ANA_LISE BIOMECA_NICA DE INFRAESTRUTURAS DE PRÓTESES TOTAIS MANDIBULARES SOBRE 3 E 4 IMPLANTES - Correções

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ANÁLISE BIOMECÂNICA DE INFRAESTRUTURAS DE PRÓTESES TOTAIS MANDIBULARES TIPO PROTOCOLO DE 03 E 04 IMPLANTES
LUIZ BASSI JUNIOR
Prof. Dr. Vilmar Divanir Gottardo
UNINGÁ - CENTRO UNIVERSITÁRIO INGÁ
 MARINGÁ/2019
 
RESUMO 
O desenvolvimento e a utilização dos implantes dentários na reabilitação oral dos pacientes edêntulos proporcionaram o restabelecimento da função mastigatória, da estética e a melhora substancial da qualidade de vida dos pacientes que procuram pela reabilitação por meio de próteses implanto suportadas, registrando alto índice de sucesso na atualidade. Este projeto de pesquisa teve como objetivo avaliar o esforço biomecânico e comparativo da barra metálica e implantes dentários na prótese tipo protocolo de 03 e 04 implantes (all-on-four) e com a utilização do método de elementos finitos (MEF).Em algumas reabilitações dentárias pode não ser possível a instalação de 4 implantes, portanto a utilização de 3 implantes pode ser uma alternativa mais simples e econômica. Este procedimento foi realizado com a confecção de dois protótipos idênticos de mandíbula em resina acrílica: um com protocolo de 3 implantes e outro com protocolo de 4 implantes que foram escaneados e, por meio da utilização do software Solidworks - 2016, foram geradas imagens 3D de ambos os protótipos que foram analisados pelo método de elementos finitos (MEF) no programa de simulação (SOFTWARE ANSYS). Forças compressivas foram aplicadas nas extremidades de ambos os protocolos para simular as forças de mastigação com intensidade de 1470 Mpa. Concluímos que, após a análise dos dados que foram apresentados, o protocolo de 3 implantes não só suporta a carga exercida como o faz de maneira mais eficiente que o protocolo de 4 implantes. 
Palavras-chave: Implantes dentários. Mandíbula. Método dos elementos finitos (MEF).
1 INTRODUÇÃO
O desenvolvimento e a utilização dos implantes dentários na reabilitação oral dos pacientes edêntulos proporcionaram (Branemark et al., 1977) o restabelecimento da função mastigatória, da estética e a melhora substancial da qualidade de vida dos pacientes que procuram pela reabilitação protética, por meio de próteses implanto suportadas, registrando nos dias atuais, alto índice de sucesso.
Muitos centros de pesquisa respaldaram, ao longo de anos de monitoramento, com altos índices de previsibilidade e confiabilidade, o sucesso desse tratamento, aliados à expectativa do paciente que pode ser reabilitado mais rapidamente. Modificações no projeto original foram propostas para redução no número de implantes suporte e alterações do tipo de componente protético (ENGSTRAND et al., 2003; ATTARD; ZARB, 2004).
O desenvolvimento de protocolos de tratamento para próteses fixas de arco completo mandibular usando quatro implantes em vez de cinco ou seis implantes foi estimulado pelos resultados de análises de carga de implantes e pesquisas clínicas (RANGERT et al., 1995; CAPELLI et al., 2007)
Para que o sucesso com o tratamento reabilitador seja conseguido, devem ser considerados os fatores biológicos, pois estes são os responsáveis pela integração dos tecidos aos implantes dentais e os fatores mecânicos, que se associam à estabilidade da conexão implante, parafuso e intermediário visando assim uma melhor distribuição das cargas oclusais para o osso de suporte dos implantes (GOODACRE et al., 2003; NEVES et al., 2005).
Aproximadamente 90% das falhas nos implantes são devidos a fatores mecânicos, como afrouxamento ou fratura de parafusos de pilar e de próteses. Por isso, a avaliação do comportamento biomecânico da prótese sobre implante é um parâmetro fundamental para se conseguir a adaptação passiva que se traduz pela ausência de tensões, diminuindo assim as falhas mecânicas e biológicas que podem atrapalhar o sucesso do trabalho restaurador. O conhecimento de cada um desses fatores, seu efeito na transmissão da tensão e a interação entre eles levam ao sucesso da reabilitação protética (ZARB; SCHMITT, 1990; NAERT et al., 1992; MICHALAKIS et al., 2014).
O objetivo deste trabalho é avaliar e comparar o comportamento biomecânico da infraestrutura metálica em protótipos de mandíbula, nas configurações sobre três e quatro implantes dentários com intermediários protéticos (minipilares), utilizando o método de elementos finitos (MEF). 
2 REVISÃO DE LITERATURA
A utilização de implantes dentários na reabilitação oral e o alto índice de sucesso desse procedimento comprovam a eficácia do fenômeno da osseointegração, segundo o protocolo de Branemark. 
Entretanto, apesar do alto índice de sucesso, podem existir complicações, pois o comportamento biomecânico dos implantes dentais é diferente dos dentes naturais, devido ao fato de serem desprovidos de ligamento periodontal. Dessa forma, toda a força mastigatória é transmitida ao osso de suporte (JEMT et al., 1990).
Nesse processo de osseointegração, ainda são observadas algumas falhas que podem ser precoces ou tardias. As falhas precoces acontecem durante ou após a cirurgia e comprometem o processo de osseointegração. As falhas tardias acontecem após a instalação das próteses e podem ocorrer pela perda de tecidos de suporte ou peri-implantite, ou por problemas biomecânicos onde se incluem as fraturas pela sobrecarga mecânica (PIATTELLI et al., 1998).
O sucesso ou insucesso do tratamento com implantes ósseos integrados está relacionado com a maneira como as cargas são transmitidas e absorvidas pelo tecido ósseo vizinho. Diversos fatores contribuem para essa situação de estresse no tecido ósseo, entre eles: a posição e angulação do implante, característica da superfície do implante, magnitude e direção da carga, desenho do implante (forma, comprimento, diâmetro), tipo de prótese, tipo de conexão protética na distribuição de cargas das próteses sobre implantes, quantidade e qualidade do tecido ósseo. Os tipos principais de força que atuam sobre o implante são: axial e oblíqua. A força axial distribui a tensão ao longo eixo do implante, sendo mais favorável à longevidade do implante, entretanto, a força oblíqua gera maior tensão no implante assim como no tecido ósseo circundante (RANGERT et al., 1995).
Essa força no sentido perpendicular simula a força mastigatória e que pode acontecer também quando os pacientes apresentam algum tipo de trauma oclusal, são portadores de bruxismo, possuem interferências oclusais nos movimentos de lateralidade e protrusão, reabilitações com implantes inclinados e próteses tipo “cantilever” (RANGERT et al., 1995; ISIDOR, 2006). 
O carregamento oblíquo excessivo provoca deformações na plataforma dos implantes e que pode levar à perda o implante. Por isso, ressaltamos a importância de um planejamento protético e ajuste oclusal bem realizado, principalmente em pacientes com implantes inclinados, hábitos parafuncionais e em situações de cantilever, no intuito de diminuir as forças oblíquas (RANGERT et al., 1995; COPPEDÊ et al., 2009). 
Os implantes sofrem uma força de alavanca quando, sobre os cantilevers, existe a atuação de forças mastigatórias que geram tensões pelo torque e pelo momento fletor (GEREMIA et al., 2009; NACONECY et al., 2010) entretanto, com a instalação de implantes inclinados ocorre uma diminuição dos cantilevers pela melhor distribuição das plataformas dos implantes (MALÓ; RANGERT; NOBRE, 2003; VASCONCELOS et al., 2003; FERREIRA et al., 2014).
Em função da extensão do cantilever e da inclinação dos implantes, Geremia et al. (2009) avaliaram a magnitude e a distribuição de forças axiais em momentos fletores em pilares. Dez barras metálicas simularam infraestruturas de prótese fixas implantossuportadas sobre dois modelos mestre com 5 implantes: um modelo com todos os implantes retos e paralelos e um com os dois implantes distais inclinados. Extensômetros foram fixados nos pilares para medir sua deformação quando uma carga de 50N foi aplicada no cantilever a 10, 15 e 20 mm do implante distal. Os valores de deformação foram convertidosem força axial e momento fletor. Os dados foram analisados pelo método analítico de anova e teste de Tukey. Os autores afirmaram que o efeito cantilever foi significativo para as forças axiais e sagitais no momento fletor, com um impacto mais pronunciado no pilar 01 para ambos os modelos em linha reta e inclinada, mas a inclinação dos implantes distais produziu uma diminuição significativa da força axial. Estes achados sugerem que a inclinação distal dos implantes pode ser mais favorável, do ponto de vista biomecânico, para os pilares de prótese fixa implanto-suportada para o maxilar desdentado total e, possivelmente, para a interface implante/osso. No entanto, convém sublinhar que os resultados obtidos não podem ser extrapolados diretamente para a situação clínica e os métodos utilizados para medir a deformação tem limitações experimentais devido ao posicionamento de tensão indicadores sobre a superfície do pilar. 
 Na avaliação de Kim et al. (2011), a inclinação dos implantes distais e a consequente diminuição dos cantilevers reduziram as forças máximas de tensão na crista óssea do implante posterior em relação aos implantes axiais, utilizando o conceito All-on-four e a metodologia da análise fotoelástica. Esses mesmos autores investigaram o efeito da inclinação dos dois implantes distais na distribuição de tensões. Foram confeccionados e utilizados dois modelos de mandíbula humana. O primeiro modelo apresentava 4 implantes axiais e o segundo modelo apresentava os dois implantes distais inclinados em 30° e os dois anteriores retos. Próteses em resina acrílica foram confeccionadas, instaladas nos modelos e carregadas com 13 Kg em três pontos de aplicação; fossa central do primeiro molar, fossa distal do segundo pré-molar e fossa distal do primeiro pré-molar. Concluiu-se que a tensão máxima foi reduzida em aproximadamente 17% com a utilização de implantes inclinados em comparação com implantes colocados axialmente.
Os momentos de flexão e as forças de tração e compressão em próteses implanto suportadas com três, quatro ou cinco pilares foram avaliados por Naconecy et al (2010). Para esse teste, dez infraestruturas de Pd-Ag (paládio-prata) foram testadas sobre dois modelos mestres: a) implantes verticais paralelos, e b) implantes distais inclinados. Extensômetros foram fixados nos pilares de cada modelo mestre, para medir a deformação quando uma carga estática de 50N foi aplicada no cantilever (15 mm). Os valores de deformação foram medidos quando a infraestrutura metálica era testada sobre três, quatro ou cinco pilares e transformada em valores de força e momentos de flexão. Os dados foram analisados utilizando os teste ANOVA e Teste de Tukey´s para múltiplas comparações ao nível de 5% de significância. Como resultados, os autores enfocados observaram que o pilar 01 (adjacente ao cantilever) obteve os maiores valores de força e momentos de flexão para todos os testes com três, quatro ou cinco pilares. Independente do número de pilares, a força axial no pilar foi maior no modelo vertical do que no modelo inclinado. O total de momentos de flexão foi mais alto com três pilares do que com quatro ou cinco pilares. Independente da inclinação dos implantes, a média de forças com quatro ou cinco pilares foi menor do que com três pilares. Desta forma, os resultados sugerem que implantes distais inclinados com quatro ou cinco pilares reduzem as forças axiais e aumentam os momentos de flexão.
Weinstein et al. (2012) avaliaram, por meio de um estudo prospectivo, os resultados clínicos em próteses totais com carga imediata em mandíbula, suportadas por dois implantes axiais e dois implantes inclinados. A instalação da prótese foi feita 48 horas após o procedimento cirúrgico com acompanhamento de seis meses até 2 anos e anualmente até 5 anos. Após um ano, foram realizadas avaliações radiográficas do índice de perda óssea. Todos os pacientes foram acompanhados por 1 ano no período que variou entre 20-48 meses. A taxa de sobrevivência dos implantes e das próteses foi de 100% e a perda óssea marginal ao redor de implantes axiais e inclinados foram similares com 12 meses em função oclusal, sendo respectivamente de 0,6 ± 0,3 mm e 0,7±0,4 mm. Concluíram que esse tipo de tratamento é bastante viável para mandíbulas atróficas.
Malhotra et al. (2012) avaliaram, através do método de elementos finitos (MEF), o estresse e a tensão produzidos no implante e no osso periimplantar, com o sistema all-on-four e diferentes comprimentos de cantilevers (4 mm e 12 mm). Os implantes apresentavam plataforma 4.3 mm e 15 mm de comprimento. As cargas aplicadas foram de 100N na região dos implantes anteriores e 250N na região do pré-molar e molar. Os implantes distais foram angulados a 30⁰ e 40⁰. Após a aplicação das cargas, não houve diferença estatística significante entre o comprimento dos cantilevers de 4 mm e 12 mm.
Baggi et al. (2013) analisaram, em seu trabalho, a comparação de duas técnicas de reabilitação diferentes em próteses totais implanto-suportadas por quatro implantes. Utilizando a análise de elementos finitos (MEF), dois grupos foram criados: grupo 1: cantilever de 5 m; grupo 2: cantilever de 15 mm, ambos com a infraestrutura metálica de 3 mm de espessura e 5 mm de largura. As cargas foram aplicadas de três diferentes modos: a primeira com distribuição uniforme de 300N em toda a prótese; a segunda carga foi aplicada no final do cantilever e a terceira carga foi aplicada entre os implantes mais mesiais com carga vertical de 250N e 100N na horizontal. Após os testes, concluiu-se que implantes inclinados permitem reduzir o estresse compressivo no osso peri-implantar devido a diminuição da extensão do cantilever.
O objetivo deste estudo, segundo Silva-Neto et al. (2014) foi avaliar a distribuição de tensão em uma prótese mandibular implanto suportada e no osso peri-implantar, considerando a quantidade, o diâmetro e a posição do implante, utilizando a análise linear de elementos finitos 3-D. Os modelos de mandíbula anterior compreendiam 4 grupos de acordo com a quantidade, diâmetro e posição do implante: grupo controle C, 5 implantes regulares; R, 3 implantes regulares; W, 3 implantes largos; e DTR, 3 implantes regulares com os distais inclinados 30º distalmente. O cantilever foi carregado com uma carga axial de 50 N. Os dados foram avaliados usando tensão de Von Misses sobre implantes e tensão principal máxima e microestrutura no osso. O grupo W apresentou o menor valor de estresse principal máximo no osso peri-implantar do lado carregado (4,64 MPa) quando comparado ao C (5,27 MPa), DTR (5,94 MPa) e R (11,12 MPa). Menores valores de estresse nos implantes carregados foram observados nos grupos experimentais quando comparados ao grupo C. No entanto, os implantes sem carga apresentaram resultados opostos. Todos os parafusos do grupo W apresentaram menores valores de tensão quando comparados ao grupo C. No entanto, os grupos R e DTR apresentaram um aumento nos valores de estresse, com exceção do parafuso carregado. Uma redução no número de implantes associados a implantes mais largos reduziu o estresse nos componentes ósseo e protético. O objetivo deste estudo foi desenvolver e documentar um protocolo cirúrgico e protético simples, seguro e eficaz para a função imediata (dentro de 2 horas) de quatro implantes Brånemark System que suportam próteses fixas em mandíbulas completamente desdentadas: o "All-on-Four" conceito.
De Vico et al. (2011) descreveram, por meio desse estudo, após uma revisão detalhada da literatura (2008 a 2010), a justificativa clínica e biomecânica dos implantes basculantes e a avaliação do prognóstico a longo prazo das próteses fixas totalmente carregadas imediatamente para o tratamento de pacientes desdentados com extrema atrofia óssea, reabilitados com implantes axiais e inclinados de 2008 a 2010. Essa nova técnica cirúrgica pode reduzir a morbidade do paciente e ampliar as indicações para o carregamento imediato de reabilitações fixas completas, é o que os resultados do presente estudonos sugerem. Isso melhora a previsibilidade do objetivo do tratamento, permite um melhor gerenciamento de riscos e fornece mais informações individuais para o paciente. Esses são os aspectos mais importantes dessa tecnologia, que podem contribuir para estabelecer padrões de qualidade mais altos em implantodontia.
Bevilacqua et al. (2008) muitos estudos clínicos relataram altas taxas de sobrevida para implantes inclinados. No entanto, os implantes inclinados transmitem maior estresse ao osso quando comparados aos implantes posicionados verticalmente. Estudos teóricos (baseados em computador), laboratoriais e clínicos são necessários para abordar efetivamente esse problema. Neste estudo, uma análise de elementos finitos tridimensionais foi realizada para analisar os valores de tensão em torno dos implantes inclinados versus retos. Foram relatados, por meio de estudos clínicos, altas taxas de sobrevida para implantes inclinados. No entanto, os implantes inclinados transmitem maior estresse ao osso quando comparados aos implantes posicionados verticalmente. Os resultados revelaram evidências laboratoriais e biomecânicas de que a inclinação distal dos implantes, imobilizados em próteses fixas completas sem cantilevers, reduziu a quantidade de estresse gerado ao redor do osso peri-implantar quando comparado com os níveis de estresse observados no osso peri-implantar com implantes verticais e segmentos sem cantilevers em próteses fixas totalmente semelhantes.
Bernardes et al. (2009) observaram os campos de tensão peri-implantares gerado sob carga axial aplicada no centro do implante e a vários milímetros de distância do centro do implante através de análise fotoelástica e concluíram que sob uma carga fora do centro, as interfaces internas hexadecimais apresentaram as menores concentrações de tensão, as interfaces de cone interno apresentaram resultados intermediários e os implantes de uma peça e hexágono externo resultaram em altos níveis de tensão. Cargas axiais centralizadas produziram resultados semelhantes.
Balshi et al. (2014) tiveram como objetivo deste estudo avaliar retrospectivamente as taxas de sobrevivência do implante em pacientes tratados com o protocolo All-on-Four™ de acordo com mandíbulas desdentadas, sexo e orientação do implante (inclinado vs. axial). Todos os implantes Brånemark System colocados em pacientes seguindo o protocolo All-on-Four™ em um único consultório particular, onde foram separados em múltiplas classificações (maxila vs. mandíbula; masculino vs. feminino; inclinado vs. axial) pela revisão retrospectiva do prontuário do paciente. Os critérios de inclusão consistiram em qualquer implante Brånemark System colocado com o protocolo All-on-Four™ desde o início clínico (maio de 2005) até dezembro de 2011. As tabelas de vida foram construídas para determinar as taxas cumulativas de sobrevivência do implante (CSR). Os arcos, gêneros e orientações dos implantes foram comparados estatisticamente com ANOVA. Cento e cinquenta e dois pacientes, compreendendo 200 arcos (800 implantes) de maio de 2005 até dezembro de 2011, foram incluídos no estudo. A CSR geral do implante foi de 97,3% (778 de 800). Duzentos e oitenta e nove de 300 implantes maxilares e 489 de 500 implantes mandibulares sobreviveram, para CSRs de 96,3% e 97,8%, respectivamente. Em pacientes do sexo masculino, 251 dos 256 implantes (98,1%) permanecem em funcionamento enquanto 527 dos 544 implantes (96,9%) em pacientes do sexo feminino sobreviveram. Quanto à orientação do implante, 389 de 400 implantes inclinados e 389 de 400 implantes axiais ósseo integrados, para CSR idênticos de 97,3%. Todas as comparações foram consideradas estatisticamente insignificantes. A taxa de sobrevida da prótese foi de 99,0%. Os resultados deste estudo sugerem que mandíbulas desdentadas, sexo e orientação do implante não são parâmetros significativos na formulação de um plano de tratamento All-on-Four™. Os altos CSRs para cada variável analisada demonstram o tratamento All-on-Four ™ como uma alternativa viável a protocolos mais extensos para a reabilitação de maxilares ou mandíbulas desdentadas.
Li et al. (2015) investigaram se existe uma relação de correspondência entre o comprimento e o ângulo de inclinação dos implantes terminais no protocolo do All-on-Four, estudando os efeitos das diferentes configurações do implante nas distribuições de tensão do implante, osso e estrutura. Para tanto, utilizaram quatro implantes para apoiar uma prótese fixa de arco completo e cinco modelos tridimensionais de elementos finitos foram estabelecidos com imagens de TC, com base no comprimento (S e L) e ângulo de inclinação distal (0°, 30° e 45°) de implantes terminais para uma mandíbula desdentada, denominada: Tilt0-S, Tilt30-S, Tilt30-L, Tilt45-S e Tilt45-L. Uma força oblíqua de 240N foi no segundo molar. As tensões de von Mises foram analisadas. Concluíram que a combinação de diferentes comprimentos e ângulos de inclinação dos implantes terminais levou a reduções variáveis de tensão nos implantes, ossos e na superestrutura. Quando fizeram a otimização da configuração do implante, a redução do estresse nos implantes e no osso adjacente pode ser maximizada. Na condição atual, o Tilt45-L era a configuração preferida. Mais testes clínicos são necessários.
Varinauskas et al. (2013) avaliaram a influência do comprimento do cantilever e posição dos implantes na distribuição de tensões em próteses que continham 14 dentes. Concluíram que o comprimento do cantilever mais adequado deveria ter dois dentes e não exceder a extensão de três dentes, pois para esse quadro os resultados encontrados foram piores, o que está de acordo com o atual trabalho, que ao compararmos os diferentes comprimentos de cantileveres (12 mm, 19 mm e 26 mm), notamos que houve uma diminuição significativa de resistência a compressão (p<0,05) com seu aumento (tabelas 5 a 8). A incorporação de cantilevers em próteses suportadas por implantes está associada à alta incidência de complicações técnicas relacionadas às infraestruturas, sendo de 20,3% para próteses com cantilevers e 9,7% para as sem cantilevers.
Ozan e Kurtulmus-Yilmaz (2018) avaliaram o efeito da inclinação do implante e do comprimento do cantilever na distribuição de tensões no osso cortical mandibular, implante, pilar, estrutura protética e parafuso protético através da análise tridimensional de elementos finitos (FEA). Foram projetados quatro diferentes modelos de elementos finitos (0-0, 17-17, 30-30, 45-30) de acordo com o ângulo de inclinação (0, 17, 30 e 45 graus) do implante posterior e ângulo de pilares multi unidades (0, 17 e 30 graus). Próteses fixas aparafusadas com diferentes comprimentos de cantilever de acordo com a inclinação do implante foram modeladas. Um alimento foi usado para a aplicação de carga 100-N. Concluíram que a comparação biomecânica via FEA 3D revelou que a diminuição do comprimento do cantilever pela inclinação dos implantes posteriores resultou em uma redução nos valores de tensão no osso peri-implantar, no abutment, no parafuso protético e na estrutura metálica. Os grupos com implantes posteriores inclinados de 30 e 45 graus e comprimentos de cantilever mais curtos apresentaram melhores distribuições de tensão em comparação com os grupos retos e inclinados a 17 graus, concluindo o All-on-4 é usado na terapia de mandíbulas desdentadas. No entanto, poucos estudos investigaram o efeito de tais implantes no osso de suporte para esclarecer as diferenças no estresse no osso cortical peri-implantar entre 2 padrões de 6 implantes e 8 padrões de 4 implantes com mudança no ângulo de inclinação baseado no All-on-4. 
Lofaj et al. (2015) observaram que a análise de elementos finitos (FEA) da distribuição de tensões nos implantes mono- e bicorticalmente submetidos à carga 3-axial foi realizada e verificada experimentalmente em modelo de mandíbula para avaliar os benefícios de cada tipo de fixação do ponto de vista do estresse de compressão redução na parte cortical da mandíbulaatrofiada. A análise revelou que as maiores tensões de compressão no osso cortical são geradas na borda do osso cortical, onde o maior torque do implante está agindo. A maneira mais eficaz de reduzir o nível máximo de tensões de compressão no osso cortical e no implante é a recessão do fio do implante ligeiramente abaixo da superfície do osso cortical. O encurtamento do comprimento intra-ósseo do implante e / ou adelgaçamento do osso cortical superior resulta em um aumento substancial das tensões compressivas máximas. A comparação dos experimentos FEA e modelo sugere que a fixação bicortical é a mais eficiente nos implantes frescos e a vantagem da fixação bicortical em relação à fixação monocortical diminui com o tempo devido à osteointegração, possivelmente como resultado da supressão gradual do deslizamento entre o osso e o implante durante o carregamento.
Takahashi, Shimamura e Sakurai (2010) avaliaram modelos tridimensionais de análise de elementos finitos baseados no valor médio das mandíbulas desdentadas japonesas foram construídos. Implantes de 13 ou 15 mm de comprimento foram inseridos entre os forames mentais. No modelo de 6 implantes, os implantes foram inseridos em paralelo. No modelo de 4 implantes, os 2 implantes anteriores foram inseridos em paralelo e os 2 implantes posteriores em paralelo ou inclinado. Implantes foram splinted com uma superestrutura Resultados: o estresse foi concentrado em torno do implante mais posterior no lado direito. Na condição A, o estresse aumenta com 4 implantes e aumenta a angulação. A 45°, o estresse aumentou em 23% em relação ao modelo de 6 implantes. Na condição B, o estresse aumentou com 4 implantes, embora o estresse tenha diminuído com o aumento da angulação. A 45°, o estresse diminuiu em 45% dos 6 implantes. Conclusões: o uso de 4 implantes ou implantes inclinados aumentou o estresse no osso cortical peri-implantar. No entanto, quando usado em conjunto com um cantilever curto, os implantes inclinados diminuíram o estresse no osso cortical peri-implantar.
3 MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Materiais
Esse procedimento foi realizado no Centro Universitário da Uningá, em parceria com a Faculdade de Engenharia Mecânica da Uningá, em Maringá-Pr.
Para essa análise, foram utilizados dois protótipos de mandíbulas edêntulas extra duras (Nacional Ossos), desenvolvidas em poliuretano com densidade variando entre 50 a 55 shore aproximadamente, compatíveis com a dureza do osso da mandíbula em seres humanos. As perfurações foram realizadas respeitando-se a distância compreendida entre os forames mentuais e estabeleceu-se como limites das perfurações distais 5 mm do centro do forame mentual. Assim sendo, definindo-se os limites distais, as outras perfurações foram realizadas estabelecendo-se uma equidistância entre os todos os implantes. Foram utilizados implantes de hexágono externo 3,75 x 13mm Ex, superfície neoporos (Neodent), instalados na região entre os forames mentuais, onde foram inseridos 3 e 4 implantes em cada protótipo, respectivamente. A infraestrutura protética foi confeccionada utilizando como referência uma barra metálica na forma de um arco contornando o rebordo alveolar da mandíbula. Esta estrutura metálica foi confeccionada em liga de Ni-Cr com medidas de 5 mm de espessura, 4 mm de altura e cantilever com extensão de 10 mm.
 Os intermediários protéticos (minipilares-Neodent) fizeram a conexão entre os implantes e as infraestruturas metálicas, efetivado por um torque de 10 N. Por meio da realização do método dos elementos finitos (MEF), foi realizada a análise biomecânica das estruturas metálicas confeccionadas sobre três e quatro implantes dentários. As imagens dos modelos tridimensionais foram desenvolvidas por meio do programa de modelagem gráfica Solidworks-2016 (Solidworks Corp., Massachusetts, EUA) e foram testadas no programa de simulação Ansys. Os dois programas fazem quase a mesma função, sendo que o Solidworks-2016 é melhor para os desenhos dos sólidos e o Ansys é mais eficiente para a simulação.
 
3.2 Métodos
Para realização desse procedimento, foram confeccionados e escaneados dois protótipos iguais de mandíbula: um com o protocolo de três implantes e outro com o protocolo de quatro implantes. Assim, foram geradas imagens 3D de ambos os protótipos, com o intuito de serem utilizadas no programa de simulação (ANSYS) para maior precisão dos resultados. 
Os parafusos têm a função de conectar os minipilares à barra metálica por meio da aplicação de uma força de 10 Newtons.
Os minipilares são intermediários instalados sobre os implantes e tem a função de fazer a ligação entre a conexão protética dos implantes e a barra metálica.
Antes de fazer as simulações, tornou-se necessário realizar um estudo de malhas para verificar qual a malha ideal para cada caso e para que os valores da simulação sejam mais próximos do objeto real. Devido à complexidade da superfície a ser estudada, a malha fica mais densa e isso aumenta a quantidade de nós, inviabilizando o desenvolvimento do programa. Por isso se faz necessário o estudo das malhas que serão utilizadas.
De acordo com os parâmetros do programa utilizado nesse estudo, foram geradas 10 malhas diferentes para cada protótipo. Estas malhas variam de: 1,5 mm até 6 mm na prótese com 3 implantes e de 1,5 mm até 6,5 mm na prótese com 4 implantes e uma tabela foi gerada com os dados obtidos.
Após a seleção da malha e a sua análise concluída, realizaram-se as simulações. Vale ressaltar a necessidade de remover as roscas dos parafusos e dos implantes, pois exigia um alto grau de refinamento da malha, a qual extrapolava o limite da licença adquirida pela instituição, por isso foi necessário modificar alguns parâmetros sutis na malha selecionada. Com os dados obtidos foi gerado um gráfico: nº total de elementos x tensão média no implante, 
Depois de analisar o comportamento da malha, optou-se em adotar o parâmetro de “elemet size” de 1,5 mm para gerar a malha. Além disso, visando maior refinamento da mesma, foram geradas três sub-malhas separadas em: a) mesh mandíbula; b) mesh protocolo e; c) mesh implantes. Os parâmetros gerais da malha foram: elemento size: 1,5 mm; max size: 2,5 mm (demais parâmetros automaticamente pelo programa). 
Com as malhas definidas, foi selecionado o tipo de materiais de cada componente. Os parâmetros gerais da malha foram: elemento size: 1,5 mm; max size: 2,5 mm (demais parâmetros automaticamente gerados pelo programa). A partir desses parâmetros, foi gerado um gráfico que fornece a qualidade dos elementos utilizados com estruturas e formas melhor delineados para a execução do estudo.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS ENTRE 3 E 4 IMPLANTES:
Foram aplicadas forças compressivas nas extremidades de ambos os protocolos para simular as forças de mastigação com intensidade de 1470 Mpa. As simulações foram realizadas e foram observados os seguintes resultados. 
Figura 1 – Região da aplicação da força.
Legenda: a) força aplicada sobre a barra metálica com 3 implantes; 
 b) força aplicada sobre a barra metálica com 4 implantes.
Fonte: ANSYS
Figura 2 - Área de aplicação de força sobre cantilevers com 3 implantes.
Legenda: a) força aplicada cantilever esquerdo; b) força aplicada cantilever direito.
Fonte: ANSYS
Figura 3 – Área de aplicação de força sobre cantilevers com 4 implantes.
Legenda: a) força aplicada cantilever esquerdo; b) força aplicada cantilever direito.
Fonte: ANSYS.
Figura 4 – Resultado da análise do estresse no protocolo de 3 implantes
Fonte: ANSYS.
Figura 5 – Resultado da análise do estresse no protocolo de 4 implantes
Fonte: ANSYS.
Após a análise dos dados apresentados, observou-se que o protocolo de 3 implantes (Figura 4) não só suporta a carga exercida como o faz de maneira mais eficiente que o protocolo de 4 implantes (Figura 5). Isto é comprovado pelo valor obtido da mínima tensão dos implantes 2 e 3 no protocolo de 4 implantes, que apresentam valores maiores porque são mais exigidos e sofrem maior tensão do que a mínimatensão do implante número 2 na barra de 3 implantes com a mesma força aplicada.
E no protocolo de 3 implantes, devido à geometria e à distribuição dos implantes na mandíbula, ocorre uma melhor dissipação das forças exercidas sobre a barra metálica, pois a melhor distribuição das forças é comprovada nos resultados onde os pinos das extremidades sofrem menor tensão nos protocolos de 3 implantes do que no protocolo de 4 implantes.
Todos os implantes do protocolo com 3 implantes sofreram menos tensão ao nível ósseo, consequentemente, menor probabilidade de reabsorção óssea ao redor dos implantes.
 Na Comparação das tensões nos implantes entre os dois modelos de protocolos, todos os valores do protocolo 3 são inferiores aos valores do protocolo 4, isto pode ser traduzido devido a melhor distribuição de forças ao longo da barra, em que os implantes do protocolo com 3 são menos exigidos do que nos protocolos de 4 implantes, nas mesmas condições de força. 
Essa melhor dissipação das forças se deve também à disposição geométrica dos implantes no protocolo com 3 implantes.
 A complexidade geométrica das estruturas e o número elevado de faces dos protótipos utilizados excederam a capacidade do programa Solidworks-2016, por esse fator não foi possível a transformação da imagem 3D em um sólido . Para solucionar esse problema e para que fosse possível a realização desse teste, foram feitas uma série de medições na mandíbula e foram obtidas imagens 3D de dimensões semelhantes aos protótipos utilizados. Com o auxílio de um paquímetro, calibrado previamente para a obtenção das mensurações, foram obtidas dimensões médias para realizar a interpretação da mandíbula e, a partir disso, gerar um sólido (utilizando o SolidWorks-2016) com dimensões semelhantes ao protótipo para que fosse possível a realização dos testes. 
Devido ao mesmo problema que ocorreu da mandíbula, os outros componentes também foram feitos no SolidWorks-2016, com exceção dos implantes, pois estes foram obtidos através da “biblioteca virtual comunitária” GRABCAD COMMUNITY. 
5 CONCLUSÃO
Baseado na metodologia utilizada foi possível concluir que:
O protocolo sobre três implantes suporta a carga exercida de maneira mais eficiente que o protocolo de 4 implantes.
A construção dos protótipos e, as condições de carga podem apresentar diferentes interpretações, o que requerem maior padronização dos experimentos realizados pelo método de elementos finitos, para que a confiabilidade e a comparação dos resultados não sejam prejudicadas.
No protocolo de 3 implantes, devido à geometria e à distribuição dos implantes na mandíbula, ocorreu uma melhor dissipação das forças exercidas sobre a barra metálica, pois a melhor distribuição das forças é comprovada nos resultados onde os implantes das extremidades sofrem menor tensão nos protocolos de 3 implantes do que no protocolo de 4 implantes.
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