Comportamento mecânico de implantes modificados na região de ápice: análise pelo método de elementos finitos, fotoelasticidade, torque de inserção e frequência de ressonância - Sciasci, Plínio [UNESP] (2017)
A proposta deste estudo foi analisar o comportamento mecânico e a distribuição de forças de diferentes geometrias de ápice em implantes cilíndricos por meio de método de elementos finitos (MEF), fotoelasticidade, torque de inserção e frequência de ressonância. Foram usinados quatro tipos de implantes: sem corte apical (A), com corte apical bi-partido (B), corte apical tri-partido (C), corte apical quadri-partido (D) e um quinto (grupo controle) implante Titamax Ti Ex (Neodent, Curitiba, Paraná, Brasil) (E), todos com dimensões (4,1 X 11,0 mm) de plataforma hexagonal externa. Para o ensaio fotoelástico, blocos de acrílico (30X30X10mm) com um implante foram copiados com Borracha Silicone. Dentro de cada molde de silicone foi vertido resina fotoelástica semi-fexível. Para o ensaio fotoelástico duas situações foram simuladas: aplicação de carga axial de 1 kgf e em outro momento aplicação do torque de 10 N.cm. As fotografias realizadas no polariscópio circular foram transferidas para um computador para leitura dos parâmetros fotoelásticos no software powerpoint (Office 2010). Para o estudo de elementos finitos, o desenho dos implantes foram reproduzidos em CAD (computer Aided design) através do software Autodesk Inventor® (versão 2015, São Paulo, Brasil) e o bloco ósseo tipo IV de dimensões (2X2X2cm) foram posteriormente processados pelo software Rhinoceros v5.0 SR8 (McNeel North America, Seattle, WA, USA). As simulações foram executadas pelo software (Ansys Workbench 10.0, Swanson Analysis Inc., Houston, PA, USA); no Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI, Campinas, São Paulo- Brasil). As propriedades mecânicas do implante (titânio grau II), e do osso normal tipo IV foram obtidos na literatura. Os modelos foram configurados com propriedades elástica-linear, isotrópica e homogênea. Foi simulado torque de 10 N.cm em todos os modelos que foram comparados com o ensaio fotoelástico de torque. Para os ensaios de torque e por frequência de ressonância. Trinta e cinco implantes cilíndricos de conexão hexágono externo foram usinados em sua região de ápice e divididos em cinco grupos, conforme os cortes citados acima: (A) (n=9), (B) (n=9), (C) (n=9), (D) (n=8) e (grupo controle) implante Titamax Ti Ex (n=7), todos com dimensões (4,1 X 11,0 mm). Blocos ósseos de poliuretano de dimensões (2,0 X 2,0 X 1,5 mm) análogo ao osso trabecular humano tipo III sem cortical óssea foram utilizados para inserção dos implantes. Os valores do torque de inserção foram obtidos por meio de um torquímetro digital em N.cm e a estabilidade primária foi mensurada com o Osstell Mentor (ISQ). Para ensaio de torque de inserção, os implantes do grupo D e Titamax Ti Ex apresentaram as maiores médias e foram significativamente diferentes dos demais implantes, com exceção entre os implantes do grupo C e D (p<0,05). Os implantes do (controle) e (A) obtiveram a maior média para a estabilidade primária quando comparada aos demais grupos (p<0,05). No entanto, não houve diferença estatisticamente significantes para as médias de estabilidade obtidas entre os implantes D e (controle). Pela análise de elementos finitos e fotoelasticidade constatou-se que todos os implantes apresentaram distribuição de tensões que decresceram de modo constante até a região de ápice, sendo que a região de maior concentração de forças foi localizada na plataforma e no ápice dos implantes. Os implantes do grupo A, B, C e D com os ápices modificados obtiveram padrões similares de forças nessas regiões enquanto que o implante (controle) apresentou maior concentração de tensões nessa região. Concluiu-se que as modificações realizadas na região de ápice dos implantes podem contribuir para o aumento da estabilidade secundária do implante e na diminuição de concentração de tensões na região de plataforma quando submetidos à força torque. As alterações realizadas na região de ápice dos implantes apresentam boa distribuição de tensões. Alterações geométricas em implantes na região de ápice influenciam significativamente sua estabilidade primária. As modificações propostas para a região de ápice dos implantes B, C e D podem sugerir vantagens futuras para aplicação clínica, já que o crescimento ósseo por entre os espaços criados no ápice pode travar o implante e resistir melhor as forças de torção.