentativa de minimizar o estresse ósseo que poderia levar a uma reab- sorção ao nível de plataforma do implante.
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