Faculdade de Odontologia
COMPORTAMENTO DAS TENSÕES EM IMPLANTES CURTOS
(6MM), EM PRÓTESES ISOLADAS E UNIDAS, ATRAVÉS DO
MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS
MARIA CLÁUDIA CARDOSO DE BRITO
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COMPORTAMENTO DAS TENSÕES EM IMPLANTES CURTOS
(6MM), EM PRÓTESES ISOLADAS E UNIDAS, ATRAVÉS DO
MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS
Dissertação apresentada ao Programa de Mestrado em Odontologia da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Odontologia, área de concentração Clínicas Odontológicas - Ênfase em Prótese Dentária.
Orientador: Prof. Dr. Marcos Dias Lanza
FICHA CATALOGRÁFICA
Elaborada pela Biblioteca da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Brito, Maria Cláudia Cardoso de
B862a Comportamento das tensões em implantes curtos (6mm) em próteses isoladas e unidas, através do Método dos Elementos Finitos / Maria Cláudia Cardoso de Brito.Belo Horizonte, 2009.
84f. : il.
Orientador: Marcos Dias Lanza
Dissertação (Mestrado) – Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação emOdontologia.
1.Implantes dentários. 2. Métodos de elementos finito. 3. Biomecânica. 4. Análise do estresse dentário. I.Lanza, Marcos Dias. II. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Programa de Pós-Graduação em Odontologia.III. Título.
A Deus, por guiar meus passos todos os dias e pelas chances de aprender, a cada dia, muitas coisas novas.
Aos meus pais, Sônia e Nerone, exemplos de fé, coragem, perseverança e dedicação, por apoiarem mais este sonho e por nunca permitirem que eu parasse de estudar.
Ao meu marido, Luiz Alberto, por fazer dos meus sonhos e dos meus objetivos os seus. Pela paciência e dedicação sem limites, por todo o amor e companheirismo, que me auxiliaram em mais esta conquista!
Aos meus irmãos, Ana Paula e Júnior; aos meus cunhados, Elen e Rodolfo; aos meus sobrinhos, Rodolfinho, Rafael e Ana Luiza, pela torcida, apoio e orgulho em todos os momentos. Em especial ao meu irmão Júnior que, mesmo de longe, se fez presente em todos momentos e, sempre disposto, colaborou muito na realização deste trabalho.
Ao Beto e à Cida, ao Lipe e ao Nando, pela confiança depositada em meu trabalho, desde o início.
Aos meus amigos, por entenderem minhas ausências e por compartilharem comigo mais esta vitória.
AGRADECIMENTOS
“Mestre: homem que ensina; aquele que é versado em alguma ciência ou arte; homem superior e de muito saber, e que serve de ensino ou lição.” Meu muito obrigada àqueles que, ao me ensinarem as lições do ofício, semearam em mim a vontade de tocar minha própria música e escolher as notas que me cabem, com a coragem e a perícia para acreditar que sou capaz. Ao professor e orientador Marcos Dias Lanza, por toda a paciência e gentileza, por entender todos os meus anseios e minha busca pelo melhor. Agradeço por todos ensinamentos, que enriqueceram minha profissão. Aos professores Wellington Jansen e Paulo Seraidarian, pelo carinho, pelo suporte diário e por me incentivarem, cada dia mais, a fazer o melhor. Ao professor Antônio Henrique Rodrigues, por todas as oportunidades, por todo o carinho e pelo incentivo constante. Aos colegas do Mestrado: Hellen, Lucinha, Luis, Marcel, Adalberto e Rodrigo, por estarem sempre disponíveis a ajudar, pela convivência alegre e amigável. Compartilhamos os mesmos sonhos e hoje somos vitoriosos. Às secretárias da Pós-graduação Angélica e Silvania e a todos os funcionários da Faculdade de Odontologia da PUC-MG, por toda a disponibilidade em ajudar. E a todos que não foram citados aqui, mas que, de uma forma ou outra,
“Dai-me, Senhor, a perseverança das ondas do mar, que fazem de cada recuo, um ponto de partida para um novo avanço.”
Gabriela Mistral
"Quando se anda somente por caminhos já traçados, somente se chega aonde outros já foram."
RESUMO
A reposição de dentes por meio de implantes em mandíbulas parcialmente edêntulas tem-se tornado, atualmente, uma alternativa para as terapias tradicionais, como as próteses parciais removíveis e fixas dento-suportadas. Apesar das altas taxas de sucesso dos implantes bucais, restrições têm sido defendidas à sua colocação, no que diz respeito à quantidade de osso disponível em altura e espessura. Altura óssea reduzida frequentemente apresenta um desafio para a substituição de dentes por implantes em pacientes parcialmente desdentados posteriores. A altura óssea limitada restringe o uso de implantes, e, para estas situações, implantes curtos deveriam ser selecionados. Entretanto, publicações recentes de avaliações clínicas utilizando implantes curtos têm sido negativas. Contudo o uso de implantes curtos tem apresentado taxas de sobrevivência mais altas do que procedimentos cirúrgicos alternativos que aumentam a altura óssea disponível, para permitir a inserção de implantes mais longos. Este estudo comparou o efeito do comprimento dos implantes na tensão gerada sobre osso cortical e medular, através da colocação de 3 implantes de 6mm de comprimento, do tipo Cone Morse (Straumann®), unidos e isolados, em segmento reto de mandíbula
posterior. A simulação do comportamento mecânico foi realizada através do Método dos Elementos Finitos (MEF), cuja aplicação na área da Biomecânica, nas últimas três décadas, vem sendo cada vez mais utilizada em trabalhos relacionados à análise de tensões e deformações de regiões do corpo humano. Foi utilizado o programa Ansys Revisão 5.7® como ferramenta computacional para a modelagem
ser considerada como a primeira escolha, evitando-se procedimentos cirúrgicos de alta complexidade e morbidade.
ABSTRACT
Tooth replacement for implants in partially edentulous jaws has currently become an alternative to traditional therapies, such as removable partial dentures and fixed teeth supported prosthesis. Despite the high success rates of oral implants, its use has been restricted to patients whose bone height and thickness is not a limiting issue. Reduced bone height frequently is a challenge in the substitution of tooth for implants, particularly in partially posterior edentulous patients. Limited bone height constrains the use of implants and, for these cases, short implants may be used. However, recent publications on clinical results using short implants have been negative. Nevertheless, clinical use of short implants has had higher survival rates than its alternative surgical procedure that increases the vertical ridge and allows the placement of long implants. The objective of this study is to analyze and compare the effect of the implant length in the tension generated on cortical and cancellous bone through the rank of 3 implants of 6mm of length, type Morse Taper (Straumann®), splinted and isolated, in straight posterior jaw. The analysis consists in modeling the mechanical behavior of the three implants under a 100N uniform vertical load applied to the occlusal surface of the prosthetic set. The model is a direct application of the Finite Element Method (FEM), which has been successfully used for biomechanical analysis of tensions and deformations in the human body in past decades. The implant model and its results were produced using the Ansys 5.7® computational tool. The analysis of the results show that splinted-implant supported fixed prosthesis has higher Von Mises tension in the bar region in proximal areas whereas isolated crowns have higher tension in the central implant along the interface between the cortical bone and the implant. The numerical results are favorable and indicate the viability of the use of that isolated short implants for posterior tooth replacement in partially edentulous jaws. This treatment option may be used as the first choice, thus avoiding high complexity surgical procedures.
LISTA DE FIGURAS E TABELAS
FIGURA 1 - Linhas - Modelo 1 ...38
FIGURA 2 - Linhas - Modelo 2 ...39
FIGURA 3 - Volumes - Modelo 1 ...40
FIGURA 4 - Volumes - Modelo 2 ...40
FIGURA 5 - Volumes - Superfície da infraestrutura metálica ...41
FIGURA 6 - Volume dos três implantes (vista mesio-distal) ...42
FIGURA 7 - Volumes do implante (em perspectiva) ...43
FIGURA 8 - Volumes (três implantes unidos) ...43
FIGURA 9 - Volumes (três implantes isolados) ...44
FIGURA 10 - Volumes - Prótese fixa contendo três implantes isolados e cortical óssea ...45
FIGURA 11 - Malha de elementos finitos do modelo 1 ...46
FIGURA 12 - Malha de elementos finitos do modelo 1 ...46
FIGURA 13 - Acoplamento nodal na direção horizontal do modelo 2 ...47
FIGURA 14 - Malha de elementos finitos do modelo 1 com zoom ...47
FIGURA 15 - SOLID92 (tetraédrico) ...48
FIGURA 16 - SHELL93 ...48
FIGURA 17 - Carregamento nodal equivalente a 100N para os modelos 1 e 2 ...51
TABELA 1 - Dados quantitativos dos modelos 1 e 2 ...49
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
µm – Micrometro
3D – Tridimensional (planos XYZ) DMX – Deslocamento máximo EF – Elementos finitos
ITI – Sistema de Implantes Dentais (Straumann® AG, Waldenburg, CH, Switzerland)
MEF – Método dos Elementos Finitos
Mm – Milímetro
MN – Valor mínimo
MPa – Mega Pascal
MX – Valor máximo
N – Newton
Ni-Cr – Liga de metal Níquel-Cromo PFIS – Prótese fixa implanto-suportada PPF – Prótese parcial fixa
PRGF – Plasma rico em fatores de crescimento SEQV – Tensões equivalentes de Von Mises SMN – Tensão mínima
SMX – Tensão máxima
1 INTRODUÇÃO
Segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, 26 milhões de brasileiros não têm mais nenhum dente natural na boca. A ausência de dentes diminui a capacidade de mastigação e compromete a estética e a autoestima das pessoas. Estatísticas do IBGE demonstram que a popularização dos implantes dentários vem mantendo um crescimento anual de 20% ao longo dos últimos anos.
A terapia com implantes, baseada nos princípios da osseointegração para substituição de dentes naturais, tem sido amplamente aceita e bem documentada.
A colocação de implantes dentais pode ser limitada devido a várias situações físicas, incluindo condições anatômicas deterioradas, como rebordo residual com altura reduzida.
Alguns fatores podem afetar a perda óssea progressiva antes e depois da perda do dente, incluindo-se entre eles: periodontite progressiva, envelhecimento, gênero, predisposição genética, condições sistêmicas comprometidas, tratamento periodontal prévio, como terapia óssea ressectiva, assim como fatores relacionados à perda dentária, incluindo a perda da estimulação do ligamento periodontal, diminuição do suprimento sanguíneo, duração e hábitos relacionados ao uso de próteses anteriores.
As evidências relacionadas à previsibilidade do aumento cirúrgico vertical do rebordo são inadequadas (GRIFFIN & CHEUNG, 2004).
Reabsorções ósseas severas de maxila e mandíbula são comuns. A altura reduzida do osso alveolar pode limitar anatomicamente a colocação de implantes longos, especialmente em regiões posteriores. A atrofia do rebordo resultante da perda de dentes reduz significativamente a altura do tecido ósseo disponível, gerando um desafio para a inserção dos implantes. Altura óssea inadequada pode ser considerada um fator de risco para o sucesso dos implantes dentais (NEVES et
al, 2006).
Em um estudo radiográfico de 431 pacientes parcialmente desdentados, Misch et al (2006) revelaram que a disponibilidade óssea na região posterior foi de, no mínimo, 6mm em altura, em 35% dos casos na maxila e 50% na mandíbula.
suportadas por implantes, tem sido amplamente aceito como uma alternativa a próteses parciais removíveis convencionais. A terapia com implantes demonstrou melhorar a qualidade de vida em termos de conforto, função, fonética, estética e imagem (SIMSEK et al, 2006).
Implantes bucais devem preencher certos critérios resultantes de demandas especiais da função, os quais incluem biocompatibilidade, adequada mecânica de resistência, ótima integração aos tecidos mole e duro e transmissão ao osso de forças funcionais dentro dos limites fisiológicos (ALBREKTSSON et al, 1981; BRUNSKI, 1988; WISKOTT & BELSER, 1999).
Surpreendentemente, considerável ênfase tem sido dada ao desenho do implante, embora fatores biomecânicos e mecânicos parecem ser predominantes na sobrevivência dos implantes (ÇEHRELI et al, 2004).
Implantes curtos devem ser considerados como uma alternativa para cirurgias avançadas de aumento ósseo, uma vez que estas envolvem alta morbidade, requerem períodos clínicos extensos e envolvem altos custos para os pacientes.
O uso de implantes curtos tem-se apresentado como alternativa para facilitar a restauração protética em mandíbulas reabsorvidas. Embora implantes curtos tenham mostrado baixas taxas de sucesso, artigos recentes sugerem que eles podem alcançar o mesmo nível de sucesso dos implantes longos. Entretanto poucos estudos têm avaliado apropriadamente a sobrevivência, a longo prazo, de um amplo número de implantes curtos colocados em diferentes posições anatômicas e após diferentes procedimentos cirúrgicos (ANITUA et al, 2008).
Vários estudos têm sido publicados a respeito do prognóstico a longo prazo para próteses suportadas por implantes no tratamento de mandíbulas edêntulas (BRANEMARK et al, 1977; ALBREKTSSON, 1988; ADELL et al, 1992). O fator chave para o sucesso ou fracasso de um implante é a maneira pela qual as tensões são transferidas para o osso, sendo um passo essencial na análise global do carregamento (GENG et al, 2001).
Estudos demonstram que as forças nas regiões posteriores da boca são 400% maiores se comparadas com as regiões anteriores. As altas taxas de insucessos reportadas para implantes curtos após o carregamento podem ser devidas, em parte, à alta força de mordida (MISCH et al, 2006).
A Análise por Elemento Finito tem sido utilizada extensivamente para predizer a performance biomecânica de vários desenhos de implantes dentários, assim como os efeitos de fatores clínicos no sucesso com implantes. Pelo entendimento da teoria básica, métodos, aplicações e limitações do MEF em implantodontia; o clínico estará mais bem preparado para interpretar os resultados dos estudos de elementos finitos e estender estes resultados para situações clínicas (GENG, 2001).
Esse método envolve uma série de procedimentos computacionais, para calcular tensão e deformação em cada elemento dos biomateriais e tecidos humanos envolvidos nesse trabalho, que são difíceis de serem mensurados in vivo (WAKABAYACHI et al, 2008; GENG et al, 2001).
O MEF permite aos pesquisadores mensurarem a distribuição da tensão na área de contato dos implantes com o osso cortical e em volta do ápice no osso medular (GENG et al, 2001).
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Avaliar pelo Método dos Elementos Finitos a ação das cargas oclusais verticais sobre coroas protéticas cimentadas, isoladas e unidas em implantes curtos (6mm) de comprimento.
2.2 Objetivos Específicos
Diante do fato de que implantes esplintados pela estrutura da prótese transferem melhor a carga do implante para o osso, o objetivo deste estudo é avaliar qualitativamente o comportamento biomecânico de coroas isoladas quando da utilização de implantes curtos, de 6mm de comprimento, através do MEF, em uma região posterior de mandíbula parcialmente edêntula, utilizando 3 implantes isolados e 3 implantes unidos (pré-molares).
1. Ocorrerá simulação de cargas verticais de 100N, segundo o critério de carregamento, de 25N, 50N e 25N respectivamente, distribuídas sobre toda a superfície oclusal de cada coroa isolada.
2. Ocorrerá simulação de cargas verticais de 100N, segundo o critério de carregamento, de 25N, 50N e 25N respectivamente, distribuídas sobre toda a estrutura da prótese esplintada.
3 REVISÃO DA LITERATURA
Lindh et al (1998), através de um levantamento da literatura utilizando MEDLINE® (base de dados da Livraria Nacional de Medicina bibliograficamente computadorizada), entre 1980 a 1996, identificaram artigos que lidavam com implantes dentais para o tratamento do edentulismo parcial. Observaram que dos 2.686 implantes (570 de coroas isoladas e 2.116 de próteses parciais fixas – PPF) analisados, após um ano a taxa de sucesso foi de 85,7% para PPF e 97,2% para coroas isoladas.
Após 6 a 7 anos, a taxa de sobrevivência para PPF foi de 93,6%; e para coroas isoladas, 97,5%. A diferença entre os dois grupos estudados não pôde ser estatisticamente verificada.
Eccellente et al (2008) reportaram a performance clínica e a taxa de sobrevivência de implantes curtos de 8mm (33 implantes – 37,9%) por um período de pelo menos um ano em função. Oitenta e nove implantes Ankylos® (Dentsply, Friadent, Mannhein, Germany) com comprimentos variando entre 8 a 14mm foram inseridos. Dezenove implantes foram carregados com coroas isoladas, sendo que nove deles eram implantes curtos. Durante o período total de carregamento – 18,4 meses – nenhum implante foi perdido. Nenhuma diferença significativa foi encontrada em parâmetros clínicos e radiográficos entre implantes curtos e todos os outros implantes utilizados.
Em outro estudo, também de 2008, Eccellente et al avaliaram a perda óssea marginal em implantes unitários, utilizando implantes de 8 a 14mm. Após 3 a 4 meses, os implantes foram carregados com coroas cimentadas. Em 24 meses de função, nenhum implante foi perdido, e a taxa cumulativa de sobrevivência foi de 97%, tendo ocorrido a remoção de um implante após 3 semanas de implantação. Radiograficamente, apenas 12% dos sítios implantados mostraram perda óssea da crista maior que 1mm.
regiões de pré-molares (14 implantes = 34,10%) e molares (27 implantes = 65,9%), tanto em mandíbula (25 implantes = 60,9%) quanto em maxila (16 implantes = 39,1%).
Os implantes foram carregados após 6 semanas. Dois dos 41 implantes curtos foram perdidos antes do carregamento, sendo a taxa global de sobrevivência de 95,1%. Este estudo relatou uma alta taxa de sucesso para implantes de 6mm de comprimento utilizados no tratamento do edentulismo parcial, em osso de boa qualidade, em regiões posteriores.
Kokovic (2008) avaliou as mudanças na estabilidade para implantes curtos, de 8mm de comprimento, imediatamente carregados, com superfície quimicamente modificada, comparando-os com implantes de superfície padrão. O estudo foi realizado em 12 pacientes com edentulismo parcial bilateral de mandíbula. Três implantes para cada lado foram colocados na posição de 2PM, 1M e 2 Molar. Os implantes de um dos lados receberam carga imediata. No estudo, 36 implantes cônicos com superfície quimicamente modificada SLA surface (SLActive - Straumann®) e 36 com superfície padrão SLA surface, de 8mm de comprimento, foram analisados.
A estabilidade primária dos implantes SLActive foi significativamente maior do que a do grupo SLA. Em ambos os grupos foi observado um aumento estatisticamente significante da estabilidade entre os valores da estabilidade primária e os valores da estabilidade na 6ª semana. Baseado nos resultados, uma forma anatômica especial com conicidade no corpo do implante provê valores mais altos de estabilidade primária, sendo um fator importante em procedimentos de carregamento imediato. Modificações químicas na superfície também influenciam esses valores. Portanto, implantes curtos Straumann® TE com superfície SLActive
são principalmente indicados em procedimentos de carregamento imediato.
foi mantido. A autora concluiu que o uso do implante curto AstraTech® de 6mm em
regiões de atrofia óssea é associado, pelo menos a curto prazo, a resultados similares aos implantes longos em áreas de crescimento ósseo normal. Acrescentou ainda que os implantes são de fácil utilização e podem evitar a morbidade e mortalidade associadas aos procedimentos de enxertos ósseos. Estudos longitudinais utilizando esses implantes devem ser realizados.
Eskitascioglu et al (2004) em seu estudo, utilizando o Método dos Elementos Finitos – MEF, avaliaram a influência da localização da carga oclusal nas tensões transferidas para próteses implanto-suportadas e para o osso de suporte. Utilizando implantes do sistema ITI de 4,1 x 10mm, Co-Cr (Wiron 99) para estrutura da coroa e porcelana feldspática para superfície oclusal, um total de 300N de carga foram aplicadas nas seguintes localizações: 1) ponta da cúspide vestibular (300N); 2) ponta da cúspide vestibular (150N) e fossa distal (150N) e 3) ponta da cúspide vestibular (100N), fossa distal (100N) e fossa mesial (100N). Segundo os autores, o termo “oclusão orgânica” sugere que as cúspides de contenção cêntrica dos pré-molares e pré-molares ocluem com a fossa antagonista em não menos do que 3 pontos (localizações) na relação cêntrica. O atual estudo foi orientado a simular contatos de tripoidismo oclusal das cúspides de suporte de pré-molares carregados em 1, 2 ou 3 localizações.
Os resultados mostraram que a carga vertical em uma localização resultou em valores de estresse mais altos no interior do osso e implante.
Níveis de estresse bem próximos foram observados no interior do osso para cargas em duas e três localizações. Com cargas em duas e três localizações, as tensões de Von Mises foram concentrados na estrutura e na superfície oclusal da prótese parcial fixa e tensões menores foram distribuídas ao osso.
próteses aparafusadas (19,7%) do que para próteses cimentadas (1,8%). As complicações ocorridas incluíram: perda ou fratura dos intermediários sólidos para coroas cimentadas, perda ou fratura dos parafusos de retenção das coroas e perda do intermediário octa para coroas aparafusadas. Todos os insucessos foram localizados nas regiões de molares mandibulares.
A taxa cumulativa de sobrevivência foi de 98,4% para molares mandibulares e 100% para molares e pré-molares maxilares e pré-molares mandibulares.
Nedir et al (2006) avaliaram as complicações protéticas em 236 pacientes tratados com 528 implantes em 8 anos, em consultório particular. A amostra do estudo incluiu 55 overdentures e 265 próteses parciais fixas. Após o período de um ano, 1 intermediário sofreu fratura e 2 foram perdidos, resultando em uma taxa de sucesso de 99,2%. Próteses parciais fixas posteriores tiveram mais complicações (11%) do que anteriores (0%).
As taxas de complicações para próteses cimentadas (10,4%) e aparafusadas (5.9%) não diferiram significativamente.
Os autores relataram que o método preferencial para tratamento do edentulismo parcial posterior é a utilização de implantes esplintados. Todos os implantes que falharam estavam na mandíbula. Vinte e quatro próteses mandibulares (7,5%) – 4 OD; 4 PPF e 16 coroas isoladas foram perdidas no acompanhamento. Não houve insucessos na maxila. Após 8 anos, 88,5% dos casos mostraram-se sem complicações. Estes resultados de consultório particular são comparáveis com os obtidos em centros universitários.
Por meio de uma revisão da literatura, Geng et al (2001) avaliaram o status atual das aplicações do MEF em implantodontia e concluíram que na maioria dos estudos reportados a suposição feita é de que os materiais são homogêneos e lineares e que eles possuem comportamento material elástico caracterizado por 2 constantes de material: módulo de Young e coeficiente de Poisson.
A maioria dos modelos de EF adquirem o estado de ótima osseointegração, significando que o osso ortical e medular estão perfeitamente ligados ao implante.
Programas atuais de EF disponibilizam vários tipos de algoritmos de contato para simulação da interface osso-implante.
A transferência de carga para a interface osso-implante depende de: (1) tipo de carga; (2) propriedades dos materiais dos implantes e das próteses; (3) geometria, comprimento, diâmetro e forma de implantes; (4) estrutura de superfície dos implantes; (5) natureza da interface osso-implante e (6) quantidade e qualidade do osso ao redor. Desses aspectos biomecânicos podem ser facilmente mudados o comprimento, o diâmetro e a forma. A quantidade e a qualidade do osso cortical e esponjoso necessitam ser avaliadas clinicamente e devem influenciar a seleção dos implantes.
Em estudos de carga oclusal estática, é necessário incluir forças oclusais oblíquas para se encontrar um modelamento mais realístico.
Embora ainda haja controvérsia a respeito dos efeitos das propriedades dos materiais das próteses, uma vez que muitos estudos não puderam demonstrar nenhuma diferença significativa no quociente de absorção de forças de próteses de ouro, porcelana ou resina; é inquestionável que as propriedades dos materiais dos implantes afetam grandemente a localização das concentrações de estresse na interface osso-implante.
Em geral o uso de implantes curtos não tem sido recomendado porque se acredita que as forças oclusais devem se dissipar sobre uma área maior a fim de que o osso seja preservado.
Estudos recentes concluíram que é possível o uso de implantes curtos quando os tecidos perimplantares estão em boas condições.
Em resumo, um ótimo comprimento e diâmetro necessários para o sucesso a longo prazo dependem das condições de suporte ósseo. Se o osso está em condições normais, comprimento e diâmetro não parecem ser fatores significantes para o sucesso dos implantes. Entretanto, se a condição óssea é pobre, recomenda-se o uso de implantes largos e recomenda-se desaconrecomenda-selha o emprego de implantes curtos.
Fatores que contribuem para o fracasso do parafuso de união implante-prótese incluem: a magnitude e direção da carga, o módulo de elasticidade das próteses e a rigidez do intermediário.
Quando múltiplos implantes estão esplintados pela estrutura da prótese, a distribuição de estresse é mais complexa do que com situações de próteses unitárias. Carga em um ponto da prótese causa concentrações de estresse em todos os implantes que a suportam, em vários graus.
Para próteses fixas suportadas por implantes, os fatores que afetam a distribuição do estresse sobre o osso-implante e o sucesso das próteses incluem: inclinação do implante, número e posição dos implantes, esquema de esplintagem das próteses, superfície oclusal, propriedades dos materiais da estrutura, e diferentes formas da secção transversal da viga da estrutura.
Utilizando um modelo tridimensional de elemento finito e uma prótese fixa mandibular total, suportada por seis implantes, Sertgoz (1997) investigou o efeito de diferentes materiais de superfície oclusal (resina, compósito de resina e porcelana) e diferentes materiais de estrutura (ouro, prata-paladium, cobalto-cromo e ligas de titânio) na distribuição do estresse na prótese fixa e no osso. Ele demonstrou que o uso de um material de superestrutura da prótese com módulos de elasticidade mais baixos não levou a diferenças substanciais nos padrões de estresse no osso cortical e medular ao redor dos implantes. Para a condição investigada de carregamento, a combinação ótima de materiais encontrada foi cobalto-cromo para estrutura e porcelana para superfície oclusal.
Nedir et al (2004), através de um estudo prospectivo com implantes ITI, avaliaram a taxa de sobrevivência de 1.030 implantes colocados por dois cirurgiões em consultório particular, entre janeiro de 1995 e julho de 2002.
Os implantes foram distribuídos em grupos de acordo com os seguintes comprimentos: 6mm (11%), 8mm (18,4%), 9mm (1,5%), 10mm (36,7%), 11mm (13,4%), 12mm (25,8%) e 13mm (3%). Implantes de 6mm de comprimento foram utilizados apenas em conjunto com implantes mais longos.
Implantes curtos não demonstraram mais propensão a falhar do que os longos porque nenhum implante de 8mm falhou, mas apenas um de 10mm e dois de 12mm falharam.
Estes resultados estão na mesma linha de outros artigos, publicados por centros universitários ou por cirurgiões-dentistas privados (BROCARD et al, 2000).
Estratégias específicas têm sido propostas quando a colocação de implantes curtos não pode ser evitada: inclinação do implante para inserir implantes mais longos, uso de múltiplos implantes curtos standard ou o uso de implantes largos.
Este estudo mostrou que uma alta taxa de sucesso pode ser alcançada para implantes curtos ITI suportando coroas unitárias e próteses fixas pequenas, de 2 a 4 unidades suportadas por 2 ou 3 implantes. Implantes curtos não falharam mais do que os longos. A taxa de sucesso cumulativa foi de 99,4%.
Bernard et al (2001) reportaram um taxa de sobrevivência cumulativa de 95,9% para uma análise longitudinal de 10 anos baseada em 445 implantes colocados em osso tipo IV. Foram inseridos 84,9% dos implantes em regiões posteriores de mandíbula e maxila, sendo que todos os implantes tinham comprimento menor ou igual a 12mm e que 2,5% deles tinham comprimento de 6mm. Nenhum implante de 6mm de comprimento falhou nesse período. Os autores sugeriram que a colocação de implantes curtos em osso de baixa densidade não foi um fator de risco específico para implantes ITI – TPS coated, mesmo quando inseridos em regiões posteriores. A alta previsibilidade dos implantes observada nesse estudo pode ser atribuída ao seu tratamento de superfície e sugere que limitações na utilização dos implantes em osso tipo IV podem ser relacionadas às características de superfície dos implantes.
Um número de 54 implantes (32,1%) foram colocados na região do 1º molar superior (MS); 35 (20,8%) na região do 2º molar superior (MS); 37 (22%) na região do 1º molar inferior (MI) e 42 (25%) na região do 2º molar inferior (MI).
Desse total, 128 implantes (76,2%) suportaram coroas unitárias e 38 (22,6%) serviram como suporte em próteses parciais fixas conectados a implantes de vários tamanhos.
O período médio de avaliação para todos os 167 pacientes foi de 34,9 meses até 68 meses após a colocação da restauração definitiva.
Todos os implantes obtiveram sucesso nos critérios avaliados até as consultas de controle mais recentes. Nenhum sinal, sintoma clínico ou achado radiográfico atípico foram detectados. A taxa de sucesso cumulativa global encontrada foi de 100%.
Para rebordos residuais com altura mínima, mas largura adequada, o uso de implantes curtos, largos, com superfície tratada por hidroxiapatita pode consistir numa forma de tratamento alternativa simples e previsível em áreas posteriores.
Hobkirk & Wiskott, em 2006, utilizando um grupo de trabalho, realizaram uma revisão sistemática da literatura relevante aos aspectos biomecânicos dos implantes dentais. Concluíram, em especial ao que diz respeito ao impacto do comprimento dos implantes nas taxas de sobrevivência, que:
O nível de evidência relatado pela literatura ainda é baixo e o nível mais alto de evidência (estudos randomizados – controlados) não foram alcançados na revisão do material para este artigo;
Na presente revisão, um “implante curto” foi definido como um dispositivo com comprimento intraósseo de 8mm ou menos;
Covariáveis como técnica cirúrgica, características da superfície do implantes, volume e densidade óssea podem tornar obscuro o efeito do comprimento do implante por si mesmo;
Estudos publicados depois de 1997, nos quais a importância das covariáveis foi reconhecida e que lidaram com elas, reportaram uma taxa de sobrevivência global para implantes curtos comparável a implantes de comprimento padrão.
comprimento e avaliaram o momento em que o insucesso ocorreu (antes ou depois das próteses instaladas) e os fatores de risco relatados.
Dos 1.894 implantes de 7mm de comprimento colocados e 3,75mm de diâmetro apenas 184 (9,7%) foram pedidos; implantes com o mesmo comprimento mostraram uma taxa de insucesso de 7,5% quando o diâmetro foi de 4mm.
Observou-se que 45,1% dos fracassos ocorreram após carregamento. Finalmente 66,7% de todos os insucessos foram atribuídos à pobre qualidade óssea; 45,4% à localização (maxila ou mandíbula), 27,2% à sobrecarga oclusal; 24,2% à localização dentro da maxila e mandíbula e 15,1% a infecções.
A análise revelou que, dentre os fatores de risco, pobre qualidade óssea em associação com implantes curtos parece ser relevante para os insucessos. O uso de implantes de 4mm de diâmetro parece minimizar os fracassos nestas situações.
Alguns estudos apresentam um considerável número de insucessos após a conexão das próteses, imputando essas perdas mais a condições clínicas observadas (sobrecarga oclusal, fratura de maxila e mandíbula e condições sistêmicas) que ao uso de implantes curtos.
É razoável considerar os implantes curtos como um fator de risco quando tiverem uma dimensão menor ou igual a 3,75 x 7mm. Entretanto, tratamento de superfície, tipo de fixação e desenho podem melhorar as taxas de sucesso.
Análises estatísticas reportadas em outros estudos revelam que a taxa de sucesso dos implantes aumenta quando o diâmetro é maior. Parece ser mais prudente utilizar implantes de 4 e 5mm de diâmetro em vez de 3,75mm ou implantes mais estreitos, quando se planeja utilizar implantes curtos.
Qualidade óssea pobre é o fator mais significante associado aos insucessos com implantes, tendo sido mencionada na maioria dos estudos. O sucesso terapêutico verificado em implantes de 3,75mm X 7mm (90,3%) dá suporte para o uso deste desenho de implante. Técnicas cirúrgicas avançadas que aumentam os custos, morbidade e tempo de tratamento devem ser evitadas.
Além disso, havia 102 implantes unitários, sendo 64 na mandíbula. As outras 236 restaurações fixas foram suportadas por múltiplos implantes, que foram sempre esplintados. Havia 174 restaurações suportadas por múltiplos implantes esplintados. Dessa multiunidade protética, 74 implantes curtos em 62 restaurações foram esplintados a implantes mais longos.
Um acesso biomecânico para a diminuição do estresse nos implantes posteriores incluiu esplintagem dos implantes, sem carga em cantilever, restauração do paciente com oclusão mutuamente protegida ou guia canina e seleção de um desenho de implante para o aumento da área de contato osso-implante. Nenhum implante falhou depois que as 338 próteses sobre implantes finais foram entregues. Uma taxa de sobrevivência de 98,9% foi obtida do estágio cirúrgico I para o seguimento protético. Consequentemente, a taxa de sucesso após o carregamento e a entrega das próteses, por um período superior a 5 anos, foi de 100%.
Segundo os autores, existem três fatores de risco que aumentam o estresse e podem explicar por que implantes curtos posteriores exibem um taxa de insucesso maior quando comparados a implantes mais longos na literatura: 1) aumento na altura da coroa; 2) forças de mordida maiores e 3) densidade óssea na região. Os métodos para diminuir o estresse incluem: 1) nenhum cantilever nas próteses, 2) nenhuma força angulada nas restaurações posteriores, 3) esplintagem múltipla de implantes. Em adição, o corpo do implante, neste estudo, tentou diminuir o estresse na interface do implante através de: 1) condição de superfície do implante modificada por hidroxiapatita e 2) espaço entre as roscas.
Quando implantes curtos são posicionados nas regiões posteriores, nenhuma força lateral deverá ser aplicada nas próteses. Por isso, neste artigo, todas as restaurações posteriores foram confeccionadas com guia incisal anterior, usando canino, ou oclusão mutuamente protegida durante todos os movimentos mandibulares excêntricos. Implantes esplintados aumentam a área de superfície funcional do suporte quando a carga é aplicada à prótese. Como resultado, coroas sobre implante esplintadas transmitem menos estresse para cada interface osso-implante no esplinte.
Deporter et al (2001), em seu estudo, utilizaram 48 implantes Endopore®
(Innova, Toronto-Canadá), que foram colocados em região posterior da mandíbula de 24 pacientes parcialmente desdentados. Foram colocados 17 implantes em região de pré-molares e 31 em região de molares. Foram utilizados implantes de 7 e 9mm de comprimento e 3,5, 4,1 e 5,0mm de diâmetro, sendo que 83% das restaurações protéticas foram coroas metalo-cerâmicas isoladas e aparafusadas. Depois de um tempo médio em função de 32,6 meses, a taxa de sobrevivência dos implantes foi de 100%, e a avaliação das radiografias disponíveis revelou ter ocorrido uma mínima ou inexistente perda da crista óssea, para todos os períodos em função (1 mês, 6 meses, 1 ano e 2 anos).
Os critérios estabelecidos e os padrões de mínima perda óssea da crista são similares àqueles vistos em outras regiões desdentadas tratadas com os mesmos implantes, e também na mandíbula anterior.
A experiência favorável relatada aqui pode, em parte, ser explicada pela ampla área de superfície provida pelo desenho do implante.
O resultado da presente investigação indica que implantes curtos (7 ou 9mm) podem ser adequados para a restauração de espaços edêntulos, incluindo molares em mandíbula posterior. O uso rotineiro de tais implantes em mandíbula posterior, assim como em outras áreas edêntulas, pode simplificar o manejo de pacientes com altura óssea reduzida.
Belser et al (2000) realizaram um estudo sobre o atual manejo protético de pacientes parcialmente desdentados, com restaurações fixas sobre implantes, utilizando o sistema ITI, chegando às seguintes conclusões:
1. A conexão implante-intermediário é baseada no princípio de Cone Morse com 8º de cone interno. Esta interface proporciona uma ótima adaptação friccional transmitindo, desse modo, forças funcionais de carregamento do intermediário diretamente para o corpo do implante e daí para a estrutura óssea circundante, sem criar momentos indesejáveis de flexão para o parafuso do intermediário. Isso é claramente superior do ponto de vista biomecânico quando comparado com a conexão hexágono externo.
3. A posição, o diâmetro e o número de implantes são determinados por parâmetros protéticos, bem como pela anatomia local.
4. No que diz respeito aos implantes ITI, o conceito de tripoidismo não se aplica devido a: a) uma ancoragem óssea significativamente mais forte dos implantes ITI com superfície rugosa (TPS/SLA) quando comparados com superfícies de titânio usinadas; b) um complexo implante-intermediário muito mais forte baseado no princípio de Cone Morse e c) a preferência por restaurações cimentadas em áreas posteriores.
5. Em caso de múltiplos implantes localizados em áreas posteriores da boca, deve-se respeitar um mínimo de distância interimplantes (7mm do centro de um implante ao outro e 5mm da distal do último dente ao centro do primeiro implante) para facilitar os procedimentos protéticos e as medidas de higiene oral.
6. O sucesso do tratamento funcional e estético depende de um diagnóstico adequado, da indicação e do planejamento do tratamento.
Através de um estudo retrospectivo multicêntrico, Goené et al (2005) procuraram comparar o desempenho dos implantes baseado em seu comprimento. Um total de 188 pacientes receberam 311 implantes Osseotite® (Implant Innovations,
Inc, Palm Beach Gardens, FL) de 8,5mm (294 implantes – 94,5%) e 7mm (17 implantes – 5,5%) de comprimento.
Quando dois ou mais implantes foram colocados adjacentemente, as próteses foram esplintadas. Nenhuma coroa sobre implante foi esplintada a dentes naturais. Aproximadamente metade dos implantes foi de 3,75mm de diâmetro. Dos 311 implantes 13 falharam (3 na maxila e 10 na mandíbula). A taxa de sucesso global foi de 95,8% após 3 anos. Em nove desses casos, a falha ocorreu antes da carga protética, sendo importante relatar que em quatro dos casos o paciente era fumante.
Na mandíbula, os dados deste estudo são consistentes com dados históricos, revelando baixas taxas de insucesso para implantes curtos.
Uma taxa de sucesso global de 95,5% para todos os implantes, em todas as localidades, após carregamento, em 3 anos, é coerente com dados de publicações disponíveis para taxas de sucesso de implantes em geral e implantes curtos em particular.
implantes Osseotite® demonstram que os resultados dos implantes curtos são
equivalentes aos de implantes de comprimento padrão.
A combinação entre maior área de superfície e contato osteogênico pode contribuir para a observação de que implantes curtos com superfície tratada por ácido encontram taxas de sobrevivência equivalentes a implantes mais longos (maiores ou iguais a 10mm) de mesmo desenho.
Em trabalho realizado por Brocard et al (2000), 1.022 implantes ITI foram avaliados em um estudo longitudinal de 7 anos, em que foram utilizados 248 implantes de 8mm ou menos de comprimento. A taxa cumulativa de sobrevivência em 5 anos foi de 95,4% e caiu para 92,2% em 7 anos. Os implantes foram distribuídos entre casos de edentulismo total, parcial e reposição de dentes unitários. Uma observação importante neste estudo foi o fato de o comprimento do implante não influenciar significativamente os resultados, especialmente para implantes de 8 a 12mm, confirmando resultados prévios informados.
Ten Bruggenkate et al (1998), em seu artigo, utilizando 253 implantes curtos ITI de 6mm de comprimento e com superfície tratada por spray de plasma, em maxila e mandíbula, relataram que o uso de implantes curtos deve ser guiado pela localização intraoral, pelo tipo de osso presente e pelo tipo de supraestrutura requerida. Pelo período máximo de observação de 7 anos, os autores concluíram que a taxa cumulativa de sobrevivência foi de 94%. Uma das dificuldades encontradas durante a cirurgia foi a elevada posição do assoalho da boca em pacientes com mandíbulas atróficas.
Os autores tiveram pouca experiência com o uso de implantes de 6mm para substituição de dentes isolados ou próteses fixas suportadas apenas por implantes curtos. Estas são categorias em que, devido à desfavorável proporção carga-ancoragem ou coroa-implante, as taxas de insucesso podem elevar-se. Os dois fracassos com a reposição de dentes isolados pós-carregamento podem indicar a ocorrência desse fenômeno.
A qualidade de sobrevivência clínica dos implantes foi comparável com os resultados clínicos de implantes mais longos para o mesmo sistema de implantes. O desenho do implante e seu tratamento de superfície podem ter compensado o comprimento curto do implante.
analisaram a influência de diferentes fatores na sobrevivência dos implantes (fatores demográficos, clínicos, fatores relacionados à cirurgia e variáveis protéticas). Um total de 293 pacientes receberam, entre 2001 e 2004, 532 implantes com comprimentos que variaram entre 7,0 a 8,5mm, e diâmetros entre 3,3 e 5,5mm.
Os implantes curtos utilizados nesse estudo possuíam as seguintes características: superfície com microaspereza por ataque ácido, grande capacidade de corte do desenho do ápice e superfície bioativa obtida pela umidificação da superfície do implante por plasma rico em fatores de crescimento – PRGF –, levando a uma osseointegração global do implante mais acelerada e melhorada.
Um total de 230 (43,2%) dos implantes foram inseridos na maxila, e 302 (56,8%) na mandíbula. Em relação às próteses utilizadas, a maioria dos implantes suportou próteses fixas cimentadas (81,02%), 99 implantes suportaram overdentures híbridas (18,61%) e apenas 14 implantes tiveram próteses unitárias cimentadas (0,37%). Durante o período de observação, foram perdidos somente 2 implantes, com comprimento de 8,5mm e diâmetros de 3,75 e 4,0mm.
Do pondo de vista biomecânico, o fundamento para o uso de implantes curtos é bem documentado. Foi relatado que, quando um implante é carregado, a maior tensão é distribuída ao nível das primeiras poucas roscas para o osso cortical da crista; consequentemente, uma vez que um mínimo de altura do implante está osseointegrada, a largura do implante é mais importante que um comprimento adicional.
Alguns fatores de risco, como altura da coroa e forças de mordida mais altas, podem aumentar o estresse quando se utilizam implantes curtos.
Para melhorar a situação biomecânica, é necessário encontrar métodos que reduzam as forças nos implantes. A eliminação ou a minimização das forças laterais nas próteses e a distribuição das forças pela esplintagem múltipla dos implantes atuariam como fator significante na redução do estresse nos implantes. As coroas sobre implantes esplintadas utilizadas no presente estudo podem ter transmitido menos estresse para a interface osso-implante, fato que resultou em taxas de sobrevivência mais altas.
A taxa global de sobrevivência dos implantes curtos foi de 99,2%. Nenhuma das variáveis estudadas foi estatisticamente associada à perda dos implantes. O tratamento com implantes curtos pode ser considerado seguro e com bom prognóstico, se utilizado em obediência a protocolos clínicos rigorosos.
Para desenvolver um novo método que permita a diminuição da extensão dos modelos e do número de elementos, 10 modelos de elementos finitos de mandíbula com diferentes elementos e comprimentos mesio-distais foram construídos, baseados em dados gráficos tridimensionais de estrutura óssea em volta de um implante osseointegrado por Teixeira et al (1998).
O objetivo deste projeto foi desenvolver um MEF 3-D que imitasse a osseointegração e que pudesse simular com precisão a distribuição de estresse no osso compacto e medular perimplantar. Neste estudo a construção do modelo 3-D foi primeiramente avaliada no que diz respeito ao mínimo comprimento do modelo para ser representado na secção da mandíbula e, também, no que concerne ao efeito da diminuição do número de elementos na distribuição do estresse, objetivando uma possível economia na memória do computador e no tempo de cálculo.
Pressupõe-se que todos os materiais representados eram isotrópicos, homogêneos e linearmente elásticos. A interface entre osso e implante foi fixada em 100% de contato ósseo em toda a superfície do implante. Propriedades dos materiais titânio, osso compacto e medular derivaram de outros estudos.
Análises da distribuição de estresse realizadas após a aplicação de uma carga de 100N indicaram que um comprimento ósseo de 4,2mm é aceitável como mínimo comprimento para representação do MEF de mandíbula.
Os resultados informados podem propiciar um critério de construção para modelos de elementos finitos menores, menos complexos e aceitáveis no campo da biomecânica de implantes.
chanfrado de 45 graus no ombro do implante e por 15mm de parede vertical do intermediário.
Implantes colocados em linha reta contribuem para um momento de flexão maior. Como não há relato de casos de fratura das fixações de implantes ITI de diâmetro padrão e dos intermediários, nenhuma precaução parece ser necessária no uso do sistema ITI. A boa dimensão das paredes do implante em conjunto com a alta resistência do titânio frio trabalhado tipo IV produzem um implante suficientemente forte para resistir a forças oclusais pesadas fora do longo eixo.
O implante de parafuso sólido e diâmetro padrão da ITI pode ser utilizado com segurança na substituição de dentes perdidos unitários ou múltiplos, em qualquer área edêntula, incluindo molares. Esse implante pode funcionar com sucesso mesmo quando submetido a forças oclusais pesadas, fora do longo eixo, na região molar, sem a necessidade de tripoidismo recomendada para implantes de dois estágios de hexágono externo. É evidente que a seleção pelo clínico de um sistema de implantes mais adequado para cada caso constitui fator determinante no sucesso protético a longo prazo.
Petrie & Willians (2005) tiveram como objetivo analisar e comparar sistematicamente os efeitos relativos e interativos do diâmetro, comprimento e conicidade dos implantes sobre tensões calculadas na crista óssea, através do MEF. Muitos investigadores têm buscado minimizar a perda da crista óssea, aumentando a área de contato na interface osso-implante e, consequentemente, reduzindo o estresse na cortical alveolar da crista. Tentativas para aumentar a área de contato da interface osso-implante tem sido direcionadas ao aumento do diâmetro e/ou comprimento do implante ou à modificação do design e da forma da fixação.
Um modelo tridimensional foi utilizado para analisar os efeitos comparativos e proporcionais dos três parâmetros acima, na tensão na crista óssea ao redor de um implante colocado na região de pré-molar de uma mandíbula edêntula. Dois modelos ósseos diferentes foram utilizados: um com alta densidade e um com baixa densidade de osso medular, para examinar os efeitos das propriedades nas tensões na crista.
implantes variou de 3,5 a 6mm, o comprimento total dos implantes de 5,75 a 23,5mm, e a conicidade de 0 a 14 graus. Em geral, o aumento do diâmetro foi mais efetivo que o aumento do comprimento em termos de redução da tensão perimplantar. A conicidade aumentou o nível de tensão na crista.
A influência deletéria da conicidade é bem menor para implantes largos e longos do que para implantes de menor diâmetro e comprimento. O aumento do diâmetro revela-se mais efetivo na redução da tensão na crista para implantes curtos e cônicos do que para implantes não cônicos e longos.
Se o objetivo é minimizar as tensões na crista óssea alveolar perimplantar, os resultados sugerem que um implante largo, relativamente longo e sem conicidade é a melhor escolha.
O aumento no comprimento do implante exerce influência de moderada a grande na redução da tensão na crista, concordando com outros estudos que utilizaram MEF. Aumentar o comprimento do implante foi mais efetivo para implantes estreitos e cônicos. Investigações clínicas têm mostrado melhores taxas de sobrevivência para implantes com bom comprimento do que para implantes curtos.
Comprimento, diâmetro e conicidade devem ser considerados juntos, devido ao seu efeito interativo na tensão sobre a crista óssea.
Weber & Sukotjo (2007) tiveram como objetivo principal, através de uma revisão sistemática, determinar a evidência científica atual no que diz respeito à influência das características protéticas nos resultados, a longo prazo, da terapia com implantes, em pacientes parcialmente edêntulos. Quatro perguntas foram formuladas: 1) O método de retenção (aparafusadas x cimentadas) influencia o resultado?; 2) O método de suporte (implante x implante-dente ou restaurações unitárias sobre implantes x esplintagem de múltiplos implantes) influencia o resultado?; 3) O tipo de intermediário utilizado para retenção da restauração influencia o resultado?; 4) O material restaurador influencia o resultado?
No que concerne às perguntas 3 e 4, não foram encontrados dados suficientes para respondê-las.
Como conclusão geral, a evidência científica obtida por essa revisão mostrou-se insuficiente para estabelecer diretrizes clínicas inequívocas para o demostrou-senho de próteses fixas implanto-suportadas em pacientes parcialmente edêntulos.
Renouard & Nisand (2006) realizaram um pesquisa utilizando MEDLINE® no período de 1990 a 2005 para explorar o relacionamento entre taxas de sobrevivência dos implantes e seus comprimentos e diâmetros. Nessa revisão, implantes curtos foram definidos como um dispositivo de 8mm ou menos de comprimento. Foram avaliados 21 artigos que forneciam informações sobre o comprimento dos implantes. Alguns deles demonstraram claramente que implantes curtos falham mais frequentemente do que os longos. Um segundo grupo, embora concluindo que as taxas de insucesso aumentam com implantes curtos, revela que ainda fornecem taxas de sobrevivência adequadas. Um terceiro grupo relatou que o comprimento dos implantes não parece influenciar significativamente as taxas de sobrevivência.
Finalmente, o grupo de artigos direcionados especificamente ao estudo de implantes curtos indicou que estes fornecem resultados semelhantes àqueles relatados para implantes longos com taxas de sobrevivência de 88-100%. É válido lembrar que os artigos dedicados aos implantes curtos, publicados entre 2003 e 2005, compilaram taxas de sobrevivência variando entre 94,6 e 99,4%.
No que diz respeito às variações nos resultados entre os estudos com implantes curtos, estes podem ser explicados pelas diferenças das propriedades da superfície dos implantes.
As mais altas taxas de insucesso para implantes curtos foram relatadas em estudos mais antigos, realizados com procedimentos cirúrgicos rotineiros independentemente da qualidade óssea, utilizando-se implantes sem tratamento de superfície e em sítios anatômicos restritos, com pobre densidade óssea.
Friberg et al (1991), em um estudo retrospectivo com 4.641 implantes, obteve uma taxa de sucesso de 94.5% para implantes de 7mm. A maioria dos insucessos foi relacionada a reabsorções. Os autores concluíram que não há relação entre o comprimento dos implantes e os fracassos em pacientes parcialmente desdentados. A anatomia mandibular e a densidade óssea devem se consideradas como os fatores que mais influenciam a sobrevivência dos implantes. Entretanto, os mesmos autores, em 2000, relataram uma taxa de sobrevivência de 92,3% após 10 anos, utilizando principalmente implantes curtos de 6 e 7mm em mandíbulas atróficas, suportando 45 próteses fixas e 4 overdentures.
Segundo Winkler et al (2000), implantes curtos tendem a fracassar mais frequentemente, na reabertura e no pós-carregamento, do que implantes longos. Utilizando análise logística regressiva, os autores encontraram uma taxa de sobrevivência global de 74.4% para implantes de 7mm (de 43 implantes, 11 foram perdidos). O comprimento dos implantes apareceu como fator significante para sobrevivência em 36 meses de observação.
Stellingsma et al (2003) tiveram como objetivo estudar o efeito de três diferentes modalidades de tratamento (implantes curtos, implantes transmandibulares, enxertos e implantes longos) em pacientes edêntulos com mandíbula extremamente reabsorvida. As diferenças entre esses três grupos não foram significativas. Entretanto, em termos de desconforto e dor durante a fase cirúrgica, assim como em relação à duração dessa fase, o enxerto utilizando osso autógeno da crista ilíaca apresentou-se como a opção menos favorável.
Em 2000, os autores obtiveram a pior taxa cumulativa de sobrevivência (88%) para implantes curtos de 8 ou 11mm de comprimento, no tratamento de mandíbulas extremamente reabsorvidas, utilizando overdentures.
Weng et al (2003), utilizando 1.179 implantes 3i® de 20, 18, 15, 13, 10, 8.5 e
Sahin et al (2002), em trabalho de revisão de literatura, afirmaram que o tripoidismo não deveria ser considerado como opção de tratamento para implantes ITI.
Jivrae & Chee (2006) avaliaram a colocação de três implantes em alinhamento absoluto extremamente difícil devido a diferenças na anatomia e biomecânica das regiões posteriores da arcada. Acrescentam que certo grau de desalinhamento sempre ocorreria e geraria uma maior capacidade de distribuição das forças oclusais.
Simsek et al (2006) avaliaram o efeito de diferentes distâncias entre implantes na distribuição do estresse no osso em volta do implante endo-ósseo em mandíbula posterior, utilizando análise 3D de elementos finitos. Cargas horizontais e verticais foram aplicadas em implantes colocados com 0,5, 1,0 e 2,0cm de distância. Concluíram que o estresse em volta das fixações difere significativamente em relação aos vários tipos de distâncias entre implantes e que 1,0cm é uma ótima distância entre duas fixações para que não haja grande estresse sobre elas.
Pierrisnard et al (2003) realizaram um estudo sobre a influência do comprimento dos implantes e ancoragem biocortical na distribuição do estresse sobre os implantes, seus componentes e o osso adjacente. O MEF foi utilizado, e um modelo tridimensional linear foi gerado com implantes de 3,75mm de diâmetro e 6, 7, 8, 9, 10 e 12mm de comprimento (Sistema Branemark®). Cada implante foi
modelado com parafuso e abutment de titânio, cilindro de ouro e parafuso protético. Uma carga oclusal de 100N foi aplicada em um ângulo de 30 graus no plano vestíbulo-lingual. O estresse ósseo foi constante, independente do comprimento do implante e da ancoragem biocortical, entretanto um máximo de estresse foi encontrado em implantes curtos e com pobre ancoragem biocortical. Essa análise teórica mostrou que o aumento do comprimento do implante nem sempre resulta em melhor distribuição das tensões no implante, intermediário e osso. Se a ancoragem cortical do pescoço do implante é alta, a influência do comprimento do implante se torna menos importante.
4 MATERIAIS E MÉTODOS
Nas duas últimas décadas, o Método dos Elementos Finitos (MEF), aplicado à Biomecânica, tem-se revelado uma ferramenta útil para predizer, numericamente, os efeitos das tensões e deformações nos implantes, nos biomateriais e tecidos humanos, tendo em vista a dificuldade de se fazer tal avaliação in vivo. A Análise por Elementos Finitos é um método computacional efetivo, que tem sido adaptado da Engenharia para a Biomecânica dos implantes dentais. Com o MEF, os aspectos relevantes e características dos desenhos dos implantes têm sido prognosticadas e serão potencialmente aplicadas a novos sistemas no futuro.
Segundo Geng et al (2001), para cada aplicação específica, as diversas variáveis que envolvem o problema devem ser cuidadosamente analisadas e fornecidas como dados a um programa computacional. Essa análise inclui etapas que podem ser classificadas em cinco grupos básicos:
1. Levantamento de dados e criação da geometria, aplicando-se aos volumes as propriedades elásticas dos diversos materiais e tecidos que compõem o domínio do problema;
2. Geração da malha dos elementos finitos;
3. Aplicação das condições de contorno, na forma de deslocamentos impostos (iguais a zero);
4. Aplicação de cargas atuantes e processamento para obtenção das tensões e deformações;
5. Análise de resultados.
O MEF é uma técnica numérica, largamente utilizada, para obter-se a solução de problemas mecânicos, idealizados a partir de pontos virtuais (nós) e da conectividade de regiões discretas (elementos), que representam o domínio do problema. Esse conjunto de nós e elementos, chamado de malha de elementos finitos, representa numericamente o modelo físico real.
Nas aplicações do MEF à Biomecânica, o domínio do problema a ser analisado é formado por uma geometria irregular, que pode ser chamada de “escultural”, sujeita a uma gama de variações de formas e dimensões, que são determinantes na obtenção de medidas básicas necessárias à entrada de dados exigida por esse método.
Neste trabalho, o programa Ansys Revisão 5.7® foi utilizado para desenvolver a modelagem tridimensional do segmento posterior de uma mandíbula, composta por três pré-molares unidos e isolados. A partir de keypoints conectados por linhas (FIG. 1 e 2), esses pontos foram interligados através de splines (união de dois ou mais pontos através de linhas curvas), que determinam as superfícies (áreas) e, a seguir, os volumes que compõem as estruturas a serem analisadas. Nestes volumes, as cores estão associadas aos diversos tipos de materiais.
FIGURA 2 - Linhas - Modelo 2
A criação de um modelo matemático de elementos finitos passa, inicialmente, pela definição do objeto a ser pesquisado, podendo ser qualquer estrutura dentomaxilofacial. O objeto será desenhado matematicamente em um programa computacional específico, em que a morfologia das estruturas representadas pode ser baseada em tomografias computadorizadas, atlas de anatomia, crânios secos e/ou dentes extraídos (LOTTI, 2006).
O modelo 3-D do MEF é uma representação aproximada de uma geometria in
FIGURA 3 - Volumes - Modelo 1
Os volumes e as superfícies obtidos foram utilizados para gerar os domínios representativos do modelo proposto. A partir dessa geometria básica, foram criados volumes representativos dos implantes, pilares intermediários e coroas protéticas. As coroas protéticas foram confeccionadas em porcelana. Entre a porcelana e o intermediário, foi simulada uma superfície metálica de uma liga não nobre de NiCr (FIG. 5).
FIGURA 5 - Volumes - Superfície da infraestrutura metálica
Foi modelada uma coroa protética com as mesmas dimensões das coroas presentes nos segundos pré-molares inferiores. A conexão do tipo rígida foi escolhida para esse estudo (LIN, 2003).
FIGURA 7 - Volumes do implante (em perspectiva)
FIGURA 9 - Volumes (três implantes isolados)
Figura 10 - Volumes - Prótese fixa contendo três implantes isolados e cortical óssea
Após a criação de todos os volumes apresentados, os modelos foram finalizados a partir de duas configurações:
PFIS contendo três implantes unidos – modelo 1; PFIS contendo três implantes isolados – modelo 2.
FIGURA 11 - Malha de elementos finitos do modelo 1
FIGURA 13 - Acoplamento nodal na direção horizontal do modelo 2
Para a geração da malha, foram adotados os elementos SOLID92 e SHELL93. A FIG. 15 ilustra a configuração do elemento SOLID92, que simula o comportamento estrutural para modelos 3-D. Este elemento (tetraédrico) é constituído por 10 nós, e os números inscritos nos círculos mostram as faces passíveis de aplicação de pressão.
FIGURA 15 - SOLID92 (tetraédrico)
A configuração do elemento SHELL93 (quadrático), que simula o comportamento estrutural para cascas finas para modelos 3-D, é constituído por 8 nós, e os números inscritos nos círculos mostram as faces passíveis de aplicação de pressões (FIG. 16).
O critério utilizado para a geração da malha de elementos finitos é baseado no tamanho máximo da aresta do elemento. Esse critério é especificado através de uma variável denominada ESIZE, que determina, em última análise, a quantidade de nós e elementos da malha.
Tendo em vista as variações de dimensões dos elementos e a curvatura das linhas (splines), foram adotados os seguintes valores:
ESIZE = 1,0mm em todo o domínio dos volumes que representam os ossos cortical e medular;
ESIZE = 0,5mm em todo o domínio dos volumes que representam estruturas da prótese e implante.
Esse critério contempla, além do exposto, a necessidade de se obter uma normalização adequada para esse tipo de problema, evitando-se a geração de elementos distorcidos. A TAB. 1 ilustra os dados relativos à geração do modelo geométrico e da malha de elementos finitos correspondente.
TABELA 1
Dados quantitativos dos modelos 1 e 2
Três implantes unidos
Modelo 1 Três implantes isolados Modelo 2
Keypoints 555 493 Linhas 1.414 1.246 Áreas 1.054 952 Volumes 191 189 Nós 230.537 230.201 Elementos 166.799 166.387
TABELA 2
Propriedades elásticas dos vários materiais que compõem os modelos 1 e 2
Material Módulo de Elasticidade (MPa) Coeficiente de Poisson
Titânio 110.000,0 0,35
Osso cortical 13.700,0 0,30
Osso medular 1.370,0 0,30
Níquel-cromo 204.000,0 0,30
Porcelana 66.900,0 0,29
As propriedades elásticas dos materiais foram adotadas no regime linear, em cuja hipótese a deformação dos corpos elásticos é proporcional à força aplicada. Além disso, essas propriedades foram consideradas constantes e isotrópicas (iguais em todas as direções). As estruturas foram modeladas como um corpo único, considerando-se as uniões entre os componentes como rígidas, não permitindo qualquer movimentação entre os mesmos, ou seja, ausência de desajuste (gap), resultando numa análise estática (cargas constantes ao longo do tempo) e linear (deformações proporcionais às tensões).
FIGURA 17 - Carregamento nodal equivalente a 100N para os modelos 1 e 2
