Abstract

Objectives: This research intended to develop and validate a digital model that could be used to study the stresses and strains created in the different components involved in oral fixed rehabilitations with short implants. The validated model was then used to simulate a clinical-like situation. Methods: A digital model was created considering the posterior areas of the mandible. Its materialization obtained ten specimens of the experimental prototype. Seven of them were static compressive tested until failure and, for the other three, the tests were progressively interrupted, to allow the establishment of a damage sequence. On the numerical model a finite element analysis was performed with Abaqus software, under similar conditions to the experimental situation. Results: The stress pattern on the FEA and the failure location on the static test were similar. The sequence in which each part reached the yield strength was the same as that observed on the interrupted static test (resin, prosthetic framework, implants and implant screws, in this order). Due to these results, the model was considered valid. A clinical-like simulation with the validated model showed that buccal cortical bone, around the implants platform, is the weakest part of such a rehabilitation. Conclusions: This research allowed the development and validation of a computer-aided design model that can be used to study an oral fixed rehabilitation supported by short implants. For clinical purposes, it is important to refer that the highest stress and strain values were found on the cortical bone around the buccal aspect of the implants. (Rev Port Estomatol Med Dent Cir Maxilofac. 2017;58(2):79-90)

Resumo

Objetivos: O objetivo desta investigação foi o desenvolvimento e validação experimental de um modelo digital, que permita o estudo das tensões e deformações geradas nos diferentes componentes de uma reabilitação oral fixa sobre implantes curtos. O modelo obtido foi então usado para simular uma situação clinica. Métodos: Um modelo numérico foi criado considerando a região posterior da mandibula. A sua materialização permitiu obter dez amostras do protótipo experimental. Sete delas foram sujeitas a ensaios estáticos de compressão até à falência. Nas restantes três, os ensaios foram interrompidos com forças gradualmente crescentes, estabelecendo a sequência pela qual os componentes se deformaram. O modelo numérico foi também sujeito a uma simulação com elementos finitos, usando o software Abaqus, em condições semelhantes à simulação experimental. Resultados: O padrão de tensões obtido no modelo numérico foi similar à localização das fraturas no modelo experimental. A sequência segundo a qual a tensão de cedência foi alcançada em cada parte do modelo numérico foi a mesma encontrada quando o ensaio estático se interrompeu (por esta ordem: resina, prótese, implantes e parafusos). Estes resultados permitiram considerar o modelo válido. A simulação de uma situação clínica, com o modelo validado, revelou que o osso cortical, em vestibular da plataforma dos implantes, é a região mais débil da reabilitação. Conclusões: Esta investigação permitiu o desenvolvimento e a validação de um modelo que permite o estudo de reabilitações fixas sobre implantes curtos. Clinicamente é importante realçar que o osso cortical é a zona que apresenta tensões e deformações mais elevadas. (Rev Port Estomatol Med Dent Cir Maxilofac. 2017;58(2):79-90)