Análise paramétrica e otimização estrutural de prótese dentária unitária sobre implante utilizando modelos de Elementos Finitos - Andrade, Matheus Prevelato de [UNESP] (2022)
Próteses odontológicas sobre-implantes são amplamente utilizadas no tratamento de pacientes com perda dentária. Apesar da alta taxa de sucesso, falhas mecânicas ainda ocorrem, muitas das quais causadas por falta de osseointegração, processo diretamente ligado às características geométricas e estruturais da prótese e da relação desta com o osso. Neste contexto, análises paramétricas e de otimização são utilizadas para identificar a influência de parâmetros construtivos no comportamento mecânico de próteses e encontrar uma combinação destes parâmetros que levam a melhores níveis de tensão no osso. O Método dos Elementos Finitos (MEF) é amplamente aplicado no desenvolvimento de novas próteses devido à capacidade de análise de estruturas complexas. O objetivo deste projeto é realizar uma análise paramétrica e um processo de otimização de uma prótese odontológica unitária sobre-implante. A análise paramétrica foi desenvolvida através de uma função matemática obtida a partir da Metodologia de Superfície de Resposta (RSM), que representa o comportamento estrutural da prótese em função de parâmetros pré-definidos, como a altura do implante, altura do abutment, Módulo de Elasticidade do osso cortical e carga aplicada. Para construir esta função, utilizou-se dos resultados de vinte e cinco modelos de Elementos Finitos com diferentes combinações dos parâmetros, as quais foram determinadas pela metodologia de Projeto por Experimentação (DOE). Através dessa função, analisou-se a influência de cada parâmetro na resposta mecânica, em termos de tensão de von Mises na região de interface entre osso cortical e implante. Esta função também foi utilizada no desenvolvimento de um processo de otimização que minimizou a tensão de von Mises no osso cortical. Constatou-se que dentro do domínio estudado todos os parâmetros têm comportamento linear e o mais influente é a carga aplicada. A tensão de von Mises é inversamente proporcional à altura do implante, e diretamente proporcional à altura do abutment, ao módulo de elasticidade do osso cortical e à força aplicada na coroa, portanto, o valor máximo da altura do implante juntamente com os valores mínimos da altura do abutment, módulo de elasticidade do osso cortical e de força aplicada é a combinação de parâmetros que minimiza a tensão de von Mises. Desta forma, apresenta-se além da influência dos parâmetros na resposta mecânica no osso cortical, um processo mais ágil na estimativa das tensões atuantes, através de uma função, e também a combinação de parâmetros obtida através da otimização que minimiza a tensão de von Mises no osso cortical.