Abstract

Objectives: This nonlinear three-dimensional finite element analysis (FEA) study evaluated the effect of the number of implants, distal implant inclination, and use of angled abutments on stress magnitude and distribution in cortical bone (CB), abutment screw (AS), and prosthetic screw (PS) of implant-supported fixed complete dentures. Methods: Nonlinear 3D FEA models of mandibular fixed complete dentures were created with five, four, or three parallel straight implants (5S, 4S, 3S) and with tilted distal implants (5T, 4T, 3T). In addition, the 5T model was tested using angled abutments over the tilted distal implants to re-align the implant inclination. A 100-N axial load was applied over the first molar region (cantilever) to analyze the von Mises stresses in selected points (CB, AS, and PS). Results: The implant adjacent to the load showed the highest stresses in CB, AS, and PS. The model with three implants showed higher stresses than the ones with four and five implants. Peak stresses in the AS increased 40% from five to four implants and 100% from five to three implants. Tilting the distal implants increased stresses in CB. Peak stress in the PS increased 150% from 5S to 5T models and 100% from 4S to 4T models. Angled abutments generated lower stresses on CB and AS but higher stresses on PS. Conclusions: The results suggest that stresses in the cortical bone, abutment screw, and prosthetic screw increase when tilting the posterior implants and reducing the number of implants. The use of angled abutments decreased stresses at the bone-implant interface and in abutment screws but increased stresses on prosthetic screws.

Resumo

Objetivos: Este estudo com análise de elementos finitos (EF) 3D não lineares avaliou a influência do número de implantes, da inclinação de implantes distais e do uso de pilares angulados sobre as tensões em osso peri-implantar cortical (CB), parafuso do pilar protético (AB) e parafuso protético (PS) em próteses totais fixas implantossuportadas (IFCD). Métodos: Modelos de EF-3D não lineares de IFCD mandibulares foram criados com cinco, quatro e três implantes paralelos entre si (5R, 4R, 3R) e com o implante distal inclinado (5I, 4I, 3I). Adicionalmente, no modelo 5I foi testado o uso de pilares angulados, compensando a angulação do implante. Uma força axial de 100 N foi aplicada sobre o primeiro molar (extremo livre) para avaliar as tensões em pontos selecionados (CB, AS, PS). Resultados: O implante adjacente à carga mostrou maiores tensões em CB, AS e PS. O modelo com três implantes apresentou maiores tensões que com quatro ou cinco. Quanto ao AS, o pico tensional aumentou 40% de cinco para quatro implantes e 100% de cinco para três implantes. A inclinação distal do implante posterior aumentou as tensões em CB. Quanto ao PS, o pico tensional aumentou 150% do modelo 5R para o 5I e 100% do modelo 4R para o 4I. O pilar angulado diminuiu as tensões em CB e AS, mas aumentou em PS. Conclusões: Os resultados sugerem que as tensões em CB, AS e PS aumentam quando há inclinação do implante distal e diminuição do número de implantes. O uso de pilares angulados diminui as tensões em CB e AS, mas aumentou as tensões em PS.