UNIVERSIDADE POSITIVO MESTRADO PROFISSIONAL EM ODONTOLOGIA CLÍNICA

UNIVERSIDADE POSITIVO

MESTRADO PROFISSIONAL EM ODONTOLOGIA CLÍNICA

AVALIAÇÃO FOTOELÁSTICA DO IMPLANTE TRANSMAXILAR

COM MÚLTIPLOS MUNHÕES PROTÉTICOS

ALEXANDRA BALLUTA

CURITIBA 2017

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UNIVERSIDADE POSITIVO

MESTRADO PROFISSIONAL EM ODONTOLOGIA CLÍNICA

AVALIAÇÃO FOTOELÁSTICA DO IMPLANTE TRANSMAXILAR

COM MÚLTIPLOS MUNHÕES PROTÉTICOS

ALEXANDRA BALLUTA

Dissestação apresentada à Universidade Positivo como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Odontologia Clínica, pelo programa de Mestrado Profissional em Odontologia Clínica.

Orientador: Prof. Dr. João César Zielak

CURITIBA 2017

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DEDICATÓRIA

Dedico essa dissertação a todos os pacientes que um dia vão poder usufruir dessa tecnologia, e que nos permitem cada vez mais pesquisas para evoluir cada vez mais em reabilitações.

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AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus primeiramente, pela vida, por me guiar em meu caminho e minhas escolhas, e por estar sempre presente.

Agradeço a minha família por estar sempre presente em minha vida, por ser meu alicerce, em especial meu irmão Eduardo, por me acompanha fins de semana na faculdade pra fazer os testes.

Agradeço as colegas e professoras: Moira Pedroso Leão, por ter sido a primeira pessoa a me incentivar a fazer o mestrado, por ser minha orientadora de estágio docente, por me ensinar e por ser um exemplo de profissional, pesquisadora e batalhadora pela nossa profissão; a professora Tatiana Miranda Deliberador, por ter sido a primeira a me dar a oportunidade de estar no papel de professora, por ser um exemplo de dedicação, uma excelente professora, profissional impecável e exemplo a ser seguido.

Ao meu orientador, professor, colega, amigo professor João Zielak, me incentivou e ajudou muito, batalhou por mim, excelente professor, com ele aprendi muito, dedicado, inteligente, comprometido, excelente profissional, dedicado, e que sempre tem idéias espetaculares, exemplo de dedicação e profissional.

Ao Dr Gino Kopp, por me permitir estudar e testar essa nova tecnologia, que ele sempre tenha a luz pra continuar criando e melhorando as tecnologias na área odontológica.

Ao aluno da graduação Daniel Dissenha Claudino, futuro colega muito obrigada pela ajuda, sem você não teria conseguido.

“Talvez não tenha conseguido fazer o melhor, mas lutei para que o melhor fosse feito. Não sou o que deveria ser, mas Graças a Deus, não sou o que era antes”.

  8   Balluta A. Avaliação fotoelástica do implante transmaxilar com múltiplos munhões protéticos. Curitiba: Universidade Positivo; 2017.

RESUMO

A reabilitação dentária em uma maxila atrófica é um grande desafio para a odontologia. No intuito de facilitar a reabilitação da maxila atrófica um implante chamado de transmaxilar foi desenvolvido. O objetivo do trabalho atual foi avaliar por fotoelasticidade a distribuição de tensões ao redor do implante transmaxilar submetido a cargas axiais e oblíquas. Foram confeccionados 14 corpos de prova com conjuntos implantes transmaxilares e respectivos componentes protéticos em resina fotoelástica rígida. Três tipos de situações protéticas foram testadas: barra metálica pura (1), barra metálica adicionada de resina acrílica e dentes (fixa metaloplástica) (2), e barra metálica pura com projeções no sentido oclusal (3) para impedir o deslizamento à carga oblíqua. Os tipos protéticos 1 e 2 foram submetidos a cargas axiais e o tipo 3 a cargas oblíquas (20°), todos a 100, 200, 400 e 500 N. Todos os tipos protéticos foram carregados centralmente e em cantiléver. O carregamento compressivo (10 mm/min.) foi aplicado em uma máquina universal de ensaios, acoplada a um polariscópio com uma câmera fotográfica. Os testes foram repetidos 5 vezes no mesmo ponto, totalizando 140 testes por tipo protético, 420 no total, e 1680 imagens coletadas. Em cada imagem, a cor magenta das franjas foi selecionada e medida (pixels2_{), de acordo com protocolo validado} previamente. Dentro das mesmas situações de carga (axial ou oblíqua) e tipos protéticos os dados foram submetidos ao teste de Shapiro Wilk, seguidos do teste LSD de Fisher ou Kruskal-Wallis (p<0,05). Na maior parte das situações observaram-se diferenças significantes de aumento na área de distribuição de tensões somente entre as cargas de 100 e 400 N, sendo que na carga axial centralizada e tipo protético 2 a diferença ficou entre as cargas 100 e 500 N. A situação de carga oblíqua centralizada não demonstrou diferença significante de distribuição de tensão entre nenhuma das cargas. Assim, pode-se concluir que a distribuição de tensões ao redor do implante transmaxilar favoreceu seu comportamento biomecânico, uma vez que, mesmo com uma relação direta entre carga e área de distribuição em algumas situações, prevaleceu a estabilidade da área de distribuição de tensões com o aumento da carga na maior parte das situações.

Palavras-chave: Implante Dentário. Força compressiva. Processamento de Imagem Assistida por Computador           vii  

Balluta A. Photoelastic evaluation of the transmaxillary implant with multiple prosthetic abutments. Curitiba: Universidade Positivo; 2017.

ABSTRACT

Dental rehabilitation in an atrophic maxilla is a major challenge for dentistry. In order to facilitate the rehabilitation of the atrophic maxilla, an implant called transmaxillary was developed. The objective of the current study was to evaluate the stress distribution around the transmaxillary implant submitted to axial and oblique loads by photoelasticity. Fourteen specimens with transmaxillary implant assemblies and respective prosthetic components were made of rigid photoelastic resin. Three types of prosthetic situations were tested: pure metal bar (1), metal bar with acrylic resin and teeth (fixed metalloplastic) (2), and pure metal bar with occlusal projections (3) to prevent sliding at the oblique load . Prosthetic types 1 and 2 were submitted to axial loads and type 3 to oblique loads (20 °), all at 100, 200, 400 and 500 N. All prosthetic types were loaded centrally and in cantilever. Compressive loading (10 mm / min) was applied in a universal testing machine, coupled to a polariscope with a photographic camera. The tests were repeated 5 times at the same point, totaling 140 tests per prosthetic type, 420 in total, and 1680 images were collected. In each image, the magenta color of the fringes was selected and measured (pixels2_{), according to a} previously validated protocol. In the same load situations (axial or oblique) and prosthetic types the data were submitted to the Shapiro Wilk test, followed by Fisher's or Kruskal-Wallis's LSD test (p <0.05). In the majority of situations, significant differences were observed in the area of stress distribution only between 100 and 400 N loads, with the central axial load and the prosthetic type 2 being between 100 and 500 N. The centralized oblique loading situation showed no significant difference in stress distribution among any of the loads. Thus, it can be concluded that the stress distribution around the transmaxillary implant favored its biomechanical behavior, since, even with a direct relation between load and area of distribution in some situations, the tension distribution area remained stable with increasing load in most situations.

Key words: Dental Implant. Compression force. Computer Assisted Image Processing  

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

01

2. REVISÃO DE LITERATURA

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2.1. Reabsorção do Osso Alveolar e Implantes Osseointegrados

04

2.2. Análise Fotoelástica

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3. PROPOSIÇÃO

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4. MATERIAL E MÉTODOS

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5. RESULTADOS

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6. DISCUSSÃO

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7. CONCLUSÕES

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REFERÊNCIAS

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1.  INTRODUÇÃO

Com o aumento da expectativa de vida, percebe-se uma crescente busca dos indivíduos por qualidade de vida melhor. Assim, para envelhecer melhor, as pessoas procuram a reabilitação bucal como solução para conforto e melhoria à alimentação, além de um sorriso bonito: estética e função aliadas (Faverani et al., 2011).

Após a definição do conceito de osseointegração por Brånemark ao final da década de 60, o tratamento de pacientes utilizando implantes osseointegráveis tornou-se prática cada vez mais comum. Entretanto, para ancoragem de implantes e futura reconstrução protética, é necessário volume ósseo adequado, que nem sempre é encontrado durante o planejamento (Tripplett e Schow, 2000). Edentulismo, doença periodontal, trauma, destruições patológicas, malformações e exodontias traumáticas são alguns dos fatores que podem dificultar a reabilitação do sistema estomatognático com implantes (Misch, 1997).

Há pouco tempo, pacientes edêntulos totais com atrofia severa do osso maxilar possuíam apenas a alternativa de reconstrução por meio de enxertos ósseos autógenos utilizando áreas doadoras extra-orais, procedimento este altamente invasivo (Duarte et al., 2004). Com o objetivo de reabilitar maxilas atróficas, Brånemark e colaboradores, em 1998, desenvolveram um conceito de implantes que estendiam a ancoragem ao osso zigomático, tornando possível a reabilitação de pacientes que tiveram traumas ou tumores, o que acabou por gerar uma perda considerável de osso maxilar (Duarte, 2007; Araújo et

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Por outro lado, os implantes zigomáticos podem demonstrar algumas complicações que com o tempo podem levar à perda da reabilitação, tais como: falha na osseointegração, mucosite, sinusite maxilar e dor persistente, bem como parestesia (Chessa, 2009; Fernandez et al., 2014). Além disso, uma vez que a posição do implante zigomático está limitada pela anatomia do zigoma, a posição da cabeça do implante pode produzir uma prótese com limites volumosos, o que pode dificultar a higienização e ocasionar problemas na fonética (Nakai et al., 2003; Brånemark et al., 2004).

Assim, seguindo o mesmo propósito de reabilitar pacientes com maxilas atróficas, fica evidente a necessidade de desenvolvimento de um sistema de implante que permita a reabilitação nestes casos, na tentativa de minimizar os problemas gerados pelo implante zigomático, ou seja, mantendo-se dentro dos limites da maxila. Do estudo da anatomia, e dos conceitos já existentes para os implantes longos, sugeriu-se um desenho de implante que permitisse sua instalação transversalmente na maxila, desde a região de pilar canino passando por dentro do seio maxilar, que pode estar devidamente enxertado, até região de tuberosidade da maxila. Este conceito foi denominado de implante transmaxilar.

Logo, testes biomecânicos precisam ser realizados a fim de se avaliar o comportamento do desenho em diferentes situações. Deve-se lembrar de que, em boca, as forças mastigatórias são dissipadas através do implante e transferidas ao osso, já que não há o ligamento periodontal, sendo que a dissipação/distribuição das cargas é transmitida diretamente ao osso adjacente (Ueda et al., 2004). A maneira como o implante se comporta no osso vai depender da sua altura, diâmetro, formato, superfície, geometria, e também da prótese, instalada sobre o mesmo (Cruz et al., 2006).

Testes fotoelásticos podem ser realizados na avaliação biomecânica dos implantes dentários, pois tem como finalidade analisar as forças dissipadas, usando uma análise de tensões baseada na propriedade de birrefringência mecânica, polarização da luz e de esforço mecânico (Sadoswsky e Caputo, 2000).  

Baseando-se nos aspectos acima mencionados, fica clara a importância do desenvolvimento de estudos que avaliem por fotoelasticidade a biomecânica do implante transmaxilar submetido a cargas axiais e oblíquas.

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2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Reabsorção do Osso Alveolar e Implantes Osseointegrados

A partir do século XVIII, foram realizadas várias tentativas de substituição de dentes perdidos, através da utilização de implantes constituídos por diferentes materiais. Ouro, porcelana e platina foram os primeiros a serem utilizados. Diversos outros foram testados posteriormente, dentre eles podem-se citar o alumínio, o latão, o cobre, a prata, o aço, o magnésio e o níquel. No entanto, com o passar do tempo, esses materiais sofriam corrosão, levando a novas pesquisas; cromo-cobalto também foi testado e verificou-se que ocorriam fraturas inter-espirais após forças laterais serem aplicadas sobre esses implantes. Foram feitas lâminas de cromo, níquel e vanádio, que não apresentaram biocompatibilidade (Faverani et al., 2011).

Outra variação de implantes testados foi em relação ao formato. Relatos indicam que a reposição de vários dentes por meio de implantes surgiu com Hartmann, em 1891. O autor propôs a ideia de uma prótese dentária fixada por parafusos sobre implantes no formato de raiz. Esse método foi pouco utilizado devido ao grande número de fracassos, induzindo desta maneira a tentativa de mudança no formato de implantes por Strock em 1939. Foi então utilizada uma liga de cromo-cobalto-molibdênio para a criação de implantes dentários, provido de roscas que se assemelhavam a um parafuso de madeira (Spiekermann et al. 1995).

científicas, comprovaram que implantes de titânio apresentavam propriedades físicas e biológicas compatíveis, levando à osseointegração. A partir daí, foi desenvolvido o sistema Brånemark de implantes, composto por seis componentes, comprovadamente osseointegrados e funcionais por um longo período de tempo (Brånemark et al., 1977).

Desde então, o uso do titânio e de suas ligas tem sido aplicado para a confecção de implantes odontológicos e ortopédicos devido à sua biocompatibilidade e à excelente osteocondução, sem a interposição de tecido inflamatório crônico ou conjuntivo (Brånemark et al., 1977).

Dentre os principais fatores para o sucesso de um implante, pode-se destacar a biocompatibilidade, a estabilidade primária e a osseointegração, sendo que esta última é responsável pela possibilidade do uso de carga mecânica, assim como pelo sucesso em longo prazo do implante (Lan et al., 2006)

A efetividade da reabilitação com implantes é confirmado por meio da obtenção de contato direto da superfície do implante e do tecido ósseo neoformado em nível de microscopia ótica. Este fenômeno, demominado osseointegração, ocorre após uma inflamação inicial durante a instalação do implante, seguida por alterações no micro-ambiente peri-implantar que conduzem à neoformação óssea na superfície do implante. Clinicamente a ossseointegração é caracterizada pela ausência de mobilidade do implante e ausência de sintomatologia durante a função mastigatória (Brånemark et al., 1985). A definição mais aceita atualmente define “osseointegração” como um processo pelo qual a fixação rígida e assintomática de um material aloplástico no osso é obtida e mantida durante a função (Hobkirk et al., 1996).

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A instalação de implantes osseointegráveis requer um volume ósseo suficiente que permita a fixação e estabilidade destes no osso alveolar. Em muitos casos, a reabsorção alveolar após exodontias, traumas ou patologias, resultam em um rebordo alveolar com inadequade altura e/ou espessura óssea (Misch, 1996).

A reabsorção do rebordo alveolar desdentado é uma alteração constante após perdas dentárias ou exodontias. Os elementos dentários funcionam como estimulo mecânico para a manutenção do rebordo alveolar. Quando essa função é perdida o osso alveolar apresenta uma tendência para reabsorver gradativamente (Tallgren, 1972; Ashman e Bruins, 1985).

Em alguns pacientes essa reabsorção óssea contínua leva à atrofia óssea intensa dos maxilares, e posterior incapacidade de utilizarem próteses totais, considerando-se que a magnitude e o tipo de perda óssea podem sofrer grande variação individual (Tallgren, 1972).

A reabilitação de maxilas atróficas é um grande desafio para o cirurgião-dentista. A literatura mostra inúmeros casos em que a quantidade óssea era insuficiente para que implantes osseointegrados fossem instalados, e que esses tivessem dimensões mínimas para que funcionassem como pilares protéticos, capazes de ancorar uma prótese em longo prazo (Breine e Brånemark,1980).

Poderão ser indicados procedimentos cirúrgicos para melhoria do leito receptor, quanto a sua altura e espessura, por meio de enxertos ósseos (Carvalho et al., 2006). Uma variedade de técnicas e de materiais é utilizada para reconstruir rebordos atróficos, sendo o implante dentário instalado após o procedimento de reconstrução (Schliephake et al.,1997).

Ainda, elevação do seio maxilar pode estar indicada para a criação de melhores condições para a instalação de implantes em regiões posteriores da maxila que apresentam insuficiente volume ósseo (Rodriguez et al., 2003; Casar-Espinosa et al., 2017; Nissan et

al., 2017). Embora não constitua um procedimento de enxertia propriamente dito, casos de

reabsorção alveolar posterior superior e pneumatização do seio maxilar podem necessitar levantamento da membrana do seio maxilar e inserção de um material de enxertia para aumento do volume ósseo, contribuindo para a instalação do implante em um leito ósseo favorável (Triplett et al., 1996).

A cicatrização e incorporação do enxerto ósseo são decorrentes de uma complexa interação molecular e celular entre o tecido enxertado e o leito receptor. O fator mais crítico durante este processo é o reconhecimento do material de enxerto. Entretanto, outros fatores são de extrema importância para o sucesso do procedimento: o adequado contato entre o enxerto ósseo e o leito receptor, a fixação do enxerto e a vascularização do local (Misch, 2000; Soehard et al., 2009).

Além disso, o processo de integração do enxerto ósseo necessita de um período de cicatrização que depende do material utilizado e varia entre 3 a 9 meses, podendo levar até 12 meses, para que seja possível a instalação do implante dentário em uma área de tecido ósseo vital (Misch, 1997; Acocella et al., 2010; Nissan et al., 2017).

Muitos pacientes que procuram tratamento com implantes osseointegrados se encontram em uma situação de severa reabsorção óssea do rebordo alveolar maxilar, no entanto não desejam submeter-se a cirurgias reconstrutivas, pois estas cirurgias na maioria das vezes apresentam uma morbidade elevada e requerem internação hospitalar, além de

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aumentarem o tempo de tratamento, custos e riscos cirúrgicos (Chessa, 2009).

August et al. (2000) estabeleceram como fatores que contribuem para a falha do enxerto ósseo: excessivo tempo cirúrgico, deiscência de sutura e instalação de drenos. A complicação mais comumente observada durante a proservação do enxerto ósseo em maxila atrófica é a deiscência do retalho, com subsequente perda parcial ou total do mesmo (Tolman, 1995; Sawazaki, 2007). Uma das possíveis explicações para a ocorrência deste fenômeno deve-se ao grande aumento vertical que geralmente se propõe a realizar, dificultando o fechamento do retalho sem tensões sobre este enxerto. Mesmo com a realização de divulsão a fim de aliviar as tensões do retalho, algumas áreas podem sofrer maior retração dos bordos suturados (Sato, 2007).

Com o intuito de permitir ao cirurgião dentista a reabilitação de pacientes sem necessidade de enxerto, em 1990, Brånemark et al., idealizaram e desenvolveram o implante zigomático, e sua indicação estava diretamente relacionada com maxilas atróficas, defeitos na maxila causados por tumores, traumas e alterações genéticas (Bothur et al., 2003; Araújo et al., 2016). Algumas complicações surgiram com essa técnica, a mais frequente foi a sinusite e alguns casos de parestesia.

Os implantes zigomáticos são suportados uma pequena parte pelo osso alveolar residual da maxila e em quase sua totalidade pelo osso zigomático. Por possuir essa característica, esses implantes necessitam de uma ancoragem por meio de uma barra rígida (Sevetz, 2006). A esplintagem de dois ou quatro implantes convencionais situados na região anterior através desta barra rígida confere uma distribuição de forças oclusais igualitariamente ao longo de toda a curvatura da prótese (Block et al., 2009). A maioria das

forças oclusais posterior é absorvida pelo zigoma, enquanto que os implantes convencionais absorvem a carga oclusal anterior, o que acarreta uma redução eficaz dos efeitos adversos produzidos pela carga mastigatória e os efeitos do cantiléver ao longo do braço de alavanca do implante zigomático. A partir dai, ocorre uma diminuição das forças excessivas lateral e rotacional, as quais podem contribuir para o aumento na probabilidade de ocorrer falha dos implantes (Zwahlen et al., 2006)

A perda precoce de implantes zigomáticos foi associada com o surgimento de patologias sinusais e questões biomecânicas (Becktor et al., 2005). Adicionalmente, foram observadas complicações com os tecidos orais, como infecção e inchaço, geralmente associados à perda de osseointegração apical do implante (Hirsch et al., 2004).

2.2 Análise Fotoelástica

A fotoelasticidade foi descoberta em 1816, por Sir David Brewster, após esforços mecânicos, substâncias transparentes de caráter isotrópico poderiam se tornar anisotrópicas, fenômeno chamado de refração dupla ou birrefringência (Dolan et al., 1966). Com isso, a fotoelasticidade é definida como uma técnica onde são analisadas as tensões baseadas na birrefringência mecânica, inerentes a diversos polímeros transparentes. Através de materiais constituídos de resina flexível transparente, quando submetidos a uma carga de forças, é possível verificar a distribuição de tensões em seu interior usando da técnica Fotoelástica. Os materiais usados nesta técnica são chamados de Resinas Fotoelásticas (Dally e Riiley, 1991).

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das tensões em um corpo onde forças são aplicadas e simultâneas visualização dos pontos mais solicitados, permite uma análise quantitativa, a determinação da direção dessas tensões, e a simulação de variadas condições de carregamento.

Na Odontologia, Zak, em 1935, foi o primeiro estudioso a aplicar esse método ao analisar as tensões induzidas nos dentes sob movimentos ortodônticos distintos. Após esse estudo passaram a serem muito aplicadas na Odontologia, em diversas áreas, análises fotoelásticas (Martins, 2013).

Alguns conceitos são necessários para entendimento do método de fotoelasticidade, dentre eles os princípios da propagação da luz baseado na teoria de Maxwell; refração dos materiais transparentes e birrefringência mecânica; polarização da luz; retardo sofrido pelas ondas luminosas e tensões residuais (Martins, 2013).

A luz e uma radiação eletromagnética que se propaga no espaço com uma velocidade de aproximadamente 3 x 108 m/s, e seu comprimento de onda e freqüência variam em função do tipo de radiação. A velocidade de propagação depende do meio, assim, ao passar do ar para um meio cristalino, a luz sofre uma diminuição na sua velocidade, o comprimento de onda diminui a mesma proporção, e sua freqüência não muda. Ao voltar ao ar, a velocidade assume o valor inicial, mas ao sair do meio cristalino há um retardo da onda emergente em relação à incidente (Dally e Riley, 1991).

Quando um raio de luz atravessa uma superfície que separa dois meios, ocorre a refração, mudando a sua direção de propagação. Os materiais birrefringentes, por conta da sua anisotropia ótica, possuem dois diferentes índices de refração (Burger, 1993).

das moléculas. Quando todos os vetores de luz são orientados na mesma direção e organizados, a luz então é polarizada.

As ondas luminosas são decompostas em dois componentes perpendiculares entre si, ao atravessar um polarizador plano. Um componente de onda é absorvido, e o outro que é paralela ao eixo de polarização é transmitido.

Para realizar as análises fotoelásticas, é utilizado um dispositivo chamado de polariscopio, que é composto de uma fonte de luz e lentes polarizadoras de luz (Martins, 2013).

Maxwell, em sua teoria eletromagnética, diz que uma fonte de luz emite oscilações eletromagnéticas transversais, e q essas se propagam no espaço com direção irregulares, mas a medida que vai ocorrendo essa propagação, essa energia luminosa se organiza e passa a ter uma direção, formando então a luz polarizada.

Uma fonte ao emitir uma luz branca, vai se propagar de maneira transversal por toda a sua direção de propagação. Quando essa luz incide em um polarizador, ela transmite somente os componentes de onda paralelas ao eixo de polarização do filtro, que então vão incidir no modelo fotoelástico tensionado, são então transmitidas ao analisador (Martins, 2013).

Para que ocorra a formação de imagens, e elas sejam obtidas, haverá uma aplicação de carga gradual, e se formará imagens proporcionais a intensidade de força aplicada. Elas começam nas regiões mais solicitadas, e a medida que a força aumenta, as franjas vão se deslocando para as regiões menos solicitadas, e ao mesmo tempo novas franjas vão sendo formadas (Martins, 2013).

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A partir daí, através da luz branca e do polariscopio, poderá ser observado imagens coloridas, no caso as franjas, e essas se alteram a medida que se alteram as tensões. Há uma seqüência de cores, cinza, branco, amarelo, laranja, vermelho, violeta e azul (Martins, 2013).

Para leitura de tensão gerada pelos implantes em blocos de resina fotoelástica, pode ser usado uma metodologia previamente estabelecida (Zielak et a.l, 2013; Zielak, et al., 2015).

É necessário amplo conhecimento das tensões geradas por cargas aplicadas a implantes, permitindo o desenvolvimento de novas geometrias com a otimização da resposta tecidual.

3. PROPOSIÇÃO

Avaliar por fotoelasticidade a distribuição de tensões ao redor do implante transmaxilar submetido a cargas axiais e oblíquas.

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4. MATERIAL E MÉTODOS

Para a realização deste estudo foram confeccionados 14 corpos de prova (40 × 50 mm), com implantes transmaxilares (4,3 × 30 mm) e seus respectivos 3 componentes protéticos (munhões de 10 mm de altura), perpendiculares ao corpo do implante, sendo os conjuntos embebidos em resina fotoelástica rígida (G IV, Polipox, São Paulo, SP, Brasil) (Figura 1A).

Figura 1 – Corpo de prova. A) Bloco (40 × 50 mm) em resina fotoelástica rígida com implante transmaxilar (4,3 × 30 mm) e munhões protéticos (10 mm) instalados. B) Tipo protético (barra metálica) instalado e submetido à carga axial em cantiléver. seta = ponta acoplada à célula de carga na máquina universal de ensaio (EMIC).

Para o teste de compressão foi usada uma máquina universal de ensaios (EMIC DL-10000, São José, Paraná, Brasil) e um carregamento compressivo crescente (10 mm/min.). Um polariscópio (Optovac, Osasco,SP, Brasil) adaptado com fonte LED e câmera digital (Canon 3Ti; Canon, Melville, Nova Iorque, EUA) com lente macro (105 mm, Sigma, Ronkonkoma, NY, EUA) foi acoplado à máquina universal de ensaios (Figura

2). Uma imagem fotográfica individual às cargas de 100, 200, 400 e 500 N foi obtida (Figura 1B). As imagens foram usadas para avaliar a biomecânica de cargas axiais e oblíquas. Todos os testes foram realizados por um único operador e repetidos 5 vezes em cada ponto.

Figura 2 – Polariscópio e câmera digital acoplados à máquina universal de ensaios.

Três tipos de situações protéticas foram confeccionadas (níquel-cromo) para os testes: barra metálica pura (1) (Figura 3A), barra metálica adicionada de resina acrílica e dentes (fixa metaloplástica) (2) (Figura 3B), e barra metálica pura com projeções no sentido oclusal (3) para impedir o deslizamento à carga oblíqua (Figura 3C). Os tipos protéticos 1 e 2 foram submetidos às cargas axialmente, e o tipo 3 às cargas oblíquas (20 °). Os tipos protéticos foram instalados sobre os corpos de prova seguindo sempre a mesma seqüência

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de fixação: duas voltas no parafuso do munhão central, duas voltas no munhão mais distal, e duas voltas no munhão mais mesial; após essas duas voltas iniciais o parafuso foi apertado até o travamento, seguindo a mesma sequência; um torque final de 30 N foi dado com torquímetro aferido (Kopp, Curitiba, Brasil).

Figura 3 – Corpos de prova e tipos protéticos. A) Tipo protético 1, barra metálica pura. B) Tipo protético 2, barra metálica adicionada de resina acrílica e dentes (fixa metaloplástica). C) Tipo protético 3, barra metálica pura com projeções no sentido oclusal para impedir o deslizamento à carga oblíqua.

Com o tipo protético instalado, o corpo de prova foi posicionado em suporte e a EMIC foi acionada, primeiramente em um ponto central dos tipos protéticos, entre dois munhões, e, na sequência, em um ponto de cantiléver (Figura 4). As fotografias foram obtidas quando as cargas atingiam 100, 200, 400 e 500 N com câmera digital (3Ti, Canon, Melville, Nova Iorque, EUA) acoplada de lente macro (105 mm, Sigma, Ronkonkoma, NY, EUA). Cada teste foi repetido 5 vezes em cada ponto. Os testes foram realizados nos 14 blocos, usando primeiramente o tipo protético 1, depois o 2, e finalmente o 3, com cargas oblíquas de 20 °.

Figura 4 – Imagens sequenciais das cargas axiais aplicadas em cantiléver sobre o tipo protético 1 instalado (barra metálica puta), e, abaixo, das áreas de cor magenta selecionadas para medição. A) Carga de 100 N. B) Carga de 200 N. C) Carga de 400 N. D) Carga de 500 N. E) Área de magenta

  18   selecionada a partir da carga de 100 N. F) Área de magenta selecionada a partir da carga de 200 N. G) Área de magenta selecionada a partir da carga de 400 N. H) Área de magenta selecionada a partir da carga de 500 N.

Os grupos de imagens foram arquivados de acordo com os tipos protéticos e a posição-sentido da carga:

Grupo 1: AX meio = carga axial centralizada no tipo protético 1; Grupo 2: AX cant = carga axial em catiléver no tipo protético 1; Grupo 3: AX P meio = carga axial centralizada no tipo protético 2; Grupo 4: AX P cant = carga axial em cantiléver no tipo protético 2; Grupo 5: O meio = carga oblíqua centralizada no tipo protético 3; Grupo 6: O cant = carga oblíqua em cantiléver no tipo protético 3.

Destas imagens, as áreas de transição das primeiras duas franjas (cor magenta = transição vermelho/azul) foram então selecionadas com uso do programa Photoshop (Adobe Photoshop 7.0 image analysis software; Adobe, San Jose, California, USA) e mensuradas pelo programa Image J (Wayne Rasband, National Institute of Mental Health, Maryland, EUA), de acordo com metodologia previamente estabelecida (Zielak et al., 2013; Zielak et al., 2015).

Todas as leituras das franjas foram realizadas por um único operador, e os resultados foram submetidos ao teste de normalidade de Shapiro-Wilk, sendo os dados paramétricos submetidos ao teste LSD de Fisher, e os não-paramétricos ao teste de Kruskal-Wallis, dentro do mesmo grupo de tipo protético e situação de posição e sentido da carga.

5. RESULTADOS

Foram realizados 420 testes, sendo 280 com aplicação de forças axiais e 140 de forças oblíquas. No total, foram 1680 tomadas fotográficas. Os resultados gerais podem ser observados na Tabela 1.

Quando a carga foi aplicada em sentido axial e centralizada no tipo protético 1 (AX meio), foram observadas diferenças estatisticamente significantes com respeito ao aumento na área de distribuição de tensões entre a carga de 100 N e as cargas de 400 N e 500 N, enquanto que sob carga axial centralizada e tipo protético 2 (AX P meio) a diferença ocorreu somente entre as cargas 100 N e 500 N. Sob cargas em cantiléver em direção axial no tipo protético 1 (AX cant) e em direção oblíqua (O cant) diferenças significantes foram encontradas entre as cargas de 100 N e 400 N. Cargas axiais em cantiléver no tipo protético 2 (AX P cant) resultaram em diferenças significantes entre as cargas de 100 N e 200 N e as cargas de 400 N e 500N. A situação de carga oblíqua centralizada (O meio) não demonstrou diferença significante de distribuição de tensão entre nenhuma das cargas.

  20   Tabela 1 – Médias e desvios-padrão das medidas das áreas de transição (pixels2_{) nas situações de} teste.

Cargas (N)

Grupos / posição-sentido da carga (área em pixels2 _{× 10}4₎ 1 AX meio 2 AX cant 3 AX P meio 4 AX P cant 5 O meio 6 O cant 100 9,4±3,6a _9,8±4,6a _9,7±5,1a _9,1±4,1a _8,7±5,8a _4,9±4,2a 200 10,7±3,9ab _13,7±3,8ab _10,5±12,8ab _10,3±5,0a _9,8±5,7a _8,6±4,9ab 400 15,7±4,2b _15,7±3,1b _19,3±7,6ab _14,7±6,0b _9,2±11,3a _9,3±5,0b 500 18,9±4,6b _13,9±2,9ab _18,8±3,2b _14,6±5,2b _8,7±10,0a _8,5±8,2ab

AX meio = carga axial centralizada no tipo protético 1; AX cant = carga axial em catiléver no tipo protético 1;

AX P meio = carga axial centralizada no tipo protético 2; AX P cant = carga axial em cantiléver no tipo protético 2; O meio = carga oblíqua centralizada no tipo protético 3; O cant = carga oblíqua em cantiléver no tipo protético 3; Letras minúsculas diferentes, na mesma coluna, diferem significativamente entre si (p<0.05).

6. DISCUSSÃO

Com o avanço das pesquisas e testes, é possivel realizar testes em laboratórios simulando uma situação em boca, permitindo a previsão de alguns resultados. Com a introdução dos implantes dentários, permitiu-se cada vez mais a inovação nas reabilitações bucais. Na ocorrência das maxilas atróficas, por exemplo, condição em que o paciente possui osso insuficiente necessitando de cirurgias de enxerto ósseo, como o levantamento de seio maxilar, desenvolveu-se a opção dos implantes zigomáticos, que juntamente com a solução para alguns casos, trouxe alguns problemas e limitações. A ideia original do implante transmaxilar é justamente a reabilitação de maxilas atróficas mas com menor risco e morbidade do que os implantes zigomáticos. A necessidade de reabilitar maxilas atróficas levou ao desenvolvimento do implante transmaxilar.

Assim, partindo do fato de que o implante transmaxilar não invade extensivamente o terço médio da face, reduz-se praticamente a zero um risco de afundamento da órbita. Outra vantagem é o local de ancoragem principal do transmaxilar, desde proeminência canina até a tuberosidade da maxila, novamente, sem a necessidade de fixação no osso zigomático, o que pode levar, em alguns casos, a quadros de sinusite, parestesia, entre outros.

Nesse estudo foi utilizada a técnica de avaliação fotoelástica, que permitiu a visualização e análise do campo global das tensões no interior dos blocos de resina fotoelástica, nos quais foram inseridos os implantes transmaxilares, permitiu a visualização

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das tensões com auxílio de um polariscópio.

Em relação à avaliação da simulação por fotoelasticidade, há limitações na técnica experimental em relação à reprodutibilidade das características físicas dos tecidos peri-implantares, pois o modelo fotoelástico possui propriedades homogêneas e isotrópicas, enquanto o osso possui variações no módulo de elasticidade conforme a região. Desta forma, os resultados não representam os valores reais. Mesmo assim, pode-se obter por meio da fotoelasticidade informações importantes sobre o comportamento das tensões geradas pelos implantes in vivo (Freitas Júnior et al., 2007; Begg e Geerts, 2009; Abduo et

al., 2010). Por esta razão, a fim de minimizar as variações e limitações do teste, há a

necessidade de repetição de cada situação. No presente trabalho, cada situação foi repetida 5 vezes seguidas, no mesmo bloco e no mesmo ponto.

Quanto às medições de cada situação, a cor magenta pode ser considerada um marcador para a representação quantitativa da distribuição de tensão. Uma vez que as áreas de transição de tensão (cor magenta) representam uma região de alívio do estresse entre duas franjas (Ueda et al., 2004), pode-se supor que um valor mais elevado de áreas de transição indica uma maior dissipação da carga, o que equivale a uma menor concentração de tensão (Zielak et al., 2015).

Pode-se perceber que mesmo ao elevar-se a área de influência das tensões ao redor do implante com o aumento das cargas, a área de transição (magenta) permaneceu praticamente a mesma. Ao observar os resultados da Tabela 1, pode-se perceber que às forças axiais, o comportamento biomecânico do implante transmaxilar apresenta um padrão normal, ou seja, avaliando-se os grupos 1, 2, 3, 4 e 6, tem-se um aumento das áreas de

magenta (ou da área de influência de tensões) de acordo com o aumento das cargas – a exceção deste comportamento foi o grupo 5, no qual a área de influência das tensões não variou mesmo com um aumento de 5 vezes da carga. Como as cargas nas regiões mais anteriores tendem a ser sempre anguladas, pela própria função dos dentes (apreensão e rasgamento), tornou-se importante avaliar os resultados dos grupos 5 e 6.

Nestes grupos de teste angulado, pode-se observar que quando a carga angulada foi aplicada em uma região central, entre os munhões protéticos, por exemplo como no grupo 5, não houve diferenças das áreas de influência de tensão quando as diferentes cargas foram aplicadas. Ou seja, em regiões intermediárias, entre munhões, pode não fazer diferença uma carga oblíqua ou axial no uso do implante transmaxilar.

Quanto aos grupos de carga em cantilever (grupos 2, 4 e 6), o comportamento biomecânico não se demonstrou muito diferente dos outros grupos, uma vez que houve uma aumento da área de influência de tensões no grupo 4 a partir de 400 N, mas no teste angulado (grupo 6), apesar de aparente tendência de aumento das áreas de tensão em 400 N, em 500 N não se observou esta diferença – esta característica também parece corroborar com a aplicação clínica dos implantes transmaxilares, uma vez que os 3 munhões protéticos podem ser aplicados a situações que necessitem de cantilever. O fato do implante transmaxilar ser longo e com munhões protéticos equidistantes entre si deve favorecer a dissipação das tensões ao seu redor.

Às cargas oblíquas centralizadas, houve estabilidade na distribuição de tensões com o aumento da carga, o que pode ser considerado uma vantagem, já que estas são situações muito comuns transpondo-se isto para uma situação clínica de mastigação

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posterior.

Chrcanovic et al. (2016) reportam que quanto menor o número de implantes a distribuição do estresse pode ficar mais concentrada, porque diminui-se a área de superfície de contato com o osso. Neste caso, o implante transmaxilar é longo o bastante para estabelecer uma grande área de contato com o osso.

O passo seguinte será a realização dos mesmos testes, com os mesmos tipos protéticos, mas com 3 implantes convencionais que somados seus comprimentos e diâmetros forneçam uma área similar (ex.: 3 implantes 4,3 x 10 mm + munhão de 10 mm de altura), usando-se dos mesmos tipos protéticos.

7. CONCLUSÕES

O implante transmaxilar demonstrou distribuição das tensões ao seu redor de forma difusa e regular, uma vez que o grande diferencial deste implante é sua posição horizontal.

Às cargas axiais, a distribuição das tensões demonstrou um aumento da área de distribuição de tensão com o aumento das cargas. Por outro lado, sob cargas anguladas a dispersão das tensões não demonstrou o mesmo subsequente aumento.

Assim, pode-se concluir que a distribuição de tensões ao redor do implante transmaxilar favoreceu seu comportamento biomecânico, uma vez que ocorreu um aumento da área de distribuição com o aumento da carga na maior parte das situações.

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